我們吸入的空氣和呼出的氣體有什么不同?
資料：
(1)二氧化碳可以使澄清的石灰水變渾濁，白色渾濁越多，說明氣體中二氧化碳越多。
(2)氧氣可以使帶火星的木條復燃，木條燃燒越旺，說明氧氣越多。
(3)二氧化碳可以使燃著的木條熄滅。
吸入和呼出氣體的比較探究實驗：
1. 實驗方案：
| 用排水法收集氣體 | 在兩個集氣瓶中裝滿水，用玻璃片蓋住瓶口，倒放入水中。將塑料管小心插入集氣瓶內，吹氣 | 集氣瓶中的水逐漸排出，收集滿呼出的氣體 | 呼出的氣體幾乎沒有溶于水 |
| 在水中收集滿氣體后，用玻璃片蓋住瓶口，從水中取出正放于桌面上 | 氣體無色 | 無色的氣體,密度比空氣的大 | |
| 探究呼出氣體的性質 | 向一個盛空氣的集氣瓶和一個盛呼出氣體的集氣瓶中，各滴入幾滴澄清的石灰水，振蕩 | 盛空氣的集氣瓶內澄清石灰水沒有變渾濁；盛呼出氣體的集氣瓶內澄清的石灰水變渾濁 | 呼出的氣體中二氧化碳的含量>空氣中二氧化碳的含量 |
| 將燃著的木條分別插入另一個盛有呼出氣體的集氣瓶中和盛有空氣的集氣瓶中 | 盛有空氣的集氣瓶中的木條繼續(xù)燃燒，無明顯變化；盛呼出氣體的集氣瓶中燃著的木條逐漸熄滅 | 呼出的氣體中氧氣的含量<空氣中氧氣的含量 | |
| 取一塊干燥的玻璃片，對著呼氣，并與放在空氣中的另一塊玻璃片進行比較 | 對著呼氣的玻璃片上有一層水霧；放在空氣中的玻璃片無明顯變化 | 呼出的氣體中水蒸氣的含量>空氣中水蒸氣的含量 |
2. 探究說明：給集氣瓶裝水時，很容易使集氣瓶內留有氣泡，為了避免這個問題，首先應該把集氣瓶放正、水裝滿，蓋玻璃片時，應先蓋住一小部分，然后沿水平方向推動玻璃片，將瓶口全部蓋住。
3. 分析與討論：
(1)吸人的空氣中二氧化碳的含量為0．03％，所以加入澄清石灰水無明顯現(xiàn)象，而呼出的氣體中二氧化碳的含量約為4％，所以能使澄清石灰水變渾濁。
(2)呼吸作用消耗氧氣產生二氧化碳，呼出氣體中氧氣含量低，不能支持木條燃燒。
(3)人體中大部分都是水，且每天還產生一部分水，所以呼出的氣體中含有的水蒸氣比空氣中的多。
相關初中化學知識點：空氣中氧氣含量的測定
空氣中氧氣含量的測定實驗是初中化學的一個重要實驗，同時也是歷年各地中考命題的熱點。近年來在課本實驗的基礎上進行拓展、創(chuàng)新，旨在考查同學們的實驗探究能力及創(chuàng)新思維能力已成為中考命題的趨勢。
空氣中氧氣含量的測定實驗：
| 原理 | 利用紅磷在空氣中燃燒，將瓶內氧氣消耗掉，生成五氧化二磷固體，使空氣內壓強減少，在大氣壓作用下，進入容器內水的體積即為減少的氧氣的體積。4P + 5O2 2P2O5 |
| 裝置 |  |
| 步驟 | ①連接裝置，檢查裝置氣密性 ②把集氣瓶的容積分成5等份，做好記號。 ③用止水夾夾緊膠管。 ④在燃燒匙內放入過量的紅磷。 ⑤點燃燃燒匙中的紅磷，立即伸入集氣瓶中，把塞子塞緊 ⑥待紅磷熄滅并冷卻后，打開止水閥 |
| 現(xiàn)象 | ①集氣瓶中有大量的白煙生成，并放出熱量 ②打開止水夾，燒杯中的水倒流到集氣瓶中，并上升到約1/5處 |
| 結論 | 空氣中氧氣的體積分數約為1/5。 |
實驗中的注意事項：
1.測定空氣中氧氣的體積分數時，所用物質應滿足的條件：
①此物質能夠在空氣中中燃燒，不能用鐵絲代替，鐵絲在空氣中不能燃燒
②此物質在空氣中燃燒的時只能消耗氧氣，不能消耗其他氣體。不能選用鎂代替紅磷，因為鎂不僅與空氣中的氧氣反應，還和二氧化碳反應。
③此物質在空氣中燃燒時只能生成固體，而不能生成氣體，一般不用木炭，硫代替紅磷。
2.實驗失敗與成功的原因：
①裝置不漏氣是本實驗成功的關鍵，所以實驗前應檢查裝置的氣密性。如果氣密性不好，外界空氣會進入容器，使測定結果低于1/5。
②實驗中紅磷要過量，以消耗容器內全部氧氣，否則會使測定結果低于1/5.
