Question

某研究性學(xué)習(xí)小組在做氯氣的噴泉實(shí)驗(yàn)時(shí)(裝置如圖1-5-30)，發(fā)現(xiàn)含有酚酞的NaOH溶液噴入燒瓶后溶液的紅色褪去。甲、乙兩位同學(xué)對(duì)此現(xiàn)象分別做了如下推測(cè)：

圖1-5-30

甲：因?yàn)槁葰馀cNaOH溶液反應(yīng)，使溶液堿性減弱甚至呈酸性，所以溶液紅色褪去。

乙：因?yàn)槁葰馊苡谒�并與水反應(yīng)生成HClO，由于HClO的氧化漂白作用而使溶液褪色。

(1)驗(yàn)證甲同學(xué)的推測(cè)是否正確的方法是；驗(yàn)證乙同學(xué)的推測(cè)是否正確的方法是_____________________________________________________________________。

(2)如果將NaOH溶液改成酸性KMnO₄溶液，把Cl₂換成SO₂氣體，試問用圖示所給裝置完成噴泉實(shí)驗(yàn)是否合理？__________ (填“合理”或“不合理”)。如果認(rèn)為不合理，請(qǐng)說明你的理由：_____________________________________________________________________。

(3)類似“褪色噴泉實(shí)驗(yàn)”還有多種“變色的噴泉實(shí)驗(yàn)”。請(qǐng)你按實(shí)驗(yàn)要求，分別設(shè)計(jì)1個(gè)“變色噴泉實(shí)驗(yàn)”，并填寫下列表格：

編號(hào)	實(shí)驗(yàn)要求	燒杯中的溶液	滴管中的液體	燒瓶中的氣體
①	無色變紅色的噴泉		H2O
②	紅色變無色的噴泉			SO2

(4)有人設(shè)計(jì)用鈉做噴泉實(shí)驗(yàn)的裝置(如圖1-5-31所示，大頭釘上是足夠量的金屬鈉)，其原理是_______________。實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)開始時(shí)噴出的噴泉壓力大，水流急，但隨后越來越慢，并且燒瓶不能充滿溶液，若鈉是足夠量的，裝置也不漏氣，請(qǐng)說明原因：________________

____________________________________________________________________。

圖1-5-31

Answer 1

解析：本題是將教材上的演示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn)和拓展，并與實(shí)驗(yàn)探究問題結(jié)合在一起。探究驗(yàn)證氯氣使含酚酞的氫氧化鈉溶液褪色的原因。若乙同學(xué)的說法正確，則說明酚酞被氧化，再加入氫氧化鈉不會(huì)變紅色；而如果甲同學(xué)正確，再加入氫氧化鈉溶液會(huì)變紅色。用高錳酸鉀溶液和SO₂進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn)，要考慮藥品對(duì)儀器的影響，由于高錳酸鉀具有強(qiáng)氧化性，會(huì)使橡膠(連接玻璃管的橡膠管、膠頭滴管)氧化變質(zhì)，因此，該實(shí)驗(yàn)不合理。無色變紅色是解題的關(guān)鍵，可以是含酚酞的水溶液遇氨氣。紅色變無色的情況可以是含酚酞的氫氧化鈉溶液與氯化氫氣體或SO₂(也就是酸性氣體)相遇。用鈉做噴泉實(shí)驗(yàn)的原理是利用鈉與水反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣，增大了廣口瓶中的壓力，而使瓶中的液體壓入圓底燒瓶中，由于圓底燒瓶中的氣體無法排出，壓強(qiáng)會(huì)越來越大，噴泉的水流會(huì)越來越慢，并且不會(huì)充滿整個(gè)燒瓶。

答案：(1)取燒瓶中的無色溶液加入足量的NaOH溶液，如果溶液恢復(fù)紅色，則可證明甲同學(xué)的推測(cè)是正確的  如果加入足量的NaOH溶液后不能恢復(fù)紅色，則說明乙同學(xué)的推測(cè)是正確的

(2)不合理  KMnO₄溶液可與橡膠塞反應(yīng)，也不能盛放在倒置的膠頭滴管中

(3)(其他合理答案也可)

編號(hào)	實(shí)驗(yàn)要求	燒杯中的溶液	滴管中的液體	燒瓶中的氣體
①	無色變紅色噴泉	酚酞試液	H2O	NH3
②	紅色變無色噴泉	NaOH(酚酞)溶液	NaOH溶液	SO2

(4)鈉與水反應(yīng)產(chǎn)生的氣體增大下部的壓強(qiáng)，而使液體進(jìn)入燒瓶  由于液體不斷進(jìn)入燒瓶，氣體不能排出，壓強(qiáng)會(huì)越來越大