2011年高考化学实验探究的复习7--实验探究 喷泉实验原理的实验探究.ppt

1.1.喷泉形成的原理喷泉形成的原理 容器内外存在较大的压强差，在这种压强差的作容器内外存在较大的压强差，在这种压强差的作 用下，液体迅速流动，通过带有尖嘴的导管喷出用下，液体迅速流动，通过带有尖嘴的导管喷出 来，即形成喷泉。来，即形成喷泉。2.2.使容器内外产生较大的压强差的方法使容器内外产生较大的压强差的方法（1 1）减小容器内压强）减小容器内压强 容器内气体极易溶于水；容器内气体极易溶于水；容器内气体易与溶液中的溶质发生化学反应而被容器内气体易与溶液中的溶质发生化学反应而被 吸收。吸收。实验探究实验探究 喷泉实验原理的实验探究喷泉实验原理的实验探究 当外部的水或溶液接触容器内气体时，由于气体当外部的水或溶液接触容器内气体时，由于气体 大量溶解或与溶液中的溶质发生化学反应而被吸大量溶解或与溶液中的溶质发生化学反应而被吸 收，从而使容器内气压迅速降低，在外界大气压收，从而使容器内气压迅速降低，在外界大气压 作用下，外部液体迅速进入容器，通过尖嘴导管作用下，外部液体迅速进入容器，通过尖嘴导管 喷出，形成喷泉。喷出，形成喷泉。（2 2）增大容器内压强）增大容器内压强 容器内的液体由于受热挥发（如浓盐酸、浓氨水、容器内的液体由于受热挥发（如浓盐酸、浓氨水、酒精等）或由于发生化学反应，容器内产生大量酒精等）或由于发生化学反应，容器内产生大量 气体。使容器内压强迅速增大，促使容器内液体气体。使容器内压强迅速增大，促使容器内液体 迅速向外流动，也能形成喷泉。例如喷雾器、人迅速向外流动，也能形成喷泉。例如喷雾器、人 造喷泉等均是利用了此原理。造喷泉等均是利用了此原理。3.3.中学化学中常见的能形成喷泉实验的气体和吸收剂中学化学中常见的能形成喷泉实验的气体和吸收剂气气体体HClHClNHNH3 3COCO2 2、ClCl2 2、H H2 2S S、SOSO2 2NONO2 2和和O O2 2吸吸收收剂剂水、水、NaOHNaOH溶液溶液水、水、盐酸盐酸NaOHNaOH溶液溶液H H2 2O O溴水溴水名师点拨名师点拨（1 1）装置气密性要好；（）装置气密性要好；（2 2）烧瓶要干燥；（）烧瓶要干燥；（3 3）气）气体的纯度要高。体的纯度要高。CHCH2 2CHCH2 2【实验探究实验探究】喷泉是一种常见的自然现象，其产生喷泉是一种常见的自然现象，其产生 原因是存在压强差。原因是存在压强差。（1 1）图甲中，为化学教学中所用的喷泉实验装置。）图甲中，为化学教学中所用的喷泉实验装置。在烧瓶中充满干燥气体在烧瓶中充满干燥气体,胶头滴管及烧杯中盛有液体。胶头滴管及烧杯中盛有液体。下列组合中不可能形成喷泉的是下列组合中不可能形成喷泉的是 （）A.HClA.HCl和和H H2 2O OB.OB.O2 2和和H H2 2O O C.NH C.NH3 3和和H H2 2O OD.COD.CO2 2和和NaOHNaOH溶液溶液（2 2）某学生积极思考产生喷泉的其他办法，并设）某学生积极思考产生喷泉的其他办法，并设 计了如图乙所示的装置。计了如图乙所示的装置。在图乙的锥形瓶中，分别加入足量的下列物质，在图乙的锥形瓶中，分别加入足量的下列物质，反应后可能产生喷泉的是反应后可能产生喷泉的是 （）A.CuA.Cu与稀盐酸与稀盐酸B.NaHCOB.NaHCO3 3与与NaOHNaOH溶液溶液 C.CaCOC.CaCO3 3与稀硫酸与稀硫酸D.NHD.NH4 4HCOHCO3 3与稀盐酸与稀盐酸 这种方法产生喷泉的原理是这种方法产生喷泉的原理是:。