微专题喷泉实验及拓展应用微专题

第17讲氮及其化合物第四章非金属及其化合物考纲要求1了解氮元素单质及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质和应用。2了解氮的化合物对环境质量的影响。微专题18喷泉实验及拓展应用1喷泉实验的原理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。2形成喷泉的类型下面是几种常见的能形成喷泉的气体和液体。气体HClNH3CO2、Cl2、SO2、H2SNO2NO、O2、(4∶3)NO2、O2(4∶1)吸收剂水、NaOH溶液水NaOH溶液水水水3喷泉实验的发散装置及操作方法设计说明：装置Ⅰ改变了胶头滴管的位置，胶头滴管挤入少量水于试剂瓶中，即可使少量溶液沿导管进入烧瓶中，导致大量的NH3溶解，烧瓶内形成负压而产生喷泉。装置Ⅱ省去了胶头滴管，用手或热毛巾等捂热烧瓶，氨气受热膨胀，赶出玻璃导管内的空气，氨气与水接触，即发生喷泉或用浸冰水的毛巾“冷敷”烧瓶，使水进入烧瓶中，瓶内氨气溶于水。装置Ⅲ在水槽中加入能使水温升高的物质致使锥形瓶内酒精因升温而挥发，锥形瓶内气体压强增大而产生喷泉。装置Ⅳ向导管中通入一定量的H2S和SO2，现象为有淡黄色粉末状物质生成，瓶内壁附有水珠，NaOH溶液上喷形成喷泉。装置Ⅴ打开①处的止水夹并向烧瓶中缓慢通入等体积的HCl气体后关闭该止水夹，等充分反应后再打开②处的止水夹，观察到先有白烟产生，后产生喷泉。装置Ⅵ中，挤压胶头滴管，然后打开导管上部的两个活塞，则在右面烧瓶出现喷烟现象，再打开导管下部活塞，则可产生双喷泉。4喷泉实验产物的浓度计算关键是确定所得溶液中溶质的物质的量和溶液的体积，标准状况下的气体进行喷泉实验后物质的量浓度：

专题训练1如图装置中，干燥烧瓶内盛有某种气体，烧杯和滴管内盛放某种溶液。挤压滴管的胶头，下列与实验事实不相符的是2NaHCO3溶液/无色喷泉3H2O中含酚酞/红色喷泉CuSO4溶液/黑色喷泉AgNO3溶液/白色喷泉答案

2右图是课外活动小组的同学设计的4个喷泉实验方案，下列有关操作不可能引发喷泉的是A挤压装置①的胶头滴管使CCl4全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹B挤压装置②的胶头滴管使NaOH溶液全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹C用鼓气装置从装置③的a处不断鼓入空气并打开止水夹D在装置④的水槽中慢慢加入足量浓硫酸并打开止水夹答案3如右图为化学教学中所用的喷泉实验装置。某同学用烧瓶中盛不同成分的气体进行喷泉实验，请帮助分析实验后烧瓶中所得溶液的浓度。假设是在标准状况下完成实验，且溶质不扩散1若用HCl气体，则cHCl＝____________。2若用NO2气体，则cHNO3＝____________。3若用nNO2∶nO2＝4∶1的混合气体，则cHNO3＝___________。4若用nNO2∶nO2＝2∶1的混合气体，则cHNO3＝___________。4某学生积极思考产生喷泉的其他方法，并设计了如图所示的装置。1在如图所示的锥形瓶中，分别加入足量的下列物质，反应后可能产生喷泉的是___填字母。与稀盐酸溶液3与稀硫酸3与稀盐酸这种方法产生喷泉的原理是______________________________________________________________。NH4HCO3与稀盐酸反应，产生二氧化碳气体，锥形瓶中气体压强增大，把液体压入烧瓶，形成喷泉DCu与稀盐酸不反应，NaHCO3与NaOH溶液反应不产生气体，不能形成压强差，故不能形成喷泉；CaCO3与稀硫酸反应产生CO2，但生成的CaSO4微溶于水，覆盖在CaCO3的表面，会使反应很快停止，不能形成较大的压强差，故不能形成喷泉；NH4HCO3与稀盐酸反应能产生较多的CO2气体，从而使锥形瓶内压强远大于烧瓶内压强，从而形成喷泉。2在图示锥形瓶外放一水槽，瓶中加入酒精；水槽中加入水后，再加入足量的下列物质，结果也产生喷泉。水槽中加入的物质可以是___填字母。A浓硫酸B食盐C硝酸钾D硫酸铜这种方法产生喷泉的原理是______________________________________________________________________________________________________。浓硫酸溶于水放出大量的热，使锥形瓶中酒精气化，锥形瓶中气体压强增大，把酒精压入烧瓶中形成喷泉A5利用如图所示的装置，可以验证NH3和HCl的有关性质。实验前a、b、c活塞均关闭。1若要在烧瓶Ⅱ中产生“喷泉”现象，烧瓶Ⅰ中不产生“喷泉”现象，其操作方法是____________________________________________________________。先打开a、b活塞，再挤压胶头滴管或先挤压胶头滴管，再打开a、b活塞2若先打开a、c活塞，再挤压胶头滴管，在烧瓶中可观察到的现象是_________________________。烧瓶Ⅱ中导管口处产生白烟3通过挤压胶头滴管和控制活塞的开关，在烧瓶Ⅰ中产生“喷泉”现象，烧瓶Ⅱ中不产生“喷泉”现象，其操作方法是_______________________________________________________________________________________________________。若要在该装置中产生双喷泉现象，其操作方法是___________________________________________________________________________________________。先打开a、c活塞，再挤压胶头滴管或先打开a活塞，挤压胶头滴管，再打开c活塞，片刻后，关闭a活塞，然后打开b活塞先打开a、c活塞，再挤压胶头滴管或先打开a活塞，挤压胶头滴管，再打开c活塞，片刻后，打开b活塞微专题亚硝酸及亚硝酸钠的性质1亚硝酸HNO2亚硝酸是弱酸。向亚硝酸钠溶液中加酸，生成亚硝酸HNO2。亚硝酸不稳定，仅存在于冷的稀溶液中，微热甚至常温下也会分解，产生红棕色的二氧化氮气体。NaNO2＋H2SO4稀===NaHSO4＋HNO22HNO2===NO↑＋NO2↑＋H2O2亚硝酸钠NaNO21亚硝酸钠的物理性质及用途亚硝酸钠的化学式为NaNO2，是可溶性盐。其熔点为271℃，分解温度为320℃。亚硝酸钠在建筑业中常用作混凝土掺加剂，以促进混凝土凝固，提高其强度，防止在冬天低温施工时混凝土发生冻结。亚硝酸钠还是一种食品添加剂，用作食品防腐剂和肉类食品的发色剂。2亚硝酸钠的氧化性在亚硝酸钠中，氮的化合价为＋3，处于中间价态。因此，亚硝酸钠与强还原性物质反应时，表现出氧化性。如亚硝酸钠与碘化钾反应可生成单质碘。2＋2I－＋4H＋===2NO↑＋I2＋2H2O析出的碘可以使淀粉溶液变蓝色，据此可以检验的存在。亚硝酸钠与FeCl2溶液反应，生成棕黄色的FeCl3溶液。＋Fe2＋＋2H＋===NO↑＋Fe3＋＋H2O3亚硝酸钠的还原性亚硝酸钠与强氧化性物质反应时，表现出还原性。如亚硝酸钠与2Cr2O7酸性溶液反应时，被还原成Cr3＋，2Cr2O7溶液由橙色变为绿色。4亚硝酸钠与氯化钠的鉴别与氯化钠不同，亚硝酸钠与AgNO3溶液反应生成的AgNO2沉淀可溶于稀硝酸。Ag＋＋===AgNO2↓

