梁子俊 百科知识 氨的喷泉实验原理(揭秘氨气水溶性特质形成因素)

氨的喷泉实验原理(揭秘氨气水溶性特质形成因素)

很多城市的广场上都建有声、光、色、形俱美的音乐喷泉,它可激起人们沉思、咏叹、惊喜、雀跃的情绪而得到美的艺术享受。喷泉也是大自然的一大奇观,它形成的原理是什么呢?喷泉产生的原因就是装置内外存在压强差。

  1. 内部压强小于大气压

如图1,烧瓶内充满干燥氨气,打开止水夹,然后挤出胶头滴管中的水,由于氨气极易溶于水,致使烧瓶内气体压强迅速减小,烧杯中的水会呈喷泉状喷出,最终几乎充满烧瓶(如图2)。若在烧杯中滴加几滴酚酞试液,则会形成美丽的红色喷泉。

原理:利用烧瓶内的气体易溶于水(或其他液体)而使其内部气压急剧减小,导致压强小于外面的大气压从而产生压强差。在压强差的作用下,烧杯中的水(或其他溶液)被压入烧瓶内形成喷泉。

应用:如图3,烧瓶中充满干燥气体a,将滴管中的液体b挤入烧瓶内,轻轻振荡烧瓶,然后打开弹簧夹f,烧杯中的液体b会喷出形成各种颜色的美丽喷泉,则a和b可能是

a(干燥气体)

b(液体)

喷泉

NH3

水(滴加酚酞)

红色

HCl

水(滴加石蕊)

红色

NH3

水(滴加石蕊)

蓝色

HCHO

无色

CO2 、NO2、 Cl2、SO2等酸性气体

NaOH溶液

无色

从氨气的水溶性揭秘喷泉原理、防倒吸装置

从氨气的水溶性揭秘喷泉原理、防倒吸装置

从氨气的水溶性揭秘喷泉原理、防倒吸装置

二、内部压强大于大气压

如图4装置,可有两种方法形成喷泉:方法一,在锥形瓶中,加入足量NaHCO3 或者NH4HCO3等碳酸的酸式盐与HCl或者稀H2SO4溶液,反应后生成的CO2使锥形瓶内压强增大,将酸溶液压入烧瓶产生喷泉。方法二,将锥形瓶放入一水槽中,锥形瓶中加入酒精或者其他易挥发的液体,向水槽中加入足量的浓H2SO4或者其他溶于水放出大量热的物质,使锥形瓶中液体挥发导致压强增大,将未挥发的液体压入烧瓶也能产生喷泉。

原理:利用锥形瓶内产生的气体使其内部气压急剧增大,导致压强大于大气压从而产生压强差。在压强差的作用下,锥形瓶内的水(或其他溶液)被压入烧瓶内形成喷泉。

从氨气的水溶性揭秘喷泉原理、防倒吸装置

应用:人造喷泉的原理与该装置的原理相似。

注意】喷泉能否形成,关键在于烧瓶内外产生压强差的大小,操作时一定要保证装置不漏气。

三、防倒吸装置

在化学实验中,压强差也会产生负面影响,实验中易溶于吸收液的气体溶于吸收液后会使装置内的压强瞬间减小甚至变为真空,在大气压的作用下吸收液倒吸入反应装置而导致实验事故,在实验中必须克服压强差所造成的倒吸现象。下列装置为常见的倒吸装置:

从氨气的水溶性揭秘喷泉原理、防倒吸装置

说明:上述装置的共性在于气体与吸收液不接触或者当吸收液倒吸入容积较大的容器时不会再继续回流到发生装置。

从氨气的水溶性揭秘喷泉原理、防倒吸装置

【拓展应用】

  1. 只提供图5装置,请回答能否引发喷泉?如果能,该如何操作?

从氨气的水溶性揭秘喷泉原理、防倒吸装置

2.将氨气通入到水中制氨水时,可以用一倒置漏斗防止倒吸。还可以用下列哪些吸收装置来代替?

从氨气的水溶性揭秘喷泉原理、防倒吸装置

【参考答案】 (1)打开止水夹,用手(或热毛巾)将烧瓶捂热,氨气受热膨胀,排出玻璃导管内空气,氨气与水接触,就能引发喷泉。(2)ABD

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