高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)——噴泉實(shí)驗(yàn)

1、.實(shí)驗(yàn)專題之四 噴泉實(shí)驗(yàn)一.關(guān)于噴泉實(shí)驗(yàn)氨氣的噴泉實(shí)驗(yàn)是一個(gè)很基礎(chǔ)也很有趣的演示實(shí)驗(yàn),高考也經(jīng)?？疾榕c噴泉實(shí)驗(yàn)有關(guān)的知識(shí),并且考查的內(nèi)容越來越新穎多樣。噴泉實(shí)驗(yàn)利用氨氣在水中溶解度很大（體積比1：700），在短時(shí)間內(nèi)燒瓶?jī)?nèi)氣壓減小，從而使外界大氣壓大于瓶?jī)?nèi)氣壓，在打開活塞后，大氣壓將燒杯內(nèi)的液體壓入燒瓶中，在尖嘴導(dǎo)管口形成噴泉?；趪娙獙?shí)驗(yàn)匯總的問題主要有以下幾個(gè)：(1)這個(gè)噴泉實(shí)驗(yàn)的原理跟生活中見到的噴泉原理一樣嗎？不一樣的話，能否將生活噴泉的原理搬到化學(xué)實(shí)驗(yàn)中？(2)老師在課堂演示時(shí)有時(shí)會(huì)出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)失敗，到底是什么原因?qū)е碌?？有什么方法可以提高?shí)驗(yàn)的成功率？(3)除了形成單一的紅色噴泉，能不

2、能形成其他顏色的噴泉呢？如果可以要選用什么藥品？能不能設(shè)計(jì)出彩虹般的噴泉？(4)作為噴泉實(shí)驗(yàn)原料氣的溶解度應(yīng)是多少？難溶或不溶性氣體能否形成噴泉？(5)噴泉實(shí)驗(yàn)的裝置如何進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新？能不能設(shè)計(jì)出雙噴泉甚至三噴泉？(6)實(shí)驗(yàn)中有哪些因素會(huì)對(duì)噴泉的效果有影響，如導(dǎo)管的高度，實(shí)驗(yàn)時(shí)的溫度，吸收液的溫度等等？ 由此擬定研究方向：化學(xué)噴泉與生活噴泉的聯(lián)系；噴泉實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)研究；彩色噴泉的探究。讓學(xué)生自由選擇研究方向，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)對(duì)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行探究。二.生活噴泉與化學(xué)噴泉課堂上演示的噴泉實(shí)驗(yàn)，是減小燒瓶?jī)?nèi)氣壓并在外界大氣壓的作用下，形成噴泉。而廣場(chǎng)上多姿多彩的噴泉原理是增大內(nèi)部氣壓，在正常大氣壓下形成噴泉，

3、原理與火山噴發(fā)類似。于是，本課題將生活中形成噴泉的原理在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行模擬。 實(shí)驗(yàn)一：利用MnO2加快H2O2分解氧氣，加大燒瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)，在空氣中形成噴泉H2O22H20+O2圖1 圖2步驟：1、先關(guān)閉導(dǎo)管上的止水夾，向燒瓶中放入MnO2，分液漏斗中裝H2O2,快速塞緊膠塞，打開分液漏斗，使燒瓶中快速聚集氧氣，氣壓增大；2、在一段時(shí)間后，打開止水夾，燒瓶中的水受到高壓而噴出，在導(dǎo)管的出口處形成噴泉。（裝置如圖1所示）實(shí)驗(yàn)二：加熱氨水使燒杯內(nèi)壓強(qiáng)增大從而形成噴泉NH3H2OH2O+NH3步驟：1、先關(guān)閉止水夾，向盛有濃氨水的燒瓶進(jìn)行加熱，使?jié)獍彼纸獬砂睔夂退?、待瓶?jī)?nèi)氣體大量聚集后，氣壓增大到一定

4、程度時(shí)打開止水夾，讓液體順導(dǎo)管噴出，形成噴泉。（裝置如圖2所示）三噴泉實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)和創(chuàng)新課本里的噴泉實(shí)驗(yàn)形成的噴泉只持續(xù)一小會(huì)兒，無法讓這美麗的瞬間持久，并且只有一個(gè)噴泉，形式單一。于是，本課題根據(jù)該實(shí)驗(yàn)原理，設(shè)計(jì)新的裝置，達(dá)到感官上的突破。課題由2個(gè)小組完成，一個(gè)小組負(fù)責(zé)研究和設(shè)計(jì)出持久性噴泉；一個(gè)小組設(shè)計(jì)出雙噴泉，讓噴泉實(shí)驗(yàn)更精彩。 圖3 圖4 1.形成持久性噴泉步驟：1）制備一燒瓶的O2、如圖3組裝裝置；2）用放大鏡聚焦使磷燃燒，消耗氧氣；3）燒瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)減小，H2O2溶液進(jìn)入燒瓶中形成噴泉，H2O2溶液與MnO2反應(yīng)再生成O2，如此不斷進(jìn)行；4、當(dāng)溶液到達(dá)一定程度時(shí)，打開止水夾，使水流下。

