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喷泉实验具有趣味性、效果性、探究性和综合性,在中学化学实验中占有重要的地位。笔者通过对多种多样喷泉实验的总结,找出规律,从快乐学习的角度帮助大家掌握知识。
一、内压小于外压
形成喷泉的原因是:烧瓶内的压强小于外界大气压的压强。
1.氨气、氯化氢、二氧化碳、二氧化硫气体的喷泉实验
图1、2、3中的装置都适合氨气和氯化氢气体,及二氧化碳、二氧化硫气体的喷泉实验。具体操作过程如下:
图1:打开止水夹,挤出胶头滴管内的水。由于氨气或氯化氢气体易溶于水,所以烧瓶内气体的压强迅速减小,小于外界大气压。如果烧瓶里是二氧化碳、二氧化硫气体,那么水槽和胶头滴管里装的是碱液。
图2:打开止水夹,用手或热毛巾捂住烧瓶,气体由于受热膨胀,赶出了玻璃管内的空气,从而与水接触,形成喷泉。 如果烧瓶里是二氧化碳、二氧化硫气体,那么水槽里装的是碱液。
图3:用一个事先钻有绿豆大小圆孔的塑料瓶,塑料瓶里盛有滴有指示剂的水,水量不能高于圆孔处。实验时,用手指堵住小圆孔,挤压塑料瓶,使水从尖嘴处喷出,此时停止挤压,手指从小圆孔处离开,喷泉即形成。适用于氨气、氯化氢气体,及二氧化碳、二氧化硫气体的喷泉实验,塑料瓶里装的是碱液。
2.红磷在氧气、氯气中的喷泉实验
图4:用向上排空气法在烧瓶里收集满氧气,将红磷放在燃烧匙中。点燃红磷,迅速放入有氧气的圆底烧瓶中,塞紧橡皮塞,立刻可以看到,磷在氧气中剧烈燃烧,呈现黄色火焰并产生浓厚的白烟。
图5:待烧瓶冷却至室温后,将烧瓶倒置固定在铁架台上,把导管放入盛有石蕊溶液的水槽中,打开止水夹,可见紫色石蕊溶液立即喷入烧瓶中并呈现红色。
图6:用向上排空气法在烧瓶里收集满氯气,将红磷放在燃烧匙中。点燃红磷,迅速放入有氧气的圆底烧瓶中,塞紧橡皮塞,立刻可以看到,磷在氯气中剧烈燃烧,产生大量的白烟,并有黄色固体附在烧瓶壁上。
图7:冷却后打开止水夹,立即可以看到水槽中的石蕊溶液被吸入烧瓶内,形成美丽的喷泉,紫色石蕊溶液进入烧瓶中后变红,片刻后红色消失成为无色。这是因为过量的氯气溶于水产生了具有漂白性的次氯酸的缘故。
3.有趣的白烟喷泉
白烟喷泉是利用与氨气的喷泉实验装置相同的装置,用氯化氢气体取代水而制成的。如图8装置所示,当少量水进入烧瓶后,瓶内压强减小,从而氯化氢气体进入烧瓶,发生如下反应,方程式为:
NH3(g)+HCl(g) NH4Cl(s)
图8:氯化氢气体通入烧瓶产生的白烟喷泉是间歇性的。观察到的白烟从管尖嘴一团一团地喷出。
二、内压大于外压
形成喷泉的原因是:烧瓶内的压强大于外界大气压的压强。
1.氢气喷泉
图9:在广口瓶内盛满水,在装有稀硫酸的气体发生器中放入锌粒,并塞紧橡皮塞。连接好实验装置,不久就可以看到一股水柱从玻璃尖嘴喷出,形成美丽的喷泉。
2.双氧水的分解实验形成的喷泉实验
图10:取二氧化锰固体放在烧杯里,加入少量的水,用玻璃棒搅拌成稀糊,并装入分液漏斗中。
