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微專題八　氨氣的噴泉實驗原理及應用
噴泉是一種常見的現象,其產生原因是存在壓強差,常見裝置有以下三種。
1.噴泉實驗原理
(1)如圖甲(或乙)燒瓶內的氣體極易溶于水(或易與溶液中的溶質發生化學反應),從而使燒瓶內氣壓迅速降低,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)如圖丙錐形瓶內發生化學反應,產生氣體,從而使錐形瓶內壓強迅速增大,促使錐形瓶內液體迅速向上流動,形成噴泉。
2.氨氣的噴泉實驗成功的關鍵
(1)裝置氣密性良好。
(2)圓底燒瓶要保持干燥。
(3)圓底燒瓶內要充滿氣體。
(4)燒杯內裝入足量的水,以防止因水量不足而造成噴泉停止或不發生。
3.噴泉實驗的有關計算
(1)實驗完成后,溶液充滿燒瓶,溶質的物質的量與氣體的物質的量相同(由體積換算確定)。
標準狀況下若燒瓶體積為V L,
則有V(溶液)=V L,
nB=,
cB=== mol·L-1。
(2)若溶質由部分氣體轉化而成,則依實際情況判斷。如V體積NO2與O2按4∶1混合后做噴泉實驗,發生的反應為4NO2+O2+2H2O===4HNO3,則有V(溶液)= V L,nB=×,cB== mol·L-1。
1.如圖裝置中,干燥燒瓶內盛有某種氣體,燒杯和滴管內盛放某種溶液。打開止水夾,擠壓滴管的膠頭,下列與實驗事實不相符的是(　　)
A.SO2(飽和NaHSO3溶液)/無色噴泉
B.NH3(CuSO4溶液)/藍色噴泉
C.HCl(紫色石蕊溶液)/紅色噴泉
D.H2S(AgNO3溶液)/黑色噴泉
2.某同學利用如圖所示裝置進行噴泉實驗,已知圓底燒瓶內充滿干燥的X氣體,膠頭滴管內裝有少量Y液體,燒杯內裝有足量Y液體。下列組合能進行噴泉實驗且最終液體一定能充滿整個燒瓶的是(　　)
選項 X氣體 Y液體
A NO2 水
B HCl 水
C HCl和O2的混合氣體 水
D NH3和N2的混合氣體 水
3.某學生積極思考產生噴泉的其他方法,并設計了如圖所示的裝置。
(1)在如圖所示的錐形瓶中,分別加入足量的下列物質,反應后可能產生噴泉的是　　　　(填字母)。
A.Cu與稀鹽酸
B.NaHCO3與NaOH溶液
C.Mg與稀硫酸
D.NH4HCO3與稀鹽酸
這種方法產生噴泉的原理是__________________________________________________________。
(2)在圖示錐形瓶外放一水槽,錐形瓶中加入酒精,水槽中加入水后,再加入足量的下列物質,結果也產生噴泉。水槽中加入的物質可以是　　　　(填字母)。
A.濃硫酸 B.食鹽
C.硝酸鉀 D.硫酸銅
這種方法產生噴泉的原理是__________________________________________________________。
4.利用如圖所示的裝置,可以驗證NH3和HCl的有關性質。實驗前a、b、c活塞均關閉。
(1)若要在燒瓶Ⅰ中產生“紅色噴泉”,燒瓶Ⅱ中不產生“噴泉”現象,其操作方法是________________。
(2)若要在燒瓶Ⅱ中產生“藍色噴泉”,燒瓶Ⅰ中不產生“噴泉”現象,其操作方法是________________。
(3)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象是________________。
(4)若要在該裝置中產生“紅藍雙色噴泉”現象,其操作方法是_______________________________。
5.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,且溶質不擴散)。
(1)若用HCl氣體,則c(HCl)=__________________________________________________________。
(2)若用NO2氣體,則c(HNO3)=____________________________________________________________。
(3)若用n(NO2)∶n(O2)=4∶1的混合氣體,則c(HNO3)=　　　　　　。
答案精析
跟蹤訓練
1.A　[SO2在飽和NaHSO3溶液中的溶解度很小,故不能形成噴泉,A項符合題意;NH3極易溶于水生成NH3·H2O,與CuSO4溶液反應生成Cu(OH)2藍色沉淀,B項不符合題意;HCl極易溶于水,溶液呈酸性,使紫色石蕊溶液呈紅色,C項不符合題意;H2S和AgNO3反應生成Ag2S黑色沉淀,D項不符合題意。]
