2021年4月5日 星期一

研究老鼠進行呼吸作用時釋出二氧化碳

 

研究老鼠進行呼吸作用時釋出二氧化碳


 

基本問題: (建議答案在最後)

1.      這實驗的目的是甚麼?

2.      碳酸氫鹽指示劑溶液的作用是甚麼?

3.      氫氧化鈉溶液的作用是甚麼?

4.      C的作用是甚麼?

5.      B的作用是甚麼?

6.      A的作用是甚麼?

7.      以上裝置中的氣泵的作用是甚麼?

8.      試說用這實驗設計的原理。

9.      實驗結束後,瓶A的顏色應是如何的?

10.  實驗結束後,瓶B的顏色應是如何的?

11.  實驗結束後,瓶C的顏色應是如何的?

12.  如何不使用氣泵的話,實驗結果會有甚麼變化?

13.  除了碳酸氫鹽指示劑溶液外,可使用甚麼物質取代?

14.  除了氫氧化鈉溶液之外,還有甚麼物質具有相同的功能?

15.  如何安裝對照裝置,應如何進行?

 

引申問題:

1.      除了可使用釋出二氧化碳作為呼吸作用的指標之外,還有甚麼參數可供選擇?

2.      以上的實驗,如最終結果中瓶A的顏色沒有甚麼明顯變化,而老鼠又未有死去的話,哪可能出錯的地方是甚麼?

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基本問題: (建議答案在最後)

1.      這實驗的目的是甚麼?

: 確定老鼠呼吸作用會釋出二氧化碳。

2.      碳酸氫鹽指示劑溶液的作用是甚麼?

: 測試二氧化碳的濃度

: 留意,不要寫吸收二氧化碳! 也不要寫測試二氧化碳,因為碳酸氫鹽指示劑並不是測試有沒有二氧化碳,因為不同濃度之下碳酸氫鹽指示劑的顏色不同。高於大氣濃度時(即約0.03-0.04%)時呈黃色,大約相等於大氣濃度時呈紅色,而低於大氣濃度時呈紫色。

3.      氫氧化鈉溶液的作用是甚麼?

: 吸收二氧化碳。

: 氫氧化鈉溶液是透明的,吸收二氧化碳後還是呈透明的,其實不太肯定是否已吸收掉所有二氧化碳的,因此一般都使用另一試劑來測試離開的氣體還有沒有二氧化碳。如仍有的話,便可能要加大氫氧化鈉溶液的濃度或份量。

4.      C的作用是甚麼?

: 吸入進入瓶內的二氧化碳,以確定老鼠吸入的空氣中沒有二氧化碳,也確保瓶A的二氧化碳增加並不是來自空氣中的二氧化碳。

: 留意,不要單純寫吸入二氧化碳。吸入二氧化碳祇是氫氧化鈉溶液的作用。這題其實問的是為何要吸走空氣中的二氧化碳。

5.      B的作用是甚麼?

: 用以檢測進入老鼠的瓶內的空氣是否真的沒有二氧化碳,以確保老鼠吸收的空氣中沒有二氧化碳。

: 如仍有的話,便可能要加大氫氧化鈉溶液的濃度或份量。

6.      A的作用是甚麼?

: 檢測老鼠呼出的空氣中含有二氧化碳。

7.      以上裝置中的氣泵的作用是甚麼?

: 控制空氣於各瓶之間的流動方向,使空氣進入瓶C,然後經過瓶B,再到達盛有老鼠的鐘形罩,最後流向瓶A

8.      試說用這實驗設計的原理。

: 由於空氣被引導至由瓶C,經瓶B,然後到達老鼠內的鐘形罩。瓶C的氫氧化鈉溶液用以吸收空氣中的二氧化碳,因此老鼠吸入的空氣中便沒有二氧化碳。老鼠進行呼吸後呼出的氣體會流至瓶A。瓶A的碳酸氫鹽指示劑可検測到二氧化碳的濃度,如老鼠呼出的氣體中含有二氧化碳的話,最終濃度便一定高於大氣中的二氧化碳濃度,會使瓶A內的碳酸氫鹽指示劑變成黃色。

9.      實驗結束後,瓶A的顏色應是如何的?

: 黃色。

: 因老鼠呼出氣中含有二氧化碳,使大量二氧化碳進入碳酸氫鹽指示劑溶液。二氧化碳濃度高於大氣時(0.03-0.04%),碳酸氫鹽指示劑會變成黃色。

10.  實驗結束後,瓶B的顏色應是如何的?

: 正常應是紫色的。

: 因為瓶C的氫氧化鈉溶液會吸去大氣中的二氧化碳,因此進入瓶B時的二氧化碳濃度便較大氣中低。低於大氣濃度時,碳酸氫鹽指示劑會呈紫色。

11.  實驗結束後,瓶C的顏色應是如何的?

: 透明。

: 即使吸收大量二氧化碳,氫氧化鈉溶液還是透明的。

12.  如何不使用氣泵的話,實驗結果會有甚麼變化?

: A仍會呈黃色,瓶B會呈淺黃色。

: 沒有使用氣泵的話,空氣便不易由瓶C進入,也不能控制氣體的流向。老鼠進行呼吸作用時產生的氣體會同時會進入瓶B及瓶A。由於瓶A內玻管時伸入至液體內,氣體會較易進入液體,從而使更多二氧化碳使碳酸鹽指示劑變成黃色。但玻管並沒有直伸入瓶B的液體,老鼠呼出的氣體會留在液體上方的空氣中,經擴散後才能溶入瓶B的碳酸氫鹽指示劑內。

13.  除了碳酸氫鹽指示劑溶液外,可使用甚麼物質取代?

