比较吸入空气和呼出气体的差异
第4章 人体的系统 · 第4节 呼吸与排泄
比较吸入空气和呼出气体的差异出自浙教版八年级下册《科学》第4章，用蜡烛燃烧时间对比两种气体中氧气含量。呼出气体的变化是中考基础实验，氧气减少二氧化碳增多是结论。学生最易把呼出气体说成全是二氧化碳，忘掉水蒸气增多。优创优星科学馆（义乌1+1教育旗下）把三个对比证据串成结论链，帮孩子测得明、答得全。
实验情境
对着玻璃片哈一口气会起雾，吹灭蜡烛轻而易举——呼出的气体和空气到底差在哪？用排水法收集两瓶气体做对比实验，让蜡烛的燃烧时间替你回答。
实验目标
- 通过实验及分析，比较人体吸入的空气和呼出的气体成分有何不同。
- 学会科学探究的方法，初步形成科学探究的能力。
- 通过亲身参与科学探究活动，激发学习科学的兴趣，体验发现的乐趣，形成热爱科学的情感，理解科学的本质。 活动信息以下信息可供你进行科学探究时参考。你还可以继续查询有关资料，并通过实验验证你的假设，得出正确的结论。 (1)二氧化碳可以使澄清的石灰水变浑浊，在下述实验中，白色浑浊越多，说明气体中的二氧化碳越多。 (2)氧气可以使带火星的木条复燃，木条燃烧越旺，说明氧气越多。 (3)二氧化碳会使燃着的木条熄灭。
实验器材与材料
| 器材 | 用途 |
|---|---|
| 集气瓶两个 | 分别收集空气与呼出气 |
| 水槽 | 排水法收集气体 |
| 蜡烛 | 检验氧气含量差异 |
| 玻璃片 | 检验水蒸气增多 |
| 澄清石灰水 | 检验二氧化碳增多 |
实验原理
组织细胞进行呼吸作用不断消耗氧气、产生二氧化碳和水，气体交换后呼出气体成分随之改变
蜡烛燃烧需要氧气，燃烧时间长短反映氧气含量。
实验步骤与现象
1实验过程
- 1将两个集气瓶分别盛满水，先用玻璃片盖住瓶口的一小部分，然后推动玻璃片将瓶口全部盖住，把盛满水的瓶子连同玻璃片一起倒立在水槽内， 将吸管小心地插入集气瓶内，并向集气瓶内缓缓吹气，直到集气瓶内充满呼出的气体为止。在水下立即用玻璃片将集气瓶的瓶口盖好，然后取出集气瓶放在实验桌上，此时，你已收集到一瓶呼出的气体。利用同样的方法收集另一瓶呼出的气体。
- 2取两个空集气瓶，瓶内均为空气，向盛有空气和呼出气体的集气瓶内分别滴加少量澄清的石灰水，振荡，观察现象并记录。 现象： 结论。
- 3将燃着的小木条分别插入盛有空气和呼出气体的集气瓶中，观察现象并记录。 现象： 结论。
- 4氯化钴试纸具有遇水变红的性质。取两只透明塑料袋，一只塑料袋收集一袋空气，另一只先挤压排尽空气，然后用一根吸管连接塑料袋，用嘴对着吸管吹气，收集一袋人体呼出的气体。快速向两只塑料袋中各放入一张氯化钴试纸，并扎紧袋口，观察并记录实验现象。 现象： 结论：
高频翻车现场
【1+1教育避坑提醒】实验操作中最容易做废、最容易被扣分的关键点：
气体收集呼出气体不用排水法收集
后果：瓶内混入空气对比失真
正确做法：按规范操作并复核
结论表述说呼出气体全是二氧化碳
后果：呼出气仍以氮气为主，只是成分比例变化
正确做法：按规范操作并复核
证据对应只测氧气忽略水蒸气
后果：三个变化只答两个不完整
正确做法：按规范操作并复核
实验结论
与吸入空气相比，呼出气体中氧气减少、二氧化碳和水蒸气增多，氮气等其余成分基本不变；氧气被组织细胞呼吸作用消耗，二氧化碳是呼吸作用产物。
拓展研究
- 1请你和同学合作，用矿泉水瓶分别到电影院、教室、会议室等人多的场所收集空气，再收集郊外田野上、花园树丛中的空气。思考怎样用矿泉水瓶收集到这些地方的空气样品。推测上述哪些场所的空气中二氧化碳的含量相对较高，请设计一个简单的实验加以证明。
实验考点小结与出题概率
| 核心考点 | 对应教材位置 | 出题概率 | 常见考法·避坑提醒 |
|---|---|---|---|
| 呼出气体成分的变化 | 八下第4章 | ⭐⭐⭐⭐⭐ | 氧气减、二氧化碳和水蒸气增，氮气比例基本不变，三条一起记。 |
| 变化的原因 | 八下第4章 | ⭐⭐⭐⭐ | 组织细胞呼吸作用耗氧产二氧化碳，不是肺把空气变成二氧化碳。 |
| 检验方法 | 八下第4章 | ⭐⭐⭐⭐ | 蜡烛燃烧时间验氧气、石灰水验二氧化碳、玻璃片验水蒸气。 |
| 成分比例数据 | 八下第4章 | ⭐⭐⭐ | 呼出气氧气约16%、二氧化碳约4%，常以数据选择题出现。 |
| 排水法收集呼出气 | 八下第4章 | ⭐⭐⭐ | 呼气导管口伸入瓶内，气体把水排出，操作要点常考。 |
注：以上数据基于浙江省名校初中月考、期中、期末以及浙江省中考真题统计分析。
常见问题
呼出的气体主要是二氧化碳吗？
不是，呼出气中氮气仍占约78%，二氧化碳只有约4%，只是比吸入的0.03%大大增加。
为什么蜡烛在呼出气体中很快熄灭？
呼出气中氧气含量从约21%降到约16%，不足以支持蜡烛持续燃烧。
怎样证明呼出气体水蒸气变多？
对着冷玻璃片哈气出现水雾，或对比两个集气瓶内壁的凝水情况。
呼出气体中的二氧化碳从哪来？
全身组织细胞进行呼吸作用产生，经血液循环运到肺部排出。
为什么用排水法而不用排空气法？
呼出气与空气密度接近，排空气法难以收集纯净，排水法直观且便于观察收集。
氧气体积分数减少的量去哪了？
被组织细胞的呼吸作用消耗，其中一部分氧转变为二氧化碳中的氧。
义乌1+1教育 · 优创优星科学馆
本实验是浙教版初中科学教材的重要探究活动，也是中考科学探究题的高频考点。优创优星科学馆 · 义乌1+1教育旗下科学实验中心，坚持“教方法、抓过程”，让孩子亲手做一遍、当场学会规范表达，把实验真正转化为得分能力。想预约科学馆实操体验或获取完整实验方案，请点击页尾报名入口。
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