2024届高三化学一轮复习——喷泉实验的原理与应用学案及训练基础知识夯实1.喷泉实验的原理使烧瓶内外在短时间内产生较大的压强差，利用大气压将
烧瓶下面烧杯中的液体压入烧瓶内，在尖嘴导管口形成喷泉。2.形成喷泉的类型下面是几种常见的能形成喷泉的气体和液体。气体HClNH3C
O2、Cl2、SO2、H2SNO2NO、O2、(4∶3)NO2、O2(4∶1)吸收剂水、NaOH溶液水NaOH溶液水水水3.喷泉实
验的发散装置及操作方法喷泉实验是中学化学的重要实验，其本质是形成压强差而引发液体上喷，以教材中的装置(发散源)可设计如图所示的多种
不同的装置和采用不同的操作(如使气体溶于水、热敷或冷敷、生成气体、使气体发生反应等)来形成喷泉。设计说明：(Ⅰ)装置改变了胶头滴管
的位置，将胶头滴管中的水挤入试剂瓶中，试剂瓶内压强增大，即可使少量溶液沿导管进入烧瓶中，导致大量的NH3溶解，烧瓶内形成负压而产生
喷泉。(Ⅱ)装置省去了胶头滴管，用手(或热毛巾等)捂热烧瓶，氨受热膨胀，赶出玻璃导管内的空气，氨与水接触(或用浸冰水的毛巾“冷敷”
烧瓶，使水进入烧瓶中，氨溶于水)，即发生喷泉。(Ⅲ)装置在水槽中加入能使水温升高的物质，使锥形瓶内酒精因升温而挥发，锥形瓶内气体压
强增大而产生喷泉。(Ⅳ)装置向烧瓶中通入一定量的H2S和SO2，现象为有淡黄色粉末状物质生成，瓶内壁附有水珠，NaOH溶液上喷形成
喷泉。(Ⅴ)装置打开①处的止水夹并向烧瓶中缓慢通入等体积的HCl气体后关闭该止水夹，等充分反应后再打开②处的止水夹，观察到先有白烟
产生，后产生喷泉。(Ⅵ)装置中，挤压胶头滴管，然后打开导管上部的两个旋塞，则在右面烧瓶出现喷烟现象，再打开导管下部的止水夹，则可产
生双喷泉。4.喷泉实验产物的浓度计算关键是确定所得溶液中溶质的物质的量和溶液的体积，标准状况下的气体进行喷泉实验后所得溶液的物质的
量浓度：(1)HCl、NH3、NO2气体或它们与其他不参与反应的气体混合时，所得溶液的物质的量浓度为 mol·L－1。(2)当是N
O2和O2的混合气体且体积比为4∶1时，c(HNO3)＝ mol·L－1。强化训练1.中学实验中，通常利用如图所示的装置进行喷泉实
验，来验证气体的“溶解性”，下列有关说法不正确的是( )A.用滴管加入液体后，由于气体的“溶解”，使瓶内压强减小，导致瓶内压强小于
外界压强，从而形成喷泉B.选用合适的溶液，CO2也能用于做喷泉实验C.HCl、NH3和SO2均能用该装置做喷泉实验D.用NO2和N
2O4的混合气体做喷泉实验，烧瓶中将充满稀硝酸答案 D解析 本题综合考查了喷泉实验的原理，即由于气体溶于水或某种溶液(或与水、某种
溶液反应)，导致烧瓶中的压强迅速减小，与外界产生足够的压强差，从而形成喷泉，A正确；CO2能与NaOH等强碱溶液反应，从而被吸收，
能与外界产生压强差，故能形成喷泉，B正确；NH3和HCl属于极易溶于水的气体，SO2可以与NaOH溶液等反应，故均能形成喷泉，C正
确；NO2和N2O4与水反应后有NO生成，故液体不能充满烧瓶，D错误。2.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.NaH
CO3与NaOH溶液C.CaCO3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，瓶中加入酒精；水槽中加入水后，再加入足量的下列物质，结果也可产生
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____
_________________________________________________________________
_____________________。答案 (1)D NH4HCO3与稀盐酸反应产生二氧化碳气体，锥形瓶中气体压强增大，把液
体压入烧瓶中，形成喷泉 (2)A 浓硫酸溶于水放出大量的热，使锥形瓶中的酒精挥发，锥形瓶中气体压强增大，把酒精压入烧瓶中形成喷泉解
