關(guān)于“噴泉實驗”的設(shè)計及濃度計算(最新整理)_1

1、關(guān)于“噴泉實驗”的設(shè)計及濃度計算摘要： 噴泉實驗是高中化學(xué)實驗的一個重要知識點，具有趣味性和綜合性，在歷年的高考中偶有出現(xiàn)。本文主要是講解噴泉的實驗原理和相關(guān)的考察習(xí)題。關(guān)鍵詞：噴泉 濃度計算噴泉實驗具有趣味性、效果性、探究性和綜合性，是中學(xué)化學(xué)實驗中的一個重要的知識點，也是歷年高考試題中的熱點，題型的設(shè)計屢有創(chuàng)新。本文就噴泉實驗的形成原理和試題考查方式進(jìn)行歸納分析，提升學(xué)生的思維能力。一、探究噴泉實驗的形成原理噴泉形成的原因是瓶內(nèi)外存在壓強差。當(dāng)燒瓶內(nèi)氣體溶于液體或與之反應(yīng)時，瓶內(nèi)氣體大量減少，壓強降低，外界的大氣壓將液體壓入燒瓶內(nèi)，形成美麗的噴泉。氨氣水（含酚酞）操作：先擠壓膠頭滴管，再打

2、開止水夾，可見帶有尖嘴的導(dǎo)管噴出紅色的噴泉。原因分析：氨氣極易溶于水，燒瓶內(nèi)壓強瞬間變小，外界大氣壓將燒杯內(nèi)的水壓入燒瓶,形成紅色噴泉（氨水呈堿性，遇酚酞變紅）。（必修一實驗）二、分析噴泉實驗成功的關(guān)鍵盛氣體的燒瓶必須干燥，否則甁中有液體，會使瓶口留下空氣，形成的噴泉壓力不大（噴泉”無力”）；氣體要充滿燒瓶；燒瓶不能漏氣（實驗前應(yīng)先檢查裝置的氣密性）；所用氣體能大量溶于所用液體或氣體與液體快速反應(yīng)。三、形成噴泉的組合：極易溶于水的氣體（nh3、hcl、so2 等）與水可形成噴泉；酸性氣體（hcl、co2、so2、no2、h2s 等）與 naoh 溶液可形成噴泉；有機氣體與其他物質(zhì)反應(yīng)也可形成噴

3、泉。四、闡釋形成噴泉的方式1、負(fù)壓型（減小壓強）：接納噴泉的空間低于大氣壓，而噴起液體容器與大氣相通，通常是燒瓶內(nèi)氣體極易溶于水或燒瓶內(nèi)的氣體與溶液反應(yīng)，使燒瓶內(nèi)的壓強低于大氣壓。2、正壓型（增大壓強）：接納噴泉的空間與大氣相通，而噴起液體容器壓強大于大氣壓。通常是容器內(nèi)的液體由于受熱揮發(fā)（如濃鹽酸、濃氨水、酒精等）或由于發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生大量的氣體。例如：噴泉是一種常見的實驗現(xiàn)象，其產(chǎn)生原因是存在壓強差。(1) 在圖甲的燒瓶中充滿干燥氣體，膠頭滴管及燒杯中分別盛有液體。下列組合中不可能形成噴泉的是 ahcl 和 h2obcl2 和 h2ocnh3 和 h2odco2 和燒堿溶液(2) 在圖乙的

4、錐形瓶中，分別加入足量的下列物質(zhì)，反應(yīng)后可能產(chǎn)生噴泉的是a. cu 與稀鹽酸bnahco3 與 naoh 溶液ccaco3 與稀硫酸dnh4hco3 與稀鹽酸(3) 在圖乙的錐形瓶外放一水槽，錐形瓶中加入酒精，水槽中加入冷水后，再加入足量的下列物質(zhì)，結(jié)果也產(chǎn)生了噴泉。水槽中加入的物質(zhì)可以是 a. 濃硫酸b食鹽c硝酸銨d燒堿加入該物質(zhì)能產(chǎn)生噴泉的原因是 (4) 比較圖甲和圖乙的兩套裝置，從產(chǎn)生噴泉的原理分析，二者的不同點是【解析】（1） 讓燒瓶中（圖甲）收集到的氣體大量溶于水或讓氣體與接觸到的溶液發(fā)生反應(yīng)，引起燒瓶內(nèi)的壓強急劇降低，在外界大氣壓的作用下，燒杯中的液體迅速通過帶有尖嘴的玻璃管噴入燒

