喷泉现象的探究
遵化市高级中学 赵薇
教学目标:
1．加深理解氨的性质。
2．掌握喷泉实验原理。
3．培养学生设计实验的能力。
教学
方法
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:实验引导法、讨论归纳法
教学过程:
师：投影展示实验室制氯化氢气体的尾气处理装置
问：加装倒置漏斗的目的是什么？
引导：常温下，氯化氢气体以体积比1：500溶解于水，以防止倒吸。那么，我们刚刚学过的氨的溶解性如何呢？
启发：氨以体积比1：700溶解于水。尾气处理如何呢？
生答：尾气处理装置同氯化氢气体尾气处理。
设问: 氨极易溶解于水，用什么实验可以证明这一性质呢？
引：喷泉实验。
演示实验：氨的喷泉实验。观察发生的现象。
生：看到水缓缓地进入玻璃管中，达到烧瓶中部后迅速形成喷泉，说明氨极易溶于水。
引导学生讨论并归纳原因：挤压胶头，水进入烧瓶以后，由于氨极易溶解于水，造成烧瓶内压急剧减小而低于外界大气压，在外界大气压强作用下，烧杯中的水被压入烧瓶而形成美丽的喷泉。
生：氨水能使酚酞呈现红色，说明氨水显碱性。
启发:请大家想一想，氯化氢气体能做喷泉实验吗？如果把二者联系起来效果又如何呢？
展示一套实验装置并加以介绍
引导启发并演示：
（1）如图组装好装置后，关闭止水夹c，打开止水夹a。观察现象并加以解释
生：没有现象发生，由于氨的密度小而氯化氢的密度大,难以形成对流。
（2）挤压胶头b，使少量水进入烧瓶以后又会有何现象呢？
生：由于氨迅速溶解于水，烧瓶内压急剧减小，锥形瓶中的氯化氢进入烧瓶中，与氨反应生成氯化铵晶体小颗粒而形成白色浓烟（形成白色喷泉）。用手触摸烧瓶，会感觉到烧瓶是温热的，说明反应是放热的。所以仔细观察会发现烧瓶中白烟的产生是间歇式、不连续的。
（3）关闭止水夹a，打开止水夹c，观察现象并加以解释
生：烧杯中的水被倒吸入锥形瓶，形成溶液。由于氯化氢有一部分被倒吸入烧瓶而使锥形瓶中压强减小，水被倒吸入锥形瓶，形成喷泉。
（4）关闭止水夹c，再次打开止水夹a。观察现象并加以解释
生：锥形瓶中的溶液又被倒吸入烧瓶中，产生喷泉。
（5）当锥形瓶中的水剩余大约一半时，打开止水夹c，同时观察两瓶中的现象。
生：两瓶同时喷水直至几乎充满水。由于没有参加反应的氨和氯化氢均易溶于水。
小结：形成喷泉的条件之一是在外压不变的条件下减小内压至产生一定的压强差（溶解度较大的气体）
引导：以上讨论的喷泉实验，都是由于气体溶解度大而造成容器内压强小于外界大气压强造成的，那么反过来能否形成类似的喷泉实验呢？
生：增大外压也可能形成喷泉
师：试设计一个实验完成这样一个喷泉并解释如何形成喷泉
学生演示形成喷泉过程
小结：可见只要在密封性良好的前提下,达到一定的压强差均有可能形成喷泉，这也是实验中应注意的实验安全之一。
知识拓展：应用于实验习
题
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应注意防止倒吸问题：
在某些实验中，由于吸收液的倒吸，会对实验产生不良的影响，如玻璃仪器的炸裂，反应试剂的污染等，因此，在有关实验中必须采取一定的措施防止吸收液的倒吸。
引导学生讨论并总结防止倒吸一般采用下列措施：
（1）切断装置：将有可能产生液体倒吸的密闭装置系统切断，以防止液体倒吸，如实验室中制取氧气、甲烷时，通常用排水法收集气体，当实验结束时，必须先从水槽中将导管拿出来，然后熄灭酒精灯。
（2）设置防护装置
①倒立漏斗式：如图2甲所示，这种装置可以增大气体与吸收液的接触面积，有利于吸收液对气体的吸收。当易溶性气体被吸收液吸收时，导管内压强减少，吸收液上升到漏斗中，由于漏斗容积较大，导致烧杯中液面下降，使漏斗口脱离液面，漏斗中的吸收液受自身重力的作用又流回烧瓶内，从而防止吸收液的倒吸。
②肚容式：如图2乙所示，当易溶于吸收液的气体由干燥管末端进入吸收液被吸收后，导气管内压强减少，使吸收液倒吸进入干燥管的吸收液本身质量大于干燥管内外压强差，吸收液受自身重量的作用又流回烧杯内，从而防止吸收液的倒吸。这种装置与倒置漏斗很类似。
③蓄液式：如图2丙所示，当吸收液发生倒吸时，倒吸进来的吸收液被预先设置的蓄液装置贮存起来，以防止吸收液进入受热仪器或反应容器。这种装置又称安全瓶。
④平衡压强式：如图2丁所示，为防止反应体系中压强减少，引起吸收液的倒吸，可以在密闭装置系统中连接一个能与外界相通的装置，起着自动调节系统内外压强差的作用，防止溶液的倒吸。
课堂练习：
1．下图所示是课外活动小组同学设计的几种尾气吸收装置（装置中的液体为水，固体为碱石灰）。从实验安全和保护环境的角度考虑，当用于吸收HCl气体时，应选用的装置是（选填装置序号）________________。若用于吸收NH3，在上述已选用的装置中不宜采用的是___________，原因是_________。
（
答案
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）．吸收HCl用：a d e h i k l
吸收NH3不宜采用：h i，因为h中盛有碱石灰与NH3不反应；NH3比空气轻，在导管口处向空气中扩散，所以不用i。
2．利用下图装置可以验证NH3和HCl的有关性质，
实验前活塞a、b、c均关闭。
（1）若要使烧瓶Ⅱ中产生喷泉现象而Ⅰ中不产生喷泉，操作方法是______________
（2）若先打开活塞a、c再挤压胶头滴管，烧瓶中可观察到的现象是_________
此时再打开活塞b产生的现象是________________
3．喷泉是一种常见的自然现象，其产生原理是存在压强差。
（1）图甲是化学教学中所用的喷泉实验装置。在烧瓶中充满干燥气体，胶头滴管及烧杯中分别盛有液体，下列组合不可能形成喷泉的是（ ）
A、HCl
B、O2和H2O
C、NH3的H2O
D、CO2和NaOH溶液
（2）某学生积极思考产生喷泉的其他
办法
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，并设计了如图乙所示的装置。
①在图乙的锥形瓶中，分别加入足量的下列物质，反应后可能产生喷泉的是（ ）
A、Cu和稀盐酸
B、NaHCO3和NaOH溶液
C、CaCO3与稀硫酸
D、NH4HCO3与稀盐酸
②在图乙的锥形瓶外放一水槽，锥形瓶中加入酒精，水槽中加入冰水后，在加入足量的下列物质，结果也产生了喷泉。水槽中加入的物质是（ ）
A、浓硫酸 B、食盐 C、硝酸钾 D、氧化钙
③比较图甲和图乙两套装置，从产生喷泉的原理来分析，图甲是______上部烧瓶内气体压强，图乙是_____下部锥形瓶内气体压强（均填“增大”或“减小”）。
（3）城市中常见的人造喷泉及火山爆发的原理与上述___（填图甲或图乙）的原理相似
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