在装有分液漏斗的广口瓶中装入过氧化氢溶液,打开分液漏斗,则过氧化氢在二氧化锰的催化作用下,迅速分解,瓶内由于氧气的生成使压力骤增,从而将瓶中的水从尖嘴处压出,形成喷泉。
一、内压小于外压
形成喷泉的原因是:烧瓶内的压强小于外界大气压的压强。
1.氨气、氯化氢、二氧化碳、二氧化硫气体的喷泉实验
图1、2、3中的装置都适合氨气和氯化氢气体,及二氧化碳、二氧化硫气体的喷泉实验。具体操作过程如下:
图1:打开止水夹,挤出胶头滴管内的水。由于氨气或氯化氢气体易溶于水,所以烧瓶内气体的压强迅速减小,小于外界大气压。如果烧瓶里是二氧化碳、二氧化硫气体,那么水槽和胶头滴管里装的是碱液。
图2:打开止水夹,用手或热毛巾捂住烧瓶,气体由于受热膨胀,赶出了玻璃管内的空气,从而与水接触,形成喷泉。 如果烧瓶里是二氧化碳、二氧化硫气体,那么水槽里装的是碱液。
图3:用一个事先钻有绿豆大小圆孔的塑料瓶,塑料瓶里盛有滴有指示剂的水,水量不能高于圆孔处。实验时,用手指堵住小圆孔,挤压塑料瓶,使水从尖嘴处喷出,此时停止挤压,手指从小圆孔处离开,喷泉即形成。适用于氨气、氯化氢气体,及二氧化碳、二氧化硫气体的喷泉实验,塑料瓶里装的是碱液。
2.红磷在氧气、氯气中的喷泉实验
图4:用向上排空气法在烧瓶里收集满氧气,将红磷放在燃烧匙中。点燃红磷,迅速放入有氧气的圆底烧瓶中,塞紧橡皮塞,立刻可以看到,磷在氧气中剧烈燃烧,呈现黄色火焰并产生浓厚的白烟。
图5:待烧瓶冷却至室温后,将烧瓶倒置固定在铁架台上,把导管放入盛有石蕊溶液的水槽中,打开止水夹,可见紫色石蕊溶液立即喷入烧瓶中并呈现红色。
图6:用向上排空气法在烧瓶里收集满氯气,将红磷放在燃烧匙中。点燃红磷,迅速放入有氧气的圆底烧瓶中,塞紧橡皮塞,立刻可以看到,磷在氯气中剧烈燃烧,产生大量的白烟,并有黄色固体附在烧瓶壁上。
图7:冷却后打开止水夹,立即可以看到水槽中的石蕊溶液被吸入烧瓶内,形成美丽的喷泉,紫色石蕊溶液进入烧瓶中后变红,片刻后红色消失成为无色。这是因为过量的氯气溶于水产生了具有漂白性的次氯酸的缘故。
3.有趣的白烟喷泉
白烟喷泉是利用与氨气的喷泉实验装置相同的装置,用氯化氢气体取代水而制成的。如图8装置所示,当少量水进入烧瓶后,瓶内压强减小,从而氯化氢气体进入烧瓶,发生如下反应,方程式为:
NH3(g)+HCl(g) NH4Cl(s)
图8:氯化氢气体通入烧瓶产生的白烟喷泉是间歇性的。观察到的白烟从管尖嘴一团一团地喷出。
二、内压大于外压
形成喷泉的原因是:烧瓶内的压强大于外界大气压的压强。
1.氢气喷泉
图9:在广口瓶内盛满水,在装有稀硫酸的气体发生器中放入锌粒,并塞紧橡皮塞。连接好实验装置,不久就可以看到一股水柱从玻璃尖嘴喷出,形成美丽的喷泉。
2.双氧水的分解实验形成的喷泉实验
图10:取二氧化锰固体放在烧杯里,加入少量的水,用玻璃棒搅拌成稀糊,并装入分液漏斗中。
在装有分液漏斗的广口瓶中装入过氧化氢溶液,打开分液漏斗,则过氧化氢在二氧化锰的催化作用下,迅速分解,瓶内由于氧气的生成使压力骤增,从而将瓶中的水从尖嘴处压出,形成喷泉。