1、专题七专题七微专题微专题氨气的喷泉实验原理及应用氨气的喷泉实验原理及应用学案及训练学案及训练知识梳理喷泉是一种常见的现象，其产生原因是存在压强差，常见装置有以下三种。1喷泉实验原理(1)如图甲(或乙)烧瓶内的气体极易溶于水(或易与溶液中的溶质发生化学反应)， 从而使烧瓶内气压迅速降低，在大气压作用下，烧杯中的液体迅速向上流动，从而形成喷泉。气体HClNH3CO2、Cl2、SO2、H2SNO2与 O2吸收剂水或 NaOH 溶液水或盐酸NaOH 溶液水(2)如图丙锥形瓶内发生化学反应，产生气体，从而使锥形瓶内压强迅速增大，促使锥形瓶内液体迅速向上流动，形成喷泉。2氨气的喷泉实验成功的关键(1)装置
2、的气密性良好。(2)圆底烧瓶要保持干燥。(3)圆底烧瓶内要充满气体。(4)烧杯内装入足量的水，以防止因水量不足而造成喷泉停止或不发生。3喷泉实验的有关计算(1)实验完成后，溶液充满烧瓶，溶质的物质的量与气体的物质的量相同(由体积换算确定)。标准状况下若烧瓶体积为 V L，则有 V(aq)V L，nBV L22.4 Lmol1cBnBVaqV L22.4 Lmol1V L122.4molL1。(2)若溶质由部分气体转化而成，则依实际情况判断。如体积为 V L 的 NO2与 O2的混合气体按 41 混合后做喷泉实验，发生的反应为 4NO2O22H2O=4HNO3，则有 V(aq) V L，nB45
3、V L22.4 Lmol1，cB45V L22.4 Lmol1V L128molL1。强化训练1(2020驻马店第一中学质检)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()ASO2(饱和 NaHSO3溶液)/无色喷泉BNH3(CuSO4溶液)/蓝色喷泉CHCl(石蕊溶液)/红色喷泉DH2S(AgNO3溶液)/黑色喷泉答案A解析SO2在饱和 NaHSO3溶液中的溶解度很小，故不能形成喷泉，A 项符合题意；NH3极易溶于水生成 NH3H2O，与 CuSO4溶液反应生成 Cu(OH)2蓝色沉淀，B 项不符合题意；HCl极易溶于水，溶液呈酸性
4、，使石蕊溶液呈红色，C 项不符合题意；H2S 和 AgNO3反应生成Ag2S 黑色沉淀，D 项不符合题意。2 (2020沈阳质检)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挤压装置的胶头滴管使 CCl4全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹B挤压装置的胶头滴管使饱和 NaHCO3溶液全部进入烧瓶，然后打开止水夹C用鼓气装置从装置的 a 处不断鼓入空气并打开止水夹D在装置的水槽中加入适量生石灰并打开止水夹答案B解析Cl2易溶于 CCl4且易和 NaOH 溶液反应，烧瓶内压强减小，形成喷泉，A 项不符合题意；CO2在饱和 NaHCO3溶液中溶解度很小，不能形
5、成喷泉，B 符合题意；从 a 处鼓入空气，打开止水夹，HCl 和 NaCl 溶液接触，因为 HCl 极易溶于水，导致烧瓶内压强降低，可形成喷泉，C 项不符合题意；加入生石灰，生石灰和水反应放出大量的热，导致锥形瓶内气压升高，打开止水夹，浓盐酸被压入烧瓶和 NH3接触，NH3极易溶于水且和盐酸发生反应，可形成喷泉，D 项不符合题意。3 (2019江西赣州中学高一期末)某学生积极思考产生喷泉的其他方法， 并设计了如图所示的装置。(1)在如图所示的锥形瓶中， 分别加入足量的下列物质， 反应后可能产生喷泉的是_(填字母)。ACu 与稀盐酸BNaHCO3与 NaOH 溶液CMg 与稀硫酸DNH4HCO3
