氦气是一种无色无味、不易燃、不易爆的气体。充满氦气的气球能飘在空中,是因为氦气是除了氢气以外密度最小的气体。在标准大气压下,液氦的沸点是 , 与人类所说的绝对零度()只有一点点距离,所以氦气在低温领域有巨大的应用价值。氦气用途广泛,小到气球充气,大到医疗科研、国防军工和其他高科技产业,被称为“黄金气体”。氦气之所以被称为“黄金气体”,还有另一主要原因:氦气无法通过人工制备获得。一方面,从空气中提取氦气,成本可能比等体积的黄金还要贵,因此不具备工业提取价值。另一方面,由于氦气的化学性质不活泼,几乎没有固态或者液态化合物的存在形态,矿物中氦气的含量很低,且提取难度大,成本高。
a.漏斗内的滤纸破损 b.漏斗下端未紧靠烧杯内壁
c.漏斗内液面高于滤纸边缘 d.滤纸与漏斗之间留有气泡
褶皱石墨烯片——科技新材料
目前,华为公司发行的平板电脑,创新搭载了3D石墨烯散热技术。石墨烯(化学式为C)是指由单层碳原子组成的二维薄片,在净水时,用石墨烯制成的薄膜只允许水分子通过碳原子之间的缝隙,而其他粒子则留下来,从而达到净水的功效。
科学家们将石墨烯片垂直堆叠在已拉伸的弹性基础材料上,然后释放张力,石墨烯片在基材收缩时形成了峰谷褶皱,从而在石墨烯片之间形成了几乎垂直的、狭小的纳米级通道(1nm=10-9m)。然后将整套结构用环氧树脂包裹起来,再敞开通道的两端,即制成了褶皱石墨烯片高效净水系统。
实验表明,从这一净水系统的上方注入水时,在重力作用下各种粒子向下运动,但只有水分子能通过该通道,实现了更轻松、高效地净水。
科学家们已经设想过褶皱石墨烯片的诸多应用场景,期待着在家庭和工业中找到更多的实际应用。
请回答下列问题:
某兴趣小组设计如图实验,探究分子运动的有关情况。请回答实验中的有关问题。
【实验探究】
(1)该兴趣小组的同学,按图甲直接进行实验。他们观察到的现象是。
(2)另有同学设计了如图乙所示的装置来进行探究实验,该装置与图甲实验的装置相比,优点是(答一点即可)。
有同学好奇酚酞为什么会变红,于是兴趣小组继续进行了如下探究:
【提出问题】酚酞为什么会变红?
【猜想与假设】关于酚酞变红的原因,兴趣小组同学提出以下三种猜想:
猜想一:从A烧杯中蒸发出水蒸气,部分水分子运动进入B烧杯,水使酚酞变红;
猜想二:从A烧杯中挥发出氨气,部分氨气分子运动进入B烧杯,氨气使酚酞变红;
猜想三:从A烧杯中挥发出氨气,部分氨气分子运动进入B烧杯与水结合形成氨水,氨水使酚酞变红。
【交流讨论】
(3)同学们经过讨论后一致认为猜想一不成立,理由是。
【进行实验】
(4)为了探究另外两种猜想,同学们设计如下实验方案:
实验操作 | 实验现象 | 实验结论 | |
将一张滤纸浸入酚酞溶液中,1分钟后取出,悬挂在通风处晾干,用剪刀将其剪成两片 | 将一片干燥滤纸放入收集满氨气的集气瓶中 | 猜想二不成立 | |
滤纸变红色 | 猜想三成立 |
【拓展延伸】
(5)同学们又根据相同原理,设计了趣味小魔术“铁树开花”,装置如图丙所示,实验时小棉花团真的变成了艳丽的花。请你推测实验中(填“X”或“Y”)是浓氨水。