高中化学 关于氨气的喷泉实验
操作方法用干燥的圆底烧瓶收集氨气，集满后用带玻璃管和滴管（滴管里预先吸入水）的双孔胶塞塞紧瓶口，立即倒置烧瓶，使玻璃管插入盛有水的烧杯里，烧杯里的水事先加入少量的酚酞试液，挤压滴管胶头，使少量水进入烧瓶。实验时应注意烧瓶必须干燥，滴管吸水后外壁擦干，而且尽可能使氨气收集满一些。实验现象烧杯里的水由玻璃管吸入烧瓶形成红色喷泉。氨水在中学化学实验中三应用①用蘸有浓氨水的玻璃棒检验HCl等气体的存在；②实验室用它与铝盐溶液反应制氢氧化铝；③配制银氨溶液检验有机物分子中醛基的存在。人工固氮和天然固氮1、人工固氮 工业上通常用H2和N2 在催化剂、高温、高压下合成氨。最近，两位希腊化学家，位于Thessaloniki的阿里斯多德大学的George Marnellos和MichaelStoukides发明了一种合成氨的新方法(Science，2Oct．1998，P98)。在常压下，令氢与用氦稀释的氮分别通入一加热到570℃的以锶-铈-钇-钙钛矿多孔陶瓷(SCY)为固体电解质的电解池中，用覆盖在固体电解质内外表面的多孔钯多晶薄膜的催化，转化为氨，转化率达到78％；对比：几近一个世纪的哈伯法合成氨工艺通常转化率为10至15％！他们用在线气相色谱检测进出电解池的气体，用HCl吸收氨引起的pH变化估算氨的产率，证实提高氮的分压对提高转化率无效；升高电流和温度虽提高质子在SCY中的传递速度却因SCY导电率受温度限制，升温反而加速氨的分解。 2、天然固氮 闪电能使空气里的氮气转化为一氧化氮，一次闪电能生成80～1500kg的一氧化氮。这也是一种自然固氮。自然固氮远远满足不了农业生产的需求。 豆科植物中寄生有根瘤菌，它含有氮酶，能使空气里的氮气转化为氨，再进一步转化为氮的化合物。固氮酶的作用可以简述如下： 除豆科植物的根瘤菌外，还有牧草和其他禾科作物根部的固氮螺旋杆菌、一些原核低等植物——固氮蓝藻、自生固氮菌体内都含有固氮酶，这些酶有固氮作用。这一类属自然固氮的生物固氮。
喷泉实验
【制作方法】
取一玻璃瓶，瓶口塞入一打孔胶塞。塞孔中插入一尖嘴玻璃管，外端套一胶管
【使用方法】
用注射器从瓶内抽气若干次，然后用弹簧夹夹紧胶管。将玻璃瓶倒置于水槽中。去掉弹簧夹，则见有水经胶管从玻璃管尖嘴喷出，形成喷泉
【参考资料】
若在瓶中装满烫水（70－100℃），倒出热水后，迅速塞紧带尖嘴玻璃管的橡皮塞，并马上倒放过来，插入水槽的水中，同样可见喷泉现象。注意：过热的瓶子不能浸入冷水之中，以免瓶子炸裂。
喷泉实验是一个富有探索意义的实验，在高中化学教学中具有重要的地位。实验的基本原理是使烧瓶内外在短时间内产生较大的压强差，利用大气压将烧瓶下面烧杯中的液体压入烧瓶内，在尖嘴导管口形成喷泉（如图1）。这类实验的要求是：①装置气密性良好；②所用气体能大量溶于所用液体或气体与液体快速反应。能进行喷泉实验的物质通常有以下几组：
气体（a）
液体（b）
液体（c）
实验原理
NH3
水
水
NH3溶解度为1：700
HCl
水
水
HCl溶解度为1：500
CO2
NaOH溶液
NaOH溶液
2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O
SO2
NaOH溶液
NaOH溶液
2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O
Cl2
NaOH溶液
NaOH溶液
2NaOH+Cl2=NaClO+NaCl+H2O
NO2
水
水
3NO2+H2O=2HNO3+NO（不能充满）
喷泉实验能形象地说明某些气体极易溶于水（或特定溶液）。根据其原理进行拓展还可以探讨喷泉实验的多种应用。
一、根据实验装置和条件拓展
例如，2002年全国理综试题第29题给出如图2所示的装置，要求说明引发喷泉的方法。
通过分析产生喷泉现象的原理，不难发现。只要打开止水夹，用手（或热毛巾等）将烧瓶捂热，氨气受热膨胀，赶出玻璃管内的空气，氨气与水接触后迅速溶解，使烧瓶内压强减小。就能发生喷泉。
二、根据实验中出现的问题拓展
例如，某同学用HCl气体做喷泉实验时，喷入烧瓶内的水不足烧瓶容积的1/3，其原因不可能是（ ）。
（A）烧瓶潮湿 （B）装置气密性不好 （C）水里没有加石蕊试液 （D）烧瓶内未集满HCl
喷泉实验失败的原因很多，要弄清本质进行大胆假设。很明显（A）（B）（D）都能使喷入烧瓶内的水不足烧瓶容积的1/3，所以答案为（C）。
三、根据实验中发生的现象拓展
如图3所示，甲学生在烧瓶中充满O2，并在反匙燃烧匙中加入一种白色固体物质，欲做O2的喷泉实验。实验开始，用凸透镜将日光聚焦于反匙燃烧匙中的固体，燃烧匙内出现一阵火光和白烟。等一会儿，打开橡皮管上的止水夹。看到有美丽的喷泉发生。请问他在反匙燃烧匙中加入了什么物质?
