人教版2020版高考化学一轮复习 全国卷热考微专题(7)喷泉实验的操作原理及拓展应用学案

全国卷热考微专题(7)喷泉实验的操作原理及拓展应用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．形成喷泉的类型气体HCl NH3CO2、Cl2、SO2、H2SNO2NO2、O2(4∶1)吸收剂水、NaOH溶液水NaOH溶液水水以教材中的装置(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、热敷或冷敷、生成气体等)来形成喷泉。

设计说明：(1)装置(Ⅰ)改变了胶头滴管的位置，胶头滴管挤入少量水于试剂瓶中，即可使少量溶液沿导管进入烧瓶中，导致大量的NH3溶解，烧瓶内形成负压而产生喷泉。

(2)装置(Ⅱ)省去了胶头滴管，用手(或热毛巾等)捂热烧瓶，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(或用浸冰水的毛巾“冷敷”烧瓶，使水进入烧瓶中，瓶内氨气溶于水)。

(3)装置(Ⅲ)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。

(4)装置(Ⅳ)向导管中通入一定量的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。

(5)装置(Ⅴ)打开①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，等充分反应后再打开②处的止水夹，观察到先有白烟产生，后产生喷泉。

(6)装置(Ⅵ)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：溶质的物质量浓度为122.4 mol·L－1。

(2)当NO2和O2的混合气体的体积比为4∶1时，c(HNO3)＝128mol·L－1。

如图所示：烧瓶中充满了干燥气体a，将滴管中的液体b挤入烧瓶内，轻轻振荡烧瓶，然后打开弹簧夹f，烧杯中的液体c呈喷泉状喷出，最终几乎充满烧瓶，则a和c分别是( )选项a(干燥气体) c(液体)A NO2水B CO2 4 mol·L－1盐酸C Cl2饱和NaCl溶液D NH3 1 mol·L－1盐酸2232盐酸，B错误；Cl2不溶于饱和NaCl溶液，不能形成喷泉，C错误。

答案：D1．下图是实验室进行氨溶于水的喷泉实验装置，下列叙述不正确的是( )A．该实验说明氨气是一种极易溶于水的气体B．进入烧瓶中的液体颜色由无色变为红色，说明氨水显碱性C．形成喷泉的原因是氨气溶于水后，烧瓶内的气压小于大气压D ．用氯气代替氨气，利用此装置也可进行喷泉实验 解析：Cl 2在水中的溶解度小，不能形成喷泉。

答案：D2．四支试管中分别充满NO 、SO 2、NO 2、Cl 2中的一种，把它们分别倒立于盛有水的水槽中，充分放置后的现象如下图所示。

其中原试管充满NO 2的是( )解析：根据3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO ，剩余气体是反应前的13，故B 项正确。

答案：B3.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( )A ．CO 2(NaHCO 3溶液)/无色喷泉B ．NH 3(H 2O 中含酚酞)/红色喷泉C ．H 2S(CuSO 4溶液)/黑色喷泉D ．HCl(AgNO 3溶液)/白色喷泉解析：二氧化碳难溶于碳酸氢钠溶液，不能产生压强差，无法形成喷泉，A 项与实验事实不相符。

答案：A4．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①的胶头滴管使CCl 4全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹B ．挤压装置②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③的a 处不断鼓入空气并打开止水夹D．在装置④的水槽中慢慢加入足量浓硫酸并打开止水夹解析：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。

答案：B5.如图所示，锥形瓶内盛有气体X，滴管内盛有液体Y，若挤压滴管胶头，使液体Y滴入瓶中，振荡，一会儿可见小气球a鼓起。

气体X和液体Y不可能是()A．X是HCl，Y是饱和食盐水B．X是CO2，Y是稀硫酸C．X是SO2，Y是NaOH溶液D．X是NH3，Y是NaNO3溶液解析：当滴入的液体Y将锥形瓶中的气体X溶解或发生反应后，使锥形瓶中的压强减小，大气压通过导管将空气压入小气球a使它鼓胀起来。

CO2不溶于稀硫酸也不与其反应，所以不可能是B，其他选项可使小气球a鼓起。

答案：B6．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)＝4∶1的混合气体，则c(HNO3)＝________________。

(4)若用n(NO2)∶n(O2)＝2∶1的混合气体，则c(HNO3)＝________________。

解析：设烧瓶的容积为V L，则气体的物质的量均为V22.4mol。

(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)＝V22.4molV L＝122.4mol·L－1。

(2)若为NO2，喷泉后，溶质为HNO3，3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO V22.4 mol 23×V22.4 mol 则喷泉后溶液的体积为23V L ，c (HNO 3)＝23×V 22.4mol 23V L ＝122.4 mol ·L －1。

(3)若为n (NO 2)∶n (O 2)＝4∶1的混合气体，n (NO 2)＝45×V22.4mol ， 4NO 2＋O 2＋2H 2O===4HNO 345×V 22.4 mol 45×V 22.4mol 喷泉后，溶质为HNO 3，溶液充满烧瓶，则c (HNO 3)＝45×V22.4mol V L ＝45×122.4 mol ·L －1＝128mol ·L －1。

(4)若为n (NO 2)∶n (O 2)＝2∶1，则反应剩余16的氧气，溶液充至烧瓶的56，溶质为HNO 3，计算方法同(3)，c (HNO 3)＝128mol ·L －1。

答案：(1)122.4 mol ·L －1 (2)122.4 mol ·L －1(3)128 mol ·L －1 (4)128mol ·L －17．喷泉是一种常见的自然现象，其产生的原因是存在压强差。

(1)制取氨气并完成喷泉实验(图中夹持装置均已略去)。

①用图1装置进行喷泉实验，上部烧瓶已装满干燥氨气，引发水上喷的操作是_________________________________。

该实验的原理是________________________________________________。

②如果只提供如图2的装置，请说明引发喷泉的方法：_______________________________________________________________。

(2)利用图3装置，在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与稀硫酸D．NH4HCO3与稀盐酸(3)在图3锥形瓶中加入酒精，瓶外放一水槽，水槽中加入冷水后，再加入足量的下列物质，结果也产生了喷泉。

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(4)从产生喷泉的原理分析，图 1、2是________上部烧瓶内的压强，图3是________下部锥形瓶内气体的压强(均填“增大”或“减小”)。

人造喷泉及火山喷发的原理与上述装置图________原理相似。

解析：本题主要考查了喷泉形成的基本原理，即圆底烧瓶内与烧杯(或锥形瓶)液面外产生压强差。

(1)图1引发喷泉，只需打开止水夹，挤压胶头滴管即可。

图2则需先打开止水夹，用热毛巾捂圆底烧瓶，发现有气泡冒出后，移去热毛巾即可。

(2)能在锥形瓶内反应产生气体，使压强大于圆底烧瓶内压强方可，故应选NH4HCO3和盐酸，其他要么不反应，要么反应不生成气体或产生气体很少，故不能形成喷泉。

(3)浓硫酸溶于水放出大量热，使瓶内酒精汽化也会发生喷泉。

(4)图1、2导致上部压强减小，图3导致下部压强增大，人造喷泉及火山喷发均与图3原理相似。

答案：(1)①打开止水夹，挤压胶头滴管，使少量水进入烧瓶部分NH3溶于少量水中，使圆底烧瓶内压强减小，烧杯内水喷入圆底烧瓶②打开止水夹，用热毛巾捂住圆底烧瓶至有气泡从水中冒出，移去热毛巾(2)D (3)A (4)减小增大 3。