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?jī)?nèi)，輕輕振蕩燒瓶，然后打開(kāi)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(qǐng)你根據(jù)噴泉形成的原理，選擇適當(dāng)?shù)腁和B來(lái)完成噴泉實(shí)驗(yàn)（至少通過(guò)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?dú)怏w壓強(qiáng)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(shí)驗(yàn)的其他條件？?

 

Answer 1

（1）當(dāng)?shù)喂苤械乃當(dāng)D入燒瓶后，由于氯化氫易溶于水，使燒瓶?jī)?nèi)的氣體壓強(qiáng)比大氣壓小得多，故水被通過(guò)導(dǎo)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(wú)色
途徑3	CO2	NaOH溶液	無(wú)色
途徑4	Cl2	淀粉碘化鉀溶液	藍(lán)色
途徑5	Cl2	溴化鈉溶液	橙色

（3）由克拉珀龍方程可知，通過(guò)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(kāi)放型試題，又是內(nèi)容開(kāi)放型試題和思維策略開(kāi)放型試題。在內(nèi)容上聯(lián)系物理知識(shí)，注重學(xué)科間的橫向聯(lián)系，對(duì)學(xué)生的知識(shí)綜合運(yùn)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(shí)驗(yàn)成功的因素時(shí)，思維的發(fā)散性和結(jié)論的開(kāi)放性強(qiáng)。概括起來(lái)講，噴泉形成的根本原因是燒瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)減小到一定的程度。減小氣體壓強(qiáng)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(yīng)掉）；②增大氣體的體積V。可能一些同學(xué)至此會(huì)發(fā)出疑問(wèn)：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(gè)壓癟的有較強(qiáng)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(gè)針?biāo)▔褐?刻度的針筒，通過(guò)抽動(dòng)針?biāo)ㄍ瑯涌梢栽龃髿怏w的體積；③降低氣體的溫度T（用冰水或用其他制冷劑冷卻）。