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【高中化学“喷泉实验”具体内容是什么?】
 更新时间:2024-03-29 00:48:30
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高中化学“喷泉实验”具体内容是什么?

冉晓强回答:
  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10mL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10mL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①NH3②NO2,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VL,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VL,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VL,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).
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