高考中的重要考点---喷泉实验

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1、高考中的重要考点---喷泉实验喷泉实验具有趣味性、效果性、探究性和综合性，是中学化学实验中的一个重要的知识点，也是历年高考试题中的热点，题型的设计屡有创新。本文就喷泉实验的形成原理和试题考查方式进行归纳分析。一、探究喷泉实验的形成原理掌握“喷泉实验”形成原理，需要搞清楚：是否只有水溶性很大的气体才能做喷泉实验？多大溶解度的气体才能做好喷泉实验？例题1、在做氯化氢的喷泉实验时，假设实验时所用的烧瓶容积为250mL，玻璃管长为35cm，胶头滴管内能挤出约为0.5mL的水，则在0.5mL水中要溶解多少体积的气体，水才能从尖嘴导管中喷出呢？（假设大气压强为一个标准大气压）解析：要使水通过玻璃管

2、喷入烧瓶形成喷泉，瓶内外压强差必须超过一个特定的值，我们研究玻璃管中的一段水柱，这段水柱受到瓶内气体压力pS、重力mg及向上的大气形成的压力p0S。要使水柱喷入瓶内，要求：p0S＞pS＋mg。式中p0＝ρgh，要以水柱计算，一个标准大气压相当于10.34m水柱产生的压强。题中给出h为0.35m。从而算出烧瓶内压强要求小于9.99m水柱产生的压强，减少的压强要求大于0.35m水柱产生的压强。根据气态方程（pV=nRT）可以求出，压强为0.35m水柱高、体积为250mL的气体，当压强改变为1个标准大气压（即10.34m水柱形成的压强）的体积V的大小为8.50mL。因而，当滴管内0.5mL的

3、水挤压入烧瓶后，如能溶解1个标准大气压下8.50mL的以上的氨气，即有喷泉现象发生。故要求气体的溶解度大于17（8.50/0.5）。拓展：由本题给出的烧瓶数据不难得到除氨气外，HBr、HCl、SO2等气体的溶解度均大于17，均能形成美丽的喷泉。二、分析喷泉实验成功的关键是：①盛气体的烧瓶必须干燥，否则甁中有液体，会使瓶口留下空气，形成的喷泉压力不大（喷泉”无力”）；②气体要充满烧瓶；③烧瓶不能漏气（实验前应先检查装置的气密性）；④所用气体能大量溶于所用液体或气体与液体快速反应。形成喷泉的组合　　(1)常温常压下），NH3、HCl、SO2、NO2与水组合能形成喷泉。　　(2)酸性气体与N

4、aOH(aq)组合能形成喷泉，例如CO2与NaOH，SO2与NaOH等。　　(3)有机气体与有机溶剂组合也能形成喷泉。例题2、(1)判断下列几种气体（括号内为溶剂或反应物溶液），按如图装置加入，能看到喷泉现象的是（）A、HCl（H2O）B、CO2（H2O）C、SO2（NaOH溶液）D、NH3（汽油）(2)(1)题中能形成喷泉的原因是_______________________________________。(3)某学生试图用氨气和水去做喷泉实验，结果实验失败，试分析实验失败可能的原因。解析：(1)此题起点低，从课本知识点入手须深入理解喷泉实验的原理，再进行类比迁移。具体思路为：HC

5、l和NH3极易溶于水形成喷泉，再把概念外延，气体极易溶于某一溶剂或溶液便形成喷泉，选A、C。(2)形成喷泉要知其所以然，该小题的能力要求显然高于（1）小题。气体极易溶解（如有少量水进入后能溶解大量气体）。导管容器内气体物质的量减小，容器内压强减小，容器内外产生较大压强差，从而形成喷泉。(3)实验失败原因的分析则需要学生大胆假设，在理解基础上需进行创新。其实验失败可能的原因有：制备氨气时烧瓶潮湿；装置漏气；滴入烧瓶里的水太少，导管又偏长；或氨气中混入了空气等。答案：（1）AC（2）气体极易溶解，导致容器内压强减小，致使容器内外产生较大压强差，从而形成喷泉（3）制备氨气时烧瓶潮湿；装置漏气

6、；滴入烧瓶里的水太少，导管又偏长；氨气中混入了空气等。三、阐释形成喷泉的方式1、用“增大压强”的方式形成喷泉当液柱两端受到气体的压强处于平衡状态时，不会形成喷泉。但当增大液体进入口端气体的压强时，可以破坏液柱的平衡，使液柱发生运动而形成喷泉。在体积一定的情况下，要增大气体压强，可以采用升温的方法或增加气体的分子数方法。升温可以用热水浇注或用手或热毛巾等将烧瓶捂热(物理方法),也可以用放热反应放热升温（化学方法）；增加气体的分子数可以用打气机打入部分气体或使液体蒸发(物理方法)，也可以用化学反应产生大量气体而增加气体的分子数（化学方法）。2、用“减小压强”的方式形成喷泉当液柱两端受到气体

7、的压强处于平衡状态时，不会形成喷泉。但当减小喷出端气体的压强时，可以破坏液柱的平衡，使液柱发生运动而形成喷泉。在体积一定的情况下，要减小气体压强，可以采用降温的方法或减少气体的分子数方法。降温可以用冷水浇注(物理方法),也可以用吸热反应吸热降温（化学方法）；减少气体的分子数可以用抽气机抽出部分气体(物理方法)，也可以让气体大量溶解于液体之中而减少气体的分子数（化学方或物理方法）。例题3、喷泉实验是中学化学的一个重要性质实验，也是一种自然现象。其