17攻略
是利用高压气体的能量在细孔或喷嘴处放出，形成高速气流使液体得以形成喷射。
实验中通常使用气压和重力的作用，通过将气体压力较高的容器中的气体通过细孔或者喷嘴喷出，将空气中的尘、烟、杆菌等颗粒物质带入液体中，形成气-液-固三相交界处的喷泉景象。
这种现象是由于气体在喷射出口处速度变化较大，产生剪切力；液体在喷射区域产生极快的极小尺度振动，从而产生毛细力，使得液体如同气泡一样迅速破裂，形成气-液流的混合状态，从而形成喷泉景象。
比如，在实现小型的喷泉机制模型中，通常通过通过小型输液泵、喷嘴、气泵和压力表进行组装，调整气体和液体的流速，从而实现高强度的气液二相流动状态。
大气喷泉实验的基本原理是：气体在液体中溶解度很大,在短时间内产生足够的压强差（负压）,则打开活塞后,大气压将烧杯内的液体压入烧瓶中,在尖嘴导管口形成喷泉
通过实验，可以发现大气压喷泉是一种将水从低处喷射到高处的实验。
其实现的原理是利用水柱内部的气压使水上升，当水柱到达一定高度后，重力和水柱底端的大气压相等，水柱就能保持稳定。
然后在水柱顶端开孔放水，水会形成一个喷泉。
在实验原理的基础上，可以延伸出大气压喷泉的应用。
因为大气压喷泉有一个稳定的高度，可以将其用于检测大气压力的变化。
此外，喷泉水柱内的气压与大气压力呈正比关系，因此还可以用来测量大气压力的变化。
喷泉实验的原理
中文名喷泉实验
英文名Fountain experiment
现象气体在液体中溶解度很大
实验关键烧瓶不能漏气等
产生机理克拉伯龙方程
发生实例极易溶于水的气体和其他等
特点趣味性强，直观效果好
释义中学化学教学中的一个演示实验
定义P=(nRT)/V
喷泉实验的基本原理是气体在液体中溶解度很大，在短时间内产生足够的压强差(负压)，则打开活塞后，大气压将烧杯内的液体压入烧瓶中，在尖嘴导管口形成喷泉。[1]
实验条件喷泉实验1形成喷泉的组合
(1)NH3、HCl、SO2、NO2 与水组合能形成喷泉。
(2)酸性气体与NaOH(aq)组合能形成喷泉。
(3)有机气体与有机溶剂组合也能形成喷泉。
(4)O2、N2、H2 等不溶于水的气体，设计一定实验条件将其反应掉，也能形成喷泉。
2喷泉的计算
根据充入烧瓶中液体的体积可以计算烧瓶内所盛气体的纯度或平均式量。
3喷泉的设计
关键是如何使烧瓶内的气体大量地减少。
产生机理根据克拉伯龙方程(也称理想气体状态方程)：PV=nRT，推出P=(nRT)/V (R为常数)。
要使P变小，可改变n、T、V中的一个变量。
所以减小气压的方法有三种：①减少气体的物质的量(n)；②降低气体的温度(T)；③增大气体的体积(V)。
减少气体的物质的量有两种方法：物理方法与化学方法。
物理方法可把气体抽走或物理溶解，化学方法可通过化学反应或化学溶解；降低气体的温度，我们可以采用冷水浇注或用湿毛巾放于瓶底，也可以把装置转移入较低温的环境；而增大气体的体积，可以采取，升高温度（如：用热水浇注或热毛巾放于瓶底）或改变容器的体积的方法。
对于用化学方法来减少气体的物质的量的方法又和气体的溶解度、吸收液的种类有关。
①气体溶解性大小会对喷泉的形成产生影响。如，易溶于水的气体、在水中溶解度不大的气体、难溶于水的气体；由于它们在水中的溶解度不一样，从而就使得压强的减少不一样，是喷泉能否产生以及喷泉大小的关键。
②吸收液的种类也会对喷泉的形成产生影响，不同的吸收液，与气体之间能否反应、气体在其中溶解度的大小，都决定了喷泉实验的成功与失败
实验关键通过分析喷泉实验的原理和条件，我们总结出了喷泉实验成功的关键是：
①盛气体的烧瓶必须干燥，否则甁中有液体，会使瓶口留下空气，形成的喷泉压力不大（喷泉无力）
②气体要充满烧瓶；
③烧瓶不能漏气（实验前应先检查装置的气密性）
④所用气体能大量溶于所用液体或气体与液体快速反应。
实验过程极易溶于水的气体
