1、11 喷泉实验及拓展应用喷泉实验及拓展应用 1喷泉实验的原理 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。 2形成喷泉的类型 下面是几种常见的能形成喷泉的气体和吸收剂。 气体 HCl NH3 CO2、Cl2、 SO2、H2S NO2 NO、O2 (43) NO2、O2 (41) 吸收剂 水、NaOH 溶液 水 NaOH 溶液 水 水 水 3.喷泉实验的发散装置及操作方法 喷泉实验是中学化学的重要实验，其本质是形成压强差而引发液体上喷，以教材中的装置(发 散源)可设计如图所示的多种不同的装置和采用不同的操作(如使气体溶于水、热敷或冷
2、敷、 生成气体等)来形成喷泉。 设计说明：装置()向锥形瓶通入少量空气，将少量水压入烧瓶，导致大量氨溶解，形成喷 泉。装置()省去了胶头滴管，用手(或热毛巾等)捂热烧瓶，氨受热膨胀，赶出玻璃导管内的 空气，氨与水接触，即发生喷泉(或用浸冰水的毛巾“冷敷”烧瓶，使水进入烧瓶中，瓶内氨 溶于水)。装置()在水槽中加入能使水温升高的物质致使锥形瓶内酒精因升温而挥发，锥形 瓶内气体压强增大而产生喷泉。装置()向烧瓶中通入一定量的 H2S 和 SO2，现象为有淡黄 色粉末状物质生成，瓶内壁附有水珠，NaOH 溶液上喷形成喷泉。装置()打开处的止水 夹并向烧瓶中缓慢通入等体积的 HCl 气体后关闭该止水夹
3、，等充分反应后再打开处的止水 夹，观察到先有白烟产生，后产生喷泉。装置()中，挤压胶头滴管，然后打开导管上部的 两个活塞，则在右面烧瓶出现喷烟现象，再打开导管下部活塞，则可产生双喷泉。 4喷泉实验产物的浓度计算 关键是确定所得溶液中溶质的物质的量和溶液的体积，标准状况下的气体进行喷泉实验后所 得溶液的物质的量浓度： (1)HCl、NH3、NO2气体或它们与其他不溶于水的气体混合时：所得溶液的物质的量浓度为 1 22.4 mol L 1。 (2)当是 NO2和 O2的混合气体且体积比为 41 时，c(HNO3) 1 28 mol L 1。 1(2020 全国卷，10)喷泉实验装置如图所示。应用下
4、列各组气体溶液，能出现喷泉现象 的是( ) 选项 气体 溶液 A H2S 稀盐酸 B HCl 稀氨水 C NO 稀 H2SO4 D CO2 饱和 NaHCO3溶液 答案 B 解析 H2S 与稀盐酸、NO 与稀 H2SO4、CO2与饱和 NaHCO3溶液均不反应，不能形成喷泉， A、C、D 错误。 2.如图装置中，干燥烧瓶内盛有某种气体，烧杯和滴管内盛放某种溶液。挤压滴管的胶头， 下列与实验事实不相符的是( ) ACO2(NaHCO3溶液)/无色喷泉 BNH3(H2O 中含酚酞)/红色喷泉 CH2S(CuSO4溶液)/黑色喷泉 DHCl(AgNO3溶液)/白色喷泉 答案 A 解析 二氧化碳难溶于
5、碳酸氢钠溶液，不能产生压强差，无法形成喷泉，A 项与实验事实不 相符。 3 下图是课外活动小组的同学设计的 4 个喷泉实验方案， 下列有关操作不可能引发喷泉的是 ( ) A挤压装置的胶头滴管使 CCl4全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹 B挤压装置的胶头滴管使 NaOH 溶液全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹 C用鼓气装置从装置的 a 处不断鼓入空气并打开止水夹 D在装置的水槽中慢慢加入足量浓硫酸并打开止水夹 答案 B 解析 H2难溶于 NaOH 溶液，不能使烧瓶内外形成较大压强差，故不能引发喷泉。 4.如图为化学教学中所用的喷泉实验装置。 某同学用烧瓶中盛不同成分的气体进行喷泉实验， 请帮助分析实验
6、后烧瓶中所得溶液的浓度。 (假设是在标准状况下完成实验，且溶质不扩散) (1)若用 HCl 气体，则 c(HCl)_。 (2)若用 NO2气体，则 c(HNO3)_。 (3)若用 n(NO2)n(O2)21 的混合气体，则 c(HNO3)_。 答案 (1) 1 22.4 mol L 1 (2) 1 22.4 mol L 1 (3) 1 28 mol L 1 解析 设烧瓶的容积为 V L，则气体的物质的量均为 V 22.4 mol。 (1)若是 HCl 气体，喷泉后，溶液充满烧瓶， 则溶液的体积为 V L，c(HCl) V 22.4 mol V L 1 22.4 mol L 1。 (2)若为 N
7、O2，喷泉后，溶质为 HNO3， 3NO2H2O=2HNO3NO V 22.4 mol 2 3 V 22.4 mol 则喷泉后溶液的体积为2 3V L， c(HNO3) 2 3 V 22.4 mol 2 3V L 1 22.4 mol L 1。 5(2020 合肥检测)利用如图所示的装置，可以验证 NH3和 HCl 的有关性质。实验前 a、b、 c 活塞均关闭。 (1)若要在烧瓶中产生“喷泉”现象，烧瓶中不产生“喷泉”现象，其操作方法是 _。 (2) 若 先 打 开 a 、 c 活 塞 ， 再 挤 压 胶 头 滴 管 ， 在 烧 瓶 中 可 观 察 到 的 现 象 是 _。 (3)通过挤压胶头
8、滴管和控制活塞的开关，在烧瓶中产生“喷泉”现象，烧瓶中不产生 “喷泉”现象，其操作方法是_ _。 若要在该装置中产生双喷泉现象， 其操作方法是_ _。 答案 (1)先打开 a、b 活塞，再挤压胶头滴管(或先挤压胶头滴管，再打开 a、b 活塞) (2)烧瓶中导管口处产生白烟 (3)先打开 a、c 活塞，再挤压胶头滴管(或先打开 a 活塞，挤压胶头滴管，再打开 c 活塞)，片 刻后，关闭 a 活塞，然后打开 b 活塞 先打开 a、c 活塞，再挤压胶头滴管(或先打开 a 活塞， 挤压胶头滴管，再打开 c 活塞)，片刻后，打开 b 活塞 解析 (1)打开 a、b 活塞，再将胶头滴管中的水挤入烧瓶中，由于 NH3极易溶于水，使烧 瓶内气体压强迅速减小，烧杯中的水迅速进入烧瓶中，形成喷泉。 (2)先打开 a、c 活塞，再将胶头滴管中的水挤入烧瓶中，烧瓶中的压强迅速减小，烧瓶 中的 HCl 气体会进入到烧瓶中，且与 NH3化合生成 NH4Cl 而产生白烟。 (3)在(2)基础上，若关闭 a 活塞，打开 b 活塞，烧杯中的水会迅速进入烧瓶中，形成喷泉； 若打开 b 活塞，不关闭 a 活塞，烧瓶中的水便会同时进入烧瓶和中，形成双喷泉。