2.B　[燒瓶中充滿干燥的X氣體,膠頭滴管及燒杯中分別盛有Y液體,若能形成噴泉,則氣體應極易溶于Y液體或氣體易與Y液體反應;若液體不能充滿燒瓶說明氣體難溶于Y液體或與Y液體反應生成難溶于水的氣體。A項,二氧化氮溶于水與水反應,能形成噴泉,但二氧化氮與水反應生成硝酸和一氧化氮,一氧化氮氣體難溶于水,液體不能充滿整個燒瓶;B項,HCl極易溶于水,產生壓強差,形成噴泉,液體充滿整個燒瓶;C項,氧氣難溶于水,液體不能充滿整個燒瓶;D項,氮氣難溶于水,液體不能充滿整個燒瓶。]
3.(1)CD　錐形瓶內氣體壓強增大,把液體壓入燒瓶,形成噴泉　(2)A　濃硫酸溶于水放出大量的熱,使錐形瓶中的酒精汽化,錐形瓶中氣體壓強增大,把酒精壓入燒瓶中形成噴泉
解析　根據裝置特點,要形成噴泉,必須使錐形瓶氣體壓強增大,打開止水夾,將錐形瓶內液體壓入燒瓶。
4.(1)先打開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Ⅱ中導管口處產生白煙
(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　(3)只打開a、c活塞,擠壓膠頭滴管,NH3極易溶于水,導致燒瓶Ⅱ中氣壓降低,將HCl“吸入”燒瓶Ⅱ與NH3反應,故在燒瓶Ⅱ導管口處產生白煙。
(4)打開a、c活塞,擠壓膠頭滴管,NH3易溶于水,且和部分HCl反應,導致燒瓶Ⅰ和燒瓶Ⅱ中壓強都減小,再打開b活塞,滴有石蕊溶液的水進入燒瓶Ⅰ形成紅色噴泉,進入燒瓶Ⅱ形成藍色噴泉。
5.(1) mol·L-1　(2) mol·L-1
(3) mol·L-1
解析　設燒瓶的容積為V L,則燒瓶內氣體的物質的量都為 mol。
(1)HCl氣體形成噴泉后,溶液充滿燒瓶,則溶液體積為V L,則c(HCl)== mol·L-1。
(2)NO2氣體形成噴泉后,溶質為HNO3,根據化學方程式:3NO2+H2O===2HNO3+NO
mol　　　× mol
形成噴泉后溶液體積為V L,
則c(HNO3)== mol·L-1。
(3)因n(NO2)∶n(O2)=4∶1,n(NO2)=× mol,溶于水,溶液充滿燒瓶,根據化學方程式:
4NO2+O2+2H2O===4HNO3
× mol　　　　× mol
溶液體積為V L,故c(HNO3)==× mol·L-1= mol·L-1。(共24張PPT)
氨氣的噴泉實驗原理及應用
微專題八
第3章
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噴泉是一種常見的現象，其產生原因是存在壓強差，常見裝置有以下三種。
1.噴泉實驗原理
(1)如圖甲(或乙)燒瓶內的氣體極易溶于水(或易與溶液中的溶質發生化學反應)，從而使燒瓶內氣壓迅速降低，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)如圖丙錐形瓶內發生化學反應，產生氣體，從而使錐形瓶內壓強迅速增大，促使錐形瓶內液體迅速向上流動，形成噴泉。
2.氨氣的噴泉實驗成功的關鍵
(1)裝置氣密性良好。
(2)圓底燒瓶要保持干燥。
(3)圓底燒瓶內要充滿氣體。
(4)燒杯內裝入足量的水，以防止因水量不足而造成噴泉停止或不發生。
3.噴泉實驗的有關計算
(1)實驗完成后，溶液充滿燒瓶，溶質的物質的量與氣體的物質的量相同(由體積換算確定)。
標準狀況下若燒瓶體積為V L，
則有V(溶液)=V L，
nB=，
cB=== mol·L-1。
(2)若溶質由部分氣體轉化而成，則依實際情況判斷。如V體積NO2與O2
按4∶1混合后做噴泉實驗，發生的反應為4NO2+O2+2H2O===4HNO3，則有V(溶液)= V L，nB=×，cB== mol·L-1。
跟蹤訓練
1.如圖裝置中，干燥燒瓶內盛有某種氣體，燒杯和滴管內盛放某種溶液。打開止水夾，擠壓滴管的膠頭，下列與實驗事實不相符的是
A.SO2(飽和NaHSO3溶液)/無色噴泉
B.NH3(CuSO4溶液)/藍色噴泉
C.HCl(紫色石蕊溶液)/紅色噴泉
D.H2S(AgNO3溶液)/黑色噴泉
√
跟蹤訓練
SO2在飽和NaHSO3溶液中的溶解度很小，故不能形成
噴泉，A項符合題意；
NH3極易溶于水生成NH3·H2O，與CuSO4溶液反應生成
Cu(OH)2藍色沉淀，B項不符合題意；
HCl極易溶于水，溶液呈酸性，使紫色石蕊溶液呈紅色，C項不符合題意；
H2S和AgNO3反應生成Ag2S黑色沉淀，D項不符合題意。
跟蹤訓練
2.某同學利用如圖所示裝置進行噴泉實驗，已知圓底燒瓶內充滿干燥的X氣體，膠頭滴管內裝有少量Y液體，燒杯內裝有足量Y液體。下列組合能進行噴泉實驗且最終液體一定能充滿整個燒瓶的是
選項 X氣體 Y液體
A NO2 水
B HCl 水
C HCl和O2的混合氣體 水