氨气(NH3)和氯化氢(HCl)气体均极易溶于水。1体积的水常温下大约分别能溶解700体积的氨气和500体积的氯化氢气体。因此,氨气和氯化氢气体溶于水的实验可设计成喷泉实验。
气态物质发生化学反应生成固态或液态物质的反应可设计成喷泉实验
氯气跟氢氧化钙的反应
在500ml圆底烧瓶里收集满氯气(Cl₂),加入约10g氢氧化钙(Ca(OH)2),塞紧带尖嘴的玻璃管的胶塞。小心摇动烧瓶,使氯气跟氢氧化钙充分反应后,将玻璃管插入盛有红颜色水的烧杯中,打开玻璃管上的止水夹,烧瓶内即出现美丽的喷泉。
反应方程式:
2Cl₂+2Ca(OH)₂=Ca(ClO)₂+CaCl₂+2H₂O
二氧化氮跟水反应二氧化氮跟水反应
在500ml烧瓶内加入10ml浓硝酸(HNO3),再放入一小块铜片。待反应产生的红棕色二氧化氮(NO2)气体赶尽空气充满整个烧瓶时,立即用尖嘴下绑有一团浸湿水的棉团的玻璃管的胶塞塞紧烧瓶瓶口,并将烧瓶固定在铁架台上,将玻璃管插入盛有紫色石蕊试液的烧杯中(装置如图2)。打开玻璃管上的止水夹,轻轻摇动烧瓶,即可产生美丽的红色喷泉。
反应方程式:
Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)₂+2NO₂+2H₂O
3NO₂+H₂O=2HNO3+NO
二氧化碳跟氢氧化钠反应
在500ml烧瓶中收集满二氧化碳(CO2)气体,小心地加入10ml40%的氢氧化钠(NaOH)溶液,立即用带玻璃尖嘴管的胶塞塞紧(或不加氢氧化钠溶液而直接在尖嘴玻璃管上绑浸有氢氧化钠溶液的棉团)。轻轻摇动烧瓶,待充分反应后,打开插入盛有红色水溶液烧杯中玻璃管上的止水夹,即可形成喷泉。
反应方程式:CO₂+2NaOH Na₂CO3+H₂O
氯气跟甲烷的取代反应
红磷在氧气中燃烧的反应向500ml的烧瓶中先通入氯气(Cl₂),再通入甲烷(CH4),塞紧带尖嘴玻璃管的胶塞,将玻璃管插入盛有水的烧杯中。用200W电灯泡在反光镜配合下照射烧瓶2~3分钟,打开玻璃管上的止水夹,即可形成喷泉。实验完毕后,在烧瓶内液面上出现油层。
反应方程式:CH4+Cl₂=CH3Cl+HCl
CH3Cl+Cl₂=CH₂Cl₂+HCl
红磷在氧气中燃烧的反应
用500ml圆底烧瓶排水法收集满氧气(O2)。在带玻璃尖嘴管的胶塞上插入燃烧匙,燃烧匙内放少量红磷(P)。将燃烧匙放在酒精灯火焰上加热,待红磷燃烧后,迅速将燃烧匙伸入圆底烧瓶内,并将烧瓶口用胶塞塞紧(装置如图3)。等反应完成,烧瓶逐渐冷却后,将烧瓶倒置固定在铁架台上,玻璃管伸入盛有紫色石蕊试液的烧杯中。打开玻璃管上的止水夹,即可形成美丽的红色喷泉。
氯化氢与氨气的反应反应方程式:4P+5O₂=2P₂O₅
氯化氢与氨气的反应
用500ml干燥的圆底烧瓶收集满氨气(NH3),瓶口用带玻璃尖嘴管的胶塞塞紧,玻璃管的另一端通过单孔胶塞插入盛有浓盐酸(HCl)的塑料瓶中(装置如图4)。打开玻璃管上的止水夹,用手挤控塑料瓶,使塑料瓶中的氯化氢气体通过玻璃尖嘴进入圆底烧瓶内与氨气接触,即可形成白色的喷烟。
二氧化锰催化分解过氧化氢放出氧气的反应反应方程式:NH3+HCl= NH4Cl
3 液态物质与固态物质反应生成气态物质的反应可设计成喷泉实验
二氧化锰催化分解过氧化氢放出氧气的反应
取两支具支试管,用乳胶管将两支管连接起来。在一支试管内放入少量的二氧化锰(MnO₂),管口用带分液漏斗的胶塞塞紧,分液漏斗中装10%的过氧化氢(H₂O₂)溶液。另一支试管内装约2/3体积的红色溶液,管口用带玻璃尖嘴的胶塞塞紧,玻璃管的另一端插入试管内溶液的底部(装
金属钠跟水的反应置如图5)。打开分液漏斗的旋塞,一次性放入一定量的过氧化氢溶液,然后关闭分液漏斗。过氧化氢分解放出的氧气进入另一试管,将试管内红色溶液压出形成红色喷泉。
反应方程式:2H₂O₂MnO₂2H₂O+O₂
金属钠跟水的反应
取一支大试管,管内盛约3/4体积滴加酚酞试液的水溶液。
