·56·化学教育2011年第5期
喷泉实验的趣味化研究
郭明1张明珠2’3冯煤生1孙根班4王强”
(1．首都师范大学初等教育学院100080；2．中国矿业大学机电与信息工程学院1000821
3．北京工业职业技术学院信息工程系10004214．北京师范大学化学学院100875)
摘要氧气喷泉实验，能由内向外喷出3种不同颜色的喷泉，并通过卡通纸片变色、喷泉吹乒
乓球及推动水车发电。本实验研究在增加趣味性的同时，将化学与生活联系起来。
关键词彩色喷泉趣味实验化学与生活氧气二氧化锰双氧水
经典的NH。和HCl溶于水的一系列喷泉实
验，是利用反应容器内的压强骤减，与外界形成压强
差设计而成的[1~3]，但这容易使学生形成喷泉只能
内喷的思维定势。本实验源于生活中的喷泉实例，
在结合中小学生认知特点的基础上设计出来的，原
理易懂，操作简单，可连续同时喷出多色喷泉。
1实验仪器及试剂
仪器：铁架台(带铁夹)、恒压滴液漏斗、广口瓶、
双孑L橡皮塞、四孔橡皮塞、玻璃导管、橡皮管、止水
夹、水槽、乒乓球和自制水车装置。
试剂：双氧水、二氧化锰、蒸馏水、氯化铁、硫氰
酸钾和亚铁氰化钾。
2实验步骤与现象
2．1彩色喷泉
(1)组装仪器。按图1连接实验仪器，塞紧各处
的橡皮塞，保证气密性良好。
圈1彩色喷泉装置示意图
田1彩色喷泉实验装置
(2)添加药品试剂。向1号广口瓶中加入约2g
的Mn02，恒压滴液漏斗中加入约150mL10％的双
氧水。2号广口瓶中加入氯化铁溶液；3号广口瓶中
加入硫氰酸钾溶液；4号广口瓶中加入亚铁氰化钾
溶液；5号广口瓶中加入水作为对比。
(3)彩色喷泉实验。打开恒压滴液漏斗，双氧水
匀速滴下(约1滴／秒)，在MnOz的催化作用下，其
迅速分解生成大量氧气。随着1号广口瓶内压强的
通讯联系人，E-mail：qwchem@gmail．COID．
增大，2号广口瓶中的氯化铁溶液被分别排到3、4、5
号广口瓶中，瓶内溶液随之产生明显的颜色变化。
即3号瓶溶液由无色变成红色，4号瓶溶液由淡绿
色变成蓝色，5号瓶溶液由无色变成黄色。随着反
应的进行，从3个广口瓶(3、4、5号)同时喷出红色、
蓝色和黄色的喷泉。可通过调节恒压滴液漏斗中双
氧水的滴加速度，来控制反应的进行。
2．2喷泉与生活
(1)组装仪器。将图1中3号和5号广口瓶的
尖嘴玻璃导管取下，换上弯的玻璃导管，后面分别放
置卡通纸片(分别浸入硫氰酸钾、亚铁氰化钾溶液后
晾干)和自制水车装置，如图2所示。
圈2喷泉与生活实验装置
(2)添加药品试剂。3号广口瓶放入氯化铁溶
液，4号和5号广口瓶放人蒸馏水。
(3)喷泉实验。先打开a和d止水夹，关闭b和
c止水夹。打开恒压滴液漏斗，随着瓶内压力的增
大，5号广口瓶中的水被排出，推动水车转动，产生
电流，使小灯泡发光。
打开c止水夹，关闭d止水夹，随着瓶中压力的
增大，水被喷出，形成无色喷泉，当喷泉达到一定高
度时，将一乒乓球至于其上，这时乒乓球会被水柱拖
起，在空中不断的转动，但不会掉落。
打开b止水夹，关闭C止水夹。随着黄色的氯
化铁溶液的排出，白色的卡通纸片变成红色和蓝色。
I下转第65页)
万方数据
2011年第5期化学教育·65·
入-d,片铜，发现在铜的表面有气体产生，气体在空
气中变为红色。
对上述3个实验中出现的现象可以作出这样的
分析：银氨溶液中加入极性较小的酒精后析出的物
质应该是溶液中的主要成分，这种物质溶于水得到
的溶液略呈酸性，说明这种物质主要成分不是
[Ag(NH。)：]OH，因为[Ag(NH。)z]OH的溶液应
该是强碱性的，而[Ag(NHs)z]N03溶液呈酸性，向
沉淀溶解得到的溶液中加入盐酸酸化产生了白色沉
淀，得到的溶液中加入铜片又有NO(N02)生成，说
明溶液中含有大量NO；。
由上述对实验现象的分析，认为银氨溶液中的
主要成分应该是[-Ag(NHs)z]N03，实验结果与理
论分析一致。
2．2．2铜氨溶液中主要成分的实验探究
铜氨溶液中主要成分的探究实验方法和实验现
象如下：
[实验1]向硫酸铜溶液中加入氨水至沉淀不再
产生为止，接着再加入氨水至沉淀完全溶解产生深
蓝色的溶液，再加入极性较小的溶剂乙醇，析出深蓝
色晶体，过滤并用极性较小的溶剂酒精洗涤，以减少
晶体的溶解，洗涤至滤液呈中性。
