(1)B(2) C(3)二者的不同点在于图一圆底烧瓶内部压强减小,小于大气版压,图二锥形瓶权内压强增大。(4)图二
❷ 如图是用来研究生命起源的化学进化过程中的一个模拟实验装置,请据图回答下列问题.(1)此实验装置是美
化学起源学说认为:原始地球的温度很高,地面环境与现在完全不同:天空中赤日炎炎、电闪雷鸣,地面上火山喷发、熔岩横流;从火山中喷出的气体,水蒸气、氨气、甲烷等构成了原始的大气层,与现在的大气成分明显不同的是原始大气中没有游离的氧;原始大气在高温、紫外线以及雷电等自然条件的长期作用下,形成了许多简单的有机物,随着地球温度的逐渐降低,原始大气中的水蒸气凝结成雨降落到地面上,这些有机物随着雨水进入湖泊和河流,最终汇集到原始的海洋中.原始的海洋就像一盆稀薄的热汤,其中所含的有机物,不断的相互作用,形成复杂的有机物,经过及其漫长的岁月,逐渐形成了原始生命.可见生命起源于原始海洋. (1)如图是米勒实验的装置,米勒是美国青年学者. (2)A里的气体相当于原始大气,有水蒸气、氨气、甲烷等,与现在大气成分的主要区别是无氧气.正负极接通进行火花放电是模拟自然界的闪电.这主要是为该实验提供了条件. (3)B处为取样活塞,若取样鉴定,可检验到其中含有氨基酸等有机小分子物质,共生成20种有机物,其中11种氨基酸中有4种(即甘氨酸、丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸)是生物的蛋白质所含有的.此装置是模拟原始地球条件下的原始海洋. (4)米勒的实验试图向人们证实,在生命起源的化学进化过程中,生命起源的第一步,即从无机物生成有机小分子物质是完全可能的. 故答案为:(1)米勒; (2)原始大气;氧气;闪电; (3)原始的海洋;氨基酸; (4)无机物. |
❸ 根据米勒的实验性装置图,回答下列问题:(1)实验装置中将水加热成沸水的目的是什么(2)用正负极的用
如图,在米勒的模拟实验,一个盛有水溶液的烧瓶代表原始的海洋,其上部球型空间里含有氢气、氨气、甲烷和水蒸汽等“还原性大气”.
(1)米勒实验的目的是验证无机物可以生成有机小分子物质,因此,在实验时,要模拟大气的环境,左下角的烧瓶中盛放的是蒸馏水,加热的目的是产生大量的水蒸气,使空气中有水蒸气这一成分,同时提高气体的温度,促进气体的流动.
(2)装置内电极的作用是火花放电,为原始大气相互反应合成有机物提供能量.模拟自然界里的闪电.
(3)图中右上角的烧瓶模拟的是模拟原始地球环境(原始大气环境),因为原始大气中没有氧气.
(4)C处为取样活塞,若取样鉴定,可检验到其中含有氨基酸等有机小分子物质,共生成20种有机物,其中11种氨基酸中有4种(即甘氨酸、丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸)是生物的蛋白质所含有的.米勒的实验试图向人们证实,生命起源的第一步,即从无机小分子物质形成有机小分子物质,在原始地球的条件下是完全可能实现的.
(5)米勒的实验试图向人们证实,生命起源的第一步,从无机小分子物质形成有机小分子物质,在原始地球的条件下是完全可能实现的.
(6)原始地球的温度很高,地面环境与现在完全不同:天空中赤日炎炎、电闪雷鸣,地面上火山喷发、熔岩横流;从火山中喷出的气体,如水蒸气、氨、甲烷等构成了原始的大气层,与现在的大气成分明显不同的是原始大气中没有游离的氧;原始大气在高温、紫外线以及雷电等自然条件的长期作用下,形成了许多简单的有机物,随着地球温度的逐渐降低,原始大气中的水蒸气凝结成雨降落到地面上,这些有机物随着雨水进入湖泊和河流,最终汇集到原始的海洋中.原始的海洋就像一盆稀薄的热汤,其中所含的有机物,不断的相互作用,形成复杂的有机物,经过及其漫长的岁月,逐渐形成了原始生命.可见生命起源于原始海洋.
故答案为:(1)使空气中有水蒸气这一成分,同时提高气体的温度,促进气体的流动.
(2)自然界里的闪电;
(3)原始大气环境
(4)从无机小分子物质形成有机小分子物质,在原始地球的条件下是完全可能实现的.
(5)从无机小分子物质形成有机小分子物质,在原始地球的条件下是完全可能实现的;
(6)原始大气在高温、紫外线以及雷电等自然条件的长期作用下,形成了许多简单的有机物.
