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化学
题目

喷泉是一种非常美丽的景观,人们所看到的各式各样的人造喷泉和天然喷泉的成因相同,都是由于连通器的原理.高中教材介绍过HC1和NH3的喷泉实验,装置如右图所示.这里再介绍这样一个实验:在一个圆底烧瓶里先盛小半瓶水,加热使水的温度上升直至沸腾,用带有玻璃管的塞子塞紧瓶口,然后将烧瓶倒置,放置在铁架台上,使玻璃管放进盛着石蕊溶液的烧杯里.这时如果用冷水浇注烧瓶底部或用湿毛巾放在烧瓶底部,烧杯里的溶液即由玻璃管喷人烧瓶,形成美丽的喷泉.试根据以上的材料回答下列问题: a-|||-b-|||-I f-|||-b (1)上面介绍的实验,能形成喷泉的原理是什么? (2)对于“喷泉实验”需要搞清楚这样几个问题:是否只有水溶性很大的气体才能做喷泉实验?多大溶解度的气体才能做好喷泉实验?喷泉实验成败的关键是什么?为了回答以上问题,请你用以下给出的具体数据对有关问题做出定量计算. ①在做HC1的喷泉实验时,假设实验所用的烧瓶容积为250ml.,玻璃管长为35cm,胶头滴管内能挤出约0.5mL的水,则在0.5mL水中要溶解____________________mL气体,水才能从尖嘴导管中喷出来?(假设大气压强为1.01×105Pa) ②在如图所示的装置中,烧瓶中充满了干燥气体a,将滴管中的液体b挤人烧瓶内,轻轻振荡烧瓶,然后打开弹簧夹f,烧杯中的液体b呈喷泉状喷出,最终几乎充满烧瓶.试根据计算结果确定a和b分别是____________________.(填下表中每组前的代号) a-|||-b-|||-I f-|||-b

喷泉是一种非常美丽的景观,人们所看到的各式各样的人造喷泉和天然喷泉的成因相同,都是由于连通器的原理.高中教材介绍过HC1和NH3的喷泉实验,装置如右图所示.这里再介绍这样一个实验:在一个圆底烧瓶里先盛小半瓶水,加热使水的温度上升直至沸腾,用带有玻璃管的塞子塞紧瓶口,然后将烧瓶倒置,放置在铁架台上,使玻璃管放进盛着石蕊溶液的烧杯里.这时如果用冷水浇注烧瓶底部或用湿毛巾放在烧瓶底部,烧杯里的溶液即由玻璃管喷人烧瓶,形成美丽的喷泉.试根据以上的材料回答下列问题:

(1)上面介绍的实验,能形成喷泉的原理是什么?

(2)对于“喷泉实验”需要搞清楚这样几个问题:是否只有水溶性很大的气体才能做喷泉实验?多大溶解度的气体才能做好喷泉实验?喷泉实验成败的关键是什么?为了回答以上问题,请你用以下给出的具体数据对有关问题做出定量计算.

①在做HC1的喷泉实验时,假设实验所用的烧瓶容积为250ml.,玻璃管长为35cm,胶头滴管内能挤出约0.5mL的水,则在0.5mL水中要溶解____________________mL气体,水才能从尖嘴导管中喷出来?(假设大气压强为1.01×105Pa)

②在如图所示的装置中,烧瓶中充满了干燥气体a,将滴管中的液体b挤人烧瓶内,轻轻振荡烧瓶,然后打开弹簧夹f,烧杯中的液体b呈喷泉状喷出,最终几乎充满烧瓶.试根据计算结果确定a和b分别是____________________.(填下表中每组前的代号)

题目解答

答案

解:

(1)气体热胀冷缩,热水浇注后用冷水浇注,致使烧瓶内气体压强迅速减小,形成美丽的喷泉;

(2)①要使水通过玻璃管喷入烧瓶形成喷泉,瓶内外压强差必须超过一个特定的值,为了确定这一特定的压强差,我们研究玻璃管中的一段水柱,这段水柱受到瓶内气体压力pS、重力mg及向上的大气形成的压力p0S,要使水柱喷入瓶内,要求:p0S>pS+mg,式中p0=ρgh,要以水柱计算,一个标准大气压相当于10.34m水柱产生的压强,题中给出h为0.35m。从而算出烧瓶内压强要求小于9.99m水柱产生的压强,减少的压强要求大于0.35m水柱产生的压强.根据玻意耳定律可以求出,压强为0.35 m水柱高、体积为250mL的气体,当压强改变为1个标准大气压(即10.34m水柱形成的压强)的体积V的大小为8.50mL,因而,当滴管内0.5mL的水挤压入烧瓶后,如能溶解1个标准大气压下8.50mL的以上的氨气,即有喷泉现象发生.

②A中二氧化氮和水反应产生一氧化氮,一氧化氮不溶于水,所以不能充满烧瓶;

B二氧化碳和氢氧化钠完全反应,能充满烧瓶;

C氯气在饱和氯化钠溶液中溶解度很小,所以烧瓶不能充满水;

D氨气和盐酸反应,压强减小,充满烧瓶.

故答案为:

(1)气体热胀冷缩,热水浇注后用冷水浇注,致使烧瓶内气体压强迅速减小,形成美丽的喷泉;

(2)①8.5②BD.

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