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1、JO2 全国卷热考微专题（7） I喷泉实验的操作 原理及拓展应用 E1专题解读 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HC1NH 3 CO2. Cl2x SO2、H2S NO2 NO2、C)2 (4：1) 吸收 剂 水. NaOH 溶 液 水NaOH 溶液水水 3 ?喷泉实验的发散装置及操作方法 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。 发散源 NaOH 溶液 (IV) (V) HC1 N
2、H3 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 ( 皿) 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
3、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) 打开处的止水夹并向烧瓶中缓慢通入等体积的 HC1 气体后关闭该止水夹，等充分反应后再打开处的止水夹，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: (l)HCk 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芮mol ? L xo 当 NO2
4、和 02 的混合气体的体积比为4 ： 1 时，C(HNO3)= 题型示例 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 解析： 3NO2+H2O=2HNO3+NO,能形成喷泉，但水不能充满烧 瓶，A 错误； CO?不能溶于盐酸， B 错误； CH 不溶于饱和 NaCl 溶 液，不能形成喷泉，C 错误。 答案: D 专题集训 1?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（） . 篇需J 水夹 1W 水（滴加少垂g虽酚猷）J 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
5、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 选项a（干燥气 体） c（液体） ANO2水 b B CO2 4 mol ? L 1 盐酸 CCI2 饱和 NaCI 溶液 5-c DNH3 1 mol ? L -1 盐酸 ) 状喷出，最终几乎充满烧瓶，则a 和 c 分别是（ lllll D. 用氯气代替氨气，利用此装置也可进行喷泉实验 解析： C12 在水中的溶解度小，不能形成喷泉。 答案: D 2.四支试管中分别充满NO、SO2 NO2 Cl2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?的是（） 胃水 I E
6、 水 I 卜I水 I ? - - - - - - A B C D 解析：根据 3NO2+H2O=2HNO3+NO,剩余气体是反应前的I， 故 B 项正确。 答案: B 3?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.CO2（NaHCO3溶液） / 无色喷泉 B.NH3（H2O 中含酚駄 “ 红色喷泉 D. HCl （AgNO3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： A 4.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 C. H2S（C
7、USO4溶液） / 黑色喷泉 有关操作不可能引发喷泉的是（） A.挤压装置的胶头滴管使CCh 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.用鼓气装置从装置的a 处不断鼓入空气并打开止水夹 D.在装置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： B 5?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（） B?X 是 CO2, Y 是稀硫酸
8、C?X 是 SO2, Y 是 NaOH 溶液 D?X 是 NH3, Y 是 NaNCh 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。 CO?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。 X 是 HC1, Y 是饱和食盐水 答案: B 6.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 ) 。 若用 HC1 气体，则 c(HCl)= _ 若用 NO2 气
9、体，则C(HNO3)= _ (3)若用 n(NO2) : n(O2) = 4 ： 1 的混合气体 , 则 c(HNO3)= 若用 n(NO2) : n(O2) = 2 ：1 的混合气体，贝！J c(HNO3)= V 解析： 设烧瓶的容积为VL, 则气体的物质的量均为缶mol。 (1) 若是 HC1 气体，喷泉后，溶液充满烧瓶，则溶液的体积为 VL, 若为 NO?,喷泉后，溶质为HNO3, 3NO2+H2O=2HNO3+NO 2 则喷泉后溶液的体积为gVL, V 22A mol c(HCl)= 22.4 V 2l4 mol mol 二尹- 水 _ ? (3)若为 n(NO2) : n(O2)=4
10、 : 1 的混合气体 , 4 V n(NO2)=5X- mol, 4NO2+O2+2H2O=4HNO3 4 V 5X2l4 mo】 喷泉后，溶质为HNO3, 溶液充满烧瓶，则C(HNO3) = mol ? L _1= mol ? L_1O 若为 7i(NO 2) : n(o2) = 2 : 1,则反应剩余 *的氧气，溶液充至 烧瓶的彳，溶质为HNO3, 计算方法同 (3), C(HNO 3)= mol ? L _1o 刃 28 7.喷泉是一种常见的自然现象，其产生的原因是存在压强差。 氨气 图 2 (1) 制取氨气并完成喷泉实验( 图中夹持装置均已略去) 。 用图 1 装置进行喷泉实验，上部烧
11、瓶已装满干燥氨气，引发 水 0该实验的原理 2 V 3X2l4 mo1 C(HNO 3) = 乍”4 mol ? L _1O 討 L 224 4 护芮 mo】 VL 答案：土mol ? L 1 (2) mol ? L _1 上喷的操作是 三一水 图3 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 _ o (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 _ (4)从产生喷泉的原理分析，图1、2 是 _ 上部烧瓶内的压
12、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 A?Cu 与稀盐酸B?NaHCCh 与 NaOH 溶液 C. CaCO3与稀硫酸D. NH4HCO3 与稀盐酸 浓硫酸B.食盐C.硝酸钾D.硫酸铜 喷 泉及火山喷发均与图3 原理相似。 答案：(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 DA (4)减小增大 3