微专题八 氨气的喷泉实验原理及应用
喷泉是一种常见的现象,其产生原因是存在压强差,常见装置有以下三种。
1.喷泉实验原理
(1)如图甲(或乙)烧瓶内的气体极易溶于水(或易与溶液中的溶质发生化学反应),从而使烧瓶内气压迅速降低,在大气压作用下,烧杯中的液体迅速向上流动,从而形成喷泉。
(2)如图丙锥形瓶内发生化学反应,产生气体,从而使锥形瓶内压强迅速增大,促使锥形瓶内液体迅速向上流动,形成喷泉。
2.氨气的喷泉实验成功的关键
(1)装置气密性良好。
(2)圆底烧瓶要保持干燥。
(3)圆底烧瓶内要充满气体。
(4)烧杯内装入足量的水,以防止因水量不足而造成喷泉停止或不发生。
3.喷泉实验的有关计算
(1)实验完成后,溶液充满烧瓶,溶质的物质的量与气体的物质的量相同(由体积换算确定)。
标准状况下若烧瓶体积为V L,
则有V(溶液)=V L,
nB=,
cB=== mol·L-1。
(2)若溶质由部分气体转化而成,则依实际情况判断。如V体积NO2与O2按4∶1混合后做喷泉实验,发生的反应为4NO2+O2+2H2O===4HNO3,则有V(溶液)= V L,nB=×,cB== mol·L-1。
1.如图装置中,干燥烧瓶内盛有某种气体,烧杯和滴管内盛放某种溶液。打开止水夹,挤压滴管的胶头,下列与实验事实不相符的是( )
A.SO2(饱和NaHSO3溶液)/无色喷泉
B.NH3(CuSO4溶液)/蓝色喷泉
C.HCl(紫色石蕊溶液)/红色喷泉
D.H2S(AgNO3溶液)/黑色喷泉
2.某同学利用如图所示装置进行喷泉实验,已知圆底烧瓶内充满干燥的X气体,胶头滴管内装有少量Y液体,烧杯内装有足量Y液体。下列组合能进行喷泉实验且最终液体一定能充满整个烧瓶的是( )
选项 X气体 Y液体
A NO2 水
B HCl 水
C HCl和O2的混合气体 水
D NH3和N2的混合气体 水
3.某学生积极思考产生喷泉的其他方法,并设计了如图所示的装置。
(1)在如图所示的锥形瓶中,分别加入足量的下列物质,反应后可能产生喷泉的是 (填字母)。
A.Cu与稀盐酸
B.NaHCO3与NaOH溶液
C.Mg与稀硫酸
D.NH4HCO3与稀盐酸
这种方法产生喷泉的原理是__________________________________________________________。
(2)在图示锥形瓶外放一水槽,锥形瓶中加入酒精,水槽中加入水后,再加入足量的下列物质,结果也产生喷泉。水槽中加入的物质可以是 (填字母)。
A.浓硫酸 B.食盐
C.硝酸钾 D.硫酸铜
这种方法产生喷泉的原理是__________________________________________________________。
4.利用如图所示的装置,可以验证NH3和HCl的有关性质。实验前a、b、c活塞均关闭。
(1)若要在烧瓶Ⅰ中产生“红色喷泉”,烧瓶Ⅱ中不产生“喷泉”现象,其操作方法是________________。
(2)若要在烧瓶Ⅱ中产生“蓝色喷泉”,烧瓶Ⅰ中不产生“喷泉”现象,其操作方法是________________。
(3)若关闭b活塞,打开a、c活塞,再挤压胶头滴管,在烧瓶中可观察到的现象是________________。
(4)若要在该装置中产生“红蓝双色喷泉”现象,其操作方法是_______________________________。
5.如图为化学教学中所用的喷泉实验装置。某同学用烧瓶盛不同的气体进行喷泉实验,请帮助分析实验后烧瓶中所得溶液的浓度(假设是在标准状况下完成实验,且溶质不扩散)。
(1)若用HCl气体,则c(HCl)=__________________________________________________________。
(2)若用NO2气体,则c(HNO3)=____________________________________________________________。
(3)若用n(NO2)∶n(O2)=4∶1的混合气体,则c(HNO3)= 。
答案精析
跟踪训练
1.A [SO2在饱和NaHSO3溶液中的溶解度很小,故不能形成喷泉,A项符合题意;NH3极易溶于水生成NH3·H2O,与CuSO4溶液反应生成Cu(OH)2蓝色沉淀,B项不符合题意;HCl极易溶于水,溶液呈酸性,使紫色石蕊溶液呈红色,C项不符合题意;H2S和AgNO3反应生成Ag2S黑色沉淀,D项不符合题意。]
