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美麗的噴泉

2016-11-24 14:37:27張雅娟
考試周刊 2016年88期
關(guān)鍵詞:滴管燒瓶噴泉

張雅娟

在現(xiàn)代城市園林景觀設(shè)計(jì)中,水是不可缺少的組成部分,噴泉是十分重要的景點(diǎn)之一,因此不管是在公園設(shè)計(jì)中、是在城市規(guī)劃中還是在小區(qū)設(shè)計(jì)中,噴泉的設(shè)計(jì)與應(yīng)用是至關(guān)重要的。正因?yàn)閲娙拿利惻c氣勢(shì),所以當(dāng)它出現(xiàn)在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中時(shí)都會(huì)令同學(xué)們產(chǎn)生濃厚的興趣。而該部分對(duì)學(xué)生的掌握層次要求不僅僅是知曉其原理,更觸類(lèi)旁通。哪些組合可以形成噴泉,更要求同學(xué)們?cè)诖嘶A(chǔ)上與物質(zhì)的量濃度相聯(lián)系,會(huì)計(jì)算噴泉所產(chǎn)生的各種溶液物質(zhì)的量濃度。

人教版必修一的教材上是利用氨氣引出此實(shí)驗(yàn)的。我們可從HCl與NaOH溶液組合理解噴泉實(shí)驗(yàn)原理(如圖所示)。圓底燒瓶?jī)?nèi)集滿了HCl氣體,燒杯和膠頭滴管內(nèi)是NaOH溶液,將滴管內(nèi)的NaOH溶液擠壓至燒瓶,由于反應(yīng)導(dǎo)致燒瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)迅速減小,此時(shí)大氣壓會(huì)將燒杯內(nèi)溶液壓入燒瓶,該部分溶液繼續(xù)和HCl反應(yīng),使瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)繼續(xù)減小,如此反復(fù),一直將瓶?jī)?nèi)氣體完全消耗,液體由于重力作用形成噴泉狀。原理相似,氨氣極易溶于水,它的溶解度高達(dá)1∶700,令其他氣體望塵莫及。將一個(gè)干燥的圓底燒瓶收集滿氨氣,配上一個(gè)橡膠塞,該橡膠塞上的膠頭滴管事先吸入一些水,外壁必須擦干,將塞子塞緊后固定于鐵架臺(tái)上,擠壓膠頭,將水壓入燒瓶?jī)?nèi),由于氨氣的溶解度特性,會(huì)有相當(dāng)于計(jì)入水體積700倍的氨氣溶解。此時(shí)將長(zhǎng)玻璃導(dǎo)管上的止水夾打開(kāi),由于燒瓶中壓強(qiáng)減小許多,大氣壓會(huì)將燒杯中的水壓入燒瓶,壓入的水繼續(xù)溶解氨氣,燒瓶中的壓強(qiáng)又減小,燒杯中的水繼續(xù)壓入燒瓶,循環(huán),直至氨氣全部溶解,又因水中滴入了酚酞,所以觀察到了美麗的噴泉。不考慮氨氣的純度和溶液的擴(kuò)散,液體會(huì)充滿整個(gè)燒瓶。此實(shí)驗(yàn)不僅讓同學(xué)們對(duì)噴泉的原理有了感觀的認(rèn)識(shí),更對(duì)氨氣是一種堿性氣體留下了深刻的印象。

通過(guò)以上幾例不難看出,不論什么氣體做該實(shí)驗(yàn),物質(zhì)的量濃度的計(jì)算方法都是一樣的,就是準(zhǔn)確確定溶質(zhì)的物質(zhì)的量和溶液的體積。噴泉實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵必須注意以下幾點(diǎn):1.盛氣體的燒瓶必須干燥,否則甁中有液體,會(huì)使瓶口留下空氣,形成的噴泉壓力不大(噴泉“無(wú)力”);2.氣體要充滿燒瓶;3.燒瓶不能漏氣(實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先檢查裝置的氣密性);4.所用氣體能大量溶于所用液體或氣體與液體快速反應(yīng)。

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