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(fù)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(shí)驗(yàn)：
1. 實(shí)驗(yàn)方案：
| 用排水法收集氣體 | 在兩個(gè)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?jī)?nèi)，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(zhì) | 向一個(gè)盛空氣的集氣瓶和一個(gè)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?jī)?nèi)澄清石灰水沒有變渾濁；盛呼出氣體的集氣瓶?jī)?nèi)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(gè)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(duì)著呼氣，并與放在空氣中的另一塊玻璃片進(jìn)行比較 | 對(duì)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(shí)，很容易使集氣瓶?jī)?nèi)留有氣泡，為了避免這個(gè)問題，首先應(yīng)該把集氣瓶放正、水裝滿，蓋玻璃片時(shí)，應(yīng)先蓋住一小部分，然后沿水平方向推動(dòng)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(chǎn)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(chǎn)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(guān)初中化學(xué)知識(shí)點(diǎn)：空氣中氧氣含量的測(cè)定
空氣中氧氣含量的測(cè)定實(shí)驗(yàn)是初中化學(xué)的一個(gè)重要實(shí)驗(yàn)，同時(shí)也是歷年各地中考命題的熱點(diǎn)。近年來在課本實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行拓展、創(chuàng)新，旨在考查同學(xué)們的實(shí)驗(yàn)探究能力及創(chuàng)新思維能力已成為中考命題的趨勢(shì)。
空氣中氧氣含量的測(cè)定實(shí)驗(yàn)：
| 原理 | 利用紅磷在空氣中燃燒，將瓶?jī)?nèi)氧氣消耗掉，生成五氧化二磷固體，使空氣內(nèi)壓強(qiáng)減少，在大氣壓作用下，進(jìn)入容器內(nèi)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(hào)。 ③用止水夾夾緊膠管。 ④在燃燒匙內(nèi)放入過量的紅磷。 ⑤點(diǎn)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(jié)論 | 空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)約為1/5。 |
實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)：
1.測(cè)定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)時(shí)，所用物質(zhì)應(yīng)滿足的條件：
①此物質(zhì)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(zhì)在空氣中燃燒的時(shí)只能消耗氧氣，不能消耗其他氣體。不能選用鎂代替紅磷，因?yàn)殒V不僅與空氣中的氧氣反應(yīng)，還和二氧化碳反應(yīng)。
③此物質(zhì)在空氣中燃燒時(shí)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(shí)驗(yàn)失敗與成功的原因：
①裝置不漏氣是本實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵，所以實(shí)驗(yàn)前應(yīng)檢查裝置的氣密性。如果氣密性不好，外界空氣會(huì)進(jìn)入容器，使測(cè)定結(jié)果低于1/5。
②實(shí)驗(yàn)中紅磷要過量，以消耗容器內(nèi)全部氧氣，否則會(huì)使測(cè)定結(jié)果低于1/5.
③實(shí)驗(yàn)完畢，待容器冷卻至室溫后，再打開止水夾，觀察進(jìn)水的體積，避免因溫度高，氣體膨脹，使測(cè)定結(jié)果低于1/5.
空氣中氧氣含量測(cè)定實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)：
1.測(cè)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(nèi)壓強(qiáng)減小，大氣壓將水壓入容器，通過測(cè)定容器中的水的量測(cè)定氧氣在空氣中的含量。
（2）利用金屬與氧氣反應(yīng)，消耗密閉容器中的氧氣使密閉容器內(nèi)壓強(qiáng)減小，在大氣壓的作用下，推動(dòng)刻度器上的活塞移動(dòng)，測(cè)出氧氣體積。
2.裝置
3.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
（1）紅磷（白磷）燃燒，產(chǎn)生大量白煙
（2）a中睡眠上升約占鐘罩內(nèi)空氣體積的1/5
b中進(jìn)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(dòng)到4處
d中U形管左側(cè)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(cè)的活塞會(huì)左移
4.結(jié)論
空氣中氧氣體積約占空氣總體積的1/5
5.注意事項(xiàng)
（1）實(shí)驗(yàn)中紅磷要過量，以消耗容器內(nèi)全部氧氣，否則會(huì)使測(cè)定結(jié)果低于1/5.
