Question

某研究性学习小组在做氯气的喷泉实验时(装置如图1-5-30)，发现含有酚酞的NaOH溶液喷入烧瓶后溶液的红色褪去。甲、乙两位同学对此现象分别做了如下推测：

图1-5-30

甲：因为氯气与NaOH溶液反应，使溶液碱性减弱甚至呈酸性，所以溶液红色褪去。

乙：因为氯气溶于水并与水反应生成HClO，由于HClO的氧化漂白作用而使溶液褪色。

(1)验证甲同学的推测是否正确的方法是；验证乙同学的推测是否正确的方法是_____________________________________________________________________。

(2)如果将NaOH溶液改成酸性KMnO₄溶液，把Cl₂换成SO₂气体，试问用图示所给装置完成喷泉实验是否合理？__________ (填“合理”或“不合理”)。如果认为不合理，请说明你的理由：_____________________________________________________________________。

(3)类似“褪色喷泉实验”还有多种“变色的喷泉实验”。请你按实验要求，分别设计1个“变色喷泉实验”，并填写下列表格：

编号	实验要求	烧杯中的溶液	滴管中的液体	烧瓶中的气体
①	无色变红色的喷泉		H2O
②	红色变无色的喷泉			SO2

(4)有人设计用钠做喷泉实验的装置(如图1-5-31所示，大头钉上是足够量的金属钠)，其原理是_______________。实验过程中发现开始时喷出的喷泉压力大，水流急，但随后越来越慢，并且烧瓶不能充满溶液，若钠是足够量的，装置也不漏气，请说明原因：________________

____________________________________________________________________。

图1-5-31

Answer 1

解析：本题是将教材上的演示实验进行了改进和拓展，并与实验探究问题结合在一起。探究验证氯气使含酚酞的氢氧化钠溶液褪色的原因。若乙同学的说法正确，则说明酚酞被氧化，再加入氢氧化钠不会变红色；而如果甲同学正确，再加入氢氧化钠溶液会变红色。用高锰酸钾溶液和SO₂进行喷泉实验，要考虑药品对仪器的影响，由于高锰酸钾具有强氧化性，会使橡胶(连接玻璃管的橡胶管、胶头滴管)氧化变质，因此，该实验不合理。无色变红色是解题的关键，可以是含酚酞的水溶液遇氨气。红色变无色的情况可以是含酚酞的氢氧化钠溶液与氯化氢气体或SO₂(也就是酸性气体)相遇。用钠做喷泉实验的原理是利用钠与水反应产生的氢气，增大了广口瓶中的压力，而使瓶中的液体压入圆底烧瓶中，由于圆底烧瓶中的气体无法排出，压强会越来越大，喷泉的水流会越来越慢，并且不会充满整个烧瓶。

答案：(1)取烧瓶中的无色溶液加入足量的NaOH溶液，如果溶液恢复红色，则可证明甲同学的推测是正确的  如果加入足量的NaOH溶液后不能恢复红色，则说明乙同学的推测是正确的

(2)不合理  KMnO₄溶液可与橡胶塞反应，也不能盛放在倒置的胶头滴管中

(3)(其他合理答案也可)

编号	实验要求	烧杯中的溶液	滴管中的液体	烧瓶中的气体
①	无色变红色喷泉	酚酞试液	H2O	NH3
②	红色变无色喷泉	NaOH(酚酞)溶液	NaOH溶液	SO2

(4)钠与水反应产生的气体增大下部的压强，而使液体进入烧瓶  由于液体不断进入烧瓶，气体不能排出，压强会越来越大