Question

喷泉实验的实验原理：由于NH₃能以1∶700的体积比溶于水（原因：NH₃是极性分子，水也是极性溶剂，“相似相溶”；且NH₃能与H₂O形成氢键，故NH₃极易溶于水），使烧瓶中的压强迅速减小，且溶解后溶液呈碱性，如果预先在烧杯中的水里滴加酚酞试液，打开活塞后，烧杯中的液体在大气压的作用下被压入烧瓶而形成红色喷泉，现象明显，十分漂亮。
成功的关键：（1）盛气体的烧瓶必须干燥，否则瓶中有液体，会使瓶中留下空气，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）。
实验时，水不能充满整个烧瓶的原因可能是：
（1）装置漏气。（2）注入的水太少或导管太长，使水只能沿导管上升但无法进入烧瓶形成喷泉。（3）烧瓶不干燥。
问题1.在水中溶解度较小的气体（如二氧化碳）能否形成喷泉？

问题2.还有其他减小烧瓶中气体压强的方法吗？

问题3.不改变烧瓶中气体的压强能够形成喷泉吗？

Answer 1

1.要形成喷泉必须能够使烧瓶内的压强小于外界大气压。二氧化碳在水中的溶解度不大，所以不会造成较大的压强差，用水不会形成喷泉。但我们换一个角度思考，如果把水换成能和二氧化碳反应的物质如氢氧化钠溶液，达到使烧瓶内的压强小于外界大气压的目的就可以形成喷泉。所以一些在水中溶解度较小的气体，只要选择能与之反应的液体，也可以形成喷泉。如CO₂、H₂S、SO₂、Cl₂、NO₂等气体和NaOH溶液。
2.（1）降低气体温度法：根据气体热胀冷缩的特点，如果能够使烧瓶中的气体温度降低，也可以达到减小压强的目的。如可以把冷冻剂装入塑料袋放在烧瓶的底部。（2）增大气体体积法：可以在原装置中装滴管的地方，改装上一个连有玻璃管的预先压扁的橡皮吸球（用止水夹先夹住），等装置安装好后，打开止水夹，烧瓶中的气体就会进入橡皮球，使烧瓶中的压强减小，形成喷泉。
3.根据喷泉实验的原理，只要外界压强大于内部压强就可以形成喷泉。这样我们可以想办法增大外界的压强，如可以把原装置中的烧杯换成带单孔塞的锥形瓶，在锥形瓶中加入足量的碳酸氢钠溶液和盐酸，产生的二氧化碳气体使锥形瓶中的气体压强增大，产生喷泉。