③實驗完畢，待容器冷卻至室溫后，再打開止水夾，觀察進水的體積，避免因溫度高，氣體膨脹，使測定結果低于1/5.
空氣中氧氣含量測定實驗的改進：
1.測定原理：
（1）紅磷（白磷）在密閉的容器中燃燒，消耗氧氣，生成白色固體五氧化二磷。密閉容器內壓強減小，大氣壓將水壓入容器，通過測定容器中的水的量測定氧氣在空氣中的含量。
（2）利用金屬與氧氣反應，消耗密閉容器中的氧氣使密閉容器內壓強減小，在大氣壓的作用下，推動刻度器上的活塞移動，測出氧氣體積。
2.裝置
3.實驗現(xiàn)象
（1）紅磷（白磷）燃燒，產生大量白煙
（2）a中睡眠上升約占鐘罩內空氣體積的1/5
b中進入集氣瓶中水的體積約占集氣瓶液面以上容積的1/5
c中活塞移動到4處
d中U形管左側液面上升至刻度1處
e中試管中液面上升至刻度1處
f中右側的活塞會左移
4.結論
空氣中氧氣體積約占空氣總體積的1/5
5.注意事項
（1）實驗中紅磷要過量，以消耗容器內全部氧氣，否則會使測定結果低于1/5.
（2）裝置不漏氣是本實驗成功的關鍵，所以實驗前應檢查裝置的氣密性。如果氣密性不好，外界空氣會進入容器，使測定結果低于1/5。
（3）不能用硫、木炭、鐵絲等代替紅磷（白磷）。因為硫或木炭燃燒后產生的氣體會彌補反應所消耗的氧氣，導致測得的體積不準確，而細鐵絲在空氣中難以燃燒，氧氣體積幾乎不變，因此密閉空氣內水面不上升。
（4）導氣管要夾緊，燃燒匙放入集氣瓶時要迅速，防止空氣受熱膨脹，從導氣管或集氣瓶逸出，導致進入水的體積增多，使實驗結果偏高。
相關初中化學知識點：氮氣的性質和用途
氮氣：
氮氣，常況下是一種無色無味無臭的氣體，且通常無毒。氮氣占大氣總量的78.12%（體積分數），是空氣的主要成份。常溫下為氣體，在標準大氣壓下，冷卻至-195.8℃時，變成沒有顏色的液體，冷卻至-209.86℃時，液態(tài)氮變成雪狀的固體。氮氣的化學性質很穩(wěn)定，常溫下很難跟其他物質發(fā)生反應，但在高溫、高能量條件下可與某些物質發(fā)生化學變化，用來制取對人類有用的新物質。
物理性質：
（1）無色無味的氣體
（2）不易溶于水
（3）在標準狀況下密度為1.251g/L，密度比空氣略小
化學性質：
化學性質不活潑，一般情況下不能燃燒，也不支持燃燒；在常溫下難與其他物質發(fā)生反應，但在高溫下也能與一些物質發(fā)生化學反應。
用途：
(1)焊接金屬時做保護氣
(2)燈泡中填充氮氣以延長燈泡的使用壽命，食品包裝袋中充有氮氣以防止食品腐爛變質
(3)醫(yī)療上可以在液氮冷凍麻醉的條件下做手術
(4)超導材料在液氮的低溫環(huán)境下能顯示超導性能
(5)制造氮肥和硝酸
(6)有些博物館把貴重罕見的書畫，墨寶保存在充滿氮氣的圓筒中，既可以避免氧化變質，又可防止蟲蛀霉變。
氮的化學性質:
1. 氮化物反應
氮化鎂與水反應：Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2↓+2NH3↑
在放電條件下，氮氣才可以和氧氣化合生成一氧化氮：N2+O2=放電=2NO