❹ 图是1953年美国青年学者米勒研究生物起源的化学进化过程的一个模拟实验装置图,请回答下列问题:(1)图
化学起源学说认为:原始地球的温度很高,地面环境与现在完全不同:天空中赤日炎炎、电闪雷鸣,地面上火山喷发、熔岩横流;从火山中喷出的气体,水蒸气、氨气、甲烷等构成了原始的大气层,与现在的大气成分明显不同的是原始大气中没有游离的氧;原始大气在高温、紫外线以及雷电等自然条件的长期作用下,形成了许多简单的有机物,随着地球温度的逐渐降低,原始大气中的水蒸气凝结成雨降落到地面上,这些有机物随着雨水进入湖泊和河流,最终汇集到原始的海洋中.原始的海洋就像一盆稀薄的热汤,其中所含的有机物,不断的相互作用,形成复杂的有机物,经过及其漫长的岁月,逐渐形成了原始生命.可见生命起源于原始海洋. 美国青年学者用如图的实验证明了生命起源的第一步.A装置模拟原始海洋,B里的气体相当于原始大气,有水蒸气、氨气、甲烷等,与现在大气成分的主要区别是无氧气.正负电机接通进行火花放电是模拟自然界里的闪电.C处为取样活塞,若取样鉴定,可检验到其中含有氨基酸等有机小分子物质,共生成20种有机物,其中11种氨基酸中有4种(即甘氨酸、丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸)是生物的蛋白质所含有的.米勒的实验试图向人们证实,生命起源的第一步,即从无机小分子物质形成有机小分子物质,在原始地球的条件下是完全可能实现的. 故答案为:(1)原始大气;氧气 (2)闪电 |
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喷泉实验
【制作方法】
取一玻璃瓶,瓶口塞入一打孔胶塞。塞孔中插入一尖嘴玻璃管,外端套一胶管
【使用方法】
用注射器从瓶内抽气若干次,然后用弹簧夹夹紧胶管。将玻璃瓶倒置于水槽中。去掉弹簧夹,则见有水经胶管从玻璃管尖嘴喷出,形成喷泉
【参考资料】
若在瓶中装满烫水(70-100℃),倒出热水后,迅速塞紧带尖嘴玻璃管的橡皮塞,并马上倒放过来,插入水槽的水中,同样可见喷泉现象。注意:过热的瓶子不能浸入冷水之中,以免瓶子炸裂。
喷泉实验是一个富有探索意义的实验,在高中化学教学中具有重要的地位。实验的基本原理是使烧瓶内外在短时间内产生较大的压强差,利用大气压将烧瓶下面烧杯中的液体压入烧瓶内,在尖嘴导管口形成喷泉(如图1)。这类实验的要求是:①装置气密性良好;②所用气体能大量溶于所用液体或气体与液体快速反应。能进行喷泉实验的物质通常有以下几组:
气体(a)
液体(b)
液体(c)
实验原理
NH3
水
水
NH3溶解度为1:700
HCl
水
水
HCl溶解度为1:500
CO2
NaOH溶液
NaOH溶液
2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O
SO2
NaOH溶液
NaOH溶液
2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O
Cl2
NaOH溶液
NaOH溶液
2NaOH+Cl2=NaClO+NaCl+H2O
NO2
水
水
3NO2+H2O=2HNO3+NO(不能充满)
喷泉实验能形象地说明某些气体极易溶于水(或特定溶液)。根据其原理进行拓展还可以探讨喷泉实验的多种应用。
一、根据实验装置和条件拓展
例如,2002年全国理综试题第29题给出如图2所示的装置,要求说明引发喷泉的方法。
通过分析产生喷泉现象的原理,不难发现。只要打开止水夹,用手(或热毛巾等)将烧瓶捂热,氨气受热膨胀,赶出玻璃管内的空气,氨气与水接触后迅速溶解,使烧瓶内压强减小。就能发生喷泉。
二、根据实验中出现的问题拓展
例如,某同学用HCl气体做喷泉实验时,喷入烧瓶内的水不足烧瓶容积的1/3,其原因不可能是( )。
(A)烧瓶潮湿 (B)装置气密性不好 (C)水里没有加石蕊试液 (D)烧瓶内未集满HCl
喷泉实验失败的原因很多,要弄清本质进行大胆假设。很明显(A)(B)(D)都能使喷入烧瓶内的水不足烧瓶容积的1/3,所以答案为(C)。
三、根据实验中发生的现象拓展
如图3所示,甲学生在烧瓶中充满O2,并在反匙燃烧匙中加入一种白色固体物质,欲做O2的喷泉实验。实验开始,用凸透镜将日光聚焦于反匙燃烧匙中的固体,燃烧匙内出现一阵火光和白烟。等一会儿,打开橡皮管上的止水夹。看到有美丽的喷泉发生。请问他在反匙燃烧匙中加入了什么物质?
