初中化學實驗設計之四人呼出氣體與空氣組成

　　初中化學實驗設計之人呼出氣體與空氣組成的比較
　　1．化學反應原理
　　氣體經吸入后，在肺部進行氣體交換，氧氣濃度減小，二氧化碳濃度增加，由于肺部溫度較高，水的含量明顯高于空氣中，甚至達到過飽和狀態，故冬天呼吸時有白霧產生。
　　檢驗氧氣用燃著的木條試驗，木條燃燒燃燒不旺，證明氧氣濃度降低；二氧化碳用澄清石灰水驗證，石灰水變渾濁，證明二氧化碳濃度比空氣大；對著冷而干燥的玻璃片呼氣，由于水蒸氣在玻璃片上液化，玻璃片上出現水滴，由此證明呼出的氣體中水的含量高于空氣。
　　2．實驗儀器：水槽、集氣瓶、玻璃管、玻璃片、火柴、小木條。
　　   實驗藥品：澄清石灰水。
　　3．探究方案：
　　⑴ 取氣：先在集氣瓶內裝滿水，用毛玻璃片蓋住瓶口，翻轉過來，倒扣入水槽中。如圖4-1。用彎導管伸入集氣瓶內，用嘴向集氣瓶內吹氣，待有氣泡向瓶外冒出時，大水下用毛到點璃片蓋住瓶口，取出集氣瓶，并正放在桌面上待用，用此法收集兩瓶氣體。如圖4-2所示。由于二氧化碳能溶于水，故此操作要求速度不可太慢。太慢，則二氧化碳溶于水，取出的氣體與呼出氣體差異較大。
 
　　 
　　⑶  驗證二氧化碳：取一瓶呼出氣體和一個空瓶（里面有空氣），分別滴加少量澄清石灰水，稍振蕩，觀察到呼出氣體瓶中石灰水明顯變渾濁，而空瓶中石灰水沒有明顯變化。證明呼出的氣體中二氧化碳含量高。如圖4-3。

　　

　　⑶驗證氧氣：取一瓶呼出氣體和一個空瓶，分別伸入一根點燃的小木條，觀察燃燒現象。小木條在空氣中正常燃燒，在呼出氣體中燃燒不旺。證明呼出氣體中氧氣的濃度低。如圖4-4。

　　

　　⑷ 驗證水蒸氣：取兩塊玻璃片，一片置于桌面上，一片對著呼氣，觀察玻璃表面。對著呼氣的玻璃片表面有水霧出現，而置于桌面的玻璃片上無明顯變化。如圖4-5。
　　做該實驗時，時值高溫時節，該實驗往往很難觀察到現象。教師可引導學生回憶日常生活的經驗，如冬天對玻璃呵氣，玻璃片上有水霧。也可以將玻璃片稍置于冰箱中冷卻一小會（不可時間過長，若玻璃片溫度太低，空氣中的水蒸氣亦可在玻璃片上凝結而出現水霧。）
　　4．探究評價：
　　該探究實驗操作簡單，原理也不復雜，學生能獨立完成。但現象不夠明顯，特別是驗證水蒸氣的操作幾乎難以觀察到現象。
　　負面影響最大的是取樣的操作，它將不利于以后學習二氧化碳的收集方法。當然，我們完全有理由相信，二氧化碳在水中的溶解速度較慢，溶解度也不很高，用這種方法收集到的氣樣與實際呼出的氣體差異不大，但如何跟學生解釋，怕不是一件簡單的事了。
　　5． 資源開發：
　　人呼出氣體與環境氣體成分的比較：（體積分數，單位：%）
 

　　6．創新思維：
　　⑴ 取氣：為避免排水取氣法帶來的副作用，可引導學生用其他方法收集呼出的氣體。可用嘴吹無色塑料袋，同時擺動另一塑料帶取出空氣。還可以用用打氣筒向氣球內打入空氣等。由此取出的氣樣可用于驗證二氧化碳的量。

　　
　　⑵  驗證二氧化碳：可用如圖4-6所示的實驗裝置。吸氣時，打開閥門A，關閉閥門B，空氣經Ⅰ瓶吸入人體內；呼氣時，關閉閥門A，打開閥門B，呼出的氣體經瓶Ⅱ排出。觀察兩瓶中的現象。Ⅰ瓶中石灰水沒有明顯變渾濁，Ⅱ瓶中石灰水變渾濁。證明人呼出的氣體中含有較多的二氧化碳，這些二氧化碳是在人體內交換形成的。

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