6.2.3 喷泉实验 导学案 -2024-2025学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第3课时　喷泉实验 1．喷泉实验的装置和实验成功的关键 (1)实验装置——以氨的喷泉实验为例 ①形成原理：当气体接触外部的水或溶液时，由于气体大量溶解或与溶液中的溶质发生化学反应，从而使容器内气压迅速降低，在外界大气压作用下，外部液体迅速进入容器，通过尖嘴导管喷出，形成喷泉。 ②引发操作： 打开止水夹，挤压胶头滴管。 (2)实验成功的关键——“三要” ①装置气密性——要好。 ②烧瓶和气体——要干。 ③烧瓶内的氨——要满。 2．使容器内外产生较大压强差的两种方法 (1)减小内压法 装置如图甲；减小烧瓶内气体压强，形成压强差，产生喷泉。 (2)增大外压法 装置如图乙；增大锥形瓶内气体压强，形成压强差，产生喷泉。 3．常见喷泉实验的组合 气体 NH3 HCl SO2、CO2、NO2、Cl2 NO2和O2 吸收剂 水或盐酸 水或氢氧化钠溶液 浓氢氧化钠溶液 水 [迁移应用] 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①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②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③的a处不断鼓入空气并打开止水夹 D．在装置④的水槽中加入适量生石灰并打开止水夹 课后习题 [基础巩固练] 1．下列组合中不可能形成喷泉的是(　　) A．HCl和H2O B．NH3和H2O C．SO2和NaOH溶液 D．CO2和H2O 2．做氨气喷泉实验后，烧瓶内的液体只占烧瓶容积的三分之一，其原因可能是 A．氨气没有完全溶解 B．装置漏气，进入空气 C．集气时有空气混入 D．从胶头滴管挤入烧瓶的水太少 3.中学实验中，通常利用如图所示的装置进行喷泉实验，来验证气体的“溶解性”，下列有关说法不正确的是(　　) A．用滴管加入液体后，由于气体的“溶解”，使瓶内压强减小，导致瓶内压强小于外界压强，从而形成喷泉 B.选用合适的溶液，CO2也能用于做喷泉实验 C．用NO2气体做喷泉实验，烧瓶中将充满稀硝酸 D．HCl、NH3均能用该装置做喷泉实验 4．如图所示，在干燥的圆底烧瓶中充满气体a，打开弹簧夹f，将胶头滴管中的液体b挤入圆底烧瓶内，轻轻振荡圆底烧瓶，烧杯中的液体b呈喷泉状喷出，最终几乎充满整个圆底烧瓶。则a和b分别是(　　) a(气体) b(液体) A NO2 水 B NO 盐酸 C Cl2 饱和氯水 D NH3 水 5.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．SO2(饱和NaHSO3溶液)/无色喷泉 B．NH3(CuSO4溶液)/蓝色喷泉 C．HCl(石蕊溶液)/红色喷泉 D．H2S(AgNO3溶液)/黑色喷泉 A　[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NH3·H2O，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，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。] 6.如图为中学化学教材上的喷泉实验装置。在烧瓶中充满了干燥气体，胶头滴管及烧杯中分别盛有液体，下列各组中能形成这样的喷泉但液体不能充满烧瓶的是(　　) A．HCl和H2O B．以4∶1混合的NO2、O2混合气体和H2O C．NO2和H2O D．CO2和NaOH溶液 7．用一充满氨气的烧瓶做喷泉实验，当水充满整个烧瓶后，烧瓶内的氨水的物质的量浓度是(按标准状况下计算)(　　 ) A．0.045 mol·L－1 B．1 mol·L－1 C．0.029 mol·L－1 D．不能确定 [能力提升练] 8．如图所示，用传感技术测定喷泉实验中的压强变化来认识喷泉实验的原理。下列说法正确的是(　　) A．制取氨气时烧瓶中的固体常用CaO或CaCl2 B．喷泉实验结束后，发现水未充满三颈烧瓶，肯定是因为装置气密性不好 C．