“我们吸入的空气和呼出的气体有什么不同”探究实验装置

义务教育课程标准实验教科书（人教版）化学九年级上册中探究“我们吸入的空气和呼出的气体有什么不同”部分图示如下，该探究实验设计思路清晰，操作简单，原理也不复杂，学生能独立完成。本人对其中一些操作步骤做了改进。
　　

　　如：图2，用弯导管伸入集气瓶内，用嘴向集气瓶内吹气，待有气泡向瓶外冒出时，在水下用毛玻璃片盖住瓶口，取出集气瓶，并正放在桌面上待用。由于二氧化碳能溶于水，故此操作要求速度不可太慢。太慢，则二氧化碳溶于水，取出的气体与呼出气体差异较大。亦不可太快。太快，则使得水槽中的水四处飞溅。
　　
　　图5，在寒冷的冬季，对着冷而干燥的玻璃片呼气，由于水蒸气在玻璃片上迅速液化，玻璃片上出现大片水雾，由此证明呼出的气体中水蒸气的含量高于空气。但是按照课程的编排以及教学的进度，该实验的演示往往都在炎热的八、九月，因此，在玻璃片上观察到的现象不明显。
　　
　　所以，针对以上情况，本人设计出一套能够简易检测二氧化碳和水蒸气的实验装置，如下图所示。
　　

　　说明：实验时统一用鼻子吸气，嘴呼气。装置左端气体的入口是一个普通漏斗，漏斗罩紧嘴，缓慢呼出气体，不宜太猛烈、急促。气体经过第一个球形干燥管内的白色无水CuSO4后，其中的水蒸气能使得白色无水CuSO4迅速变蓝（CuSO4+5H2O=CuSO4·5H2O）。而后气体通过盛装碱石灰的具支U形管，剩下的CO2气体被吸收，具支U形管的总质量增加。装置末端盛装碱石灰的球形干燥管是为了防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入装置内对被测气体造成影响。
　　
　　取一个盛有空气的气囊，缓慢挤压气囊，使空气流经装置。通过对比两支球形干燥管中白色无水CuSO4变蓝后颜色的深浅。蓝色深，水蒸气含量高；反之，则含量低。称量两支具支U形管的质量，质量大的，二氧化碳含量高；反之，二氧化碳含量低。
　　
　　优点：该装置不受季节和气温的影响，能够快速简便的检测出水和二氧化碳。使用的药品均为实验室常见的固态物质，方便易得，尤其是已经变蓝后的硫酸铜晶体在低温条件下烘干后可以反复使用。