2020版高考化學(xué)新增分大一輪復(fù)習(xí) 第4章 專題突破5 噴泉實驗及拓展應(yīng)用精講義+優(yōu)習(xí)題（含解析）魯科版.docx

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噴泉實驗及拓展應(yīng)用 1．噴泉實驗的原理 使燒瓶內(nèi)外在短時間內(nèi)產(chǎn)生較大的壓強差，利用大氣壓將燒瓶下面燒杯中的液體壓入燒瓶內(nèi)，在尖嘴導(dǎo)管口形成噴泉。 2．形成噴泉的類型 下面是幾種常見的能形成噴泉的氣體和液體。 氣體 HCl NH3 CO2、Cl2、SO2、H2S NO2 NO、O2、(4∶3) NO、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 噴泉實驗是中學(xué)化學(xué)的重要實驗，其本質(zhì)是形成壓強差而引發(fā)液體上噴，以教材中的裝置(發(fā)散源)可設(shè)計如圖所示的多種不同的裝置和采用不同的操作(如使氣體溶于水、熱敷或冷敷、生成氣體等)來形成噴泉。 設(shè)計說明：裝置(Ⅰ)向錐形瓶通入少量空氣，將少量水壓入燒瓶，導(dǎo)致大量氨溶解，形成噴泉。裝置(Ⅱ)省去了膠頭滴管，用手(或熱毛巾等)捂熱燒瓶，氨受熱膨脹，趕出玻璃導(dǎo)管內(nèi)的空氣，氨與水接觸，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(nèi)氨溶于水)。裝置(Ⅲ)在水槽中加入能使水溫升高的物質(zhì)致使錐形瓶內(nèi)酒精因升溫而揮發(fā)，錐形瓶內(nèi)氣體壓強增大而產(chǎn)生噴泉。裝置(Ⅳ)向?qū)Ч苤型ㄈ胍欢康腍2S和SO2，現(xiàn)象為有淡黃色粉末狀物質(zhì)生成，瓶內(nèi)壁附有水珠，NaOH溶液上噴形成噴泉。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(guān)閉該止水夾，等充分反應(yīng)后再打開②處的止水夾，觀察到先有白煙產(chǎn)生，后產(chǎn)生噴泉。裝置(Ⅵ)中，擠壓膠頭滴管，然后打開導(dǎo)管上部的兩個活塞，則在右面燒瓶出現(xiàn)噴煙現(xiàn)象，再打開導(dǎo)管下部活塞，則可產(chǎn)生雙噴泉。 4．噴泉實驗產(chǎn)物的濃度計算 關(guān)鍵是確定所得溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量和溶液的體積，標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體進行噴泉實驗后所得溶液的物質(zhì)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：所得溶液的物質(zhì)的量濃度為molL－1。 (2)當(dāng)是NO2和O2的混合氣體且體積比為4∶1時，c(HNO3)＝molL－1。 1.如圖裝置中，干燥燒瓶內(nèi)盛有某種氣體，燒杯和滴管內(nèi)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．NH3(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 答案　A 解析　二氧化碳難溶于碳酸氫鈉溶液，不能產(chǎn)生壓強差，無法形成噴泉，A項與實驗事實不相符。 2．(2018沈陽質(zhì)檢)下圖是課外活動小組的同學(xué)設(shè)計的4個噴泉實驗方案，下列有關(guān)操作不可能引發(fā)噴泉的是(　　) A．?dāng)D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．?dāng)D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．在裝置④的水槽中慢慢加入足量濃硫酸并打開止水夾 答案　B 解析　H2難溶于NaOH溶液，不能使燒瓶內(nèi)外形成較大壓強差，故不能引發(fā)噴泉。 3.如右圖為化學(xué)教學(xué)中所用的噴泉實驗裝置。 某同學(xué)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(shè)是在標(biāo)準(zhǔn)狀況下完成實驗，且溶質(zhì)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)＝2∶1的混合氣體，則c(HNO3)＝________________________。 