2025屆高三化學(xué)二輪復(fù)習(xí)+++講義　　噴泉實(shí)驗(yàn)的原理與應(yīng)用

噴泉實(shí)驗(yàn)的原理與應(yīng)用1.噴泉實(shí)驗(yàn)的原理使燒瓶?jī)?nèi)外在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生較大的壓強(qiáng)差，利用大氣壓將燒瓶下面燒杯中的液體壓入燒瓶?jī)?nèi)，在導(dǎo)管尖嘴口形成噴泉。2.形成噴泉的類型下面是幾種常見的能形成噴泉的氣體和吸收劑。氣體HClNH3CO2、Cl2、SO2、H2SNO2NO、O2(4∶3)NO2、O2(4∶1)吸收劑水、NaOH溶液水NaOH溶液水水水3.噴泉實(shí)驗(yàn)的發(fā)散裝置及操作方法噴泉實(shí)驗(yàn)是中學(xué)化學(xué)的重要實(shí)驗(yàn)，其本質(zhì)是形成壓強(qiáng)差而引發(fā)液體上噴，以教材中的裝置(發(fā)散源)可設(shè)計(jì)如圖所示的多種不同的裝置和采用不同的操作(如使氣體溶于水、熱敷或冷敷、生成氣體等)來形成噴泉。請(qǐng)結(jié)合裝置特點(diǎn)，分別說明各裝置的設(shè)計(jì)原理。________________________________________________________________________________________________________________________________________1.(2020·全國(guó)卷)噴泉實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。應(yīng)用下列各組氣體—溶液，能出現(xiàn)噴泉現(xiàn)象的是()氣體溶液AH2S稀鹽酸BHCl稀氨水CNO稀H2SO4DCO2飽和NaHCO3溶液2.如圖所示為“雙色雙噴泉”實(shí)驗(yàn)裝置，圖中燒瓶?jī)?nèi)分別充滿氨氣和氯化氫，燒杯內(nèi)盛裝滴有石蕊溶液的蒸餾水。下列說法錯(cuò)誤的是()A.在實(shí)驗(yàn)室中，可用濃氨水和生石灰制備氨氣，用濃鹽酸和濃硫酸制備氯化氫B.如果關(guān)閉c、d，打開a、b，可能會(huì)有白煙產(chǎn)生C.實(shí)驗(yàn)中同時(shí)打開止水夾a、c、d，即可分別形成藍(lán)色和紅色噴泉D.噴泉結(jié)束后，將燒瓶?jī)?nèi)溶液混合后呈紫色，蒸干可得氯化銨固體3.某學(xué)生積極思考產(chǎn)生噴泉的其他方法，并設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置。(1)在如圖所示的錐形瓶中，分別加入足量的下列物質(zhì)，反應(yīng)后可能產(chǎn)生噴泉的是________(填字母)。A.Cu與稀鹽酸B.NaHCO3與NaOH溶液C.CaCO3與稀硫酸D.NH4HCO3與稀鹽酸這種方法產(chǎn)生噴泉的原理是___________________________________________。(2)在圖示錐形瓶外放一水槽，瓶中加入酒精；水槽中加入水后，再加入足量的下列物質(zhì)，結(jié)果也可產(chǎn)生噴泉。水槽中加入的物質(zhì)可以是_________(填字母)。A.濃硫酸 B.食鹽C.硝酸鉀 D.硫酸銅這種方法產(chǎn)生噴泉的原理是___________________________________________。4.利用如圖所示的裝置，可以驗(yàn)證NH3和HCl的有關(guān)性質(zhì)。實(shí)驗(yàn)前a、b、c活塞均關(guān)閉。(1)若要在燒瓶Ⅱ中產(chǎn)生“噴泉”現(xiàn)象，燒瓶Ⅰ中不產(chǎn)生“噴泉”現(xiàn)象，其操作方法是___________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)若先打開a、c活塞，再擠壓膠頭滴管，在燒瓶中可觀察到的現(xiàn)象是______________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)通過擠壓膠頭滴管和控制活塞的開關(guān)，在燒瓶Ⅰ中產(chǎn)生“噴泉”現(xiàn)象，燒瓶Ⅱ中不產(chǎn)生“噴泉”現(xiàn)象，其操作方法是____________________________________；若要在該裝置中產(chǎn)生雙噴泉現(xiàn)象，其操作方法是__________________________________________________________________。