（通用版）2022年高考化學一輪復習 第四章 非金屬及其重要化合物 微專題強化突破6 噴泉實驗的操作原理及拓展應用學案 新人教版

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1、（通用版）2022年高考化學一輪復習 第四章 非金屬及其重要化合物 微專題強化突破6 噴泉實驗的操作原理及拓展應用學案 新人教版 1．噴泉實驗的原理 使燒瓶內外在短時間內產生較大的壓強差，利用大氣壓將燒杯中的液體壓入燒瓶內，在尖嘴導管口形成噴泉。 2．形成噴泉的類型 氣體 HCl NH3 CO2、Cl2、 SO2、H2S NO2 NO、O2、 (4∶3) NO2、O2 (4∶1) 吸收劑 水、NaOH溶液 水 NaOH溶液 水 水 水 3.噴泉實驗的發(fā)散裝置及操作方法 以教材中的裝置(發(fā)散源)可設計如圖所示的多種不同的裝置和采用不同的操作(如使氣體溶

2、于水、熱敷或冷敷、生成氣體等)來形成噴泉。 設計說明： (1)裝置(Ⅰ)改變了膠頭滴管的位置，膠頭滴管擠入少量水于試劑瓶中，即可使少量溶液沿導管進入燒瓶中，導致大量的NH3溶解，燒瓶內形成負壓而產生噴泉。 (2)裝置(Ⅱ)省去了膠頭滴管，用手(或熱毛巾等)捂熱燒瓶，氨氣受熱膨脹，趕出玻璃導管內的空氣，氨氣與水接觸，即發(fā)生噴泉(或用浸冰水的毛巾“冷敷”燒瓶，使水進入燒瓶中，瓶內氨氣溶于水，燒瓶內形成負壓而產生噴泉)。 (3)裝置(Ⅲ)在水槽中加入能使水溫升高的物質致使錐形瓶內酒精因升溫而揮發(fā)，錐形瓶內氣體壓強增大而產生噴泉。 (4)裝置(Ⅳ)向導管中通入一定量的H2S和SO2，現象

3、為有淡黃色粉末狀物質生成，瓶內壁附有水珠，NaOH溶液上噴形成噴泉。 (5)裝置(Ⅴ)打開①處的止水夾并向燒瓶中緩慢通入等體積的HCl氣體后關閉該止水夾，等充分反應后再打開②處的止水夾，觀察到先有白煙產生，后產生噴泉。 (6)裝置(Ⅵ)中，擠壓膠頭滴管，然后打開導管上部的兩個活塞，則在右面燒瓶出現噴煙現象，再打開導管下部活塞，則可產生雙噴泉。 4．噴泉實驗產物的濃度計算 關鍵是確定所得溶液中溶質的物質的量和溶液的體積，標準狀況下的氣體進行噴泉實驗后物質的量濃度： (1)HCl、NH3、NO2氣體或它們與其他不溶于水的氣體混合時，溶質的物質量濃度為 mol·L－1。 (2)當是NO2

4、和O2的混合氣體且體積比為4∶1時，c(HNO3)＝ mol·L－1。 1．如圖是實驗室進行氨溶于水的噴泉實驗裝置，下列敘述不正確的是(　　) A．該實驗說明氨氣是一種極易溶于水的氣體 B．進入燒瓶中的液體顏色由無色變?yōu)榧t色，說明氨水呈堿性 C．形成噴泉的原因是氨氣溶于水后，燒瓶內的氣壓小于大氣壓 D．用氯氣代替氨氣，利用此裝置也可進行噴泉實驗 解析：選D。Cl2在水中的溶解度小，不能形成噴泉。 2．如圖所示的裝置中，干燥燒瓶內盛有某種氣體，燒杯和滴管內盛放某種溶液。擠壓滴管的膠頭，下列與實驗事實不相符的是(　　) A．CO2(NaHCO3溶液)/無色噴泉 B．N