综合分析上述实验中产生的现象,结合喷泉实验的原理,我们会很容易想到反匙燃烧匙中加入的物质是白磷。白磷与烧瓶内的O2反应生成P2O5固体,使烧瓶内压强减小。打开止水夹后烧杯中的水被压入烧瓶内形成喷泉。
四、根据实验中的生成物拓展
喷泉实验是不是只能喷液体,能不能喷出别的什么物质呢?
如图4装置,实验前a、b、c活塞均关闭。若要在该装置中产生喷烟现象,该怎样操作?若想在该装置中产生双喷泉现象,该怎样操作?
分析:挤压胶头滴管,滴管中的水溶解右瓶中的部分NH3使瓶内压强减小。打开活塞a、b,左瓶中的HCl进入右瓶生成NH4Cl固体而产生喷烟现象。若此时打开活塞c,则烧杯内的水会压向左右两个烧瓶,在左瓶中产生红色喷泉,在右瓶中产生蓝色喷泉。
五、根据实验中的反应物拓展
是不是只有无机物气体才能产生喷泉现象呢?
把充满乙烯的圆底烧瓶用带有尖嘴导管的橡皮塞塞紧,按图5安装好仪器。
松开弹簧夹A,通过导管C向盛溴水的锥形瓶中鼓入空气,使约10 mL溴水压入烧瓶,再把弹簧夹A夹紧。振荡烧瓶,溴水很快褪色,有油状物生成,烧瓶内形成负压。松开弹簧夹A,溴水自动喷入。喷入约10 mL溴水后,再把弹簧夹A夹紧,振荡烧瓶,溴水又很快褪色。如此重复操作几次。当喷入的溴水颜色不能完全褪尽时,说明烧瓶中的气体已经完全反应。松开弹簧夹B,让蒸馏水喷入烧瓶也可形成喷泉。只要反应完全,液体几乎可充满整个烧瓶。
六、关于生成物浓度的计算拓展
例如,同温同压下两个等体积的干燥烧瓶中分别 充满①NH3 ②NO2,进行喷泉实验,经充分反应后烧瓶内溶液的物质的量浓度为 ( )
(A)①<② (B)①>② (C)①=② (D)无法确定
分析:①设烧瓶的体积为V L,则充满NH3后气体的物质的量为mol。发生喷泉现象后,烧瓶将充满溶有NH3的溶液,即溶液的体积为V L,所以烧瓶内溶液的物质的量浓度为mol/L。
②设烧瓶的体积为V L,则充满NO2后气体的物质的量为 mol。发生如下反应:3NO2+2H2O=2HNO3+NO,反应后生成HNO3的物质的量为 mol。由于剩余L气体,所以烧瓶中溶液的体积为L,因此烧瓶内溶液的物质的量浓度也为mol/L。所以答案选(C)。
七、根据实验原理反向思维拓展
通常的喷泉实验是设法减小烧瓶内压强形成负压,使液体喷入烧瓶。能不能增大外面的压强将液体压入烧瓶呢?请看以下两个例子。
①如图6装置,在锥形瓶中加入足量的下列物质,能产生喷泉现象的是( )
(A)碳酸钠和稀盐酸 (B)氢氧化钠和稀盐酸
(C)铜和稀硫酸 (D)硫酸铜和氢氧化钠溶液
分析:碳酸钠和盐酸反应能产生大量的CO2气体使锥形瓶内的压强增大,从而将反应混合物压入烧瓶。也能形成喷泉。所以答案选(A)。
②如图7装置,在锥形瓶外放一个水槽,瓶中加入酒精,水槽中加入冰水后,再加入足量的下列物质,产生了喷泉,问水槽中加入的物质可以是( )
(A)浓硫酸 (B)食盐 (C)硝酸钾 (D)硫酸铜
分析:浓硫酸溶于水放热,可使锥形瓶内的酒精部分气化而使锥形瓶内压强增大,将酒精压入烧瓶形成喷泉。答案为(A)。
因此,通过化学反应或某些物理方法使烧瓶外面的压强大于烧瓶里面的压强也能形成喷泉。
以上两例的原理实际上就是人造喷泉和火山爆发的原理。
八、喷泉原理的迁移拓展
如图8所示,锥形瓶内盛有气体X,滴管内盛有液体Y。若挤压滴管胶头,使液体Y滴入锥形瓶中,振荡,过一会儿,可见小气球a鼓胀起来。气体X和液体Y不可能是( )
X
Y
A
NH3
H2O
B
SO2
NaOH溶液
C
CO2
6mol/L H2SO4溶液
D
HCl
6mol/L Na2SO4溶液
分析:当滴入的液体Y将锥形瓶中的气体X溶解或发生反应后,使锥形瓶中的压强减小,大气压通过导管将空气压入小气球a使它鼓胀起来。因此,不符合条件的只有(C)。这个实验虽然没有产生喷泉现象,但它的原理跟喷泉实验原理是相同的
❻ 该图是用以研究生命起源的化学进化过程的一个模拟实验装置,请回答下列问题:(1)这一实验装置是美国青
化学起源学说认为:原始地球的温度很高,地面环境与现在完全不同:天空中赤日炎炎、电闪雷鸣,地面上火山喷发、熔岩横流;从火山中喷出的气体,水蒸气、氨气、甲烷等构成了原始的大气层,与现在的大气成分明显不同的是原始大气中没有游离的氧;原始大气在高温、紫外线以及雷电等自然条件的长期作用下,形成了许多简单的有机物,随着地球温度的逐渐降低,原始大气中的水蒸气凝结成雨降落到地面上,这些有机物随着雨水进入湖泊和河流,最终汇集到原始的海洋中.原始的海洋就像一盆稀薄的热汤,其中所含的有机物,不断的相互作用,形成复杂的有机物,经过及其漫长的岁月,逐渐形成了原始生命.可见生命起源于原始海洋.
