Question

在下圖裝置中，燒瓶中充滿干燥氣體A，將滴管中的液體B擠入燒瓶內(nèi)，輕輕振蕩燒瓶，然后打開彈簧夾，尖嘴管有液體呈噴泉狀噴出，最終幾乎充滿燒瓶。

（1）若A為HCl氣體，B為石蕊試液，則形成紅色的噴泉。試分析紅色噴泉形成的原因。

（2）請你根據(jù)噴泉形成的原理，選擇適當?shù)腁和B來完成噴泉實驗（至少通過三種途徑且其中一種噴泉為有色）。將你的選擇填入下表。

	A	B	噴泉顏色
途徑1
途徑2
途徑3

（3）已知氣體壓強p、體積V、溫度T、物質(zhì)的量n之間的關(guān)系可用克拉珀龍方程式表示：pV＝nRT（R為常數(shù)）．你能否根據(jù)此關(guān)系再找出能夠完成噴泉實驗的其他條件？?

 

Answer 1

（1）當?shù)喂苤械乃當D入燒瓶后，由于氯化氫易溶于水，使燒瓶內(nèi)的氣體壓強比大氣壓小得多，故水被通過導管吸入燒瓶，形成噴泉。由于HCl的水溶液顯酸性，能使石蕊試液變紅，故噴泉為紅色。（2）

	A	B	噴泉顏色
途徑1	HCl	AgNO3溶液	白色
途徑2	Cl2	NaOH溶液	無色
途徑3	CO2	NaOH溶液	無色
途徑4	Cl2	淀粉碘化鉀溶液	藍色
途徑5	Cl2	溴化鈉溶液	橙色

（3）由克拉珀龍方程可知，通過降低溫度和增大體積的方法也能夠形成噴泉。

解析:本題既是結(jié)論開放型試題，又是內(nèi)容開放型試題和思維策略開放型試題。在內(nèi)容上聯(lián)系物理知識，注重學科間的橫向聯(lián)系，對學生的知識綜合運用能力提出了較高的要求；在考慮噴泉形成的途徑和噴泉實驗成功的因素時，思維的發(fā)散性和結(jié)論的開放性強。概括起來講，噴泉形成的根本原因是燒瓶內(nèi)氣體壓強減小到一定的程度。減小氣體壓強的途徑有：①設(shè)法減少氣體的物質(zhì)的量n（將氣體溶解或?qū)�氣體反應掉）；②增大氣體的體積V�？赡芤恍┩瑢W至此會發(fā)出疑問：燒瓶體積是固定的，如何增大？我們不妨把上述裝置中滴管的膠頭取下，接上一個壓癟的有較強張力的橡皮球，由于橡皮球的脹大，原燒瓶中的氣體體積是不是增大了！也可以在取下膠頭的滴管上接上一個針栓壓至0刻度的針筒，通過抽動針栓同樣可以增大氣體的體積；③降低氣體的溫度T（用冰水或用其他制冷劑冷卻）。