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微專題二噴泉實驗原理及應用
1.噴泉實驗原理
噴泉產(chǎn)生的本質(zhì)原因是燒瓶內(nèi)外形成壓強差,由于燒瓶內(nèi)氣體的壓強小于燒瓶外的壓強,所
以液體會被壓入燒瓶內(nèi)形成噴泉。產(chǎn)生壓強差的方法有:
①減小燒瓶內(nèi)氣壓,如液體將氣體吸收或與其反應等;
②增大燒瓶外壓強。
2.常見裝置圖
(1)如圖甲(或乙)燒瓶內(nèi)的氣體極易溶于水(或易與溶液中的溶質(zhì)發(fā)生化學反應),從而使燒瓶內(nèi)
氣壓迅速降低,在大氣壓作用下,燒杯中的液體迅速向上流動,從而形成噴泉。
(2)如圖丙錐形瓶內(nèi)發(fā)生化學反應,產(chǎn)生氣體,從而使錐形瓶內(nèi)壓強迅速增大,促使錐形瓶內(nèi)
液體迅速向上流動,形成噴泉。
3.噴泉實驗成功的關鍵
(1)裝置的氣密性良好。
(2)圓底燒瓶要保持干燥。
(3)圓底燒瓶內(nèi)要充滿氣體。
(4)燒杯內(nèi)裝入足量的水或某種溶液,以防止因液體量不足而造成噴泉停止或不發(fā)生。
4.常見能形成噴泉的物質(zhì)組合
CO2、。2、SC)2、
氣體HC1N%NO2或NO2與
H2S>NO2
水或NaOH
吸收劑水或鹽酸NaOH溶液水
溶液
5.噴泉實驗的有關計算
(1)實驗完成后,溶液充滿燒瓶,溶質(zhì)的物質(zhì)的量與氣體的物質(zhì)的量相同(由體積換算確定)。
標準狀況下若燒瓶體積為VL,則有V(叫)=VL,
_VL
MB=22.4L-mor1'
A.擠壓裝置①的膠頭滴管使CC14全部進入燒瓶,片刻后打開止水夾
B.擠壓裝置②的膠頭滴管使飽和NaHCCh溶液全部進入燒瓶,然后打開止水夾
C.用鼓氣裝置從裝置③的a處不斷鼓入空氣并打開止水夾
D.在裝置④的水槽中加入適量生石灰并打開止水夾
答案B
解析Cl2易溶于CC14且易和NaOH溶液反應,燒瓶內(nèi)壓強戒小,形成噴泉,A項不符合題
意:CO2在飽和NaHCCh溶液中溶解度很小,不能形成噴泉,B項符合題意;從a處鼓入空
氣,打開止水夾,HC1和NaCI溶液接觸,因為HC1極易溶于水,導致燒瓶內(nèi)壓強降低,可
形成噴泉,C項不符合題意;加入生石灰,生石灰和水反應釋放大量的熱,導致錐形瓶內(nèi)氣
壓升高,打開止水夾,濃鹽酸被壓入燒瓶和NH3接觸,NH3極易溶于水且和鹽酸發(fā)生反應,
可形成噴泉,D項不符合題意。
3.(2020?哈爾濱德強學校檢測)利用如圖所示的裝置,可以驗證NH3和HC1的有關性質(zhì)。實驗
前a、b、c活塞均關閉。
⑴若要在燒瓶I中產(chǎn)生“紅色噴泉”,燒瓶II中不產(chǎn)生“噴泉”現(xiàn)象,其操作方法是
⑵若要燒瓶H中產(chǎn)生“藍色噴泉”,燒瓶I中不產(chǎn)生“噴泉”現(xiàn)象,其操作方法是
⑶若關閉b活塞,打開a、c活塞,再擠壓膠頭滴管,在燒瓶中可觀察到的現(xiàn)象是
(4)若要在該裝置中產(chǎn)生“紅藍雙色噴泉”現(xiàn)象,其操作方法是
答案(1)打開a、b活塞,再用熱毛巾捂熱燒瓶I
(2)先打開b、c活塞,再擠壓膠頭滴管
(3)燒瓶n中導管口處產(chǎn)生白煙
(4)先打開a、c活塞,再擠壓膠頭滴管,片刻后,再打開b活塞
解析(1)要使燒瓶I中形成“紅色噴泉”,燒瓶I[中不形成噴泉,應打開a、b活塞,用熱
毛巾捂熱燒瓶,使HC1和石蕊溶液接觸,從而形成噴泉。
(2)要使燒瓶H中形成“藍色噴泉”,燒瓶I中不形成噴泉,應打開b、c活塞,擠壓膠頭滴
管,使水進入燒瓶H,NH3極易溶于水,從而形成噴泉。
(3)只打開a、c活塞,擠壓膠頭滴管使水進入燒瓶n,Nh極易溶于水,導致燒瓶n中氣壓降
低,將HCI“吸入”燒瓶n與NH3反應,故在燒瓶n導管口處產(chǎn)生白煙。
(4)打開a、c活塞,擠壓膠頭滴管,NH3易溶于水,且和HC1反應掉部分,導致燒瓶I和燒
瓶I[中壓強都減小,再打開b活塞,石蕊溶液進入燒瓶I形成紅色噴泉,石蕊溶液進入燒瓶
II形成藍色噴泉。
4.(2020?蒼南縣嘉禾中學月考)如圖為化學教學中所用的噴泉實驗裝置。
某同學用燒瓶盛不同的氣體進行噴泉實驗,請幫助分析實驗后燒瓶中所得溶液的濃度(假設是
在標準狀況下完成實驗,且溶質(zhì)不擴散)。
⑴若用HC1氣體,則c(HCl)=0
⑵若用NO2氣體,則C(HNO3)=
答案⑴五工mol-L-1
⑵田mol-L
V
解析設燒瓶的容積為VL,則燒瓶內(nèi)氣體的物質(zhì)的量都為五彳mol。
mmo11
(1)HC1氣體形成噴泉后,溶液充滿燒瓶,則溶液體積為VL,則c(HQ)=—yL_=不molLZ
(2)NCh氣體形成噴泉后,溶質(zhì)為HNO3,據(jù)化學方程式
3NO2+H2O=2HNO3+NO,
V2V
224m33X22Amo1
,
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