5、瓶，形成噴泉。（2） 將錐形瓶（圖乙）設(shè)計成一個密閉容器，通過該密閉容器中液體的揮發(fā)或發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生大量氣體，使該密閉容器中壓強迅速升高，將密閉容器中的液體壓入燒瓶形成噴泉。像城市中常見的人造噴泉、噴霧器噴霧以及火山爆發(fā)的原理均是利用了這種原理。【答案】（1）b（2）d（3）a d濃硫酸、燒堿溶于水時，放出大量的熱，溫度升高，使錐形瓶內(nèi)酒精揮發(fā)加快，瓶內(nèi)壓強增大，從而形成噴泉。（4）圖甲裝置利用了減少燒瓶內(nèi)壓強，圖乙裝置利用了增大錐形瓶內(nèi)壓強。五、各式各樣的噴泉1、顏色各異的噴泉（2008 年上海高考）右圖的裝置中，干燥燒瓶中盛有某種氣體，燒杯和滴管內(nèi)盛放某種溶液。擠壓膠管的膠頭，下列與試驗

6、事實不相符的是()aco2(nahco3 溶液)無色噴泉bnh3(h2o 含酚酞)紅色噴泉ch2s(cuso4 溶液)黑色噴泉dhcl(agno3 溶液)白色噴泉【解析】co2 溶于水可發(fā)生以下反應(yīng)：co2+h2oh2co3h+ hco3-由平衡移動原理可知，co2 在 nahco3 溶液中的溶解度很小，因此不能形成噴泉。 h2s + cu2+= cus + 2h+，cus 為黑色沉淀，故形成黑色噴泉。d 項中的 cl-與 ag+結(jié)合生成白色沉淀 agcl?！敬鸢浮縜2、雙噴泉實驗利用如圖所示的裝置，可以驗證 nh3 和 hcl 的有關(guān)性質(zhì)實驗前 a、b、c活塞均關(guān)閉（1） 若要在燒瓶中產(chǎn)生“

7、噴泉”現(xiàn)象，燒瓶 i 中不產(chǎn)生“噴泉”現(xiàn)象，其操作方法是 。（2） 若先打開 a、c 活塞，再擠壓膠頭滴管，在燒瓶中可觀察到的現(xiàn)象是 。（3） 通過擠壓膠頭滴管和控制活塞的開關(guān)，在燒瓶 i 中產(chǎn)生“噴泉”現(xiàn)象，燒瓶中不產(chǎn)生“噴泉”現(xiàn)象，其操作方法。（4） 若要在該裝置中產(chǎn)生雙噴泉現(xiàn)象，其操作方法是 ?！敬鸢浮浚?） 先打開 a、b 活塞，再擠壓膠頭滴管（或先擠壓膠頭滴管，再打開 a、b 活塞）。（2） 燒瓶導(dǎo)管口處產(chǎn)生白煙。（3） 先打開 a、c 活塞，再擠壓膠頭滴管（或先打開 a 活塞，擠壓膠頭滴管，再打開 c 活塞）。片刻后，關(guān)閉 a，然后打開 b 活塞。（4） 先打開 a、c 活塞，再擠

8、壓膠頭滴管（或先打開 a 活塞，擠壓膠頭滴管，再打開 c 活塞）。片刻后，打開 b 活塞。若在裝有水的燒杯中滴加紫色石蕊試液，可在燒瓶 i、中分別看到壯觀的紅藍(lán)的雙色噴泉。3、有機噴泉把充滿乙烯的圓底燒瓶用帶有尖嘴導(dǎo)管的橡皮塞塞緊， 如左圖所示。打開止水夾 a，通過導(dǎo)管 c 向盛溴水的錐形瓶中鼓入空氣，把一部分溴水壓入燒瓶，夾緊止水夾 a。振蕩燒瓶，觀察到溴水褪色，有油狀物生成，使燒瓶形成負(fù)壓。反復(fù)操作幾次，當(dāng)噴入的溴水顏色不能完全褪去， 說明燒瓶中的乙烯已完全反應(yīng)。此時，打開止水夾 b，燒杯中的水進(jìn)入燒瓶形成噴泉。原理：利用乙烯易發(fā)生加成反應(yīng)，使之與 br2 反應(yīng)，生成油狀液體，降低燒瓶內(nèi)的

