Question

喷泉是一种常见的自然现象，其产生原因是存在压强差．
（1）图甲为化学教学中所用的喷泉实验装置．
某同学用该装置进行了如下实验：在烧瓶中收集干燥的CO₂气体，胶头滴管中加入了足量的浓NaOH溶液，烧杯中盛有滴有酚酞的蒸馏水．实验时，首先将胶头滴管中的浓NaOH溶液挤入烧瓶中，振荡使其充分反应后，按图所示安装好．
①当打开止水夹时，看到喷泉现象产生，产生喷泉现象的原因是______．
②实验中观察到烧瓶中液体变红色，说明液体显______．
③为保护实验成功，你认为实验时应注意的问题是：______．
（2）图乙为重新设计的喷泉装置．
①在图乙的锥形瓶中，分别加入足量如下物质，反应后可能产生喷泉的是______．（填序号）
A．CuCl₂与NaOH溶液 B．Na₂CO₃与稀盐酸C．MnO₂固体与KClO₃D．金属锌与稀硫酸
②能形成这种喷泉的反应条件是______．
③在图乙中锥形瓶外放一大烧杯，锥形瓶中加入酒精，大烧杯中加入冷水后，再加入足量下列物质，结果也产生了喷泉，大烧杯中加入的物质可能是______．（填序号）
A．固体氢氧化钠        B．硝酸铵        C．浓硫酸        D．生石灰
（3）比较图甲和图乙两套装置，从产生喷泉原理来分析，它们的不同点是：图甲______．图乙______．
（4）在自然界和人类社会生活中，与上述图乙装置原理相似的现象有______（仅举一例）．

Answer 1

【答案】分析：氢氧化钠与二氧化碳反应，使气体被消耗，压强减小，可以模拟喷泉现象，其他某些能产生气体或放热的现象，也能产生压力差，形成喷泉现象．
解答：解：（1）氢氧化钠能与二氧化碳反应，生成碳酸钠，使瓶内压强减小，在外界气压的作用下，水被压到瓶内，形成喷泉现象，要保证实验成功，必须 形成明显的压力差，所以要求二氧化碳被充分吸收（即氢氧化钠量足），装置气密性良好，酚酞在碱性溶液中变红，所以说明溶液呈碱性，故本题答案为：①、二氧化碳与氢氧化钠反应，使烧瓶内气压减小，②、碱性，③、氢氧化钠浓度要大，装置气密性要良好（其他合理答案均可）．
（2）根据图乙装置可知，要形成喷泉，在锥形瓶中需要形成较大的压强，把锥形瓶中的液体压入烧瓶，而要产生压强差，锥形瓶内可以产生气体，也可以利用放出的热量使压强增大，A．CuCl₂与NaOH溶液 反应不产生气体，压强不变，B．Na₂CO₃与稀盐酸，反应生成二氧化碳气体，压强增大，C．MnO₂固体与KClO₃常温下不反应，压强不变，D．金属锌与稀硫酸反应生成氢气，压强增大，锥形瓶中加入酒精，要形成喷泉现象，需是酒精变为酒精蒸汽，需要大量的热，所以本题答案为：①、B D，②、产生压强差，③、ACD；
（3）比较两图可以看出，甲是烧瓶内气体被消耗，压强减小，产生压力差，乙是在锥形瓶内产生气体或有大量的热放出，使压强增大，所以本题答案为：烧瓶内压强减小，产生压力差．锥形瓶内压强增大，产生压力差．．
（4）喷泉实验利用的原理是压强差，在生活中的应用就是喷泉，所以本题答案为：广场喷泉．
点评：本题利用化学反应中的吸放热现象，或反应生成气体或消耗气体而产生的压强差问题，探究了喷泉的形成，属于学科交叉型题目．