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摘 要：本文从喷泉的成因将其分为两大类四小类进行综合分析。对部分装置进行了改进，有助于提高喷泉实验的成功率，也有助于提高喷泉实验的观赏性，进而提高学生的类比思维和发散思维的能力，从而使学生掌握喷泉实验的本质。
关键词：压强差 喷泉 喷烟 密闭体系
中图分类号:G434文献标识码:A文章编号: 1673-1875(2009)03-108-01
一、喷泉形成的原因
喷泉形成的原因是：装置内压强与外界大气压产生压强差造成的。压强差是产生喷泉的真正原因。
二、喷泉形成的种类
1、原理1：烧瓶内的压强减小形成喷泉或喷烟（烧瓶密闭体系）
（1）喷泉实验
i.极易溶水的气体。如：NH3、HCl等气体溶水；
原理：通过NH3溶水而产生压强差。（即：烧瓶内压强减小，烧瓶以外的体系为开放体系，压强不变）装置如图1所示。
ii.与溶液反应的气体。如：Cl2与NaOH溶液、SO2与NaOH、CO2与NaOH溶液等。
原理：通过CO2气体与NaOH溶液反应而产生压强差。（即：烧瓶内压强减小，烧瓶以外的体系为开放体系，压强不变）装置也可采用图1。
（2）喷烟实验：主要表现为气体与气体反应。如H2S与SO2、NH3与HCl、NH3与Cl2等（产生喷烟现象）。
原理：通过气体与气体的反应产生压强差。（即：烧瓶内压强减小，烧瓶以外的体系为开放体系，压强不变）装置如图2所示。
操作：挤压胶头滴管，使少量水进入烧瓶中溶解NH3，从而使烧瓶中的压强减少，然后打开弹簧夹，广口瓶中的HCl气体就会喷到B瓶中与NH3发生反应生成NH4Cl固体小微粒而产生浓烟滚滚的现象。
注意：A管的作用主要是使广口瓶内的压强与大气压相等，避免广口瓶内压强减小，而不利于HCl进入烧瓶内。总结：只要反应后使烧瓶内外产生足够大的压力差，就能形成喷泉实验，不一定要用吸收液。
（3）拓展——双喷泉实验
例：如图3所示的装置，已知实验前a、b、c活塞均关闭，A瓶装满Cl2，B瓶装满NH3，胶头滴管装有水，烧杯装有石蕊水溶液。现进行如下实验：
i.若先挤压胶头滴管，然后依次打开a、b活塞，B烧瓶内的现象为____，原因是____，写出化学反应方程式____；
ii.若要在A烧瓶中产生单喷泉现象，实验应如何进行操作____，A烧瓶中溶液的颜色变化是____，原因是____。
iii.若要在A、B烧瓶同时实现双喷泉，则实验应如何操作____。解析：（1）现象：产生喷烟现象，原因是：氨气溶于水，B烧瓶内压强急剧减小，氯气进入B烧瓶与氨气反应产生固体NH4Cl，此反应为气体体积缩小的反应，形成白烟现象，方程式：3Cl2+8NH3（过量）=6 NH4Cl+N2；（2）操作：先挤压胶头滴管，依次打开b、a、c活塞，再关闭b活塞，A烧瓶中溶液颜色：先变红后褪色，原因：Cl2+H2O≒HCl+ HClO，盐酸使石蕊先变红，次氯酸最后使溶液褪色。（3）操作：先挤压胶头滴管，再打开b、a活塞，最后打开活塞c。
2、原理2：烧瓶外的压强增大形成喷泉（锥形瓶密闭体系）
（1）向锥形瓶加入反应后能产生较多气体的物质，如小苏打与强酸或锌（活波金属）与稀硫酸（非氧化性酸）等；
原理：通过锌与稀硫酸等反应所产生的气体使锥形瓶内的压强增大，而烧瓶为开放体系，压强保持不变，从而将锥形瓶内的溶液压入到内而产生喷泉现象。装置如图4所示。
