喷泉探究（教师卷）

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1、喷泉探究（教师卷）一、设计背景图1新教材《氮族元素》第二节演示实验，做了氨极易溶于水的喷泉实验，老教材做过氯化氢气体的喷泉实验，练习题里出现了二氧化碳遇氢氧化钠会产生喷泉吗等问题，激发了学生对喷泉产生条件和方法的探究。二、知识背景1、原理：常温常压下，气体的溶解度要多大才能产生喷泉。如图1所示。假设实验室所用烧瓶容积为250ml，且充满了某种气体。玻璃导管长35cm（水面下的玻璃导管长度忽略不计）。当胶头滴管内挤出约0.5ml水时形成了喷泉。思维程序：少量水进入瓶内后能溶解大量气体→烧瓶内气体物质的量减少→烧瓶内压强减小→当瓶内外产生的压强差能克服35cm水柱所产生的压强时→形成喷泉。以A

2、点为研究对象，A点处压强P水柱＋P气＝P大气压要产生喷泉，必须P大气压－P气＞P水柱，即烧瓶内外压强差＞P水柱由物理学知识：当产生1个大气压的压强差时，水柱升高10.33m；要使水柱升高35cm，压强差：。1.若烧瓶内250ml气体全部溶解，则烧瓶内外产生的压强差为：1-0=1atm，2.设烧瓶中250ml气体有xml溶解，溶解后产生压强差为0.034atm。250:1=x:0.034，x=250×0.034=8.5ml。即溶解在0.5ml水中，气体体积为8.5ml时，才能产生喷泉。则1体积水溶解：体积。总之，当水柱为35cm时，气体在水中的溶解度至少为V水:V气＝1:17。2、喷泉产生的

3、方法（1）气体溶解型：例教材中的氨气、氯化氢的喷泉实验。（2）气体膨胀型：如图3。原理：溶液与大气隔绝，烧瓶与大气相通，当锥形瓶内气体压强大于水柱产生的压强时，形成喷泉。图3图4图2（3）气体反应型：例1，如图4，原理：氨气与氯化氢气体混和后产生白烟NH4Cl，导致烧瓶内外产生压强差而形成喷泉。例2，如图2，CO2或Cl2与NaOH溶液的喷泉（4）生活中出现的火山爆发、人造喷泉属于气体膨胀型喷泉。三、学生设计实验要求：根据自己的设计思路，首先画出实验装置图，再整理实验仪器、试剂药品、实验步骤等填入下表。四、探究过程题目：型喷泉探究实验仪器：试剂药品：实验步骤及装置图实验现象解释、结论和化学

4、方程式五、相关文献资料图51、2004年新版《世纪金榜》教师用书，P169。2、2002年全国理综试卷，制取氨气并完成喷泉实验。（相关训练）1、如图1中，装置气密性如何检查？答：(1)打开止水夹；(2)用热毛巾捂住烧瓶底部；(3)若在烧杯内出现气泡且拿走毛巾后，导管内出现一段稳定的水柱，则装置气密性良好。2、如图4，喷泉出现在装哪种气体的烧瓶中？为了加快氨气、氯化氢的扩散速度，可用什么简单的方法实现？答：(1)喷泉出现在装氯化氢的烧瓶中，因HCl(g)扩散速率大于NH3(g)；(2)用热毛巾捂住烧瓶底部，气体受热膨胀，扩散速率加快。图63、如图6所示，在烧瓶中充入干燥气体甲，在锥形瓶中加

5、入物质乙，在盛有水的水槽里加入物质丙。下列组合中不可能产生喷泉的是：甲乙丙A氨气稀硫酸氯化钠固体B空气乙醚浓硫酸C氧气大理石和盐酸硝酸钾溶液D氮气酒精硝酸铵固体答：A、D分析：该装置是气体膨胀型喷泉装置。物质丙加入水槽的目的是为了产生热效应。NaCl(s)、KNO3(s)遇水无热效应，浓H2SO4遇水放热，NH4NO3固体遇水吸热。A中乙装置无气体，不能产生喷泉。B中乙醚受热易挥发，产生气压，当压强足够大时，乙醚液体喷出。C中乙装置有CO2气体产生，可产生喷泉。D中酒精受冷不易挥发，不能产生喷泉。喷泉探究（学生卷）一、疑窦丛生学习《氮族元素》氨气时，美丽的红色喷泉使学生们欣喜不己。联想到生

6、活中的音乐喷泉，火山喷发，学生们提出了很多的问题：除氨气外还有哪些气体能形成喷泉？形成喷泉对气体的溶解度有多大的要求？液柱的高度对喷泉的形成有影响吗？二、思维的火花经过初步的讨论，同学们认为要产生喷泉，关键是烧瓶内外的压强差要大于水柱产生的压强。这只是定性讨论的结果。如果要定量分析，还得用物理学方面的知识来解决问题。①在常温常压下，如图1所示，1体积水溶解多少体积的气体才能产生喷泉呢？②还有没有其它的方法也能产生喷泉呢？③如果装置中没有胶头滴管，如图2，氨气和水能产生喷泉吗？④如果烧杯中溶液与大气相通，溶液是水，能不能让烧瓶中的气体反应掉，从而产生压强差导致喷泉呢？⑤装置中的烧杯是敞开体系

7、，如果把它变为封闭体系能产生喷泉吗？如图3。图2图1图3问题很多很难，同学们受到了一次严峻的挑战。最后，在教师的指导下，对同学们提出的喷泉产生方法进行了筛选，选出比较可行的做探究。并且把大家划分成几个小组，每一组负责一项实验，得出成功和失败的经验，最后汇总，得出对喷泉产生的基本条件和方法的统一认识。三、实验设计根据以上的疑惑，请同学们查阅资料，提出实验方案，设计完成实验（一）设计思路（二）实验装置图及仪器、药品等四、实验