(1)如图是米勒实验的装置,米勒是美国青年学者.
(2)B里的气体相当于原始大气,有水蒸气、氨气、甲烷等,与现在大气成分的主要区别是无氧气.正负极接通进行火花放电是模拟自然界的闪电.这主要是为该实验提供了条件.
(3)C处为取样活塞,若取样鉴定,可检验到其中含有氨基酸等有机小分子物质,共生成20种有机物,其中11种氨基酸中有4种(即甘氨酸、丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸)是生物的蛋白质所含有的.此装置是模拟原始地球条件下的原始海洋.
(4)D装置模拟了原始地球条件下的,经过冷却后,水蒸气凝结成雨降落到地面上的过程.
(5)米勒的实验试图向人们证实,在生命起源的化学进化过程中,生命起源的第一步,即从无机物形成有机物,在原始地球的条件下是完全可能实现的.
故答案为:
(1)米勒;(2)原始大气;氧气;闪电;条件;(3)氨基酸;原始的海洋;(4)水蒸气凝结成雨降落到地面上的;(5)化学进化.
❼ 化学小制作
喷泉实验的基本原理是:气体在液体中溶解度很大,在短时间内产生足够的压强差(负压),则打开活塞后,大气压将烧杯内的液体压入烧瓶中,在尖嘴导管口形成喷泉。为了解决这个问题,我们想起影响气压的几个因素。根据克拉伯龙方程:PV=nRT,推出P=(nRT)/V (R为常数)。要使P变小,可改变n、T、V中的一个变量。所以减小气压的方法有三种:①减少气体的物质的量(n);②降低气体的温度(T);③增大气体的体积(V)。减少气体的物质的量有两种方法:物理方法与化学方法。物理方法可把气体抽走或物理溶解,化学方法可通过化学反应或化学溶解;降低气体的温度,我们可以采用冷水浇注或用湿毛巾放于瓶底,也可以把装置转移入较低温的环境;而增大气体的体积,可以采取,升高温度(如,用热水浇注或热毛巾放于瓶底)或改变容器的体积的方法。
对于用化学方法来减少气体的物质的量的方法又和气体的溶解度、吸收液的种类有关。①气体溶解性大小会对喷泉的形成产生影响。如,易溶于水的气体、在水中溶解度不大的气体、难溶于水的气体;由于它们在水中的溶解度不一样,从而就使得压强的减少不一样,是喷泉能否产生以及喷泉大小的关键。②吸收液的种类也会对喷泉的形成产生影响,不同的吸收液,与气体之间能否反应、气体在其中溶解度的大小,都决定了喷泉实验的成败。
通过分析喷泉实验的原理和条件,我们总结出了喷泉实验成功的关键是:①盛气体的烧瓶必须干燥,否则甁中有液体,会使瓶口留下空气,形成的喷泉压力不大(喷泉”无力”);②气体要充满烧瓶;③烧瓶不能漏气(实验前应先检查装置的气密性);④所用气体能大量溶于所用液体或气体与液体快速反应。
1.形成喷泉的组合
(1)NH3、HCl、SO2、NO2 与水组合能形成喷泉。
(2)酸性气体与NaOH(aq)组合能形成喷泉。
(3)有机气体与有机溶剂组合也能形成喷泉。
(4)O2、N2、H2 等不溶于水的气体,设计一定实验条件将其反应掉,也能形成喷泉。
2.喷泉的计算
根据充入烧瓶中液体的体积可以计算烧瓶内所盛气体的纯度或平均式量。
3.喷泉的设计
关键是如何使烧瓶内的气体大量地减少。
下面连接是实验装置图