(新高考)高考化学一轮复习讲义第4章第22讲热点强化8喷泉实验及拓展应用(含解析)

这是一份(新高考)高考化学一轮复习讲义第4章第22讲热点强化8喷泉实验及拓展应用(含解析)，共5页。试卷主要包含了喷泉实验的原理，形成喷泉的类型，喷泉实验产物的浓度计算等内容，欢迎下载使用。

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，在导管尖嘴口形成喷泉。
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吸收剂。
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、生成气体等)来形成喷泉。
设计说明：装置(Ⅰ)向锥形瓶通入少量空气，将少量水压入烧瓶，导致大量氨溶解，形成喷泉。装置(Ⅱ)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，即发生喷泉(或用浸冰水的毛巾“冷敷”烧瓶，使水进入烧瓶中，瓶内氨溶于水)。装置(Ⅲ)在水槽中加入能使水温升高的物质致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。装置(Ⅳ)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。装置(Ⅴ)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。装置(Ⅵ)中，挤压胶头滴管，然后打开导管上部的两个活塞，则在右面烧瓶出现喷烟现象，再打开导管下部活塞，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溶于水的气体混合时：所得溶液的物质的量浓度为eq \f(1,22.4) ml·
L－1。
(2)当是NO2和O2的混合气体且体积比为4∶1时，c(HNO3)＝eq \f(1,28) ml·L－1。
1．(2020·全国卷Ⅲ，10)喷泉实验装置如图所示。应用下列各组气体—溶液，能出现喷泉现象的是( )
答案 B
解析 H2S与稀盐酸、NO与稀H2SO4、CO2与饱和NaHCO3溶液均不反应，不能形成喷泉，A、C、D错误。
2.如图装置中，干燥烧瓶内盛有某种气体，烧杯和滴管内盛放某种溶液。挤压滴管的胶头，下列与实验事实不相符的是( )
A．CO2(NaHCO3溶液)/无色喷泉
B．NH3(H2O中含酚酞)/红色喷泉
C．H2S(CuSO4溶液)/黑色喷泉
D．HCl(AgNO3溶液)/白色喷泉
答案 A
解析 二氧化碳难溶于碳酸氢钠溶液，不能产生压强差，无法形成喷泉，A项与实验事实不相符。
3．下图是课外活动小组的同学设计的4个喷泉实验方案，下列有关操作不可能引发喷泉的是( )
A．挤压装置①的胶头滴管使CCl4全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹
B．挤压装置②的胶头滴管使NaOH溶液全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹
C．用鼓气装置从装置③的a处不断鼓入空气并打开止水夹
D．在装置④的水槽中慢慢加入足量浓硫酸并打开止水夹
答案 B
解析 H2难溶于NaOH溶液，不能使烧瓶内外形成较大压强差，故不能引发喷泉。
4.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)eq \f(1,22.4) ml·L－1 (2)eq \f(1,22.4) ml·L－1 (3)eq \f(1,28) ml·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eq \f(V,22.4) ml。
(1)若是HCl气体，喷泉后，溶液充满烧瓶，则溶液的体积为V L，c(HCl)＝eq \f(\f(V,22.4) ml,V L)＝eq \f(1,22.4) ml·
L－1。
(2)若为NO2，喷泉后，溶质为HNO3，
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
eq \f(V,22.4) ml eq \f(2,3)×eq \f(V,22.4) ml
则喷泉后溶液的体积为eq \f(2,3)V L，
c(HNO3)＝eq \f(\f(2,3)×\f(V,22.4) ml,\f(2,3)V L)＝eq \f(1,22.4) ml·L－1。
5．利用如图所示的装置，可以验证NH3和HCl的有关性质。实验前a、b、c活塞均关闭。
(1)若要在烧瓶Ⅱ中产生“喷泉”现象，烧瓶Ⅰ中不产生“喷泉”现象，其操作方法是________________________________________________________________________。
(2)若先打开a、c活塞，再挤压胶头滴管，在烧瓶中可观察到的现象是____________。
(3)通过挤压胶头滴管和控制活塞的开关，在烧瓶Ⅰ中产生“喷泉”现象，烧瓶Ⅱ中不产生“喷泉”现象，其操作方法是_____________________________________________。
若要在该装置中产生双喷泉现象，其操作方法是_____________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)先打开a、b活塞，再挤压胶头滴管(或先挤压胶头滴管，再打开a、b活塞)
(2)烧瓶Ⅱ中导管口处产生白烟
(3)先打开a、c活塞，再挤压胶头滴管(或先打开a活塞，挤压胶头滴管，再打开c活塞)，片刻后，关闭a活塞，然后打开b活塞 先打开a、c活塞，再挤压胶头滴管(或先打开a活塞，挤压胶头滴管，再打开c活塞)，片刻后，打开b活塞
解析 (1)打开a、b活塞，再将胶头滴管中的水挤入烧瓶Ⅱ中，由于NH3极易溶于水，使烧瓶内气体压强迅速减小，烧杯中的水迅速进入烧瓶Ⅱ中，形成喷泉。
(2)先打开a、c活塞，再将胶头滴管中的水挤入烧瓶Ⅱ中，烧瓶Ⅱ中的压强迅速减小，烧瓶Ⅰ中的HCl气体会进入到烧瓶Ⅱ中，且与NH3化合生成NH4Cl而产生白烟。
(3)在(2)基础上，若关闭a活塞，打开b活塞，烧杯中的水会迅速进入烧瓶Ⅰ中，形成喷泉；若打开b活塞，不关闭a活塞，烧瓶中的水便会同时进入烧瓶Ⅰ和Ⅱ中，形成双喷泉。气体
HCl
NH3
CO2、Cl2、
SO2、H2S
NO2
NO、O2
(4∶3)
NO2、O2
(4∶1)
吸收剂
水、NaOH
溶液
水
NaOH溶液
水
水
水
选项
气体
溶液
A
H2S
稀盐酸
B
HCl
稀氨水
C
NO
稀H2SO4
D
CO2
饱和NaHCO3溶液