噴泉實(shí)驗(yàn)的原理與應(yīng)用微思考裝置(Ⅰ)向集氣瓶通入少量空氣，將少量水壓入燒瓶，導(dǎo)致大量氨溶解，形成噴泉。裝置(Ⅱ)省去了膠頭滴管，用手(或熱毛巾等)捂熱燒瓶，氨受熱膨脹，趕出玻璃導(dǎo)管內(nèi)的空氣，氨與水接觸，即發(fā)生噴泉(或用浸冰水的毛巾“冷敷”燒瓶，使水進(jìn)入燒瓶中，瓶?jī)?nèi)氨溶于水)。裝置(Ⅲ)在水槽中加入能使水溫升高的物質(zhì)致使錐形瓶?jī)?nèi)酒精因升溫而揮發(fā)，錐形瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)增大而產(chǎn)生噴泉。裝置(Ⅳ)向燒瓶中通入一定量的H2S和SO2，現(xiàn)象為有淡黃色粉末狀物質(zhì)生成，瓶?jī)?nèi)壁附有水珠，NaOH溶液上噴形成噴泉。裝置(Ⅴ)打開①處的止水夾并向燒瓶中緩慢通入等體積的HCl氣體后關(guān)閉該止水夾，等充分反應(yīng)后再打開②處的止水夾，觀察到先有白煙產(chǎn)生，后產(chǎn)生噴泉。裝置(Ⅵ)中，擠壓膠頭滴管，然后打開導(dǎo)管上部的兩個(gè)活塞，則在右面燒瓶出現(xiàn)噴煙現(xiàn)象，再打開導(dǎo)管下部活塞，則可產(chǎn)生雙噴泉。培優(yōu)專練1.B[A.H2S與稀鹽酸不反應(yīng)，且在稀鹽酸中的溶解度較小，不能形成噴泉；B.HCl能與稀氨水反應(yīng)，向圓底燒瓶中擠入少量稀氨水會(huì)造成圓底燒瓶?jī)?nèi)氣壓明顯減小，能形成噴泉；C.NO與稀硫酸不反應(yīng)，且在稀硫酸中溶解度非常小，不能形成噴泉；D.CO2在飽和NaHCO3溶液中的溶解度較小，不能形成噴泉。]2.D[NH4Cl不穩(wěn)定，加熱蒸干不能得到NH4Cl固體，D錯(cuò)誤。]3.(1)DNH4HCO3與稀鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w，錐形瓶中氣體壓強(qiáng)增大，把液體壓入燒瓶中，形成噴泉(2)A濃硫酸溶于水放出大量的熱，使錐形瓶中的酒精揮發(fā)，錐形瓶中氣體壓強(qiáng)增大，把酒精壓入燒瓶中形成噴泉解析(1)Cu與稀鹽酸不反應(yīng)，NaHCO3與NaOH溶液反應(yīng)放出熱量，但不產(chǎn)生氣體，不能形成較大壓強(qiáng)差，故不能形成噴泉；CaCO3與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生CO2，但生成的CaSO4微溶于水，覆蓋在CaCO3的表面，會(huì)使反應(yīng)很快停止，不能形成較大的壓強(qiáng)差，故不能形成噴泉；NH4HCO3與稀鹽酸反應(yīng)能產(chǎn)生較多的CO2氣體，使錐形瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)遠(yuǎn)大于燒瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)，從而形成噴泉。(2)濃硫酸溶于水能放出大量的熱，使酒精大量揮發(fā)，形成較大的壓強(qiáng)差，從而形成噴泉；氯化鈉、硝酸鉀、硫酸銅溶于水溫度變化不大，不能使酒精大量揮發(fā)，不能形成較大的壓強(qiáng)差，故不能形成噴泉。4.(1)先打開a、b活塞，再擠壓膠頭滴管(或先擠壓膠頭滴管，再打開a、b活塞)(2)燒瓶Ⅱ中導(dǎo)管口處產(chǎn)生白煙(3)先打開a、c活塞，再擠壓膠頭滴管(或先打開a活塞，擠壓膠頭滴管，再打開c活塞)，片刻后，關(guān)閉a活塞，然后打開b活塞先打開a、c活塞，再擠壓膠頭滴管(或先打開a活塞，擠壓膠頭滴管，再打開c活塞)，片刻后，打開b活塞解析(1)打開a、b活塞，再將膠頭滴管中的水?dāng)D入燒瓶Ⅱ中，由于NH3極易溶于水，使燒瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)迅速減小，燒杯中的水迅速進(jìn)入燒瓶Ⅱ中，形成噴泉。(2)先打開a、c活塞，再將膠頭滴管中的水?dāng)D入燒瓶Ⅱ中，燒瓶Ⅱ中的壓強(qiáng)迅速減小，燒瓶Ⅰ中的HCl氣體會(huì)進(jìn)入到燒瓶Ⅱ中，且與NH3化合生成NH4Cl而產(chǎn)生白煙。(3)先打開a、c活塞，再擠壓膠頭滴管(或打開a活塞，擠壓膠頭滴管，再打開c活塞)，片刻后關(guān)閉a活塞，打開b活塞，燒杯中的水會(huì)迅速進(jìn)入燒瓶Ⅰ中，形成噴泉；先打開a、c活塞，再擠壓膠頭滴管(或打開a活塞，擠壓膠頭滴管，再打開c活塞)，片刻后打開b活塞，不關(guān)閉a活塞，燒瓶中的水便會(huì)同時(shí)進(jìn)入燒瓶Ⅰ和Ⅱ中，形成雙噴泉。集訓(xùn)真題走進(jìn)高考1.A[A.