D NH3和N2的混合氣體 水
√
跟蹤訓練
A項，二氧化氮溶于水與水反應，能形成噴泉，但二氧化氮與水反應生成硝酸和一氧化氮，一氧化氮氣體難溶于水，液體不能充滿整個燒瓶；
燒瓶中充滿干燥的X氣體，膠頭滴管及燒杯中分別盛有Y液體，若能形成噴泉，則氣體應極易溶于Y液體或氣體易與Y液體反應；若液體不能充滿燒瓶說明氣體難溶于Y液體或與Y液體反應生成難溶于水的氣體。
跟蹤訓練
B項，HCl極易溶于水，產生壓強差，形成噴泉，液體充滿整個燒瓶；
C項，氧氣難溶于水，液體不能充滿整個燒瓶；
D項，氮氣難溶于水，液體不能充滿整個燒瓶。
跟蹤訓練
3.某學生積極思考產生噴泉的其他方法，并設計了如圖所示的裝置。
(1)在如圖所示的錐形瓶中，分別加入足量的下列物質，反應后可能產生噴泉的是　　　(填字母)。
A.Cu與稀鹽酸
B.NaHCO3與NaOH溶液
C.Mg與稀硫酸
D.NH4HCO3與稀鹽酸
這種方法產生噴泉的原理是_________________________________________
__________。
CD
錐形瓶內氣體壓強增大，把液體壓入燒瓶，
形成噴泉
跟蹤訓練
(2)在圖示錐形瓶外放一水槽，錐形瓶中加入酒精，水槽中加入水后，再加入足量的下列物質，結果也產生噴泉。水槽中加入
的物質可以是_____(填字母)。
A.濃硫酸 B.食鹽
C.硝酸鉀 D.硫酸銅
這種方法產生噴泉的原理是____________________________________
___________________________________________________________。
A
濃硫酸溶于水放出大量的熱，使錐形瓶中的酒精汽化，錐形瓶中氣體壓強增大，把酒精壓入燒瓶中形成噴泉
跟蹤訓練
根據裝置特點，要形成噴泉，必須使錐形瓶氣體壓強增大，打開止水夾，將錐形瓶內液體壓入燒瓶。
跟蹤訓練
4.利用如圖所示的裝置，可以驗證NH3和HCl的有關性質。實驗前a、b、c活塞均關閉。
(1)若要在燒瓶Ⅰ中產生“紅色噴泉”，燒瓶Ⅱ中不產生“噴泉”現象，其操作方法是_______
____________________________。
先打開a、
b活塞，再用熱毛巾捂熱燒瓶Ⅰ
先打開b、c活塞，再擠壓膠頭滴管
(2)若要在燒瓶Ⅱ中產生“藍色噴泉”，燒瓶Ⅰ中不
產生“噴泉”現象，其操作方法是______________________________。
跟蹤訓練
(3)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象是______________
______________。
燒瓶Ⅱ中導管
口處產生白煙
只打開a、c活塞，擠壓膠頭滴管，NH3極易溶于水，導致燒瓶Ⅱ中氣壓降低，將HCl“吸入”燒瓶Ⅱ與NH3反應，故在燒瓶Ⅱ導管口處產生白煙。
跟蹤訓練
(4)若要在該裝置中產生“紅藍雙色噴泉”現象，其操作方法是______________________________
_________________________。
先打開a、c活塞，再擠壓膠頭滴
管，片刻后，再打開b活塞
打開a、c活塞，擠壓膠頭滴管，NH3易溶于水，且和部分HCl反應，導致燒瓶Ⅰ和燒瓶Ⅱ中壓強都減小，再打開b活塞，滴有石蕊溶液的水進入燒瓶Ⅰ形成紅色噴泉，進入燒瓶Ⅱ形成藍色噴泉。
跟蹤訓練
5.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，且溶質不擴散)。
(1)若用HCl氣體，則c(HCl)=　　　　　　。
mol·L-1
跟蹤訓練
設燒瓶的容積為V L，則燒瓶內氣體的物質的量都
為 mol。
HCl氣體形成噴泉后，溶液充滿燒瓶，則溶液體積
為V L，則c(HCl)== mol·L-1。
跟蹤訓練
(2)若用NO2氣體，則c(HNO3)=　　　　　　　。
mol·L-1　
跟蹤訓練
NO2氣體形成噴泉后，溶質為HNO3，
根據化學方程式：
3NO2+H2O===2HNO3+NO　　　
mol　 × mol
形成噴泉后溶液體積為V L，則c(HNO3)== mol·L-1。
跟蹤訓練
(3)若用n(NO2)∶n(O2)=4∶1的混合氣體，
則c(HNO3)=　　　　　　。
mol·L-1
跟蹤訓練
因n(NO2)∶n(O2)=4∶1，n(NO2)=× mol，溶于水，
溶液充滿燒瓶，根據化學方程式：
4NO2+O2+2H2O===4HNO3
× mol　　　 × mol
溶液體積為V L，故c(HNO3)==× mol·L-1= mol·L-1。

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