第5章 7 聚焦突破2 喷泉实验原理及其应用（Word教参）-【学霸笔记·同步精讲】2025-2026学年高中化学必修第二册（人教版）

本高中化学讲义以喷泉实验为核心知识点，系统梳理其产生本质（烧瓶内外压强差）、形成方法（减小内压如气体溶解或反应、增大外压如锥形瓶产气）、常见装置（甲/乙/丙）、氨喷泉成功关键（气密性、干燥等）及相关计算（溶液浓度），构建从原理到应用的完整学习支架。 该资料特色在于融合化学观念（物质性质决定压强变化）、科学思维（装置模型对比分析）与科学探究（实验操作关键），通过NH3与水、CO2与NaOH等实例及NO2与O2混合气体浓度计算，培养学生分析能力。课中辅助教师演示讲解，课后集训题帮助学生巩固知识，查漏补缺。

1．喷泉实验原理 (1)喷泉产生的本质原因：烧瓶内外形成压强差，由于烧瓶内气体的压强小于烧瓶外的压强，因此液体会被压入烧瓶内形成喷泉。 (2)造成压强差的操作方法 ①减小烧瓶内气压，如液体将气体吸收或与其反应等。 ②增大烧瓶外压强。 2．常见装置图 (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减小，打开弹簧夹后，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。常见物质组合见下表： 气体 HCl NH3 CO2、Cl2、 SO2、H2S、 NO2 NO2或 NO2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，打开弹簧夹后，促使锥形瓶内液体迅速向上流动，从而形成喷泉。 3．氨的喷泉实验成功的关键 (1)装置的气密性良好。 (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。 4．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，若烧瓶容积为V L，则有V(aq)＝V L，nB＝，cB＝＝＝ mol·L-1。 (2)若溶质由部分气体转化而成，则依实际情况判断。例如，标准状况下，V L NO2与O2按体积比4∶1混合后做喷泉实验，发生的反应为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，有V(aq)＝V L，nB＝×，cB＝＝ mol·L-1。 【突破集训】 1．利用如右图所示的装置可以做喷泉实验，下列有关说法错误的是(　　) A．圆底烧瓶要干燥且烧瓶里的氨要充满 B．若将胶头滴管中的水换成盐酸，则不会看到喷泉现象 C．向烧杯中滴加2滴酚酞溶液，会看到红色喷泉 D．将圆底烧瓶中的NH3换成CO2，将烧杯中的水换成4 mol/L NaOH溶液，也可演示喷泉实验 解析：选B。氨极易溶于水，所以圆底烧瓶要干燥且烧瓶里的氨要充满，A项正确；若将胶头滴管中的水换成盐酸，盐酸也能与氨反应，烧瓶中压强减小，则可以看到喷泉现象，B项错误；氨与水反应生成一水合氨，使溶液显碱性，故向烧杯中滴加2滴酚酞溶液，会看到红色喷泉，C项正确；将圆底烧瓶中的NH3换成CO2，将烧杯中的水换成4 mol/L NaOH溶液，CO2会与NaOH反应，烧瓶中压强减小，可以看到喷泉现象，D项正确。 2．(2025·石家庄高一期末)利用如下图所示的装置做喷泉实验，下列说法错误的是(　　) A．打开b、c，挤压胶头滴管，会在右侧出现蓝色喷泉 B．打开a、b，挤压胶头滴管，会在左侧出现红色喷泉 C．打开a、c，挤压胶头滴管，再打开b，会出现红蓝双色喷泉 D．只打开a、c，挤压胶头滴管，会在烧瓶Ⅱ导管口处产生白烟 解析：选B。打开b、c，挤压胶头滴管，NH3极易溶于水，烧瓶Ⅱ中压强减小，紫色石蕊溶液进入烧瓶Ⅱ形成蓝色喷泉，即右侧出现蓝色喷泉，A正确；打开a、b，烧瓶Ⅰ没有发生变化，挤压胶头滴管仅是烧瓶Ⅱ产生压强差，并不会在烧瓶Ⅰ产生喷泉，B错误；打开a、c，挤压胶头滴管，NH3极易溶于水，且和HCl反应，导致烧瓶Ⅰ和烧瓶Ⅱ中压强都减小，再打开b，紫色石蕊溶液进入烧瓶Ⅰ形成红色喷泉，紫色石蕊溶液进入烧瓶Ⅱ形成蓝色喷泉，C正确；只打开a、c，挤压胶头滴管使水进入烧瓶Ⅱ，NH3极易溶于水，导致烧瓶Ⅱ中气压降低，将HCl吸入烧瓶Ⅱ与NH3反应，因此在烧瓶Ⅱ导管口处产生白烟，D正确。 3．下图所示装置是课外活动小组的同学设计的4个喷泉实验方案，已知Cl2易溶于CCl4。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 解析：选B。Cl2易溶于CCl4且易和NaOH溶液反应，烧瓶内压强减小，可形成喷泉，A项不选；CO2在饱和NaHCO3溶液中的溶解度很小，不能形成喷泉，B项选；从a处不断鼓入空气，打开止水夹，HCl和NaCl溶液接触，因为HCl极易溶于水，导致烧瓶内压强减小，可形成喷泉，C项不选；加入生石灰，生石灰和水反应释放大量的热，导致锥形瓶内压强增大，打开止水夹，浓盐酸被压入烧瓶和NH3接触，NH3极易溶于水且能和盐酸发生反应，可形成喷泉，D项不选。 4．喷泉是一种常见的现象，产生的原因是存在压强差。 (1)装置甲中的气体a可能为①氯气、②氢气、③氨、④氯化氢、⑤二氧化碳。打开装置中的止水夹，挤压胶头滴管，若液体b为浓氢氧化钠溶液，则能产生喷泉现象的气体a可能是________(填序号)。　 (2)如果只提供如图乙所示的装置(气体为氨，液体为水)，请说明引发喷泉的方法：__________________________________________ _________________________________________________________ _________________________________________________________。 (3)某同学用图甲所示装置，液体b为水，在圆底烧瓶中盛放不同的气体进行喷泉实验。请分析实验后圆底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)＝___________________________。 解析：(1)氨和氯化氢极易溶于水，氯气、氯化氢、二氧化碳都可以与浓氢氧化钠溶液反应，使圆底烧瓶内压强减小。(2)题图乙装置需先打开止水夹，再用热毛巾捂住圆底烧瓶，发现有气泡从水中冒出，移去热毛巾，烧瓶温度降低，会使少量水进入烧瓶，从而引发喷泉。(3)设圆底烧瓶的容积为V L，圆底烧瓶内气体的物质的量为 mol。①HCl气体形成喷泉后，溶液充满烧瓶，故溶液体积为V L，c(HCl)＝＝ mol·L-1。②NO2气体形成喷泉后，溶质为HNO3，据化学方程式： 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO mol　　　 × mol 形成喷泉后溶液体积为V L，故c(HNO3)＝＝ mol·L-1。 答案：(1)①③④⑤ (2)先打开止水夹，再用热毛巾捂住圆底烧瓶至有气泡从水中冒出，移去热毛巾 (3)① mol·L-1　② mol·L-1 学科网（北京）股份有限公司 $