9、壓強而形成噴泉。ch2=ch2+br2ch2brch2br4、啟動噴泉的多種方法：（1）如果只提供下圖的裝置，請說明引發(fā)噴泉的方法。由 pv=nrt 可知，減小壓強 p，可通過減少氣體的物質(zhì)的量n，降低氣體的溫度（t）。由實驗裝置可知，只能通過方法進(jìn)行。方法一：打開止水夾，用手(或熱毛巾等)將燒瓶捂熱，氨氣受熱膨脹，趕出玻璃導(dǎo)管內(nèi)的空氣，氨氣與水接觸，即發(fā)生噴泉；方法二：燒瓶上覆蓋冷毛巾或淋灑冷水，使燒瓶內(nèi)溫度降低，壓強減小，從而引發(fā)噴泉；方法三：在燒瓶上涂抹無水乙醇，由于乙醇揮發(fā)帶走熱量使燒瓶內(nèi)溫度降低， 壓強減小，引發(fā)噴泉。（2）利用其它氣體啟動噴泉hcl濃氨水加熱試管中的濃氨水，打開 a

10、 處的止水夾，向燒瓶中通入少量氨氣后關(guān)閉 a 處的止水夾，再打開 b 處的止水夾。五、總結(jié)噴泉實驗后的濃度計算噴泉實驗所得溶液物質(zhì)的量濃度的計算是近年高考中出現(xiàn)的一種小類型題， 很有特點。本文把這種計算的類型和解法總結(jié)如下：1、氣體是溶質(zhì)：如用 hcl、hbr、hi、nh3 等和水進(jìn)行的噴泉實驗。2、氣體不是溶質(zhì)：如用 no2 和水、no2 和 o2 的混合氣體和水進(jìn)行的噴泉實驗。1、單一氣體用 hcl 和水做噴泉實驗，若燒瓶內(nèi)充滿 hcl 氣體，則在標(biāo)準(zhǔn)狀況下， 做完實驗后燒瓶內(nèi) c（hcl）=mol/l設(shè)燒瓶的體積為 v l，由公式 c=n（溶質(zhì)） v（溶液）v l/ 22.4mol/lc

11、（hcl）= 1/22.4mol/lv l用 no2 和水做噴泉實驗，若燒瓶內(nèi)充滿 no2 氣體，則在標(biāo)準(zhǔn)狀況下， 做完實驗后燒瓶內(nèi) c（hno3）=mol/lno2 溶于水跟 h2o 反應(yīng)生成 hno3 和 no 氣體： 3 no2+ h2o = 2hno3 + no2/3 燒瓶的氣體轉(zhuǎn)化為 hno3，形成 2/3 燒瓶的溶液，故2/3v l/ 22.4mol/lc （hno3）= 1/22.4mol/l 2/3v l2、混合氣體用 no2、o2 和水做噴泉實驗，no2 和 o2 按 4:1 的體積比充滿燒瓶， 則 在 則 在 標(biāo) 準(zhǔn) 狀 況 下 ， 做 完 實 驗 后 燒 瓶 內(nèi) c（ h

12、no3） = mol/l由 4no2+ o2 +2h2o = 4hno3 可知，4/5 燒瓶的氣體轉(zhuǎn)化為 hno3，所以c（hno3）=1/22.4mol/l4/5=1/28 mol/l“”“”at the end, xiao bian gives you a passage. minand once said, people who learn to learn are very happy people. in every wonderful life, learning is an eternal theme. as a professional clerical and teaching position, i understand the importance of continuous learning, life is diligent, nothing can be gained, only continuous learning can achieve better self. only by constantly learning and mastering the latest relevant knowledge, can employees from all walks of life keep up with the pace of enter