师：亲爱的同学们，大家好，这节课我们继续学习课题二“化学是一门以实验为基础的科学”的第二课时内容。同学们，当我们在门窗紧闭的教室里长时间学习后，会感到头晕胸闷，这是为什么呢？这和我们的呼吸作用有关吗？大家先跟老师做一次深呼吸，深吸一口气，我们吸入的是什么气体？
生：空气。
师：对，是空气。然后再慢慢地呼出气体。那我们呼出的还是空气吗？
生：不是。
师：对，我们呼出的是经由肺部通过呼吸作用产生的呼出气体。那这两种气体的成分一样吗？我们先来看一些相关资料。同学们，你们知道空气中都有哪些成分吗？
生：有氧气、二氧化碳。
师：对，除此以外，还有氮气、稀有气体、水蒸气等。空气是一种由多种气体组成的混合物。在生物课上我们学过呼吸作用的原理，吸入的空气进入体内后，其中的氧气会与有机物发生反应，产生水和二氧化碳等，再通过呼吸作用排出体外。据此，同学们能不能猜想下我们吸入的空气和呼出的气体，它们的成分有什么不同呢？
生：由于呼吸作用消耗了氧气，同时产生了水和二氧化碳气体，因此这三种气体的含量可能发生了改变。
师：非常好。要想验证我们的猜想，就必须通过实验。那如何设计实验，比较吸入的空气和呼出气体中二氧化碳、氧气以及水蒸气的含量呢？课前同学们搜集了相关资料，我们一起来看一下。通过查阅资料，我们获得了以下信息：一、二氧化碳可以使澄清石灰水变浑浊，实验中白色浑浊越明显，说明气体中二氧化碳越多；二、氧气具有助燃性，可以使带有火星的木条复燃，木条燃烧越旺，说明氧气越充足；三、二氧化碳不可燃，也不助燃，可以使燃着的木条熄灭；四、氮气也可以使燃着的木条熄灭。根据上述资料，同学们能设计出比较吸入和呼出气体中二氧化碳、氧气以及水蒸气含量的方案了吗？首先，我们来想想如何比较二氧化碳的含量。
生：可以滴入澄清石灰水，通过比较溶液的浑浊程度，得出二氧化碳含量的相对多少。
师：很好。那氧气的含量又该如何比较呢？同学们可能想到了用带火星的木条，这样可行吗？我们来看一组数据，经过实验测定，当氧气的浓度在50%以上时，带火星的木条才可以复燃，而空气中的氧气含量只有约21%，呼出气体中的氧气含量更低。很显然，两者都不能使带火星的木条复燃，所以这个方法不能用来检测。那还能用什么方法来比较氧气的含量呢？
生：可以换作用燃着的木条来进行检测，通过燃烧情况来比较其中的氧气含量，如正常燃烧，则其氧气含量接近空气；如燃烧更旺，则氧气含量高于空气；如熄灭，则氧气含量低于空气。
师：非常棒。那水蒸气的含量又该如何比较呢？
生：可以用干燥的玻璃片，通过观察表面的水雾来比较水蒸气的含量。
师：没错。实验方案有了，那如何收集到实验所需的空气和呼出气体的样品呢？我们先来看收集空气的方法。取一片毛玻璃片，通过手指触摸分辨出玻璃片的磨砂面，将玻璃片的磨砂面向下盖住集气瓶瓶口，这样空气就收集好了。取两个空集气瓶，用毛玻片磨砂一面盖好瓶口，即可获得两瓶空气样品。那呼出的气体又该如何收集呢？能不能直接向集气瓶中呼气？
生：不行，这样很难将瓶中的空气完全排出，收集的呼出气体不纯净。
师：对，那如何才能收集到较为纯净的呼出气体呢？这里我们来学习一种收集气体的方法——排水集气法。取另外一个集气瓶，将它盛满水，用烧杯往集气瓶中装满水，用玻璃片先盖住瓶口的一小部分，然后推动玻璃片将瓶口全部盖住，用手摁住玻璃片，倒立在水槽中，向集气瓶缓缓吹气，直到集气瓶内充满呼出的气体，在水下立即用玻璃片将集气瓶的瓶口盖好，这样呼出气体就收集好了。排水集气法是先利用水将瓶中的空气排出，再通过呼气将瓶中的水排出，从而收集到我们所需要的呼出气体，这里利用了呼出气体中主要成分在水中溶解性较小的性质。在操作时我们需要注意以下几点：一、集气瓶的水要盛满，否则会有空气；二、盖好玻璃片后，要将集气瓶倒立在水槽内；三、气体集满后，要在水下盖好玻璃片；四、最后取出集气瓶要正放在桌面。气体收集好后，接下来我们进行具体实验。实验一，比较空气和呼出气体中氧气的含量。实验方案：将燃着的小木条分别伸入空气和呼出气体的样品中。下面请同学们观看实验并记录现象。（将燃着的木条插入空气样品中观察现象，将另一根燃着的木条插入呼出气体的样品中观察现象）我们看到燃着的木条在空气瓶中一段时间内持续燃烧，而在呼出气瓶中则很快地熄灭。据此我们可以得出，呼出气体中的氧气含量要低于空气中的氧气含量，这里利用了氧气的助燃性。那同学们想一下，燃着的木条在呼出气体中熄灭，能不能由此说明呼出气体中没有氧气？
生：不可以，也可能是因为呼出气体中的氧气含量太低，不能维持木条燃烧。
师：那燃着木条在呼出气体中熄灭，能不能用来证明呼出气体中二氧化碳含量更高呢？
生：也不行，因为呼出气体中还含有其他不助燃气体，像氮气、稀有气体等，这并不是二氧化碳的独有性质，因此不能用来比较二氧化碳的含量。
师：接下来我们再来看实验二，比较空气和呼出气中二氧化碳的含量。实验方案：分别向空气和呼出气体的样品中各滴入相同滴数的澄清石灰水震荡，请同学们观看实验并记录现象。（向空气样品中滴入数滴澄清石灰水震荡，用同样的方法向呼出气体的样品中滴入相同滴数的澄清石灰水震荡并观察现象）我们看到空气中的澄清石灰水无明显变化，而呼出气体中的澄清石灰水变浑浊。根据现象我们可以得出呼出气体中的二氧化碳含量要高于空气中的二氧化碳含量。同学们，请你们想一下，空气瓶中澄清石灰水没有变浑浊，能不能由此说明空气中没有二氧化碳气体呢？
生：不可以，也可能是因为空气中的二氧化碳含量太少，不能使澄清石灰水立刻变浑浊。
师：那实验中为什么又要滴入相同滴数的澄清石灰水呢？
生：我们这里采用了对比实验，在进行对比实验时，我们需要控制变量，所以我们滴入的澄清石灰水的量以及两种气体的体积都应保持一致。
师：接下来我们再来看实验三，比较空气和呼出气中水蒸气的含量。实验方案：取两块干燥的玻璃片，对着其中一块哈气，对比观察两块玻璃片上的现象。请同学们观看实验并记录相关现象。（取一块干燥的玻璃片置于空气中观察现象，对着玻璃片哈气观察现象）我们看到空气中的玻璃片没有明显变化，而哈气后的玻璃片表面有水雾，由此我们可以得出呼出气体中的水蒸气含量要高于空气中的水蒸气含量。接下来我们把前面三个实验的结果总结一下，请同学们根据现象试着填写这个表格。通过前面的实验，我们可以得出，呼出气体相对于空气来说，其中的氧气含量更少，而二氧化碳和水蒸气的含量则更多。那这是为什么呢？同学们，你们能不能利用已学知识来加以解释呢？