对喷泉实验装置的改进

喷泉实验装置的改进设计
潘伯银
氨的喷泉实验在中学化学课程中作为课堂演示实验出现，对实验者和实验装置的要求
较高。

这个实验从课前的实验准备到课堂的演示操作，包括了氨气的固固加热制备、排气
收集、储存和课堂喷泉实验演示等步骤，整个实验操作步骤较多且过程比较繁琐，很难在
较短的时间内完成整个实验过程。

且在实验过程中，若氨气收集的量不足、集气的圆底烧
瓶不干燥或是在安装实验装置过程中有氨气逸出等都会对喷泉实验的效果有很大的影响。

传统的喷泉实验过程中，氨气的制备通常是采用NH4Cl与Ca(OH)2共热制备。

制气采用的
固固加热装置，不易控制氨气的产生速度和产量，且收集满所需氨气后装置中的药品没有
冷却，反应还在缓慢的进行，任然有氨气产生，使得药品浪费较多。

在收集氨气时用湿润
的石蕊试纸放在集气的烧瓶口检验氨气是否收集满，此时会有大量的氨气从烧瓶口逸出。

在实验进行的过程中如果没有恰当的尾气处理装置逸出的氨气会污染教室内的空气,影响正
常教学活动的进行。

针对上述传统喷泉实验方法中的不足，设计了以下包括氨气的制备、收集、储存以及
课堂喷泉实验演示等步骤一体化的实验装置。

用实验室中最常见最简单的仪器，简单的组
合连接达到控制灵活、方便快捷、无污染、喷泉现象明显、可重复使用的效果。

从而简化
了整个实验过程，节约了实验时间。

提高了实验的可操作性和实用性。

同时也可使学生更
加直观的观察到整个喷泉实验从氨气的制备到喷泉实验完成的连贯过程。

1.实验仪器及试剂。

1.1实验仪器：铁架台、具支试管、烧杯、圆底烧瓶、活塞、玻璃管、橡胶管、胶头滴
管、分液漏斗、三通管、漏斗
1.2实验试剂：浓氨水、氢氧化钠或氧化钙固体、酚酞试剂、蒸馏水
2.实验装置。

实验装置如图2-1所示（部分固定夹持装置已省略）。

3.实验步骤及现象。

3.1按照图2-1安装实验装置，在①号烧杯烧杯中加入蒸馏水，关闭分液漏斗开关和K3，打开K1和K2，用双手握住烧瓶，观察①号烧杯烧杯中玻璃管内的液面，检验装置气密性。

若玻璃管内的液面缓慢下降至低于烧杯内液体的液面并保持一段时间不回升，则证明装着气密性良好，可进行下一步实验。

3.2按照图1中所示在具支试管中加适量量氢氧化钠固体或者氧化钙固体，在分液漏斗
中加入适量浓氨水，在①号烧杯中加入2-3滴酚酞试剂，在②号烧杯中烧杯中加入蒸馏水至
恰好淹没漏斗口，再将胶头滴管装满蒸馏水。

3.3关闭K2打开K1K3，开启分液漏斗的活塞向具支试管中缓慢滴加浓氨水，此时具支
试管中有大量气泡产生，同时②号烧杯中的漏斗口有气体溢出，继续滴加浓氨水至②烧杯
中的漏斗口不再有气体溢出而是出现比较明显的倒吸现象，证明此时烧瓶中氨气已经集满，停止滴加浓氨水。

3.4关闭K 1K 3，然后将胶头滴管中的蒸馏水挤入圆底烧瓶中后，缓缓打开K 2控制水的流量，使圆底烧瓶中出现红色的小喷泉。

3.5当喷泉实验结束后，拿开①号烧杯，打开K 2K 3将圆底烧瓶中的水由K 3放入②号烧杯中。

更换药品重复以上步骤可再次进行实验。

图 2-1
4.改进设计的优点。

4.1喷泉实验效果明显，有K 2控制水的流量从而控制烧瓶中喷泉的形成，避免了传统实验方法中因喷出的水柱直冲瓶底而无发观察到明显喷泉的现象。

4.2整个实验过程一体化后，避免了传统方法中因收集、储存氨气和安装装置时更换橡皮塞的过程中有气体逸出的现象。

所以实验结束后水可以充满圆底烧瓶的90%以上。

4.3未经干燥处理的圆底烧瓶也可以用来做喷泉实验。

打破了传统实验方法中只有用干燥的圆底烧瓶才能做喷泉实验的观念。

一只烧瓶可以不经干燥处理而重复使用于喷泉实验操作中，提高了实验的可行性，有利于本实验的课堂演示。

4.4有助于学生学习和认识实验中的倒吸现象，同时了解倒吸装置在实际操作中的应用。

当圆底烧瓶中排出的是不易溶于水的空气时，②号烧杯中的漏斗口中有气体逸出，而没有发生倒吸现象。

而当极易溶于水的氨气积满后在漏斗口与水接触，快速溶于水，产生压强差，烧杯中的水被吸入漏斗中，发生倒吸现象，气体不再逸出。

4.5装置后半部分安装了防倒吸装置，吸收尾气使实验达到无污染目的的同时巧妙的应用该装置判断氨气是否集满，做到一器多用，综合合理的利用资源。

蒸馏水。