(8分)化学课上,同学们做了人体呼出的气体使澄清石灰水变浑浊的实验后,对呼出的气体中主要成分及含量非常好奇,设计实验进行探究。

【提出问题】呼出的气体中有哪些主要成分,它们的含量是多少?
【查阅资料】①呼出的气体中仍含有O2
②CO2在饱和NaHCO3溶液中的溶解度非常小。
【猜想与实验】
猜想:呼出的气体中主要成分是N2、O2、CO2、水蒸气等。
实验I:验证呼出的气体中含有水蒸气。
(1)实验操作如图所示。
(2)观察到的现象为________,根据该现象可以判断呼出的气体中含有水蒸气。  
实验II:验证呼出的气体中含有N2、O2、CO2,并测定其含量。
同学们在老师的指导下设计了如下图所示装置(B是带刻度的量气装置)。

(1)实验记录

 实验操作
主要实验现象
实验结论及解释

检查装置的气密性。 向装置中加入药品。 关闭止水夹a~f。
 
装置的气密性良好。

打开b、c、d,向B中吹入一定量气体后关闭d,并冷却到室温。
B中液体进入到A中,B中液体减少500 mL。
收集500 mL气体。

关闭b,打开a、e、f,用打气筒向A中缓缓充气,直到B中气体刚好全部排出。
________,D中液体为475 mL。
反应的化学方程式为________。

关闭e、f,用凸透镜聚光引燃白磷。
白磷燃烧,产生大量白烟,放出大量热。
呼出的气体中含有O2

待白磷熄灭并冷却到室温,打开f。
________,D中剩余液体为400 mL。
呼出的气体中含有N2
(2)数据处理
呼出的气体中主要成分的含量
 
N2
O2
CO2
体积/mL
 
 
 
体积分数/%
 
 
 
同学们经过3次重复实验,确认了呼出气体中的主要成分及其含量。
【实验反思】
(1)该实验设计依据的N2性质有         (填字母序号)。
A.难溶于水      B.不能和NaOH溶液反应
C.无色无味的气体     D.不能燃烧,也不支持燃烧
(2)实验II操作⑤中,若C中气体未完全冷却就打开f并读数,则所测O2的体积分数(填“偏小”、“不变”或“偏大”)。

如图所示为实验室常用的实验装置:

据图回答下列问题:
(1)写出带有标号的仪器名称:①            ,②          
(2)实验室通常用石灰石与稀盐酸反应制取二氧化碳,应选用的发生装置是   (填序号,
下同),收集装置是 ­­­。该反应的文字表达式为                                
(3)F装置可用来测量生成的二氧化碳气体的体积,其中在水面上防一层植物油的目的     
                   ,植物油上方原有的空气对实验的结果   (填“有”或“没有”)明
显影响。
(4)实验室用高锰酸钾(KMnO4)制取氧气,应选用的发生装置是       ,收集装置是      。该反应的文字表达式为                      。该反应属于       _______ 基本反应类型。
(5)某同学称取一定质量KMnO4放在大试管中,将温度控制在250℃加热制取O2,实验结束时,该同学发现收集到的O2大于理论产量,针对这一现象,同学们进行了如下探究:
【提出猜想】猜想l:反应生成的MnO2分解放出O2;猜想Ⅱ:反应生成的锰酸钾(K2MnO4
分解放出O2 做出上述猜想的理由是____________________________ 。
【实验验证】同学们分为两组,分别进行以下实验:
①第一组同学取一定质量的MnO2,在250℃条件下加热一段时间,冷却后测得MnO2的质量不变。则猜想_______错误。
②第二组同学取K2MnO4在250℃条件下加热,没有用测定质量的方法,也得出了猜想Ⅱ正确的结论。该组同学选择的实验方法是______________________________________ 。
【拓展延伸】实验发现,K2MnO4受热只能部分分解,经分析可能是生成物氧化钾(K2O)
对其分解产生影响。请设计实验方案验证:______________________________。
【实验反思】通过以上实验探究,该生对“问题的发现与解决”有何认识:必须通过认真分析,
用实验来加以证明。

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