化学喷泉实验原理及应用

《化学喷泉》实验原理及应用

一、喷泉原理

喷泉是一种宏观的液体喷涌现象，其成因有四个因素：①有待喷的液体；②有喷起的液体接纳空间；③待喷的液体与喷起的液体之间有顺畅的通道；④待喷的液体与喷起液体的接纳空间之间有足够的压强差（前者压强大于后者压强）。

喷泉现象既有天然的，又有人为的。就实验室里的喷泉现象而言，喷起的液体的接纳空间压强变小的主要而又明显的原因有：第一，气体物质的量一定，温度降低；第二，气体温度一定，物质的量因气体溶解而减小；第三，气体的温度降低的同时又有气体物质的量减小。

在实验室里，气体与能溶解这些气体的液体就可以形成喷泉实验，如NH3、H F、HBr、HC l、H I、SO2和H2O；CO2、H2S、Cl2和NaOH溶液，而且NaOH浓度越大效果越好；V（NO2）：V（O2）= 4：1的混合气体、V（NO）：V（O2）= 4：3的混合气体和水都形成喷泉实验。

喷泉现象与化学实验中的倒吸现象是相同实质的两种现象。即喷泉的成功等于倒吸的发生；喷泉的失败等于倒吸的避免。

例1：如图所示：

（1）图1为中学化学教材上的喷泉实验装置，在烧杯中充满干燥气体，胶头滴管及烧杯中分别盛有液体，下列各组合中不能形成这样的喷泉的是（）

A. HCl和H2O

B. O2和H2O

C. NH3和H2O

D.CO2和NaOH溶液

（2）某实验爱好者积极思考产生喷泉的其他办法，并设计了如图2所示装置，在图2中的锥形瓶中，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. NaHCO3与NaOH溶液

C. CaCO3与稀H2SO4

D. NH4HCO3与稀盐酸

（3）比较图1和图2两套装置，从产生喷泉的原理来分析，图1是上部烧瓶内压强，图2是下部维形瓶内的气体的压强（填“增大”或“减小”），城市中常见的人造喷泉及自然景观中的火山爆发的原理与上述（填图1或图2）装置的原理相似。

例2：如图所示为喷泉实验装置，假设实验时所用烧瓶容积为250mL，玻璃导管长35mL，胶头滴管内能挤出约0.5mL水，则在0.5mL水中至少溶解多少体积的气体，水才会从尖嘴导管中喷出？（答案：8.5mL）

二、喷泉实验后溶液里溶质物质的量浓度的计算

1、标况下NH3与H2O组成的喷泉

2、标况下HCl与H2O组成的喷泉

3、标况下NO2与H2O组成的喷泉

4、标况下V（NO2）：V（O2）= 4：1的混合气体与H2O组成的喷泉

5、标况下V（NO）：V（O2）= 4：3的混合气体与H2O组成的喷泉