答案　(1)molL－1　(2)molL－1(3)molL－1 解析　設(shè)燒瓶的容積為VL，則氣體的物質(zhì)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)＝＝molL－1。 (2)若為NO2，噴泉后，溶質(zhì)為HNO3， 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO mol　　　mol 則噴泉后溶液的體積為VL， c(HNO3)＝＝molL－1。 4.某學(xué)生積極思考產(chǎn)生噴泉的其他方法，并設(shè)計了如圖所示的裝置。 (1)在如圖所示的錐形瓶中，分別加入足量的下列物質(zhì)，反應(yīng)后可能產(chǎn)生噴泉的是________(填字母)。 A．Cu與稀鹽酸 B．NaHCO3與NaOH溶液 C．CaCO3與稀硫酸 D．NH4HCO3與稀鹽酸 這種方法產(chǎn)生噴泉的原理是_____________________________________________________。 (2)在圖示錐形瓶外放一水槽，瓶中加入酒精，水槽中加入水后，再加入足量的下列物質(zhì)，結(jié)果也產(chǎn)生噴泉。水槽中加入的物質(zhì)可以是________(填字母)。 A．濃硫酸B．食鹽C．硝酸鉀D．硫酸銅 這種方法產(chǎn)生噴泉的原理是______________________________________________________。 答案　(1)D　NH4HCO3與稀鹽酸反應(yīng)，產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w，錐形瓶中氣體壓強增大，把液體壓入燒瓶，形成噴泉　(2)A　濃硫酸溶于水放出大量的熱，使錐形瓶中的酒精汽化，錐形瓶中氣體壓強增大，把酒精壓入燒瓶中形成噴泉 解析　(1)Cu與稀鹽酸不反應(yīng)，NaHCO3與NaOH溶液反應(yīng)不產(chǎn)生氣體，不能形成壓強差，故不能形成噴泉；CaCO3與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生CO2，但生成的CaSO4微溶于水，覆蓋在CaCO3的表面，會使反應(yīng)很快停止，不能形成較大的壓強差，故不能形成噴泉；NH4HCO3與稀鹽酸反應(yīng)能產(chǎn)生較多的CO2氣體，從而使錐形瓶內(nèi)壓強遠(yuǎn)大于燒瓶內(nèi)壓強，從而形成噴泉。(2)濃硫酸、生石灰、燒堿溶于水均能放出大量的熱，使酒精大量揮發(fā)，形成較大的壓強差，從而形成噴泉；氯化鈉、硝酸鉀、硫酸銅溶于水溫度變化不大，不能使酒精大量揮發(fā)，不能形成較大的壓強差，不能形成噴泉。 5．(2018合肥檢測)利用如圖所示的裝置，可以驗證NH3和HCl的有關(guān)性質(zhì)。實驗前a、b、c活塞均關(guān)閉。 (1)若要在燒瓶Ⅱ中產(chǎn)生“噴泉”現(xiàn)象，燒瓶Ⅰ中不產(chǎn)生“噴泉”現(xiàn)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(xiàn)象是__________________。 (3)通過擠壓膠頭滴管和控制活塞的開關(guān)，在燒瓶Ⅰ中產(chǎn)生“噴泉”現(xiàn)象，燒瓶Ⅱ中不產(chǎn)生“噴泉”現(xiàn)象，其操作方法是_____________________________________________________。 若要在該裝置中產(chǎn)生雙噴泉現(xiàn)象，其操作方法是_____________________________________。 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(dǎo)管口處產(chǎn)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(guān)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 解析　(1)打開a、b活塞，再將膠頭滴管中的水?dāng)D入燒瓶Ⅱ中，由于NH3極易溶于水，使燒瓶內(nèi)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?dāng)D入燒瓶Ⅱ中，燒瓶Ⅱ中的壓強迅速減小，燒瓶Ⅰ中的HCl氣體會進入到燒瓶Ⅱ中，且與NH3化合生成NH4Cl而產(chǎn)生白煙。 (3)在(2)基礎(chǔ)上，若關(guān)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(guān)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。