一氧化氮與氧氣迅速化合，生成二氧化氮2NO+O2=2NO2
二氧化氮溶于水，生成硝酸，一氧化氮3NO2+H2O=2HNO3+NO
五氧化二氮溶于水，生成硝酸，N2O5+H2O=2HNO3
2. 氮和活潑金屬反應
N2與金屬鋰在常溫下就可直接反應：6Li+N2===2Li3N
N2與堿土金屬Mg、Ca、Sr、Ba在熾熱的溫度下作用：3Ca+N2===Ca3N2
N2與鎂條反應：3Mg+N2=點燃=Mg3N2(氮化鎂)
3. 氮和非金屬反應
N2與氫氣反應制氨氣：N2+3H2===（可逆符號）2NH3
N2與硼要在白熱的溫度才能反應：2B+N2===2BN（大分子化合物）
N2與硅和其它族元素的單質一般要在高于1473K的溫度下才能反應。
氮氣用途??汽車輪胎
1.提高輪胎行駛的穩(wěn)定性和舒適性
氮氣幾乎為惰性的雙原子氣體，化學性質極不活潑，氣體分子比氧分子大，不易熱脹冷縮，變形幅度小，其滲透輪胎胎壁的速度比空氣慢約30～40%，能保持穩(wěn)定胎壓，提高輪胎行駛的穩(wěn)定性，保證駕駛的舒適性；氮氣的音頻傳導性低，相當于普通空氣的1/5，使用氮氣能有效減少輪胎的噪音，提高行駛的寧靜度。
2.防止爆胎和缺氣碾行
爆胎是公路交通事故中的頭號殺手。據統(tǒng)計，在高速公路上有46%的交通事故是由于輪胎發(fā)生故障引起的，其中爆胎一項就占輪胎事故總量的70%。汽車行駛時，輪胎溫度會因與地面磨擦而升高，尤其在高速行駛及緊急剎車時，胎內氣體溫度會急速上升，胎壓驟增，所以會有爆胎的可能。而高溫導致輪胎橡膠老化，疲勞強度下降，胎面磨損劇烈，又是可能爆胎的重要因素。而與一般高壓空氣相比，高純度氮氣因為無氧且?guī)缀醪缓莶缓�，其熱膨脹系數低，熱傳導性低，升溫慢，降低了輪胎聚熱的速度，不可燃也不助燃等特性，所以可大大地減少爆胎的幾率。
3.延長輪胎使用壽命
使用氮氣后，胎壓穩(wěn)定體積變化小，大大降低了輪胎不規(guī)則磨擦的可能性，如冠磨、胎肩磨、偏磨，提高了輪胎的使用壽命；橡膠的老化是受空氣中的氧分子氧化所致，老化后其強度及彈性下降，且會有龜裂現(xiàn)象，這時造成輪胎使用壽命縮短的原因之一。氮氣分離裝置能極大限度地排除空氣中的氧氣、硫、油、水和其它雜質，有效降低了輪胎內襯層的氧化程度和橡膠被腐蝕的現(xiàn)象，不會腐蝕金屬輪輞，延長了輪胎的使用壽命，也極大程度減少輪輞生銹的狀況。
4.減少油耗，保護環(huán)境
輪胎胎壓的不足與受熱后滾動阻力的增加，會造成汽車行駛時的油耗增加；而氮氣除了可以維持穩(wěn)定的胎壓，延緩胎壓降低之外，其干燥且不含油不含水，熱傳導性低，升溫慢的特性，減低了輪胎行走時溫度的升高，以及輪胎變形小抓地力提高等，降低了滾動阻力，從而達到減少油耗的目的。
相關初中化學知識點：空氣的檢驗
空氣檢驗方法：
用燃著的木條，如果木條燃燒一會后熄滅，則證明有空氣的存在。
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