5、H3(H2O中含酚酞)/紅色噴泉 C．H2S(CuSO4溶液)/黑色噴泉 D．HCl(AgNO3溶液)/白色噴泉 解析：選A。CO2在NaHCO3溶液中的溶解度很小，因此不能形成噴泉；NH3極易溶于水生成NH3·H2O，NH3·H2O發(fā)生電離生成OH－，使酚酞顯紅色；H2S和CuSO4 溶液反應生成CuS黑色沉淀；HCl極易溶于水，且和 AgNO3 發(fā)生反應生成白色沉淀。 3.中學實驗中，通常利用如圖所示的裝置進行噴泉實驗，來驗證氣體的溶解性，下列有關說法不正確的是(　　) A．用膠頭滴管加入液體后，由于氣體的溶解，使瓶內壓強減小，導致瓶內壓強小于外界壓強，從而形成噴泉 B．選

6、用合適的溶液，CO2也能用于做噴泉實驗 C．HCl、NH3和SO2均能用該裝置做噴泉實驗 D．用NO2和N2O4的混合氣體做噴泉實驗，燒瓶中將充滿稀硝酸 解析：選D。本題綜合考查了噴泉實驗的原理，即由于氣體溶于水或某種溶液，導致燒瓶內的壓強迅速減小，與外界產生足夠的壓強差，從而形成噴泉，A正確；CO2能與NaOH等強堿溶液反應，從而被吸收，也能與外界產生很大的壓強差，故能形成噴泉，B正確；NH3和HCl屬于極易溶于水的氣體，SO2可以與NaOH溶液等反應，故均能形成噴泉，C正確；NO2和N2O4與水反應后有NO生成，故液體不能充滿燒瓶，D錯誤。 4．如圖是某課外活動小組的同學設計的4個

7、噴泉實驗方案。下列有關操作不可能引發(fā)噴泉現象的是(　　) A．擠壓裝置①的膠頭滴管使CCl4全部進入燒瓶，片刻后打開止水夾 B．擠壓裝置②的膠頭滴管使NaOH溶液全部進入燒瓶，片刻后打開止水夾 C．用鼓氣裝置從裝置③的a處不斷鼓入空氣并打開止水夾 D．向裝置④的水槽中慢慢加入足量濃硫酸并打開止水夾 解析：選B。氯氣易溶于有機溶劑四氯化碳，燒瓶中的氣體壓強就會減小，故能形成噴泉；氫氣不溶于水，也不會和氫氧化鈉反應，所以燒瓶中的氣體壓強不會有明顯的變化，故不能形成噴泉；用鼓氣裝置從裝置③的a處不斷鼓入空氣，使錐形瓶中液體進入燒瓶中，氨氣極易溶于水，燒瓶中的氣體壓強就會減小，故能形成噴

8、泉；濃硫酸溶于水時放熱，使得濃氨水受熱分解產生氨氣，和氯化氫氣體反應，燒瓶中的氣體壓強就會減小，故能形成噴泉。 5.如圖為化學教學中所用的噴泉實驗裝置。某同學用燒瓶中盛不同成分的氣體進行噴泉實驗，請幫助分析實驗后燒瓶中所得溶液的濃度。(假設是在標準狀況下完成實驗，且溶質不擴散) (1)若用HCl氣體，則c(HCl)＝________________。 (2)若用NO2氣體，則c(HNO3)＝________________。 (3)若用n(NO2)∶n(O2)＝4∶1的混合氣體，則 c(HNO3)＝________________。 (4)若用n(NO2)∶n(O2)＝2∶1的混

9、合氣體，則 c(HNO3)＝________________。 解析：設燒瓶的容積為V L，則氣體的物質的量均為 mol。 (1)若是HCl氣體，噴泉后，溶液充滿燒瓶，則溶液的體積為V L，c(HCl)＝＝ mol·L－1。 (2)若為NO2，噴泉后，溶質為HNO3， 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO mol　　× mol 則噴泉后溶液的體積為V L， c(HNO3)＝＝ mol·L－1。 (3)若為n(NO2)∶n(O2)＝4∶1的混合氣體， n(NO2)＝× mol， 4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3 × mol　　　 × mol 噴泉后，溶質為H