注意：为了使压强差迅速增大（即提高反应的速率）可以提高酸的浓度、采用固体粉末或向锥形瓶中加入固体硫酸铜；A管的作用主要是使烧瓶内压强与外界大气压相同，避免烧瓶内压强增大，从而导致喷泉现象不明显。
（2）向锥形瓶中加入挥发性物质如酒精溶液等，在锥形瓶外的水槽中加入溶解时能产生大量热的物质如浓硫酸或生石灰等。
原理：利用酒精易挥发的性质使其受热挥发出酒精蒸汽，从而使锥形瓶内压强增大，烧瓶内压强不变，产生压强差而形成喷泉。装置如图5所示。
注意：锥形瓶内的液体应易挥发，且有较大的蒸汽压；A管的作用主要是使烧瓶内压强与外界大气压相同，避免烧瓶内压强增大，从而导致喷泉现象不明显。
三、喷泉实验成功的条件
为使喷泉最终能形成，实验操作中还需注意以下两方面的问题：
1、对于烧瓶内压强减小而形成喷泉或喷烟的实验（1）盛气体的烧瓶必须干燥；（2）气体要尽量充满烧瓶；（3）烧瓶气密性应良好，不能漏气；（4）所用导管的喷嘴应较小。
2、对于烧瓶外压强增大而形成喷泉的实验（1）烧瓶以外的装置气密性应良好，不能漏气；（2）烧瓶内的气体应和外界大气压相通；（3）所用导管的喷嘴应较小。
四、喷泉的颜色
1、喷泉实验中喷泉的颜色取决于液体、气体的性质及所用指示剂的种类。①当液体选用水，指示剂为石蕊试液时，用HCl作实验时，看到的是红色喷泉(酸使酚酞变红色)；用NH3作实验时，喷泉为蓝色(碱使石蕊变蓝色)；②当液体选用水，指示剂为石蕊试液时，用NH3作实验时，喷泉为红色(碱使酚酞变蓝色)；③当液体选用水，指示剂为甲基橙试液时，用HCl作实验时，看到的是红色喷泉(酸使甲基橙变红色)；用NH3作实验时，喷泉为黄色(碱使甲基橙变黄色)；
2、利用溶液本身的颜色（或溶液与气体的反应显色）。①若用HCl与FeCl3（或CuSO4）等溶液作喷泉实验，则可看到棕黄色（或蓝色）的喷泉等。②若用NH3与FeCl3（或CuSO4）等溶液作喷泉实验，则可看到红褐色（或蓝色）的喷泉（溶液浑浊）等。
关键词：压强差 喷泉 喷烟 密闭体系
中图分类号:G434文献标识码:A文章编号: 1673-1875(2009)03-108-01
一、喷泉形成的原因
喷泉形成的原因是：装置内压强与外界大气压产生压强差造成的。压强差是产生喷泉的真正原因。
二、喷泉形成的种类
1、原理1：烧瓶内的压强减小形成喷泉或喷烟（烧瓶密闭体系）
（1）喷泉实验
i.极易溶水的气体。如：NH3、HCl等气体溶水；
原理：通过NH3溶水而产生压强差。（即：烧瓶内压强减小，烧瓶以外的体系为开放体系，压强不变）装置如图1所示。
ii.与溶液反应的气体。如：Cl2与NaOH溶液、SO2与NaOH、CO2与NaOH溶液等。
原理：通过CO2气体与NaOH溶液反应而产生压强差。（即：烧瓶内压强减小，烧瓶以外的体系为开放体系，压强不变）装置也可采用图1。
（2）喷烟实验：主要表现为气体与气体反应。如H2S与SO2、NH3与HCl、NH3与Cl2等（产生喷烟现象）。
原理：通过气体与气体的反应产生压强差。（即：烧瓶内压强减小，烧瓶以外的体系为开放体系，压强不变）装置如图2所示。
操作：挤压胶头滴管，使少量水进入烧瓶中溶解NH3，从而使烧瓶中的压强减少，然后打开弹簧夹，广口瓶中的HCl气体就会喷到B瓶中与NH3发生反应生成NH4Cl固体小微粒而产生浓烟滚滚的现象。
注意：A管的作用主要是使广口瓶内的压强与大气压相等，避免广口瓶内压强减小，而不利于HCl进入烧瓶内。总结：只要反应后使烧瓶内外产生足够大的压力差，就能形成喷泉实验，不一定要用吸收液。
