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1、喷泉探究 (教师卷)、设计背景新教材氮族元素第二节演示实验，做了氨极易溶于水的喷泉实验，老教 材做过氯化氢气体的喷泉实验，练习题里出现了二氧化碳遇氢氧化钠会产生喷泉图1吗等问题，激发了学生对喷泉产生条件和方法的探究。二、知识背景1、原理：常温常压下，气体的溶解度要多大才能产生喷泉。如图1所示。假设实验室所用烧瓶容积为 250ml，且充满 了某种气体。玻璃导管长35cm (水面下的玻璃导管长度忽略不 计)。当胶头滴管内挤出约0.5ml水时形成了喷泉。思维程序：少量水进入瓶内后能溶解大量气体f烧瓶内气体 物质的量减少烧瓶内压强减小当瓶内外产生的压强差能克 服35cm水柱所产生的压强时形成喷泉。以A
2、点为研究对象，A点处压强要产生喷泉，必须P大气压一P气P水柱，即烧瓶内外压强差P水柱10.33m;要使水由物理学知识：当产生1个大气压的压强差时，水柱升高0 35柱升高35cm，压强差：一一 -0.034atm。1.若烧瓶内250ml气体全部溶解，则10.33烧瓶内外产生的压强差为：1-0=1atm，2.设烧瓶中250ml气体有x ml溶解，溶解后产生压强差为 0.034atm。250 : 1 = x : 0.034，x=250X 0.034=8.5ml。即溶解在8 50.5ml水中，气体体积为8.5ml时，才能产生喷泉。则1体积水溶解： 一 =17体0.5积。总之，当水柱为35cm时，气体在
3、水中的溶解度至少为 V水:V气=1:172、喷泉产生的方法(1) 气体溶解型：例教材中的氨气、氯化氢的喷泉实验。(2) 气体膨胀型：如图3。原理：溶液与大气隔绝，烧瓶与大气相通，当锥形瓶内气体压强大于水柱产生的压强时，形成喷泉图3图4甲乙丙A氨气稀硫酸氯化钠固体B空气乙醚浓硫酸C氧气大理石和盐酸硝酸钾溶液D氮气酒精硝酸铵固体3、如图6所示，在烧瓶中充入干燥气体甲，在锥形瓶中加入物质乙，在盛 有水的水槽里加入物质丙。下列组合中不可能产生喷泉的是：答: A、D（3）气体反应型：例1,如图4,原理：氨气与氯化氢气体混和后产生白烟 NH4CI，导致烧瓶 内外产生压强差而形成喷泉。例2,如图2，CO2或
4、CI2与NaOH溶液的喷泉（4）生活中出现的火山爆发、人造喷泉属于气体膨胀型喷泉。三、学生设计实验要求：根据自己的设计思路，首先画出实验装置图，再整理实验仪器、试剂 药品、实验步骤等填入下表。四、探究过程题目：型喷泉探究实验仪器：试剂药品：实验步骤及装置图实验现象解释、结论和化学方程式五、相关文献资料1、2004年新版世纪金榜教师用书，P169。2、2002年全国理综试卷，制取氨气并完成喷泉实验。 （相关训练）1、如图1中，装置气密性如何检查？答：（1）打开止水夹；（2）用热毛巾捂住烧瓶底部；（3）若在 烧杯内出现气泡且拿走毛巾后，导管内出现一段稳定的水柱， 则装置气密性良好。2、如图4,喷泉
5、出现在装哪种气体的烧瓶中？为了加快 氨气、氯化氢的扩散速度，可用什么简单的方法实现？答：（1）喷泉出现在装氯化氢的烧瓶中，因 HCI（g）扩散速 率大于NH3（g）； （2）用热毛巾捂住烧瓶底部，气体受热膨胀， 扩散速率加快。分析：该装置是气体膨胀型喷泉装置。物质丙加入水槽的目的是为了产生热 效应。NaCI（s）、KNO3（s）遇水无热效应，浓 H2SO4遇水放热，NH4NO3固体遇水 吸热。A中乙装置无气体，不能产生喷泉。B中乙醚受热易挥发，产生气压，当 压强足够大时，乙醚液体喷出。C中乙装置有C02气体产生，可产生喷泉。D中 酒精受冷不易挥发，不能产生喷泉。喷泉探究（学生卷）、疑窦丛生学习
6、氮族元素氨气时，美丽的红色喷泉使学生们欣喜不己。联想到生活 中的音乐喷泉，火山喷发，学生们提出了很多的问题：除氨气外还有哪些气体能 形成喷泉？形成喷泉对气体的溶解度有多大的要求？液柱的高度对喷泉的形成 有影响吗？二、思维的火花经过初步的讨论，同学们认为要产生喷泉，关键是烧瓶内外的压强差要大于 水柱产生的压强。这只是定性讨论的结果。如果要定量分析，还得用物理学方面 的知识来解决问题。在常温常压下，如图 1所示，1体积水溶解多少体积的气 体才能产生喷泉呢？还有没有其它的方法也能产生喷泉呢？如果装置中没 有胶头滴管，如图2,氨气和水能产生喷泉吗？如果烧杯中溶液与大气相通,溶液是水，能不能让烧瓶中的气
7、体反应掉，从而产生压强差导致喷泉呢？装置 中的烧杯是敞开体系，如果把它变为封闭体系能产生喷泉吗？如图3。问题很多很难，同学们受到了一次严峻的挑战。最后，在教师的指导下，对 同学们提出的喷泉产生方法进行了筛选， 选出比较可行的做探究。并且把大家划 分成几个小组，每一组负责一项实验，得出成功和失败的经验，最后汇总，得出 对喷泉产生的基本条件和方法的统一认识三、实验设计根据以上的疑惑，请同学们查阅资料，提出实验方案，设计完成实验（一）设计思路（二）实验装置图及仪器、药品等四、实验探究过程请同学们分组，分别研究一种设计思路，设计记录表格，记录观察结果，得 出各自结论。五、实验结论实验感悟六、导师指津1、可以从导致烧瓶内气压减小的各种情况去探究喷泉产生的方法。2、也可以逆向思维，如果烧杯封闭，烧杯内气压大于大气压，能否产生喷泉 （相关训练）1、图1中，装置气密性如何检查？2、如图4,在烧瓶中充入干燥气体甲，在锥形瓶中加入物质乙，在盛有水的甲乙丙A氨气稀硫酸氯化钠固体B空气乙醚浓硫酸C氧气大理石和盐酸硝酸钾溶液D氮气酒精硝酸铵固体水槽里加入物质丙。下列组合中不可能产生喷泉的是:图4