析 (1)Cu与稀盐酸不反应，NaHCO3与NaOH溶液反应不产生气体，不能形成压强差，故不能形成喷泉；CaCO3与稀硫酸反应产生
CO2，但生成的CaSO4微溶于水，覆盖在CaCO3的表面，会使反应很快停止，不能形成较大的压强差，故不能形成喷泉；NH4HCO3
与稀盐酸反应能产生较多的CO2气体，使锥形瓶内压强远大于烧瓶内压强，从而形成喷泉。(2)浓硫酸、生石灰、烧碱溶于水均能放出大量的热
，使酒精大量挥发，形成较大的压强差，从而形成喷泉；氯化钠、硝酸钾、硫酸铜溶于水温度变化不大，不能使酒精大量挥发，不能形成较大的压强
差，故不能形成喷泉。3.2.如下图为化学教学中所用的喷泉实验装置。某同学用烧瓶中盛不同成分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)＝2∶1的混合气体，则c(HNO3)＝__________________。答案 (1) mol·L－1 (2) mol·L
－1(3) mol·L－1解析 设烧瓶的容积为V L，则气体(混合气体)的物质的量均为 mol。(1)若用HCl气体，喷泉后，溶液
充满烧瓶，则溶液的体积为V L，c(HCl)＝＝ mol·L－1。(2)若用NO2，喷泉后，溶质为HNO3，则喷泉后溶液的体积为V
L，c(HNO3)＝＝ mol·L－1。(3)若为n(NO2)∶n(O2)＝2∶1的混合气体，喷泉后，溶质为HNO3，则喷泉后溶
液的体积为V L，c(HNO3)＝＝ mol·L－1。4（2023年北京东城一模）实验室常用NaOH溶液吸收NO2尾气，探究其适宜
条件和原理。 20℃时，将4 mL不同浓度NaOH溶液一次性推入40 mL NO2中，观察现象。编号c(NaOH)现象甲2 mol
·L?1活塞自动内移，最终剩余约7 mL无色气体乙6 mol·L?1活塞自动内移，最终气体全部被吸收（1）NaOH溶液吸收NO2时
生成两种钠盐，分别为NaNO2和 。 （2）检验甲中剩余气体的方法：排出大注射器中的溶液，拔下导管，吸入少量空气，气体变为红棕色。
用化学方程式表示检验的反应原理是 。 （3）某同学推测甲中产生无色气体的原因：局部OH?浓度过低，导致部分NO2与水反应。通过实验
证明其成立：用与甲相同的装置、试剂和条件，将NO2缓慢推入NaOH溶液中， （补全实验现象）。 （4）进一步探究NO2与水或碱反应
时还原产物价态不同的原理。【查阅资料】i. NO2遇水时发生反应：a. 2NO2 + H2O = H+ + NO? 3 + HN
O2b. 2HNO2 = NO↑ + NO2↑ + H2Oii. 酸性条件下，HNO2或可与对氨基苯磺酸发生不可逆反应，所得产物遇
萘乙二胺变红，且原溶液中[c(HNO2) + c()]越大，红色越深。【实验】将2 mL NO2推入5 mL下列试剂中，随即取出0
.1 mL溶液，滴加到等量对氨基苯磺酸溶液（盐酸酸化）中，再加入等量萘乙二胺溶液，加水定容到相同体积，对比溶液颜色。编号试剂溶液颜
色丙水溶液均呈红色，丁与戊颜色几乎相同，丙的颜色更浅丁6 mol·L?1 NaOH溶液戊酸性对氨基苯磺酸溶液通过实验 （填编号）对
比，说明NO2遇水时发生了反应a和b。从化学反应速率的角度分析，NO2与水或碱溶液反应时还原产物价态不同的原因是 。 （5）若用0℃的NaOH溶液重复实验甲，最终剩余约3mL（20℃）无色气体。（6）综上，用NaOH溶液吸收NO2尾气，适宜的条件是 （写出两点即可）。答案（1）NaNO3（2）2NO + O2 = 2NO2（3）最终剩余气体小于7 mL （4）①丙和戊②HNO2与碱中和的反应速率大于其分解速率（5）低温、浓碱、控制流速、增大气液接触面积 |
|