关闭a，将单孔塞(插有吸入水的胶头滴管)塞紧颈口c，打开b，完成喷泉实验，电脑绘制三颈烧瓶内压强变化曲线如图乙，则E点时喷泉最剧烈 D．工业上，若出现液氨泄漏，可通过喷水处理 9．按如图装置进行NH3性质的探究实验。 (1)打开旋塞1，B瓶中的现象是 ____________ , 原因是____________________， 稳定后，关闭旋塞1； (2)再打开旋塞2，B瓶中的现象是________________________________。 10．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Ⅰ中产生“红色喷泉”，烧瓶Ⅱ中不产生“喷泉”现象，其操作方法是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)若要烧瓶Ⅱ中产生“蓝色喷泉”，烧瓶Ⅰ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__________________________。 11.物质A是一种白色晶体，它与浓NaOH溶液共热，放出无色气体B，用圆底烧瓶收集干燥的气体B。按如图所示装置仪器，打开止水夹，挤压胶头滴管的胶头时，可以得到蓝色喷泉。向放出气体B的溶液中加入稀硝酸酸化，再加入硝酸银溶液，产生白色沉淀。 (1)A的化学式是________。 (2)可用于除去B中水分的干燥剂是________。收集气体B的方法是__________。 (3)溶液显蓝色的原因是______________________________(用化学用语表示)。 (4)取实验后烧瓶中的溶液加热，观察到的现象是____________________________。 12.如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)＝4∶1的混合气体，则c(HNO3)＝________。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第3课时　喷泉实验 1．喷泉实验的装置和实验成功的关键 (1)实验装置——以氨的喷泉实验为例 ①形成原理：当气体接触外部的水或溶液时，由于气体大量溶解或与溶液中的溶质发生化学反应，从而使容器内气压迅速降低，在外界大气压作用下，外部液体迅速进入容器，通过尖嘴导管喷出，形成喷泉。 ②引发操作： 打开止水夹，挤压胶头滴管。 (2)实验成功的关键——“三要” ①装置气密性——要好。 ②烧瓶和气体——要干。 ③烧瓶内的氨——要满。 2．使容器内外产生较大压强差的两种方法 (1)减小内压法 装置如图甲；减小烧瓶内气体压强，形成压强差，产生喷泉。 (2)增大外压法 装置如图乙；增大锥形瓶内气体压强，形成压强差，产生喷泉。 3．常见喷泉实验的组合 气体 NH3 HCl SO2、CO2、NO2、Cl2 NO2和O2 吸收剂 水或盐酸 水或氢氧化钠溶液 浓氢氧化钠溶液 水 [迁移应用] 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①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②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③的a处不断鼓入空气并打开止水夹 D．在装置④的水槽中加入适量生石灰并打开止水夹 B　[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，不能形成喷泉，B项符合题意；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；水槽中加入生石灰，生石灰和水反应释放大量的热，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。] 课后习题 [基础巩固练] 1．下列组合中不可能形成喷泉的是(　　) A．HCl和H2O B．NH3和H2O C．SO2和NaOH溶液 D．CO2和H2O [答案]　 D 2．做氨气喷泉实验后，烧瓶内的液体只占烧瓶容积的三分之一，其原因可能是 A．氨气没有完全溶解 B．装置漏气，进入空气 C．集气时有空气混入 D．从胶头滴管挤入烧瓶的水太少 C　[A.