2.B [烧瓶中充满干燥的X气体,胶头滴管及烧杯中分别盛有Y液体,若能形成喷泉,则气体应极易溶于Y液体或气体易与Y液体反应;若液体不能充满烧瓶说明气体难溶于Y液体或与Y液体反应生成难溶于水的气体。A项,二氧化氮溶于水与水反应,能形成喷泉,但二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮,一氧化氮气体难溶于水,液体不能充满整个烧瓶;B项,HCl极易溶于水,产生压强差,形成喷泉,液体充满整个烧瓶;C项,氧气难溶于水,液体不能充满整个烧瓶;D项,氮气难溶于水,液体不能充满整个烧瓶。]
3.(1)CD 锥形瓶内气体压强增大,把液体压入烧瓶,形成喷泉 (2)A 浓硫酸溶于水放出大量的热,使锥形瓶中的酒精汽化,锥形瓶中气体压强增大,把酒精压入烧瓶中形成喷泉
解析 根据装置特点,要形成喷泉,必须使锥形瓶气体压强增大,打开止水夹,将锥形瓶内液体压入烧瓶。
4.(1)先打开a、b活塞,再用热毛巾捂热烧瓶Ⅰ
(2)先打开b、c活塞,再挤压胶头滴管
(3)烧瓶Ⅱ中导管口处产生白烟
(4)先打开a、c活塞,再挤压胶头滴管,片刻后,再打开b活塞
解析 (3)只打开a、c活塞,挤压胶头滴管,NH3极易溶于水,导致烧瓶Ⅱ中气压降低,将HCl“吸入”烧瓶Ⅱ与NH3反应,故在烧瓶Ⅱ导管口处产生白烟。
(4)打开a、c活塞,挤压胶头滴管,NH3易溶于水,且和部分HCl反应,导致烧瓶Ⅰ和烧瓶Ⅱ中压强都减小,再打开b活塞,滴有石蕊溶液的水进入烧瓶Ⅰ形成红色喷泉,进入烧瓶Ⅱ形成蓝色喷泉。
5.(1) mol·L-1 (2) mol·L-1
(3) mol·L-1
解析 设烧瓶的容积为V L,则烧瓶内气体的物质的量都为 mol。
(1)HCl气体形成喷泉后,溶液充满烧瓶,则溶液体积为V L,则c(HCl)== mol·L-1。
(2)NO2气体形成喷泉后,溶质为HNO3,根据化学方程式:3NO2+H2O===2HNO3+NO
mol × mol
形成喷泉后溶液体积为V L,
则c(HNO3)== mol·L-1。
(3)因n(NO2)∶n(O2)=4∶1,n(NO2)=× mol,溶于水,溶液充满烧瓶,根据化学方程式:
4NO2+O2+2H2O===4HNO3
× mol × mol
溶液体积为V L,故c(HNO3)==× mol·L-1= mol·L-1。(共24张PPT)
氨气的喷泉实验原理及应用
微专题八
第3章
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喷泉是一种常见的现象，其产生原因是存在压强差，常见装置有以下三种。
1.喷泉实验原理
(1)如图甲(或乙)烧瓶内的气体极易溶于水(或易与溶液中的溶质发生化学反应)，从而使烧瓶内气压迅速降低，在大气压作用下，烧杯中的液体迅速向上流动，从而形成喷泉。
(2)如图丙锥形瓶内发生化学反应，产生气体，从而使锥形瓶内压强迅速增大，促使锥形瓶内液体迅速向上流动，形成喷泉。
2.氨气的喷泉实验成功的关键
(1)装置气密性良好。
(2)圆底烧瓶要保持干燥。
(3)圆底烧瓶内要充满气体。
(4)烧杯内装入足量的水，以防止因水量不足而造成喷泉停止或不发生。
3.喷泉实验的有关计算
(1)实验完成后，溶液充满烧瓶，溶质的物质的量与气体的物质的量相同(由体积换算确定)。
标准状况下若烧瓶体积为V L，
则有V(溶液)=V L，
nB=，
cB=== mol·L-1。
(2)若溶质由部分气体转化而成，则依实际情况判断。如V体积NO2与O2
按4∶1混合后做喷泉实验，发生的反应为4NO2+O2+2H2O===4HNO3，则有V(溶液)= V L，nB=×，cB== mol·L-1。
跟踪训练
1.如图装置中，干燥烧瓶内盛有某种气体，烧杯和滴管内盛放某种溶液。打开止水夹，挤压滴管的胶头，下列与实验事实不相符的是
A.SO2(饱和NaHSO3溶液)/无色喷泉
B.NH3(CuSO4溶液)/蓝色喷泉
C.HCl(紫色石蕊溶液)/红色喷泉
D.H2S(AgNO3溶液)/黑色喷泉
√
跟踪训练
SO2在饱和NaHSO3溶液中的溶解度很小，故不能形成
喷泉，A项符合题意；
NH3极易溶于水生成NH3·H2O，与CuSO4溶液反应生成
Cu(OH)2蓝色沉淀，B项不符合题意；
HCl极易溶于水，溶液呈酸性，使紫色石蕊溶液呈红色，C项不符合题意；
H2S和AgNO3反应生成Ag2S黑色沉淀，D项不符合题意。
跟踪训练
2.某同学利用如图所示装置进行喷泉实验，已知圆底烧瓶内充满干燥的X气体，胶头滴管内装有少量Y液体，烧杯内装有足量Y液体。下列组合能进行喷泉实验且最终液体一定能充满整个烧瓶的是
选项 X气体 Y液体
A NO2 水
B HCl 水
C HCl和O2的混合气体 水
