喷泉实验原理及其应用
喷泉实验原理及其应用
湖北省兴山县第一中学秦洪强喷泉实验是一个富有探索意义的实验，在高中化学教学中具有重要的地位。
实验的基本原理是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（如图1）。
这类实验的要求是：①装置气密性良好；②所用气体能大量溶于所用液体或气体与液体快速反应。
能进行喷泉实验的物质通常有以下几组：喷泉实验能形象地说明某些气体极易溶于水（或特定溶液）。
根据其原理进行拓展还可以探讨喷泉实验的多种应用。
一、根据实验装置和条件拓展例如，2002年全国理综试题第29题给出如图2所示的装置，要求说明引发喷泉的方法。
通过分析产生喷泉现象的原理，不难发现。
只要打开止水夹，用手（或热毛巾等）将烧瓶捂热，氨气受热膨胀，赶出玻璃管内的空气，氨气与水接触后迅速溶解，使烧瓶内压强减小。
就能发生喷泉。
二、根据实验中出现的问题拓展例如，某同学用HCl气体做喷泉实验时，喷入烧瓶内的水不足烧瓶容积的1/3，其原因不可能是（）。
（A）烧瓶潮湿（B）装置气密性不好（C）水里没有加石蕊试液（D）烧瓶内未集满HCl喷泉实验失败的原因很多，要弄清本质进行大胆假设。
很明显（A）（B）（D）都能使喷入烧瓶内的水不足烧瓶容积的1/3，所以答案为（C）。
三、根据实验中发生的现象拓展如图3所示，甲学生在烧瓶中充满O2，并在反匙燃烧匙中加入一种白色固体物质，欲做O2的喷泉实验。
实验开始，用凸透镜将日光聚焦于反匙燃烧匙中的固体，燃烧匙内出现一阵火光和白烟。
等一会儿，打开橡皮管上的止水夹。
看到有美丽的喷泉发生。
请问他在反匙燃烧匙中加入了什么物质?综合分析上述实验中产生的现象，结合喷泉实验的原理，我们会很容易想到反匙燃烧匙中加入的物质是白磷。
白磷与烧瓶内的O2反应生成P2O5固体，使烧瓶内压强减小。
打开止水夹后烧杯中的水被压入烧瓶内形成喷泉。
四、根据实验中的生成物拓展喷泉实验是不是只能喷液体，能不能喷出别的什么物质呢？如图4装置，实验前a、b、c活塞均关闭。
有趣的喷泉实验原理中班
有趣的喷泉实验原理中班喷泉实验是一种非常有趣的科学实验，它通过水的液压力和重力的作用实现水从喷泉底部向上喷涌的效果。
喷泉实验的原理主要涉及到气压、重力、液压和水的表面张力等方面。
下面将详细介绍一下喷泉实验的原理和实现方法。
一、气压原理气压是喷泉实验中非常重要的因素之一。
对于一般大气压下的喷泉实验来说，可以通过玻璃管和喷泉底部的通气孔来实现气体的进出，从而达到稳定的气压状态。
当正常的大气压力作用在高度相同的不同水面上时，水面之间的压差非常小，因此它们的液面高度基本相等。
而一旦我们向玻璃管中加入空气，大气压力就会加大，导致液面整体上升，水从玻璃管中流入喷泉底部的水槽中，同时经过通气孔，再次由喷泉口高速喷出，形成美丽的喷泉。
二、液压原理液压原理是喷泉实验中达到高压力的关键。
当喷泉底部水槽中的水量增加时，承受水压的底部塑料片和液栏会向上推动，同时液栏和水箱底部之间的缝隙减小，水进一步被压缩，直至压力足够大时，水从喷泉口喷出，实现高压喷泉效果。
三、表面张力原理表面张力是喷泉实验中一个非常有趣的方面，通过它我们可以创造出各种美丽的喷泉造型效果。
表面张力是指液体表面分子间的作用力，它能够形成一个不易被破坏的表面膜。
在喷泉实验中，我们可以在水中加入洗涤剂等物质，从而打破水的表面张力，使水形成各种高高低低的泡泡结构，从而实现喷泉效果的多样化。
四、重力原理重力是影响喷泉实验中水流的另一个因素。
当置放喷泉实验器时，若喷泉底部未能均匀接触地面，就会打破重力平衡，导致水无法正常喷涌。
因此，在进行喷泉实验时，我们需要确保喷泉底部可以平均地接触地面，以保证实验效果。
五、实现方法喷泉实验很容易实现，您只需要准备一些简单的材料即可。
首先，我们需要准备一个透明的塔型容器，它需要有一个喷嘴，以便水可以从中高速喷出。
其次，我们需要准备一个水槽和一个可调的玻璃管，它们需要连接在一起，玻璃管顶端放置在喷泉容器中。
最后，我们需要准备一些清洁剂和食盐，这些物质可以用于打破水的表面张力，增加喷泉效果的美观度。
喷泉实验的原理
喷泉实验的原理
喷泉实验的原理：其实形成喷泉的根本原因是压力差。
在教科书上的实验室通过将密闭容器中的气体，溶于某种液体，造成容器内的压强小于外界大气压力（因为体积不变的情况下，气体溶于液体，造成容器内单位体积的气体分子数减少，压强就变小了），从而形成喷泉。
