制作喷泉小实验简单：科学小知识自制喷泉

逗爷 2023-01-10 05:38:31 335

制作喷泉小实验简单：科学小知识自制喷泉2.喷泉的计算1.形成喷泉的组合气体在液体中溶解度很大，在短时间内产生足够的压强差，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。【实验条件】

许多公园和花园为了使建筑更有设计感，会在其中加上喷泉的元素。那么我们自己能不能够也制作喷泉呢？当然是可以的，今天我们就一起来看看如何自制喷泉。

制作喷泉小实验简单：科学小知识自制喷泉(1)

喷泉实验是中学化学教学中的一个演示实验，高一化学教材在讲到氨的性质时，安排了喷泉实验。喷泉实验的趣味性强，直观效果好，演变成一系列的喷泉实验。

【基本原理】

气体在液体中溶解度很大，在短时间内产生足够的压强差，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。

制作喷泉小实验简单：科学小知识自制喷泉(2)

【实验条件】

1.形成喷泉的组合

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。

【实验设计】

根据克拉伯龙方程(即理想气体状态方程)：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)。

制作喷泉小实验简单：科学小知识自制喷泉(3)

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。

制作喷泉小实验简单：科学小知识自制喷泉(4)

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也可设计成喷泉实验

（1)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。

制作喷泉小实验简单：科学小知识自制喷泉(5)

反应方程式:

2Cl₂ 2Ca(OH)₂=Ca(ClO)₂ CaCl₂ 2H₂O

（2）二氧化氮跟水反应

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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

（3）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。

制作喷泉小实验简单：科学小知识自制喷泉(7)

反应方程式:CO₂ 2NaOH Na₂CO3 H₂O

（4）氯气跟甲烷的取代反应

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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

（5）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。

反应方程式:4P 5O₂=2P₂O₅

（6）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。

反应方程式:NH3 HCl= NH4Cl

（7）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。

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