10、NO3，溶液充滿燒瓶，則c(HNO3)＝＝× mol·L－1＝ mol·L－1。 (4)若為n(NO2)∶n(O2)＝2∶1，則反應剩余的氧氣，溶液充至燒瓶的，溶質為HNO3，計算方法同(3)，c(HNO3)＝ mol·L－1。 答案：(1) mol·L－1　(2) mol·L－1 (3) mol·L－1　(4) mol·L－1 一、選擇題 1．四支試管中分別充滿NO、SO2、NO2、Cl2中的一種，把它們分別倒立于盛有水的水槽中，充分放置后的現象如下圖所示。其中原試管充滿NO2的是(　　) 解析：選B。根據3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，剩余氣體是反應前的，對應B

11、項；NO難溶于水，對應D項；SO2在水中的溶解度為1體積水溶解40體積SO2，對應A項；Cl2對應C項。 2．如圖所示：燒瓶中充滿了干燥氣體a，將滴管中的液體b擠入燒瓶內，輕輕振蕩燒瓶，然后打開彈簧夾f，燒杯中的液體c呈噴泉狀噴出，最終幾乎充滿燒瓶，則a和c分別是(　　) 選項 a(干燥氣體) c(液體) A NO2 水 B CO2 4 mol·L－1鹽酸 C Cl2 飽和NaCl溶液 D NH3 1 mol·L－1鹽酸 解析：選D。A項，3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，能形成噴泉，但水不能充滿燒瓶；B項，CO2不能溶于鹽酸，不能形成噴泉；C項

12、，Cl2不溶于飽和NaCl溶液，不能形成噴泉。 3．如圖所示，錐形瓶內盛有氣體X，滴管內盛有液體Y，若擠壓滴管膠頭，使液體Y滴入瓶中，振蕩，一會兒可見小氣球a鼓起。氣體X和液體Y不可能是(　　) A．X是HCl，Y是飽和食鹽水 B．X是CO2，Y是稀硫酸 C．X是SO2，Y是NaOH溶液 D．X是NH3，Y是NaNO3溶液 解析：選B。當滴入的液體Y將錐形瓶中的氣體X溶解或發(fā)生反應后，使錐形瓶中的壓強減小，大氣壓通過導管將空氣壓入小氣球a，使它鼓起來。CO2不溶于稀硫酸也不與其反應，所以不可能是B項，其他選項均可使小氣球a鼓起。 二、非選擇題 4．NH3及銨鹽都是重要的化工

13、原料。 (1)用NH4Cl和Ca(OH)2制備NH3，反應發(fā)生、氣體收集和尾氣處理裝置依次為________。 　　　　　　　 A　　　　 B　 　　C　　 　D　 　　E 　F　 　　G　　 H (2)按如圖裝置進行NH3性質實驗。 ①先打開旋塞1，B瓶中的現象是_______________，原因是______________，穩(wěn)定后，關閉旋塞1。 ②再打開旋塞2，B瓶中的現象是_____________________________________。 解析：(1)制備氨氣時，加熱固體的試管口應略向下傾斜，所以制備裝置應選取裝置A；氨氣

14、的密度比空氣的小，因此應用向下排空氣法收集，所以收集裝置應選取裝置C；氨氣極易溶于水，應防止發(fā)生倒吸，因此尾氣處理裝置應選取裝置G。 (2)A瓶的壓強大于B瓶，因此當打開旋塞1時，A瓶中的氯化氫進入B瓶中，與氨氣反應生成氯化銨，可以看到B瓶中有白煙生成。由于氯化氫和氨氣反應導致B瓶中的壓強降低，且B瓶中的氯化氫相對過量，因此當打開旋塞2時，石蕊水溶液會被倒吸入B瓶中，遇氯化氫溶液變紅色。 答案：(1)A、C、G (2)①有白煙生成　A瓶中的氯化氫移動到B瓶中，與B瓶中的氨氣反應生成氯化銨，能看到白煙?、谑锼芤哼M入B瓶中，溶液的顏色變紅 5．噴泉是一種常見的自然現象，其產生的原因是存

15、在壓強差。 (1)制取氨氣并完成噴泉實驗(圖中夾持裝置均已略去)。 ①用圖1裝置進行噴泉實驗，上部燒瓶已裝滿干燥氨氣，引發(fā)水上噴的操作是____________________________。該實驗的原理是__________________________________。 ②如果只提供如圖2的裝置，請說明引發(fā)噴泉的方法：________________________。 (2)利用圖3裝置，在錐形瓶中分別加入足量的下列物質，反應后可能產生噴泉的是____。 A．Cu與稀鹽酸 B．NaHCO3與NaOH溶液 C．CaCO3與稀硫酸 D．NH4HCO3與稀鹽酸 (3)在