综合分析上述实验中产生的现象，结合喷泉实验的原理，我们会很容易想到反匙燃烧匙中加入的物质是白磷。白磷与烧瓶内的O2反应生成P2O5固体，使烧瓶内压强减小。打开止水夹后烧杯中的水被压入烧瓶内形成喷泉。
四、根据实验中的生成物拓展
喷泉实验是不是只能喷液体，能不能喷出别的什么物质呢？
如图4装置，实验前a、b、c活塞均关闭。若要在该装置中产生喷烟现象，该怎样操作？若想在该装置中产生双喷泉现象，该怎样操作？
分析：挤压胶头滴管，滴管中的水溶解右瓶中的部分NH3使瓶内压强减小。打开活塞a、b，左瓶中的HCl进入右瓶生成NH4Cl固体而产生喷烟现象。若此时打开活塞c，则烧杯内的水会压向左右两个烧瓶，在左瓶中产生红色喷泉，在右瓶中产生蓝色喷泉。
五、根据实验中的反应物拓展
是不是只有无机物气体才能产生喷泉现象呢？
把充满乙烯的圆底烧瓶用带有尖嘴导管的橡皮塞塞紧，按图5安装好仪器。
松开弹簧夹A，通过导管C向盛溴水的锥形瓶中鼓入空气，使约10 mL溴水压入烧瓶，再把弹簧夹A夹紧。振荡烧瓶，溴水很快褪色，有油状物生成，烧瓶内形成负压。松开弹簧夹A，溴水自动喷入。喷入约10 mL溴水后，再把弹簧夹A夹紧，振荡烧瓶，溴水又很快褪色。如此重复操作几次。当喷入的溴水颜色不能完全褪尽时，说明烧瓶中的气体已经完全反应。松开弹簧夹B，让蒸馏水喷入烧瓶也可形成喷泉。只要反应完全，液体几乎可充满整个烧瓶。
六、关于生成物浓度的计算拓展
例如，同温同压下两个等体积的干燥烧瓶中分别 充满①NH3 ②NO2，进行喷泉实验，经充分反应后烧瓶内溶液的物质的量浓度为 （ ）
（A）①＜② （B）①＞② （C）①＝② （D）无法确定
分析：①设烧瓶的体积为V L，则充满NH3后气体的物质的量为mol。发生喷泉现象后，烧瓶将充满溶有NH3的溶液，即溶液的体积为V L，所以烧瓶内溶液的物质的量浓度为mol/L。
②设烧瓶的体积为V L，则充满NO2后气体的物质的量为 mol。发生如下反应：3NO2+2H2O=2HNO3+NO，反应后生成HNO3的物质的量为 mol。由于剩余L气体，所以烧瓶中溶液的体积为L，因此烧瓶内溶液的物质的量浓度也为mol/L。所以答案选（C）。
七、根据实验原理反向思维拓展
通常的喷泉实验是设法减小烧瓶内压强形成负压，使液体喷入烧瓶。能不能增大外面的压强将液体压入烧瓶呢？请看以下两个例子。
①如图6装置，在锥形瓶中加入足量的下列物质，能产生喷泉现象的是（ ）
（A）碳酸钠和稀盐酸 （B）氢氧化钠和稀盐酸
（C）铜和稀硫酸 （D）硫酸铜和氢氧化钠溶液
分析：碳酸钠和盐酸反应能产生大量的CO2气体使锥形瓶内的压强增大，从而将反应混合物压入烧瓶。也能形成喷泉。所以答案选（A）。
②如图7装置，在锥形瓶外放一个水槽，瓶中加入酒精，水槽中加入冰水后，再加入足量的下列物质，产生了喷泉，问水槽中加入的物质可以是（ ）
（A）浓硫酸 （B）食盐 （C）硝酸钾 （D）硫酸铜
分析：浓硫酸溶于水放热，可使锥形瓶内的酒精部分气化而使锥形瓶内压强增大，将酒精压入烧瓶形成喷泉。答案为（A）。
因此，通过化学反应或某些物理方法使烧瓶外面的压强大于烧瓶里面的压强也能形成喷泉。
以上两例的原理实际上就是人造喷泉和火山爆发的原理。
八、喷泉原理的迁移拓展
如图8所示，锥形瓶内盛有气体X，滴管内盛有液体Y。若挤压滴管胶头，使液体Y滴入锥形瓶中，振荡，过一会儿，可见小气球a鼓胀起来。气体X和液体Y不可能是（ ）
X
Y
A
NH3
H2O
B
SO2
NaOH溶液
C
CO2
6mol/L H2SO4溶液
D
HCl
6mol/L Na2SO4溶液
分析：当滴入的液体Y将锥形瓶中的气体X溶解或发生反应后，使锥形瓶中的压强减小，大气压通过导管将空气压入小气球a使它鼓胀起来。因此，不符合条件的只有（C）。这个实验虽然没有产生喷泉现象，但它的原理跟喷泉实验原理是相同的
把水滴吸进烧瓶里，而由于氨气溶于水的比例是1：700（体积），
所以会有更多的氨气瞬间溶于这个水滴中，
这样就会产生更大的压强，把水吸进烧瓶！
反应前瓶内并没有水，你可以给里面冲足够多的气体，使它压强平衡，然后密封装置，这之前都是压强一致的，然后挤压胶头滴管使少量水进入烧瓶，这时氨气几乎全都溶于水（1体积水可溶解700体积氨气），瓶内大气压急剧减小
反应前瓶内无水，NH3:H20=700：1无法完成，反应后NH3溶入水，气压急降
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高中化学 关于氨气的喷泉实验视频
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