Question

在下图装置中，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，尖嘴管有液体呈喷泉状喷出，最终几乎充满烧瓶。

（1）若A为HCl气体，B为石蕊试液，则形成红色的喷泉。试分析红色喷泉形成的原因。

（2）请你根据喷泉形成的原理，选择适当的A和B来完成喷泉实验（至少通过三种途径且其中一种喷泉为有色）。将你的选择填入下表。

	A	B	喷泉颜色
途径1
途径2
途径3

（3）已知气体压强p、体积V、温度T、物质的量n之间的关系可用克拉珀龙方程式表示：pV＝nRT（R为常数）．你能否根据此关系再找出能够完成喷泉实验的其他条件？?

 

Answer 1

【答案】

（1）当滴管中的水挤入烧瓶后，由于氯化氢易溶于水，使烧瓶内的气体压强比大气压小得多，故水被通过导管吸入烧瓶，形成喷泉。由于HCl的水溶液显酸性，能使石蕊试液变红，故喷泉为红色。（2）

	A	B	喷泉颜色
途径1	HCl	AgNO3溶液	白色
途径2	Cl2	NaOH溶液	无色
途径3	CO2	NaOH溶液	无色
途径4	Cl2	淀粉碘化钾溶液	蓝色
途径5	Cl2	溴化钠溶液	橙色

（3）由克拉珀龙方程可知，通过降低温度和增大体积的方法也能够形成喷泉。

【解析】本题既是结论开放型试题，又是内容开放型试题和思维策略开放型试题。在内容上联系物理知识，注重学科间的横向联系，对学生的知识综合运用能力提出了较高的要求；在考虑喷泉形成的途径和喷泉实验成功的因素时，思维的发散性和结论的开放性强。概括起来讲，喷泉形成的根本原因是烧瓶内气体压强减小到一定的程度。减小气体压强的途径有：①设法减少气体的物质的量n（将气体溶解或将气体反应掉）；②增大气体的体积V。可能一些同学至此会发出疑问：烧瓶体积是固定的，如何增大？我们不妨把上述装置中滴管的胶头取下，接上一个压瘪的有较强张力的橡皮球，由于橡皮球的胀大，原烧瓶中的气体体积是不是增大了！也可以在取下胶头的滴管上接上一个针栓压至0刻度的针筒，通过抽动针栓同样可以增大气体的体积；③降低气体的温度T（用冰水或用其他制冷剂冷却）。