（3）拓展——双喷泉实验
例：如图3所示的装置，已知实验前a、b、c活塞均关闭，A瓶装满Cl2，B瓶装满NH3，胶头滴管装有水，烧杯装有石蕊水溶液。现进行如下实验：
i.若先挤压胶头滴管，然后依次打开a、b活塞，B烧瓶内的现象为____，原因是____，写出化学反应方程式____；
ii.若要在A烧瓶中产生单喷泉现象，实验应如何进行操作____，A烧瓶中溶液的颜色变化是____，原因是____。
iii.若要在A、B烧瓶同时实现双喷泉，则实验应如何操作____。解析：（1）现象：产生喷烟现象，原因是：氨气溶于水，B烧瓶内压强急剧减小，氯气进入B烧瓶与氨气反应产生固体NH4Cl，此反应为气体体积缩小的反应，形成白烟现象，方程式：3Cl2+8NH3（过量）=6 NH4Cl+N2；（2）操作：先挤压胶头滴管，依次打开b、a、c活塞，再关闭b活塞，A烧瓶中溶液颜色：先变红后褪色，原因：Cl2+H2O≒HCl+ HClO，盐酸使石蕊先变红，次氯酸最后使溶液褪色。（3）操作：先挤压胶头滴管，再打开b、a活塞，最后打开活塞c。
2、原理2：烧瓶外的压强增大形成喷泉（锥形瓶密闭体系）
（1）向锥形瓶加入反应后能产生较多气体的物质，如小苏打与强酸或锌（活波金属）与稀硫酸（非氧化性酸）等；
原理：通过锌与稀硫酸等反应所产生的气体使锥形瓶内的压强增大，而烧瓶为开放体系，压强保持不变，从而将锥形瓶内的溶液压入到内而产生喷泉现象。装置如图4所示。
注意：为了使压强差迅速增大（即提高反应的速率）可以提高酸的浓度、采用固体粉末或向锥形瓶中加入固体硫酸铜；A管的作用主要是使烧瓶内压强与外界大气压相同，避免烧瓶内压强增大，从而导致喷泉现象不明显。
（2）向锥形瓶中加入挥发性物质如酒精溶液等，在锥形瓶外的水槽中加入溶解时能产生大量热的物质如浓硫酸或生石灰等。
原理：利用酒精易挥发的性质使其受热挥发出酒精蒸汽，从而使锥形瓶内压强增大，烧瓶内压强不变，产生压强差而形成喷泉。装置如图5所示。
注意：锥形瓶内的液体应易挥发，且有较大的蒸汽压；A管的作用主要是使烧瓶内压强与外界大气压相同，避免烧瓶内压强增大，从而导致喷泉现象不明显。
三、喷泉实验成功的条件
为使喷泉最终能形成，实验操作中还需注意以下两方面的问题：
1、对于烧瓶内压强减小而形成喷泉或喷烟的实验（1）盛气体的烧瓶必须干燥；（2）气体要尽量充满烧瓶；（3）烧瓶气密性应良好，不能漏气；（4）所用导管的喷嘴应较小。
2、对于烧瓶外压强增大而形成喷泉的实验（1）烧瓶以外的装置气密性应良好，不能漏气；（2）烧瓶内的气体应和外界大气压相通；（3）所用导管的喷嘴应较小。
四、喷泉的颜色
1、喷泉实验中喷泉的颜色取决于液体、气体的性质及所用指示剂的种类。①当液体选用水，指示剂为石蕊试液时，用HCl作实验时，看到的是红色喷泉(酸使酚酞变红色)；用NH3作实验时，喷泉为蓝色(碱使石蕊变蓝色)；②当液体选用水，指示剂为石蕊试液时，用NH3作实验时，喷泉为红色(碱使酚酞变蓝色)；③当液体选用水，指示剂为甲基橙试液时，用HCl作实验时，看到的是红色喷泉(酸使甲基橙变红色)；用NH3作实验时，喷泉为黄色(碱使甲基橙变黄色)；
2、利用溶液本身的颜色（或溶液与气体的反应显色）。①若用HCl与FeCl3（或CuSO4）等溶液作喷泉实验，则可看到棕黄色（或蓝色）的喷泉等。②若用NH3与FeCl3（或CuSO4）等溶液作喷泉实验，则可看到红褐色（或蓝色）的喷泉（溶液浑浊）等。