[实验2]将过滤得到的固体加适量的水溶解，
得到深蓝色溶液(略有浑浊)，用玻璃棒蘸取溶液点
在pH试纸上，观察试纸的颜色，发现溶液略显酸
性。
[实验3]向实验2得到的深蓝色溶液中滴加氯
通过上述实验现象，认为教材中得到的铜氨溶
液中的主要成分应该是[-Cu(NHa)。]so。·HzO，实
验结果和理论分析一致。
3结论和说明
通过对按照教材中的实验方法得到的银氨溶
液、铜氨溶液的理论分析和实验探究，我们认为银氨
溶液中的主要成分是FAg(NH。)2]NO。，维持银氨
溶液弱碱性的物质是稍过量的氨水。
按照教材中的实验方法，得到的2种溶液中主
要成分应为[-Ag(NH。)：]NO。、[Cu(NH。)。]so。。
实验室要得到主要成分为[Ag(NHs)z]OH、
[Cu(NH。)。](0H)。的银氨溶液和铜氨溶液，可采
取下面的实验方法：向盛有硫酸铜溶液(或硝酸银溶
液)的试管里加入氨水至不再生成沉淀为止，然后过
滤、洗涤得到Cu(0H)2(或AgOH、A920)，接着再
向沉淀中加入氨水至沉淀完全溶解，得到深蓝色透
明的铜氨溶液(或无色的银氨溶液)；也可以向盛有
硫酸铜溶液(或硝酸银溶液)的试管里加入NaOH
溶液至不再生成沉淀为止，然后滴加氨水至沉淀完
全溶解，得到深蓝色的透明铜氨溶液(或无色的银氨
溶液)。这样得到的2种溶液的主要成分即为
[Cu(NH3)4](0H)2、[Ag(NH3)2]OH。若向溶液
中再加入极性较小的溶剂(如乙醇)，析出深蓝色的
晶体为[Cu(NH。)。](0H)：，析出的白色晶体为
[Ag(NH3)2]OH。
参考文献
化钡溶液，发现有大量白色沉淀生成。[1]普通高中课程标准实验教科书．有机化学基础．第2版，北京：
上述实验说明析出的深蓝色晶体的主要成分不人民教育出版社，2007：57
苎旦竺NHs。)4]。(OH)2,N；gt、J[Cu‘掣：3竺≥2鎏[23票怒鬻≯物质钴构与性魇第2版’北液应该是碱性的，[Cu(NH3)4]sot溶于水因水解呈[3]荔簇i化学教”8～if…,”200…8,2”9(“6)．67—68
酸性，向沉淀溶解得到的溶液中加入BaClz溶液产生
了大量白色沉淀，说明溶液中含有大量SO；一。
(4)拆卸仪器，回收废液。
3实验讨论
(1)喷泉外喷，现象更加直观明显，持续时间长。
(2)实验可控。通过调节恒压滴液漏斗，控制双
氧水的滴加速度，从而有效地控制氧气的产生及喷
泉的高度。
(3)趣味性。同时喷出3种颜色的喷泉，并通过
喷泉推动水车发电、吹乒乓球和白纸变色，更能激发
中小学生观察和探索的欲望。
(4)延伸实验，应用生活。将化学实验与生活中
的喷泉，及喷泉在生活中的应用结合起来，让学生在
化学实验的过程中体验化学与生活的关系。
参考文献
[1]华文清．化学教育，2007，28(9)：49
[2]刘素珍，李旭珍．化学教学，2000，(4)：46—47
[3]邓绍强．微型化学实验专辑．中国化学会第六届微型化学实验
研讨会论文集，2004：17—18
万方数据
喷泉实验的趣味化研究
作者：郭明，张明珠，冯煤生，孙根班，王强，GUOMing，ZHANGMingzhu，FENG
Meisheng，SUNGenban，WANGQiang
作者单位：郭明,冯煤生,王强,GUOMing,FENGMeisheng,WANGQiang(首都师范大学初等教育学院
,100080)，张明珠,ZHANGMingzhu(中国矿业大学机电与信息工程学院,100082;北京工业职
业技术学院信息工程系,100042)，孙根班,SUNGenban(北京师范大学化学学院,100875)
刊名：化学教育
英文刊名：CHINESEJOURNALOFCHEMICALEDUCATION
年，卷(期)：2011,32(5)
参考文献(3条)
1.邓绍强微型化学实验专辑
2.刘素珍;李旭珍查看详情2000(04)
3.华文清查看详情2007(09)
本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_hxjy201105017.aspx
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