在图乙锥形瓶外放一水槽，瓶中加入酒精，水槽在图乙锥形瓶外放一水槽，瓶中加入酒精，水槽中加入水后，再加入足量的下列物质，结果也产生中加入水后，再加入足量的下列物质，结果也产生喷泉。水槽中加入的物质可以是喷泉。水槽中加入的物质可以是 （）A.A.浓硫酸浓硫酸 B.B.食盐食盐 C.C.硝酸钾硝酸钾 D.D.硫酸铜硫酸铜这种方法产生喷泉的原理是这种方法产生喷泉的原理是:。比较图甲和图乙两套装置，从产生喷泉的原理来比较图甲和图乙两套装置，从产生喷泉的原理来分析，图甲分析，图甲 上部烧瓶内气体压强；图乙上部烧瓶内气体压强；图乙下部锥形瓶内气体压强。（填下部锥形瓶内气体压强。（填“增大增大”或或“减小减小”）（3 3）城市中常见的人造喷泉及火山爆发的原理与）城市中常见的人造喷泉及火山爆发的原理与 上述上述 （填（填“图甲图甲”或或“图乙图乙”）装置的原理相）装置的原理相似。似。解析解析 图甲装置形成图甲装置形成“喷泉喷泉”是因为烧瓶内气体极易是因为烧瓶内气体极易溶解于烧杯和滴管中的液体，使烧瓶内的压强突然溶解于烧杯和滴管中的液体，使烧瓶内的压强突然减小而产生压强差形成减小而产生压强差形成“喷泉喷泉”。图乙装置恰恰相。图乙装置恰恰相反，反，下部锥形瓶中的物质相互反应产生气体，使锥形瓶下部锥形瓶中的物质相互反应产生气体，使锥形瓶内气体压强增大而产生压强差，将液体从下瓶中压内气体压强增大而产生压强差，将液体从下瓶中压入到上瓶形成入到上瓶形成“喷泉喷泉”。答案答案 （1 1）B B （2 2）D D 锥形瓶中发生反应：锥形瓶中发生反应：NHNH4 4HCOHCO3 3+HCl NH+HCl NH4 4Cl+COCl+CO2 2+H+H2 2O O，随着，随着COCO2 2气体产生，锥形瓶中的压强增大而产生气体产生，锥形瓶中的压强增大而产生“喷泉喷泉”A A 浓浓H H2 2SOSO4 4溶于水时，放出大量的热，温度溶于水时，放出大量的热，温度升高使锥形瓶中的酒精挥发加快，瓶内压强增大，升高使锥形瓶中的酒精挥发加快，瓶内压强增大，从而形成从而形成“喷泉喷泉”减小减小 增大（增大（3 3）图乙）图乙反思感悟反思感悟 喷泉实验的关键是内外压强差，要么减小喷泉实验的关键是内外压强差，要么减小内压强，要么增大外压强。减小内压强的方法可以内压强，要么增大外压强。减小内压强的方法可以在物质溶解性上考虑，合理地选择溶质和溶剂。气在物质溶解性上考虑，合理地选择溶质和溶剂。气体在某溶剂中溶解度越大，越有利于内压强减小，体在某溶剂中溶解度越大，越有利于内压强减小，也可以在温度上考虑；增大外压强可以从温度上考也可以在温度上考虑；增大外压强可以从温度上考虑，也可以从装置上考虑，如案例中乙装置就有很虑，也可以从装置上考虑，如案例中乙装置就有很大的思考空间。大的思考空间。迁移应用迁移应用1.1.某研究性学习小组在做氯气的喷泉实验某研究性学习小组在做氯气的喷泉实验时（装置如时（装置如 下图），下图），发现含有酚酞的发现含有酚酞的NaOHNaOH溶液喷入烧瓶后溶溶液喷入烧瓶后溶液的红色褪去。甲、乙两位同学对此现象分别做了液的红色褪去。甲、乙两位同学对此现象分别做了如下推测：如下推测：甲：因为氯气与甲：因为氯气与NaOHNaOH溶液反应，使溶液碱性减弱溶液反应，使溶液碱性减弱甚至呈酸性，所以溶液红色褪去。甚至呈酸性，所以溶液红色褪去。