化学自习室移动版

喷泉实验是高中一个比较经典的化学演示实验，设置喷泉实验的目的在于探究氨气在水中溶解性问题。由于喷泉实验的趣味性强，直观效果好，如今已超越教材中安排的喷泉实验的范围，演变成一系列的喷泉实验。近年来，随着高考试题的发展，各种形式的喷泉实验也成为热点考题背景，解决此类问题的关键在于深入理解喷泉实验的本质。

一、喷泉实验的原理。气体在液体中溶解度很大，在短时间内产生足够的压强差（负压），则打开活塞后，大气压将烧杯内的液体压入烧瓶中，在尖嘴导管口形成喷泉。

二、喷泉实验的形成机制。

喷泉实验形成的关键在于短时间形成足够的压强差（负压、ΔP=P_外—P_内，也就是使体系外的压强大于体系内的压强），根据理想气体状态方程：PV=nRT可知，影响压强的因素有：气体的物质的量、体系的温度和容器的体积。故形成喷泉实验的方法就在于改变以上条件使体系外压强大于体系内压强。

1、减小体系内压强。

（1）减小体系内气体的物质的量，这是课本中喷泉实验形成的条件。减小物质的量的方法主要有——使气体溶于液体、使气体与液体反应和使气体液化。

（2）降低体系内气体的温度。常见的方法有直接用温度比较低的水包在烧瓶中或用酒精等易挥发的液体包在烧瓶中，因为液体挥发能使体系温度降低。

（3）增大体系内气体的体积。此种方法不常见，主要是烧瓶体积是刚性的，不容易改变。要用此方法的前提是——体系是可以改变的，如塑料材质等。

2、增大体系外压强。这种方法虽然在生活中的喷泉应用的比较多，但是在化学实验中应用的并不多，因为一般体系外的开放的，体系外的压强就是大气压。要增加体系外的压强首先必须是体系外的封闭的，也就是液体的密封的。其次改变体系外压强的方法在于升高温度、减小体积（压缩体系）和增加体系外的物质的量（使液体挥发）。

三、喷泉实验的几个关键点。

根据喷泉实验的原理可知，实验的关键在于短时间形成压强差。为了达到足够的压强差，在实验中需要注意以下几点：

1、体系要有很好的气密性。

2、条件的改变能迅速改变体系内的压强，如同氨气能迅速溶于水，从而迅速改变体系内气体的物质的量，从而影响体系内的压强。

3、体系内要有足够的气体。

4、体系要干燥。

四、喷泉实验形成的常见类型。

1、改变气体物质的量型。主要有气体溶于水（液体）型、气体与液体反应型和气体与气体反应型。

（1）气体溶于水型。常见易溶于水的气体有：氯化氢、氨气等。

（2）气体与液体反应型。主要的组合有：酸性气体与碱性溶液（如二氧化碳和氢氧化钠溶液、二氧化硫与氢氧化钠溶液和氯气与氢氧化钠溶液）、还原性气体与强氧化性溶液（如二氧化硫和酸性高锰酸钾溶液）和其他类型（二氧化氮与水反应）

（3）气体与气体反应型。气体与气体反应生成固体或液体的类型（如氨气和氯化氢混合）

（4）其他类型，如体系内为氧气和固体白磷，改变条件使白磷与氧气迅速反应。

2、其他类型，这些方法都是采用物理的方法，与体系内气体和溶液的组合没有太大的关系。如降低体系温度型。常见降低温度的方法有：冰水外敷容器、易挥发物质外敷容器等。