: 石灰水。

: 吸入二氧化碳後,石灰水會呈乳濁。但過量的話,石灰水會變回透明的。

14.  除了氫氧化鈉溶液之外,還有甚麼物質具有相同的功能?

: 氫氧化鉀溶液及鹼石灰(固體狀)也可吸收二氧化碳。

15.  如何安裝對照裝置,應如何進行?

: 沒有老鼠,其他不變。

 

引申問題:

1.      除了可使用釋出二氧化碳作為呼吸作用的指標之外,還有甚麼參數可供選擇?

: 熱能的釋出或氧氣的吸入量。

: 其實參考一下呼吸作用的化學方程式便知道。

2.      以上的實驗,如最終結果中瓶A的顏色沒有甚麼明顯變化,而老鼠又未有死去的話,哪可能出錯的地方是甚麼?

: 鐘形罩漏氣。

3.      如於老鼠的鐘形罩內加入一杯氫氧化鈉溶液或鹼石灰的話,實驗結果會有甚麼改變?

:A的玻管內液面會上升,而瓶B的玻管內液面會下降。

: 氫氧化鈉溶液或鹼石灰皆用以吸收二氧化碳。如置於老鼠的鐘形罩內的話,老鼠吸入氧氣後,呼出等量的二氧化碳時,二氧化碳會被吸去,導致鐘形罩內的空氣減少了,氣壓會下降。由於瓶A的玻管是直伸入液體內,氣壓下降,便使玻管內液面上升。但連接鐘形罩至瓶B的玻管沒有直伸入液體,因此會使瓶B液體上的空氣的氣壓下降,玻管內的液面便向下壓。(因為瓶C的氣壓較大)

2021年3月1日 星期一

有關木虱的呼吸作用實驗

 有關呼吸作用的實驗

 

觀察以下實驗裝置,這裝置用以研究木虱的呼吸作用。



討論問題:

1.      試寫出以上實驗設計的原理。(即以上裝置設計如何可證明木虱正進行呼吸作用?)

2.      氫氧化鉀溶液有甚麼用途?

3.      針筒有甚麼作用?

4.      右方的裝置(即沒有木虱那方)有甚麼作用?

5.      右方的活塞有甚麼作用?

6.      如何可加快觀察到實驗的結果?

7.      如增加溫度的話,實驗結果會有甚麼變化?

8.      以上的實驗裝置量度出的呼吸作用速率,其實並不是真正的。真正的速率是較多抑或較少? 試加以解釋。

9.      有人說,應於裝置內放置溫度計。你覺得溫度計有甚麼用途?

 

建議答案:

1.      試寫出以上實驗設計的原理。(即以上裝置設計如何可證明木虱正進行呼吸作用?)

: 木虱進行呼吸作用時,會吸入氣氧,並釋出相同份量的二氧化碳,

釋出的二氧化碳會被氫氧化鉀溶液吸收,

因此木虱那方試管內的氣體體積會減少,

使氣壓較右方低,

因此顏色水於U形管內便被推向左方,顏色水於U形管X位置液面上升。

 

2.      氫氧化鉀溶液有甚麼用途?

: 吸收二氧化碳。

: 整個實驗設計原理是建基於釋出的二氧化碳被吸收掉,才能量度呼吸作用速率,而不能直接量度二氧化碳釋出量的。因為管內空氣混雜了其他氣體,無法祗量度二氧化碳。

 

3.      針筒有甚麼作用?

: 做完一次實驗後,按下時可使管內氣體體積減少,使管內氣壓上升,使X位置的顏色水液面推向下,回復至原來位置,重複實驗。

 

4.      右方的裝置(即沒有木虱那方)有甚麼作用?

: 用以比較沒有木虱時管內二氧化碳的變化。

: 留意,不要寫用作對照,這樣寫現時DSE評分時已不再給予任何分數。

 

5.      右方的活塞有甚麼作用?

: 平衡管內的氣壓,使右方管內回復至大氣氣壓水平。

 

6.      如何可加快觀察到實驗的結果?

: 使用較幼的U形管。

: 不要答使用多些木虱,因為不應改變實驗材料的。

 

7.      如增加溫度的話,實驗結果會有甚麼變化?

: 會更快看到實驗結果,左方顏色水液面上升較快。

: 木虱是變溫動物,外界溫度上升時,體溫也會上升,體內的化學反應速率也會上升,呼吸作用本質上便是一連串的化學反應。

 

8.      以上的實驗裝置量度出的呼吸作用速率,其實並不是真正的。真正的速率是較多抑或較少? 試加以解釋。

: 較真正的少。因為呼吸作用會釋出熱能,熱能會使管內的氣體膨脹,使左方U形管內的顏色水向下移動,方向跟原來是相反的。

: 因此有可能經過一段時間後,液面沒有變動,因為剛好抵消了。

 

9.      有人說,應於裝置內放置溫度計。你覺得溫度計有甚麼用途?

: 測量管內的溫度有否上升,如上升的話,應找方法令溫度不會上升,否則會影響實驗結果。

: 基本的策略是改善散熱效能。