（2）裝置不漏氣是本實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵，所以實(shí)驗(yàn)前應(yīng)檢查裝置的氣密性。如果氣密性不好，外界空氣會(huì)進(jìn)入容器，使測(cè)定結(jié)果低于1/5。
（3）不能用硫、木炭、鐵絲等代替紅磷（白磷）。因?yàn)榱蚧蚰咎咳紵螽a(chǎn)生的氣體會(huì)彌補(bǔ)反應(yīng)所消耗的氧氣，導(dǎo)致測(cè)得的體積不準(zhǔn)確，而細(xì)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(nèi)水面不上升。
（4）導(dǎo)氣管要夾緊，燃燒匙放入集氣瓶時(shí)要迅速，防止空氣受熱膨脹，從導(dǎo)氣管或集氣瓶逸出，導(dǎo)致進(jìn)入水的體積增多，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏高。
相關(guān)初中化學(xué)知識(shí)點(diǎn)：氮?dú)獾男再|(zhì)和用途
氮?dú)猓?BR> 氮?dú)猓r下是一種無色無味無臭的氣體，且通常無毒。氮?dú)庹即髿饪偭康?8.12%（體積分?jǐn)?shù)），是空氣的主要成份。常溫下為氣體，在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，冷卻至-195.8℃時(shí)，變成沒有顏色的液體，冷卻至-209.86℃時(shí)，液態(tài)氮變成雪狀的固體。氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，常溫下很難跟其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，但在高溫、高能量條件下可與某些物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化，用來制取對(duì)人類有用的新物質(zhì)。
物理性質(zhì)：
（1）無色無味的氣體
（2）不易溶于水
（3）在標(biāo)準(zhǔn)狀況下密度為1.251g/L，密度比空氣略小
化學(xué)性質(zhì)：
化學(xué)性質(zhì)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(zhì)發(fā)生反應(yīng)，但在高溫下也能與一些物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
用途：
(1)焊接金屬時(shí)做保護(hù)氣
(2)燈泡中填充氮?dú)庖匝娱L(zhǎng)燈泡的使用壽命，食品包裝袋中充有氮?dú)庖苑乐故称犯癄�變質(zhì)
(3)醫(yī)療上可以在液氮冷凍麻醉的條件下做手術(shù)
(4)超導(dǎo)材料在液氮的低溫環(huán)境下能顯示超導(dǎo)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?dú)獾膱A筒中，既可以避免氧化變質(zhì)，又可防止蟲蛀霉變。
氮的化學(xué)性質(zhì):
1. 氮化物反應(yīng)
氮化鎂與水反應(yīng)：Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2↓+2NH3↑
在放電條件下，氮?dú)獠趴梢院脱鯕饣仙梢谎趸篘2+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(yīng)
N2與金屬鋰在常溫下就可直接反應(yīng)：6Li+N2===2Li3N
N2與堿土金屬M(fèi)g、Ca、Sr、Ba在熾熱的溫度下作用：3Ca+N2===Ca3N2
N2與鎂條反應(yīng)：3Mg+N2=點(diǎn)燃=Mg3N2(氮化鎂)
3. 氮和非金屬反應(yīng)
N2與氫氣反應(yīng)制氨氣：N2+3H2===（可逆符號(hào)）2NH3
N2與硼要在白熱的溫度才能反應(yīng)：2B+N2===2BN（大分子化合物）
N2與硅和其它族元素的單質(zhì)一般要在高于1473K的溫度下才能反應(yīng)。
氮?dú)庥猛??汽車輪胎
1.提高輪胎行駛的穩(wěn)定性和舒適性
氮?dú)鈳缀鯙槎栊缘碾p原子氣體，化學(xué)性質(zhì)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?dú)獾囊纛l傳導(dǎo)性低，相當(dāng)于普通空氣的1/5，使用氮?dú)饽苡行p少輪胎的噪音，提高行駛的寧?kù)o度。
2.防止爆胎和缺氣碾行
爆胎是公路交通事故中的頭號(hào)殺手。據(jù)統(tǒng)計(jì)，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(xiàng)就占輪胎事故總量的70%。汽車行駛時(shí)，輪胎溫度會(huì)因與地面磨擦而升高，尤其在高速行駛及緊急剎車時(shí)，胎內(nèi)氣體溫度會(huì)急速上升，胎壓驟增，所以會(huì)有爆胎的可能。而高溫導(dǎo)致輪胎橡膠老化，疲勞強(qiáng)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?dú)庖驗(yàn)闊o氧且?guī)缀醪缓莶缓�，其熱膨脹系�?shù)低，熱傳導(dǎo)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(zhǎng)輪胎使用壽命
使用氮?dú)夂螅悍�(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(qiáng)度及彈性下降，且會(huì)有龜裂現(xiàn)象，這時(shí)造成輪胎使用壽命縮短的原因之一。氮?dú)夥蛛x裝置能極大限度地排除空氣中的氧氣、硫、油、水和其它雜質(zhì)，有效降低了輪胎內(nèi)襯層的氧化程度和橡膠被腐蝕的現(xiàn)象，不會(huì)腐蝕金屬輪輞，延長(zhǎng)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(hù)環(huán)境
輪胎胎壓的不足與受熱后滾動(dòng)阻力的增加，會(huì)造成汽車行駛時(shí)的油耗增加；而氮?dú)獬丝梢跃S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(dǎo)性低，升溫慢的特性，減低了輪胎行走時(shí)溫度的升高，以及輪胎變形小抓地力提高等，降低了滾動(dòng)阻力，從而達(dá)到減少油耗的目的。
相關(guān)初中化學(xué)知識(shí)點(diǎn)：空氣的檢驗(yàn)
空氣檢驗(yàn)方法：
用燃著的木條，如果木條燃燒一會(huì)后熄滅，則證明有空氣的存在。
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