自然固氮是將N2轉(zhuǎn)化為含氮化合物，不一定是轉(zhuǎn)化為NH3，比如大氣固氮是將N2轉(zhuǎn)化為NO，錯(cuò)誤；B.侯氏制堿法以H2O、NH3、CO2、NaCl為原料制備NaHCO3和NH4Cl，反應(yīng)的化學(xué)方程式為H2O＋NH3＋CO2＋NaCl=NaHCO3↓＋NH4Cl，正確；C.工業(yè)上通過NH3催化氧化等反應(yīng)過程生產(chǎn)HNO3，相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)方程式為4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up12(催化劑),\s\do4(△))4NO＋6H2O、2NO＋O2=2NO2、3NO2＋H2O=2HNO3＋NO、4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3，正確；D.氮元素在自然界中既有游離態(tài)又有化合態(tài)，多種形態(tài)的氮及其化合物間的轉(zhuǎn)化形成了自然界的“氮循環(huán)”，正確。]2.B[A.由方程式可知，消耗14g氮?dú)馍砂睔獾姆肿訑?shù)為eq\f(14g,28g/mol)×2×NAmol-1＝NA，故A錯(cuò)誤；B.由方程式可知，消耗1mol氫氣生成N—H鍵數(shù)為1mol×eq\f(2,3)×3×NAmol-1＝2NA，故B正確；C.由方程式可知，生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4L氨氣，反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移數(shù)為eq\f(22.4L,22.4L/mol)×3×NAmol-1＝3NA，故C錯(cuò)誤；D.由得失電子數(shù)目守恒可知，1mol氨氣與氧氣反應(yīng)生成一氧化氮，需氧氣分子數(shù)為1mol×eq\f(5,4)×NAmol-1＝1.25NA，故D錯(cuò)誤。]3.B[A.NH3極易溶于水，溶于水后圓底燒瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)減小，從而產(chǎn)生噴泉，故A可以達(dá)到預(yù)期；B.P2O5為酸性氧化物，NH3具有堿性，兩者可以發(fā)生反應(yīng)，故不可以用P2O5干燥NH3，故B不可以達(dá)到預(yù)期；C.NH3的密度比空氣小，可采用向下排空氣法收集，故C可以達(dá)到預(yù)期；D.CaO與濃氨水混合后與水反應(yīng)并放出大量的熱，促使NH3揮發(fā)，可用此裝置制備NH3，故D可以達(dá)到預(yù)期。]4.C[氯化銨是強(qiáng)酸弱堿鹽，其水溶液顯酸性，會(huì)使?jié)駶?rùn)的pH試紙變紅，根據(jù)Ⅰ中試紙變藍(lán)，說明NH4Cl發(fā)生了分解反應(yīng)，故A正確；根據(jù)Ⅰ中試紙顏色變化，說明氨氣比氯化氫氣體擴(kuò)散速率快，故B正確；Ⅰ中試紙變成紅色，是由于NH4Cl分解產(chǎn)生的氯化氫造成的，故C錯(cuò)誤；根據(jù)試管中部有白色固體附著，說明氯化銨分解產(chǎn)生的氨氣和氯化氫在擴(kuò)散過程中又化合生成氯化銨，則不宜用加熱NH4Cl的方法制備NH3，故D正確。]5.(1)2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(=,\s\up7(△))CaCl2＋2H2O＋2NH3↑(2)11.5(3)平衡氣壓防倒吸倒吸(4)NHeq\o\al(＋,4)POeq\o\al(3－,4)(5)酚酞無色淺紅色解析本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康臑橹苽淞姿釟涠@[(NH4)2HPO4]，實(shí)驗(yàn)原理為2NH3＋H3PO4=(NH4)2HPO4，結(jié)合相關(guān)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)分析解答問題。(1)實(shí)驗(yàn)室用NH4Cl(s)和Ca(OH)2(s)在加熱的條件下制備氨氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(=,\s\up7(△))CaCl2＋2H2O＋2NH3↑。(2)設(shè)需濃H3PO4的體積為VmL，則eq\f(1.7g·mL－1×VmL×85%,98g·mol－1)＝0.1L×1.7mol·L-1，V≈11.5。(3)由于NH3極易溶于水，因此可選擇打開活塞K2以平衡氣壓，防止發(fā)生倒吸，所以實(shí)驗(yàn)過程中，