关于“喷泉实验”的设计及浓度计算

关于“喷泉实验”的设计及浓度计算

(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______________________________________________________________

【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，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。

（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

（2008年上海高考）

右图的装置中，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．CO2(NaHCO3溶液)无色喷泉

B．NH3(H2O含酚酞)红色喷泉

C．H2S(CuSO4溶液)黑色喷泉

D．HCl(AgNO3溶液)白色喷泉

【解析】CO2溶于水可发生以下反应：CO2+H2O H2CO3H++ HCO3- 由平衡移动原理可知，CO2在NaHCO3溶液中的溶解度很小，因此不能形成喷泉。

H2S + Cu2+= CuS ↓ + 2H+，CuS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

和HCl的

利用如图所示的装置，可以验证NH

3

有关性质．实验前a、b、c活塞均关闭．

（1）若要在烧瓶Ⅱ中产生“喷泉”现象，烧瓶I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）通过挤压胶头滴管和控制活塞的开关，在烧瓶I中产生“喷泉”现象，烧瓶Ⅱ中不产生“喷泉”现象，其操作方

法。

（4）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Ⅱ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，然后打开b活塞。

（4）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。

若在装有水的烧杯中滴加紫色石蕊试液，可在烧瓶I、Ⅱ中分别看到壮观的

红蓝的双色喷泉。

3、有机喷泉

把充满乙烯的圆底烧瓶用带有尖嘴导管的橡皮塞塞紧，

如左图所示。

打开止水夹A ，通过导管C 向盛溴水的锥形瓶中鼓入空气，把一部分溴水压入烧瓶，夹紧止水夹A 。振荡烧瓶，观察到溴水褪色，有油状物生成，使烧瓶形成负压。反复操作几次，当喷入的溴水颜色不能完全褪去，说明烧瓶中的乙烯已完全反应。此时，打开止水夹B ，烧杯中的水进入烧瓶形成喷泉。

原理：利用乙烯易发生加成反应，使之与Br 2反应，生成油状液体，降低烧瓶内的压强而形成喷泉。CH 2=CH 2+Br 2

CH 2BrCH 2Br

4、启动喷泉的多种方法：

（1）如果只提供下图的装置，请说明引发喷泉的方法。

由PV=nRT 可知，减小压强P ，可通过①减少气体的物质

的量n ，②降低气体的温度（T ）。由实验装置可知，只能通过

方法②进行。

方法一：打开止水夹，用手(或热毛巾等)将烧瓶捂热，氨

气受热膨胀，赶出玻璃导管内的空气，氨气与水接触，即发生

喷泉；

方法二：烧瓶上覆盖冷毛巾或淋洒冷水，使烧瓶内温度降

低，压强减小，从而引发喷泉；

方法三：在烧瓶上涂抹无水乙醇，由于乙醇挥发带走热量使烧瓶内温度降低，压强减小，引发喷泉。

（2）利用其它气体启动喷泉

加热试管中的浓氨水，打开A 处的止

水夹，向烧瓶中通入少量氨气后关闭A 处

的止水夹，再打开B 处的止水夹。

五、总结喷泉实验后的浓度计算

喷泉实验所得溶液物质的量浓度的计算是近年高考中出现的一种小类型

题，很有特点。本文把这种计算的类型和解法总结如下：

1、气体是溶质：如用HCl 、HBr 、HI 、NH 3等和水进行的喷泉实验。

2、气体不是溶质：如用NO 2和水、NO 2和O 2的混合气体和水进行的喷泉实验。

1、 单一气体

① 用HCl 和水做喷泉实验，若烧瓶内充满HCl 气体，则在标准状况下，

做完实验后烧瓶内C （HCl ）= _________________ mol/L

设烧瓶的体积为V L ，由公式C=

② 用NO 2和水做喷泉实验，若烧瓶内充满NO 2气体，则在标准状况下，做完实验后烧瓶内C （HNO 3）= _________________ mol/L

NO 2溶于水跟H 2O 反应生成HNO 3和NO 气体：

3 NO 2+ H 2O = 2HNO 3 + NO

2/3烧瓶的气体转化为HNO 3，形成2/3烧瓶的溶液，故

/ 22.4mol/L 2、 混合气体

③ 用NO 2、O 2和水做喷泉实验，NO 2和O 2按4:1的体积比充满烧

瓶，则在则在标准状况下，做完实验后烧瓶内C （HNO 3）= _________________ mol/L

由4NO 2+ O 2 +2H 2O = 4HNO 3可知，4/5烧瓶的气体转化为HNO 3，所以

C （HNO 3）=1/22.4mol/L ×4/5=1/28 mol/L

n （溶质） V （溶液） = 1/22.4mol/L = 1/22.4mol/L