氨气极易溶于水，不可能没有溶解完全，故A错误；B.装置漏气，不能形成喷泉实验，故B错误；C.集气时有空气混入，空气中氧气、氮气不溶于水，则烧瓶内的液体只占烧瓶容积的三分之一，故C正确；D.胶头滴管挤入烧瓶的水，打破压强平衡，形成压强差，引发喷泉，故D错误。] 3. 中学实验中，通常利用如图所示的装置进行喷泉实验，来验证气体的“溶解性”，下列有关说法不正确的是(　　) A．用滴管加入液体后，由于气体的“溶解”，使瓶内压强减小，导致瓶内压强小于外界压强，从而形成喷泉 B.选用合适的溶液，CO2也能用于做喷泉实验 C．用NO2气体做喷泉实验，烧瓶中将充满稀硝酸 D．HCl、NH3均能用该装置做喷泉实验 C　[A.用滴管加入液体后，由于气体的“溶解”，使瓶内压强减小，导致瓶内压强小于外界压强，从而形成喷泉，故A正确；B.选用合适的溶液，如NaOH溶液，与二氧化碳反应使瓶内压强减小，CO2也能用于做喷泉实验，故B正确；C.用NO2气体做喷泉实验，3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，生成不溶于水的NO，烧瓶中稀硝酸不能充满整个烧瓶，故C错误；D.HCl、NH3均极易溶于水，均能用该装置做喷泉实验，故D正确。] 4．如图所示，在干燥的圆底烧瓶中充满气体a，打开弹簧夹f，将胶头滴管中的液体b挤入圆底烧瓶内，轻轻振荡圆底烧瓶，烧杯中的液体b呈喷泉状喷出，最终几乎充满整个圆底烧瓶。则a和b分别是(　　) a(气体) b(液体) A NO2 水 B NO 盐酸 C Cl2 饱和氯水 D NH3 水 D　[A.3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，而NO难溶于水，故最终液体不能充满圆底烧瓶，故A不选；B.NO难溶于水，也不溶于盐酸，不能形成喷泉，故B不选；C.Cl2几乎不溶于饱和氯水，不能形成喷泉，故C不选；D.NH3极易溶于水，能形成喷泉，故选D。] 5. 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．SO2(饱和NaHSO3溶液)/无色喷泉 B．NH3(CuSO4溶液)/蓝色喷泉 C．HCl(石蕊溶液)/红色喷泉 D．H2S(AgNO3溶液)/黑色喷泉 A　[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NH3·H2O，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，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。] 6. 如图为中学化学教材上的喷泉实验装置。在烧瓶中充满了干燥气体，胶头滴管及烧杯中分别盛有液体，下列各组中能形成这样的喷泉但液体不能充满烧瓶的是(　　) A．HCl和H2O B．以4∶1混合的NO2、O2混合气体和H2O C．NO2和H2O D．CO2和NaOH溶液 C　[A.HCl能完全溶于水，能充满烧瓶，A错误；B.4∶1混合的NO2和O2能恰好发生反应，4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，故可使液体充满烧瓶，B错误；C.NO2与H2O反应时有NO生成，液体不能充满烧瓶，C正确；D.CO2完全与NaOH溶液反应，能充满烧瓶，D错误。] 7．用一充满氨气的烧瓶做喷泉实验，当水充满整个烧瓶后，烧瓶内的氨水的物质的量浓度是(按标准状况下计算)(　　 ) A．0.045 mol·L－1 B．1 mol·L－1 C．0.029 mol·L－1 D．不能确定 A　[氨气溶于水形成氨水，其溶质为氨气。设烧瓶的容积为V L，则形成溶液的体积为V L，溶质的物质的量为 mol，故所得溶液的物质的量浓度为mol＝0.045 mol·L－1，故选A。] [能力提升练] 8．如图所示，用传感技术测定喷泉实验中的压强变化来认识喷泉实验的原理。下列说法正确的是(　　) A．制取氨气时烧瓶中的固体常用CaO或CaCl2 B．喷泉实验结束后，发现水未充满三颈烧瓶，肯定是因为装置气密性不好 C．关闭a，将单孔塞(插有吸入水的胶头滴管)塞紧颈口c，打开b，完成喷泉实验，电脑绘制三颈烧瓶内压强变化曲线如图乙，则E点时喷泉最剧烈 D．