16、圖3錐形瓶中加入酒精，瓶外放一水槽，水槽中加入冷水后，再加入足量的下列物質，結果也產生了噴泉。水槽中加入的物質可以是________。 A．濃硫酸　　 B．食鹽 C．硝酸鉀 D．硫酸銅 (4)從產生噴泉的原理分析，圖 1、2是________上部燒瓶內的壓強，圖3是________下部錐形瓶內氣體的壓強(均填“增大”或“減小”)。人造噴泉及火山噴發(fā)的原理與上述裝置圖________原理相似。 解析：本題主要考查了噴泉形成的基本原理，即圓底燒瓶內與燒杯(或錐形瓶)液面外產生壓強差。(1)圖1引發(fā)噴泉，只需打開止水夾，擠壓膠頭滴管即可。圖2則需先打開止水夾，用熱毛巾捂住圓底燒瓶，發(fā)現有氣泡

17、冒出后，移去熱毛巾即可。(2)能在錐形瓶內反應產生氣體，使壓強大于圓底燒瓶內壓強方可，故應選NH4HCO3和鹽酸，其他要么不反應，要么反應不生成氣體或產生氣體很少，故不能形成噴泉。(3)濃硫酸溶于水放出大量熱，使瓶內酒精汽化也會形成噴泉。(4)圖1、2導致上部壓強減小，圖3導致下部壓強增大，人造噴泉及火山噴發(fā)均與圖3原理相似。 答案：(1)①打開止水夾，擠壓膠頭滴管，使少量水進入燒瓶　部分NH3溶于少量水中，使圓底燒瓶內壓強減小，燒杯內水噴入圓底燒瓶 ②打開止水夾，用熱毛巾捂住圓底燒瓶至有氣泡從水中冒出，移去熱毛巾 (2)D　(3)A　(4)減小　增大　3 6．利用如圖所示的裝置，可以

18、驗證NH3和HCl的有關性質。實驗前a、b、c活塞均關閉。 (1)若要在燒瓶Ⅱ中產生“噴泉”現象，燒瓶Ⅰ中不產生“噴泉”現象，其操作方法是 ________________________________________________________________________。 (2)若先打開a、c活塞，再擠壓膠頭滴管，在燒瓶中可觀察到的現象是________________________________________________________________________。 (3)通過擠壓膠頭滴管和控制活塞的開關，在燒瓶Ⅰ中產生“噴泉”現象，燒瓶Ⅱ中不產生“噴

19、泉”現象，其操作方法是________________________________________________。 若要在該裝置中產生雙噴泉現象，其操作方法是______________________________。 解析：(1)打開a、b活塞，再將膠頭滴管中的水擠入燒瓶Ⅱ中，由于NH3極易溶于水，使燒瓶內氣體壓強迅速減小，燒杯中的水迅速進入燒瓶Ⅱ中，形成噴泉。(2)先打開a、c活塞，再將膠頭滴管中的水擠入燒瓶Ⅱ中，燒瓶Ⅱ中的氣壓迅速減小，燒瓶Ⅰ中的HCl氣體會流向燒瓶Ⅱ中，且與NH3化合生成NH4Cl而產生白煙。(3)在(2)基礎上，若關閉a活塞，打開b活塞，燒杯中的水會迅速進入燒瓶Ⅰ中，形成噴泉；若打開b活塞，不關閉a活塞，燒瓶中的水便會同時進入燒瓶Ⅰ和Ⅱ中，形成雙噴泉。 答案：(1)先打開a、b活塞，再擠壓膠頭滴管(或先擠壓膠頭滴管，再打開a、b活塞) (2)燒瓶Ⅱ中導管口處產生白煙 (3)先打開a、c活塞，再擠壓膠頭滴管(或先打開a活塞，擠壓膠頭滴管，再打開c活塞)，片刻后，關閉a活塞，然后打開b活塞　先打開a、c活塞，再擠壓膠頭滴管(或先打開a活塞，擠壓膠頭滴管，再打開c活塞)，片刻后，打開b活塞