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.      瓶C的作用是甚麼?

5.      瓶B的作用是甚麼?

6.      瓶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?

答: 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?

答: 測試二氧化碳的濃度

解: 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?

答: 吸收二氧化碳。

解: 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.      瓶C的作用是甚麼?

答: 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。

解: 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.      瓶B的作用是甚麼?

答: 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。

解: 如仍有的話，便可能要加大氫氧化鈉溶液的濃度或份量。

6.      瓶A的作用是甚麼?

答: 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?

答: 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。

答: 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?

答: 黃色。

解: 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(約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?

答: 正常應是紫色的。

解: 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?

答: 透明。

解: 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?

答: 瓶A仍會呈黃色，瓶B會呈淺黃色。

解: 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?

答: 石灰水。

解: 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?

答: 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?

答: 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?

答: 熱能的釋出或氧氣的吸入量。

解: 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?

答: 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?

答:瓶A的液面會上升，而瓶B的液面會下降。

解: 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)