工业上，若出现液氨泄漏，可通过喷水处理 D 　[A.CaO与H2O反应放热，且OH－浓度增大，有利于氨气的逸出，而CaCl2是中性盐，能溶于水，热量的变化很小，不与水反应，对氨气的逸出没有促进作用，A项错误；B.喷泉实验结束后，发现水未充满三颈烧瓶，可能是因为装置气密性不好，也可能是因为氨气中混有空气等，B项错误；C.三颈烧瓶内气体压强与外界大气压之差越大，喷泉越剧烈，C点的压强最小，大气压不变，则大气压和C点的压强差最大，则C点喷泉最剧烈，C项错误；D.氨气极易溶于水，因此工业上，若出现液氨泄漏，可通过喷水处理，D项正确。] 9．按如图装置进行NH3性质的探究实验。 (1)打开旋塞1，B瓶中的现象是 ____________ , 原因是____________________， 稳定后，关闭旋塞1； (2)再打开旋塞2，B瓶中的现象是________________________________。 [解析]　(1)A容器压强为150 kPa，B容器压强为100 kPa，A容器压强大于B容器，先打开旋塞1，A容器中的氯化氢进入B容器，氨气和氯化氢反应，NH3＋HCl===NH4Cl，生成氯化铵固体小颗粒，所以B瓶中的现象是出现白烟。(2)氨气、氯化氢为气体，反应生成的氯化铵为固体，压强减小，再打开旋塞2，硝酸银溶液倒吸入B瓶中，生成氯化银白色沉淀。 [答案]　(1)产生白色的烟　氯化氢与氨气反应生成了氯化铵小颗粒(NH3＋HCl===NH4Cl)，氯化铵小颗粒形成白烟 (2)烧杯中的硝酸银溶液会倒流进入B瓶中，B瓶中生成白色沉淀 10．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Ⅰ中产生“红色喷泉”，烧瓶Ⅱ中不产生“喷泉”现象，其操作方法是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)若要烧瓶Ⅱ中产生“蓝色喷泉”，烧瓶Ⅰ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Ⅰ (2)先打开b、c活塞，再挤压胶头滴管 (3)烧瓶Ⅱ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 11. 物质A是一种白色晶体，它与浓NaOH溶液共热，放出无色气体B，用圆底烧瓶收集干燥的气体B。按如图所示装置仪器，打开止水夹，挤压胶头滴管的胶头时，可以得到蓝色喷泉。向放出气体B的溶液中加入稀硝酸酸化，再加入硝酸银溶液，产生白色沉淀。 (1)A的化学式是________。 (2)可用于除去B中水分的干燥剂是________。收集气体B的方法是__________。 (3)溶液显蓝色的原因是______________________________(用化学用语表示)。 (4)取实验后烧瓶中的溶液加热，观察到的现象是____________________________。 [答案]　(1)NH4Cl　 (2)碱石灰(或答生石灰、KOH固体等任一种不与氨反应的干燥剂)　向下排空气法 (3)NH3·H2ONH＋OH－ (4)有刺激性气味气体产生，溶液由蓝色又变为紫色 12. 如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)＝4∶1的混合气体，则c(HNO3)＝________。 [解析]　设烧瓶的容积为V L，则烧瓶内气体的物质的量均为 mol。(1)若是HCl气体，形成喷泉后，溶液充满烧瓶，则溶液的体积为V L，c(HCl)＝＝ mol·L－1。(2)若为NO2，形成喷泉后，溶质为HNO3，根据化学方程式3NO2＋H2O===2HNO3＋NO知，则喷泉后溶液的体积为V L， c(HNO3)＝＝ mol·L－1。(3)若为n(NO2)∶n(O2)＝4∶1的混合气体，n(NO2)＝× mol，4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3喷泉后，溶质为HNO3，溶液充满烧瓶，则c(HNO3)＝＝× mol·L－1＝ mol·L－1。 [答案]　(1) mol·L－1　(2) mol·L－1　(3) mol·L－1 学科网（北京）股份有限公司 $$