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关于“喷泉实验”的设计及浓度计算
摘要:
喷泉实验是高中化学实验的一
个重要知识点,具有趣味性和综合性,在
历年的高考中偶有出现。本文主要是讲解喷泉的
实验原理和相关的考察习题。
关键词:喷泉
浓度计算
喷泉实验具有趣味性、效果性、探究性和综合性,是中学化学实验中的一个
重要的知识点
,
也是历年高考试题中的热点,
题型的设计屡有创新。
本文就喷泉
实验的形成原理和试题考查方式进行归纳分析,提升学生的思
维能力。
一、探究喷泉实验的形成原理
喷泉形
成的原因是瓶内外存在压强差。
当烧瓶内气体溶于液体或与之反
应时,瓶内气体大量减少,压强降低,外界的大气压将液体压入烧瓶内,形
成美丽的喷泉
。
氨气
操作:先挤压胶头滴管,再打开止水夹,可
见带有尖嘴的导管喷出红色的喷泉。
原因分析:氨气极易溶于水,烧瓶内压强瞬
间变小,
外界大气压
将烧杯内的水压入烧瓶
,
水(含酚酞)
形成红色喷泉(氨水呈碱性,遇酚酞变红)
。
< br>
(必修一实验)
二、分析喷泉实验成功的关键
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,
p>
形成的喷
泉压力不大(喷泉”无力”)
;<
/p>
②气体要充满烧瓶;
p>
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。
三、
形成喷泉的组合:
①极易溶于水的气体(
NH
3
、
HCl
、
SO
2
等)与水可形成喷泉;
p>
②酸性气体(
HCl
、
CO
2
、
SO
2
、
NO
2
、
H
2
S
等
)与
NaOH
溶液可形成喷泉;
③有机气体与其他物质反应也可形成喷泉。
四、阐释形成喷泉的方式
p>
1
、负压型(减小压强)
:接纳喷泉的空间
低于大气压,而喷起液体容器与大气相
通,通常是烧瓶内气体极易溶于水或烧瓶内的气体
与溶
液反应,使烧瓶内的压强低于大气压。
< br>2
、正压型(增大压强)
:接纳喷泉的空间与大气相通,
而喷起液体容器压强大于
大气压。
通常是容器内的液体由于受热
挥发
(如浓盐酸、
浓氨水、
酒精等)<
/p>
或由于发生化学反应产生大量的气体。
例如:喷泉是一种常见的实验现象,其产生原因是存在压强差。
合中不可能形成喷泉的是
(1)
在图甲的烧瓶中充满干燥气
体,胶头滴管及烧杯中分别盛有液体。下列组
A
.
HCl
和
H
2
O
p>
B
.
Cl
2
和
H
2
O
C
.
NH
3
和
H
2
O
D
p>
.
CO
2
和烧碱溶
液
(2)
在图乙的锥形瓶中,分别
加入足量的下列物质,反应后可能产生喷泉的是
__________________
__
A
.
Cu
与稀盐酸
B
.
NaHCO
3
与
NaO
H
溶液
C
.
CaCO
3
与稀硫酸
< br> D
.
NH
4
HCO
3
与稀盐酸
(3)
在图乙的锥形瓶外放一水槽,锥形瓶中
加入酒精,水槽中加入冷水后,再
加入足量的下列物质,结果也产生了喷泉。水槽中加入
的物质可以是
_______
A
.浓硫酸
B
.食盐
C
.硝酸铵
D
.烧碱
加入该物质能产生喷泉的原
因是
_____________________________________
(4)
比较图甲和图乙的两套装置,从产生喷泉的原理分析,
二者的不同点是
____________________
__________________________________________
< br>
【解析】
(
1
)
让烧瓶中
(图甲)
收集到的气体大量溶于水或让气体与接触到的溶液发
生反应,
引起烧瓶内的压强急剧降低,
在外界大气压的作用下,
< br>烧杯中的液体迅
速通过带有尖嘴的玻璃管喷入烧瓶,形成喷泉。
< br>
(
2
)将锥形瓶(图乙)设计
成一个密闭容器,通过该密闭容器中液体的挥发
或发生化学反应产生大量气体,
使该密闭容器中压强迅速升高,
将密闭容器中的
液体压入烧瓶形成喷泉。
像城市中常见的人造喷泉、
喷雾器喷雾
以及火山爆发的
原理均是利用了这种原理。
【答案】
(
1
)
B
(
2
)
D
(
3
)
A D
浓硫酸、烧碱溶于水时,放出大<
/p>
量的热,温度升高,使锥形瓶内酒精挥发加快,
,瓶内压强增大,
从而形成喷泉。
(
4
)图甲装置利用了减少烧瓶内压强,图乙装置利用了增大锥形瓶内压强。
五、各式各样的喷泉
1
、颜色各异的喷泉
(
200
8
年上海高考)
右图的装置中,
p>
干燥烧瓶中盛有某种气体,
烧杯和滴管内盛放某
种溶液。挤压胶管的胶头,下列与试验事实不相符的是
(
)
A
.
CO
2
(NaHCO
3
溶液
)
无色喷泉
B
.
NH
3
(H
2
O
含酚酞
)
红色喷泉
C
.
H
2
S(CuSO
p>
4
溶液
)
黑色喷泉
D
.
HCl
(AgNO
3
溶液
)
< br>白色喷泉
【解析】
CO
2
溶于水可发生以下反应:
CO
2
+H
2
O
H
2
CO<
/p>
3
H
+
+
HCO
3
-
由平衡移动原理可知,
CO
2
在
NaHCO
3
p>
溶液中的溶解度很小,
因此不能形成喷泉。
H
2
S
+
Cu
2+
=
CuS
↓
+
2H
+
,
CuS
< br>为黑色沉淀,故形成黑色喷泉。
D
项中的
Cl
-
与
Ag
+
结合生成白色沉淀
AgCl
。
【答案】
A
2
、双喷泉实验
利用如图所示的装置,可以验证
NH
3
和
HCl
的
有关性质.实验前
p>
a
、
b
、
c
活塞均关闭.
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