某校化学兴趣小组对人体呼出的气体进行探究。

I．定性探究

（ 1 ）该小组同学利用如图装置对人体呼出气体中的氧气含量与空气进行对比研究。盛有 “人呼出气体”的集气瓶中燃烧的小木条慢慢熄灭，盛有“空气”的集气瓶中燃烧的小木条 ______ （填现象），说明人体呼出的气体中氧气的含量比空气中 ______ （填 “高”、“低”或“不变”）。

（ 2 ）取两块干燥的玻璃片，对着其中一块哈气，观察到的现象是 ______ ，说明人体呼出的气体中水蒸气的含量比空气中 ______ （填 “高”、“低”或“不变”）。

（ 3 ）该小组同学按如图装置对人体呼出气体中的二氧化碳含量与空气进行对比研究。实验者通过几次呼吸后，澄清石灰水变浑浊的是烧杯 ______ （填 “ A ”或“ B ”），反应的化学方程式为 ______ ；得出的实验结论是 ______ 。其中玻璃管 4 的作用是 ______ 。

II．定量研究

按如图将 O ₂ 、 CO ₂ 、湿度（测水蒸气）的传感器探头放入仍有少量潮湿空气的食品保鲜袋中。打开仪器进行数据采集，并向袋内呼出气体。采集的数据如下（其中纵坐标均为某气体的体积分数 % ，横坐标均为时间 s ）。

（ 4 ）表示 O ₂ 体积分数变化的曲线是 ______ （填 “ X ”、 “ Y ”或“ Z ”）。

（ 5 ） Y 曲线在约为 60s 时逐渐下降，后趋于稳定，其中下降的原因是 ______ 。

（ 6 ）常温常压下，若食品保鲜袋的体积为 V ，原有空气的体积为 V ₁ ，向袋内呼入气体至满。则呼出气体中二氧化碳的体积分数为 ______ （用含 V 、 V ₁ 的代数式表示）。

答案

继续燃烧 低 玻璃片上有水雾出现 高 B CO ₂ + Ca(OH) ₂ = CaCO ₃ ↓+ H ₂ O 呼出气体中二氧化碳的含量比空气中高 调节压强 Z 水蒸气冷凝形成水雾

【详解】

I ．定性探究

（ 1 ）氧气有助燃性，盛有 “ 人呼出气体 ” 的集气瓶中燃烧的小木条慢慢熄灭，盛有 “ 空气 ” 的集气瓶中燃烧的小木条继续燃烧，说明人体呼出的气体中氧气的含量比空气中低；

（ 2 ）取两块干燥的玻璃片，对着其中一块哈气，观察到的现象是玻璃片上有水雾出现，说明人体呼出的气体中水蒸气的含量比空气中高；

（ 3 ）该小组同学按如图装置对人体呼出气体中的二氧化碳含量与空气进行对比研究。实验者通过几次呼吸后，澄清石灰水变浑浊的是烧杯 B ，反应的原理是二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，化学方程式为 CO ₂ + Ca(OH) ₂ = CaCO ₃ ↓+ H ₂ O ；得出的实验结论是呼出气体中二氧化碳的含量比空气中高。其中玻璃管 4 的作用是调节压强；

II ．定量研究

（ 4 ））由于呼出的气体中氧气的体积分数要减小，所以表示 O ₂ 体积分数变化的曲线是 Z ；

（ 5 ） Y 曲线在约为 60s 时逐渐下降，后趋于稳定，其中下降的原因是由于水蒸气冷凝，在保鲜袋内壁形成水雾，所以 Y 曲线 60s 之后逐渐下降；

（ 6 ）常温常压下，若食品保鲜袋的体积为 V ，原有空气的体积为 V ₁ ，向袋内呼入气体至满。由图可知，最终袋内二氧化碳的含量为 3.67% ，空气中二氧化碳的含量为 0.03% ，设呼出气体中二氧化碳的体积分数为 x ，则 V × 3.67%=V ₁ ×0.03%+ （ V-V ₁ ） x ， x = 。