關鍵是如何使燒瓶內的氣體大量地減少 。
制作方法:取一玻璃瓶,瓶口塞入一打孔膠塞 。塞孔中插入一尖嘴玻璃管,外端套一膠管.
使用方法:用注射器從瓶內抽氣若干次,然后用彈簧夾夾緊膠管 。將玻璃瓶倒置于水槽中 。去掉彈簧夾,則見有水經膠管從玻璃管尖嘴噴出,形成噴泉.
噴泉實驗是一個富有探索意義的實驗,在高中化學教學中具有重要的地位 。實驗的基本原理是使燒瓶內外在短時間內產生較大的壓強差,利用大氣壓將燒瓶下面燒杯中的液體壓入燒瓶內,在尖嘴導管口形成噴泉(如圖1) 。這類實驗的要求是:①裝置氣密性良好;②所用氣體能大量溶于所用液體或氣體與液體快速反應 。能進行噴泉實驗的物質通常有以下幾組:
氣體(a)
液體(b)
液體(c)
3.形成噴泉的組合
(1)UTP(常溫常壓下),NH3、HCl、SO2、NO2 與水組合能形成噴泉 。
(2)酸性氣體與NaOH(aq)組合能形成噴泉,例如CO2與NaOH,SO2與NaOH等 。
(3)有機氣體與有機溶劑組合也能形成噴泉 。
(4)O2、N2、H2 等不溶于水的氣體,設計一定實驗條件將其反應掉,也能形成噴泉 。
1.NH3
水
水
NH3溶解度為1:700
2.HCl
水
水
HCl溶解度為1:500
3.NO2
水
水
3NO2 H2O=2HNO3 NO(不能充滿)
4.SO2
水
水
SO2 H2O←=→H2SO3
5.CO2
NaOH溶液
NaOH溶液
2NaOH CO2=Na2CO3 H2O
6.SO2
NaOH溶液
NaOH溶液
2NaOH SO2=Na2SO3 H2O
7.Cl2
NaOH溶液
NaOH溶液
2NaOH Cl2=NaClO NaCl H2O
注意:雖然NO2與SO2在水中溶解度較小,但只要滴管中的水加多即可,就是讓相同體積的氣體溶與更多水中,從而使燒瓶 內外形成氣壓差,從而形成噴泉 。
噴泉實驗能形象地說明某些氣體極易溶于水(或特定溶液) 。根據其原理進行拓展還可以探討噴泉實驗的多種應用 。
一、根據實驗裝置和條件拓展
例如,2002年全國理綜試題第29題給出如圖2所示的裝置,要求說明引發噴泉的方法 。
通過分析產生噴泉現象的原理,不難發現 。只要打開止水夾,用手(或熱毛巾等)將燒瓶捂熱,氨氣受熱膨脹,趕出玻璃管內的空氣,氨氣與水接觸后迅速溶解,使燒瓶內壓強減小 。就能發生噴泉 。
二、根據實驗中出現的問題拓展
例如,某同學用HCl氣體做噴泉實驗時,噴入燒瓶內的水不足燒瓶容積的1/3,其原因不可能是( ) 。
(A)燒瓶潮濕 (B)裝置氣密性不好 (C)水里沒有加石蕊試液 (D)燒瓶內未集滿HCl
噴泉實驗失敗的原因很多,要弄清本質進行大膽假設 。很明顯(A)(B)(D)都能使噴入燒瓶內的水不足燒瓶容積的1/3,所以答案為(C) 。
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