乙：因为氯气溶于水并与水反应生成乙：因为氯气溶于水并与水反应生成HClOHClO，由于，由于HClOHClO的氧化漂白作用而使溶液褪色。的氧化漂白作用而使溶液褪色。（1 1）验证甲同学的推测是否正确的方法是）验证甲同学的推测是否正确的方法是 。验证乙同学的推测是否正确的方法是验证乙同学的推测是否正确的方法是 。（2 2）如果将）如果将NaOHNaOH溶液改成酸性溶液改成酸性KMnOKMnO4 4溶液，把溶液，把ClCl2 2换成换成SOSO2 2气体，试问用图示所给装置完成喷泉实验是气体，试问用图示所给装置完成喷泉实验是否合理？否合理？（填（填“合理合理”或或“不合理不合理”）。如果认为）。如果认为不合理，请说明你的理由不合理，请说明你的理由:。（3 3）类似）类似“褪色喷泉实验褪色喷泉实验”还有多种还有多种“变色的喷泉实变色的喷泉实验验”。请你按实验要求，分别设计。请你按实验要求，分别设计1 1个个“变色喷泉实变色喷泉实验验”并填写下列表格：并填写下列表格：编号编号实验要求实验要求烧杯中的烧杯中的溶液溶液滴管中滴管中的液体的液体烧瓶中的烧瓶中的气体气体无色变红无色变红色的喷泉色的喷泉H H2 2O O红色变无色红色变无色的喷泉的喷泉SOSO2 2解析解析 本题是将教材上的演示实验进行了改进和拓本题是将教材上的演示实验进行了改进和拓展，并与实验探究问题结合在一起。探究验证氯气展，并与实验探究问题结合在一起。探究验证氯气使含酚酞的氢氧化钠褪色的原因。若乙同学的说法使含酚酞的氢氧化钠褪色的原因。若乙同学的说法正确，则说明酚酞被氧化，再加入氢氧化钠不会变正确，则说明酚酞被氧化，再加入氢氧化钠不会变红色；而如果甲同学正确，再加入氢氧化钠溶液会红色；而如果甲同学正确，再加入氢氧化钠溶液会变红色。用高锰酸钾溶液和变红色。用高锰酸钾溶液和SOSO2 2进行喷泉实验，要进行喷泉实验，要考虑药品对仪器的影响，由于高锰酸钾具有强氧化考虑药品对仪器的影响，由于高锰酸钾具有强氧化性，会使橡胶（连接玻璃管的橡胶管、胶头滴管）性，会使橡胶（连接玻璃管的橡胶管、胶头滴管）氧化腐蚀，因此，该实验不合理。无色变红色是解氧化腐蚀，因此，该实验不合理。无色变红色是解题的关键，可以是含酚酞的水溶液遇氨气。红色变题的关键，可以是含酚酞的水溶液遇氨气。红色变无色的情况可以是含酚酞的氢氧化钠溶液与氯化氢无色的情况可以是含酚酞的氢氧化钠溶液与氯化氢气体或气体或SOSO2 2（也就是酸性气体）相遇。（也就是酸性气体）相遇。答案答案 （1 1）取烧瓶中的无色溶液加入足量的）取烧瓶中的无色溶液加入足量的NaOHNaOH溶溶液，如果溶液恢复红色，则可证明甲同学的推测是液，如果溶液恢复红色，则可证明甲同学的推测是正确的正确的 如果加入足量的如果加入足量的NaOHNaOH溶液后不能恢复红色，溶液后不能恢复红色，则说明乙同学的推测是正确的则说明乙同学的推测是正确的（2 2）不合理）不合理 KMnOKMnO4 4 溶液可与橡胶塞反应，也溶液可与橡胶塞反应，也不能盛放在倒置的胶头滴管中不能盛放在倒置的胶头滴管中（3 3）（其他合理答案也可）（其他合理答案也可）编号编号实验要求实验要求烧杯中的烧杯中的溶液溶液滴管中滴管中的液体的液体烧瓶中的烧瓶中的气体气体无色变红无色变红色的喷泉色的喷泉酚酞试液酚酞试液H H2 2O ONHNH3 3红色变无色红色变无色的喷泉的喷泉NaOHNaOH(含酚酞）含酚酞）溶液溶液NaOHNaOH溶液溶液SOSO2 2返回返回