专题训练2像食盐一样有咸味，有很强的毒性，误食亚硝酸钠NaNO2会使人中毒。已知亚硝酸钠能发生如下反应：2NaNO2＋4HI===2NO↑＋I2＋2NaI＋2H2O。下列说法正确的是2、NaIC该反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶1D人误食亚硝酸钠中毒时，可以服用HI溶液解毒答案解析由NaNO2→NO，N元素的化合价＋3价→＋2价，得电子，所以NaNO2是氧化剂，由HI→I2，碘元素化合价－1价→0价，失电子，所以HI是还原剂，故A错误；反应产物中能使淀粉变蓝的物质只有I2，故B错误；该反应中氧化剂为NaNO2，还原剂为HI，物质的量之比为2∶2＝1∶1，故C正确；人误食亚硝酸钠中毒时，服用HI溶液会产生有毒的NO，故D错误。

2亚硝酸钠NaNO2是一种具有咸味、有毒，且价格比食盐NaCl便宜的工业用盐，常被误作食盐使用，导致多起中毒事故发生，它的部分性质如图，下列说法错误的是A可用淀粉碘化钾试纸和食醋鉴别食盐NaCl与亚硝酸钠NaNO2B亚硝酸钠可以加到食品中，但添加量要符合规定3的化学方程式为NaNO2＋N2H4===NaN3＋2H2OD上图所涉及的化学反应都是氧化还原反应答案亚硝酸钠能和I反应生成碘单质，碘与淀粉溶液变蓝色，A项正确；NaNO2具有防腐性，但有毒，所以亚硝酸钠可以加到食品中，但添加量要符合规定，B项正确；亚硝酸钠和肼反应生成叠氮化钠和水，该反应中N元素化合价由＋3价、－2价变为价，C项正确；有电子转移的化学反应为氧化还原反应，其特征是有元素化合价升降，NaNO2与NH4Cl反应生成NH4NO2没有化合价的变化，D项错误。2在漂白、电镀和金属处理等方面有重要应用。1将等物质的量的一氧化氮和二氧化氮通入氢氧化钠溶液中便可制得NaNO2，写出离子方程式：____________________________。NO＋NO2＋2OH－===2＋H2O2在酸性条件下，当NaNO2与I按物质的量1∶1恰好完全反应，且I－被氧化为I2时，产物中含氮的物质为____填化学式。NO碘离子被氧化为碘单质时，所有的碘元素化合价升高了2价，消耗碘离子2mol，亚硝酸钠中氮元素化合价是＋3价，2mol的亚硝酸钠得到2mol电子时，则需氮元素的化合价降为＋2价，所以产物中含氮的物质为NO。答案解析3亚硝酸HNO2是与醋酸酸性相当的弱酸，很不稳定，通常在室温下立即分解。要得到稳定的HNO2溶液可以往冷冻的浓NaNO2溶液中加入或通入某种物质，下列物质不适合使用的是____填字母。a稀硫酸b二氧化碳c二氧化硫d磷酸bc浓NaNO2溶液中通入二氧化碳，会发生反应生成碳