5、2.噴煙和雙噴泉實(shí)驗(yàn)步驟：1）制取一燒瓶氨氣和一燒瓶HCl，如圖4連接裝置；2）關(guān)閉止水夾C，擠壓膠頭滴管，燒瓶中氨氣部分溶解，壓強(qiáng)減小，打開a、b，HCl被壓入盛NH3的燒瓶中，形成噴煙現(xiàn)象；3）打開止水夾C，由于兩個(gè)燒瓶中壓強(qiáng)都小于大氣壓，因此形成雙噴泉。3.彩色噴泉課本中利用氨氣和滴有酚酞的水形成紅色的噴泉，在驚嘆其美麗的同時(shí)，卻也因其顏色單一而感到乏味，于是通過查閱資料，有三種方案可以設(shè)計(jì)出多種顏色的噴泉。第一種方案：燒瓶中由裝一種氣體改裝兩種或多種氣體。這些氣體互不反應(yīng),但卻能與同一種液體反應(yīng)生成不同顏色的產(chǎn)物而形成彩色噴泉。第二種方案：燒杯中由盛一種溶液改盛幾種互不反應(yīng)的溶液,而燒

6、瓶中只盛一種氣體,且這種氣體能與上述幾種溶液反應(yīng)生成不同顏色的產(chǎn)物而形成彩色噴泉。第三種方案：用燒瓶裝幾種互不反應(yīng)的氣體,燒杯也裝幾種互不反應(yīng)的液體,且這幾種氣體能與上述幾種溶液反應(yīng)生成不同顏色的產(chǎn)物而形成彩色噴泉。 課題分為四個(gè)小組，選擇HCl、NH3、Cl2、CO2做為原料氣，再通過選擇不同的實(shí)驗(yàn)溶液，達(dá)到彩色噴泉的效果。圖5步驟：1）先用一個(gè)干燥的圓底燒瓶收集足夠量實(shí)驗(yàn)用氣體；2）用帶有三根玻璃管(一端成尖嘴狀,且尖嘴狀一端應(yīng)插入燒瓶?jī)?nèi))的塞子塞緊瓶口,倒置燒瓶,三根玻璃管的末端分別插入盛有實(shí)驗(yàn)需用的三種不同試劑溶液的酸奶瓶里；3）三位學(xué)生同時(shí)擠壓酸奶瓶,由于燒瓶?jī)?nèi)的氣體極易溶于上述三種

7、溶液中，使燒瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)減小，酸奶瓶?jī)?nèi)溶液由玻璃管進(jìn)入燒瓶，從而形成多種顏色的彩色噴泉。4)更換燒瓶?jī)?nèi)其他與酸奶瓶中溶液，達(dá)到更多的顏色噴泉。實(shí)驗(yàn)的氣體、溶液、顏色、變色原因如下表（其中顏色和變色原因由學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)和查閱相關(guān)資料填寫），裝置如圖5編號(hào)燒瓶中氣體燒杯中的液體噴泉的顏色變色的原因1HCl石蕊試液紅色HCl的水溶液呈酸性，遇石蕊試液變紅硝酸銀溶液白色產(chǎn)生了白色的AgNO3沉淀氫氧化銅懸浮液綠色2HCl+Cu(OH)2=CuCl2+2H2O，在CuCl2的水溶液中存在CuCl42-和Cu(H2O)42+兩種綠色離子2Cl2KSCN的FeCl2溶液紅色Cl2氧化Fe2+變?yōu)镕e3+，使KSCN變紅KI的淀粉溶液藍(lán)色Cl2置換出KI中的I2，I2與淀粉變藍(lán)KBr的CCl4溶液橙色Cl2置換出KBr中的Br2，Br2的CCl4溶液呈橙色3NH3酚酞試液紅色NH3的水溶液呈堿性，遇酚酞變紅石蕊試液藍(lán)色NH3的水溶