D NH3和N2的混合气体 水
√
跟踪训练
A项，二氧化氮溶于水与水反应，能形成喷泉，但二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮，一氧化氮气体难溶于水，液体不能充满整个烧瓶；
烧瓶中充满干燥的X气体，胶头滴管及烧杯中分别盛有Y液体，若能形成喷泉，则气体应极易溶于Y液体或气体易与Y液体反应；若液体不能充满烧瓶说明气体难溶于Y液体或与Y液体反应生成难溶于水的气体。
跟踪训练
B项，HCl极易溶于水，产生压强差，形成喷泉，液体充满整个烧瓶；
C项，氧气难溶于水，液体不能充满整个烧瓶；
D项，氮气难溶于水，液体不能充满整个烧瓶。
跟踪训练
3.某学生积极思考产生喷泉的其他方法，并设计了如图所示的装置。
(1)在如图所示的锥形瓶中，分别加入足量的下列物质，反应后可能产生喷泉的是 (填字母)。
A.Cu与稀盐酸
B.NaHCO3与NaOH溶液
C.Mg与稀硫酸
D.NH4HCO3与稀盐酸
这种方法产生喷泉的原理是_________________________________________
__________。
CD
锥形瓶内气体压强增大，把液体压入烧瓶，
形成喷泉
跟踪训练
(2)在图示锥形瓶外放一水槽，锥形瓶中加入酒精，水槽中加入水后，再加入足量的下列物质，结果也产生喷泉。水槽中加入
的物质可以是_____(填字母)。
A.浓硫酸 B.食盐
C.硝酸钾 D.硫酸铜
这种方法产生喷泉的原理是____________________________________
___________________________________________________________。
A
浓硫酸溶于水放出大量的热，使锥形瓶中的酒精汽化，锥形瓶中气体压强增大，把酒精压入烧瓶中形成喷泉
跟踪训练
根据装置特点，要形成喷泉，必须使锥形瓶气体压强增大，打开止水夹，将锥形瓶内液体压入烧瓶。
跟踪训练
4.利用如图所示的装置，可以验证NH3和HCl的有关性质。实验前a、b、c活塞均关闭。
(1)若要在烧瓶Ⅰ中产生“红色喷泉”，烧瓶Ⅱ中不产生“喷泉”现象，其操作方法是_______
____________________________。
先打开a、
b活塞，再用热毛巾捂热烧瓶Ⅰ
先打开b、c活塞，再挤压胶头滴管
(2)若要在烧瓶Ⅱ中产生“蓝色喷泉”，烧瓶Ⅰ中不
产生“喷泉”现象，其操作方法是______________________________。
跟踪训练
(3)若关闭b活塞，打开a、c活塞，再挤压胶头滴管，在烧瓶中可观察到的现象是______________
______________。
烧瓶Ⅱ中导管
口处产生白烟
只打开a、c活塞，挤压胶头滴管，NH3极易溶于水，导致烧瓶Ⅱ中气压降低，将HCl“吸入”烧瓶Ⅱ与NH3反应，故在烧瓶Ⅱ导管口处产生白烟。
跟踪训练
(4)若要在该装置中产生“红蓝双色喷泉”现象，其操作方法是______________________________
_________________________。
先打开a、c活塞，再挤压胶头滴
管，片刻后，再打开b活塞
打开a、c活塞，挤压胶头滴管，NH3易溶于水，且和部分HCl反应，导致烧瓶Ⅰ和烧瓶Ⅱ中压强都减小，再打开b活塞，滴有石蕊溶液的水进入烧瓶Ⅰ形成红色喷泉，进入烧瓶Ⅱ形成蓝色喷泉。
跟踪训练
5.如图为化学教学中所用的喷泉实验装置。某同学用烧瓶盛不同的气体进行喷泉实验，请帮助分析实验后烧瓶中所得溶液的浓度(假设是在标准状况下完成实验，且溶质不扩散)。
(1)若用HCl气体，则c(HCl)= 。
mol·L-1
跟踪训练
设烧瓶的容积为V L，则烧瓶内气体的物质的量都
为 mol。
HCl气体形成喷泉后，溶液充满烧瓶，则溶液体积
为V L，则c(HCl)== mol·L-1。
跟踪训练
(2)若用NO2气体，则c(HNO3)= 。
mol·L-1
跟踪训练
NO2气体形成喷泉后，溶质为HNO3，
根据化学方程式：
3NO2+H2O===2HNO3+NO
mol × mol
形成喷泉后溶液体积为V L，则c(HNO3)== mol·L-1。
跟踪训练
(3)若用n(NO2)∶n(O2)=4∶1的混合气体，
则c(HNO3)= 。
mol·L-1
跟踪训练
因n(NO2)∶n(O2)=4∶1，n(NO2)=× mol，溶于水，
溶液充满烧瓶，根据化学方程式：
4NO2+O2+2H2O===4HNO3
× mol × mol
溶液体积为V L，故c(HNO3)==× mol·L-1= mol·L-1。
