噴泉實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新性設(shè)計(jì)

鄭 源

（青海湟川中學(xué)第二分校 青海 西寧 810008）

在現(xiàn)行高中化學(xué)1（必修）中,氨氣的噴泉實(shí)驗(yàn)是一個(gè)很基礎(chǔ)也很有趣的演示實(shí)驗(yàn),高考也經(jīng)?？疾榕c噴泉實(shí)驗(yàn)有關(guān)的知識(shí),并且考查的內(nèi)容越來越新穎多樣。當(dāng)老師在課堂上演示噴泉實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生無不為其美麗而驚嘆，雖然在老師的講解下，學(xué)生初步明白噴泉實(shí)驗(yàn)利用氨氣在水中溶解度很大（體積比1∶700），在短時(shí)間內(nèi)燒瓶內(nèi)氣壓減小，從而使外界大氣壓大于瓶內(nèi)氣壓，在打開活塞后，大氣壓將燒杯內(nèi)的液體壓入燒瓶中，在尖嘴導(dǎo)管口形成噴泉。但是形成噴泉的原因除了外界大氣壓大于瓶內(nèi)氣壓，還可以是產(chǎn)生的氣體不溶于水，收集氣體的集氣瓶瓶中的壓強(qiáng)大于外界大氣壓，而致使瓶中的液體被壓出來形成噴泉。原理與火山噴發(fā)類似。為了激發(fā)學(xué)生的求知欲和他們的創(chuàng)新精神，筆者運(yùn)用與課本上不同的化學(xué)噴泉原理，并通過電路設(shè)計(jì)加入了音樂賀卡，最終設(shè)計(jì)出了兩級(jí)噴發(fā)的化學(xué)音樂噴泉。

一、主要儀器藥品

試劑：金屬鈉、蒸餾水、酚酞溶液、鋁箔

儀器：打孔器、切管用具、圓底燒瓶、錐形瓶、橡皮管、玻璃管、橡皮塞（2個(gè)）、酒精燈、導(dǎo)線、音樂賀卡、電池、鐵釘

二、實(shí)驗(yàn)原理以及裝置圖

1.原理

（1）由于鈉與水反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣不溶于水，使錐形瓶中的壓強(qiáng)大于外界大氣壓，而致使瓶中的液體被壓出來形成一級(jí)噴泉。當(dāng)錐形瓶中的水被壓入圓底燒瓶時(shí)，瓶中的空氣受到擠壓，瓶中壓力增強(qiáng)形成二級(jí)噴泉。

（2）此外生成的氫氧化鈉使酚酞溶液呈現(xiàn)紅色，故噴泉呈現(xiàn)紅色。

（3）利用電解質(zhì)溶液（反應(yīng)生成氫氧化鈉）的導(dǎo)電性，使音樂賀卡連通電路，自動(dòng)放出音樂。

2.裝置圖

三、實(shí)驗(yàn)操作

（1）按照?qǐng)D示安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，先檢驗(yàn)裝置的氣密性。在錐形瓶中加入水，用熱毛巾敷住，若看到錐形瓶中的導(dǎo)管里有水柱上升，則氣密性良好。反之，則說明不好，應(yīng)檢查各部分的氣密性，直至出現(xiàn)上所述情況為止。

（2）向錐形瓶中加入水和酚酞，接通電源。

（3）用鋁箔包取黃豆大小的一塊金屬鈉，并在其上針刺多個(gè)小孔，固定在錐形瓶瓶塞下的鐵絲上。隨即塞緊瓶塞。

（4）將整套裝置放在一托盤上，以免噴出的NaOH溶液腐蝕桌面。取用的金屬鈉的量不能多，要注意反應(yīng)安全。

四、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

（1）連通錐形瓶和燒瓶的直型導(dǎo)管上端的尖嘴部噴射出紅色噴泉，隨即連通燒瓶的兩支U型導(dǎo)管也噴射出紅色噴泉。

（2）音樂賀卡自動(dòng)播放音樂。

五、教學(xué)效果

由于制作簡單、方便、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯有趣，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，也有利于教學(xué)重難點(diǎn)的突破。