6、与稀盐酸这种方法产生喷泉的原理是_。(2)在图示锥形瓶外放一水槽， 锥形瓶中加入酒精， 水槽中加入水后， 再加入足量的下列物质，结果也产生喷泉。水槽中加入的物质可以是_(填字母)。A浓硫酸B食盐C硝酸钾D硫酸铜这种方法产生喷泉的原理是_。答案(1)CDMg 和稀 H2SO4反应产生 H2，NH4HCO3和稀盐酸反应产生 CO2，锥形瓶内气体压强增大，把液体压入烧瓶，形成喷泉(2)A浓硫酸溶于水放出大量的热，使锥形瓶中的酒精汽化，锥形瓶中气体压强增大，把酒精压入烧瓶中形成喷泉解析根据装置特点，要形成喷泉，必须使锥形瓶气体压强增大，打开止水夹，将锥形瓶内液体压入烧瓶。4(2020哈尔滨德强学校检测
7、)利用如图所示的装置，可以验证 NH3和 HCl 的有关性质。实验前 a、b、c 活塞均关闭。(1)若要在烧瓶中产生“红色喷泉”， 烧瓶中不产生“喷泉”现象， 其操作方法是_。(2)若要烧瓶中产生“蓝色喷泉”，烧瓶中不产生“喷泉”现象，其操作方法是_。(3)若关闭 b 活塞， 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_。(4)若要在该装置中产生“红蓝双色喷泉”现象，其操作方法是_。答案(1)打开 a、b 活塞，再用热毛巾捂热烧瓶(2)先打开 b、c 活塞，再挤压胶头滴管(3)烧瓶中导管口处产生白烟(4)先打开 a、c 活塞，再挤压胶头滴管，片刻后，再打开 b 活塞解析
8、(1)要使烧瓶中形成“红色喷泉”，烧瓶中不形成喷泉，应打开 a、b 活塞，用热毛巾捂热烧瓶，使 HCl 和石蕊溶液接触，从而形成喷泉。(2)要使烧瓶中形成“蓝色喷泉”，烧瓶中不形成喷泉，应打开 b、c 活塞，挤压胶头滴管，使水进入烧瓶，NH3极易溶于水，从而形成喷泉。(3)只打开 a、c 活塞，挤压胶头滴管使水进入烧瓶，NH3极易溶于水，导致烧瓶中气压降低，将 HCl“吸入”烧瓶与 NH3反应，故在烧瓶导管口处会产生白烟。(4)打开 a、c 活塞，挤压胶头滴管，NH3易溶于水，且和 HCl 反应掉部分，导致烧瓶和烧瓶中压强都减小，再打开 b 活塞，石蕊溶液进入烧瓶形成红色喷泉，进入烧瓶形成蓝色
9、喷泉。5(2020苍南县嘉禾中学月考)如下图为化学教学中所用的喷泉实验装置。某同学用烧瓶盛不同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)41 的混合气体，则 c(HNO3)_。答案(1)122.4molL1(2)122.4molL1(3)128molL1解析设烧瓶的容积为 V L，则烧瓶内气体的物质的量都为V22.4mol。(1)HCl气体形成喷泉后，溶液充满烧瓶，则溶液体积为VL，则c(HCl)V22.4molVL122.4molL1。(2)NO2气体形成喷泉后，溶质为 HNO3，据化学方程式3NO2H2O=2HNO3NO 可得形成喷泉后溶液体积为23V L，HNO3的物质的量为23V22.4mol，则 c(HNO3)23V22.4mol23V L122.4molL1。(3)因 n(NO2)n(O2)41，n(NO2)45V22.4mol，混合气体溶于水，溶液充满烧瓶，溶液体积为 V L，据化学方程式4NO2O22H2O=4HNO345V22.4mol45V22.4mol故 c(HNO3)45V22.4molV L45122.4molL1128molL1。