此外，还可以通过温度的改变等情况形成压力差，这样同样可以形成喷泉。
喷泉实验的基本原理是：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。
为了解决这个问题，我们想起影响气压的几个因素。
根据克拉伯龙方程：PV=nRT，推出P=（nRT）/V （R为常数）。
要使P变小，可改变n、T、V中的一个变量。
减小气压的方法有三种：①减少气体的物质的量（n）。
②降低气体的温度（T）。
③增大气体的体积（V）。
减少气体的物质的量有两种方法：物理方法与化学方法。
物理方法可把气体抽走或物理溶解，化学方法可通过化学反应或化学溶解；降低气体的温度，我们可以采用冷水浇注或用湿毛巾放于瓶底，也可以把装置转移入较低温的环境；而增大气体的体积，可以采取，升高温度（如，用热水浇注或热毛巾放于瓶底）或改变容器的体积的方法。
1、NH3、HCl、HBr、HI等极易溶于水的气体均可做喷泉实验。
2、CO2、Cl2、SO2与氢氧化钠溶液。
3、C2H2、C2H4与溴水反应。
第二节 微专题二 喷泉实验原理及应用
微专题二喷泉实验原理及应用1.喷泉实验原理喷泉产生的本质原因是烧瓶内外形成压强差，由于烧瓶内气体的压强小于烧瓶外的压强，所以液体会被压入烧瓶内形成喷泉。
产生压强差的方法有：①减小烧瓶内气压，如液体将气体吸收或与其反应等；②增大烧瓶外压强。
2.常见装置图(1)如图甲(或乙)烧瓶内的气体极易溶于水(或易与溶液中的溶质发生化学反应)，从而使烧瓶内气压迅速降低，在大气压作用下，烧杯中的液体迅速向上流动，从而形成喷泉。
(2)如图丙锥形瓶内发生化学反应，产生气体，从而使锥形瓶内压强迅速增大，促使锥形瓶内液体迅速向上流动，形成喷泉。
3.喷泉实验成功的关键(1)装置的气密性良好。
(2)圆底烧瓶要保持干燥。
(3)圆底烧瓶内要充满气体。
(4)烧杯内装入足量的水或某种溶液，以防止因液体量不足而造成喷泉停止或不发生。
4.常见能形成喷泉的物质组合气体HCl NH3CO2、Cl2、SO2、H2S、NO2NO2或NO2与O2吸收剂水或NaOH溶液水或盐酸NaOH溶液水5.喷泉实验的有关计算(1)实验完成后，溶液充满烧瓶，溶质的物质的量与气体的物质的量相同(由体积换算确定)。
标准状况下若烧瓶体积为V L，则有V(aq)＝V L，n B＝V L22.4 L·mol－1，c B ＝n B V (aq )＝V L22.4 L·mol －1V L ＝122.4 mol·L －1。
(2)若溶质由部分气体转化而成，则依实际情况判断。
如V L NO 2与O 2按4∶1混合后做喷泉实验，发生的反应为4NO 2＋O 2＋2H 2O===4HNO 3，则有V (aq)＝V L ，n B ＝45×V L 22.4 L·mol －1， c B ＝45V L 22.4 L·mol －1V L ＝128mol·L －1。
1.(2020·驻马店第一中学质检)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。
化学喷泉实验原理及应用
《化学喷泉》实验原理及应用一、喷泉原理喷泉是一种宏观的液体喷涌现象，其成因有四个因素：①有待喷的液体；②有喷起的液体接纳空间；③待喷的液体与喷起的液体之间有顺畅的通道；④待喷的液体与喷起液体的接纳空间之间有足够的压强差（前者压强大于后者压强）。
喷泉现象既有天然的，又有人为的。
就实验室里的喷泉现象而言，喷起的液体的接纳空间压强变小的主要而又明显的原因有：第一，气体物质的量一定，温度降低；第二，气体温度一定，物质的量因气体溶解而减小；第三，气体的温度降低的同时又有气体物质的量减小。
在实验室里，气体与能溶解这些气体的液体就可以形成喷泉实验，如NH3、H F、HBr、HC l、H I、SO2和H2O；CO2、H2S、Cl2和NaOH溶液，而且NaOH浓度越大效果越好；V（NO2）：V（O2）= 4：1的混合气体、V（NO）：V（O2）= 4：3的混合气体和水都形成喷泉实验。
喷泉现象与化学实验中的倒吸现象是相同实质的两种现象。
即喷泉的成功等于倒吸的发生；喷泉的失败等于倒吸的避免。
例1：如图所示：（1）图1为中学化学教材上的喷泉实验装置，在烧杯中充满干燥气体，胶头滴管及烧杯中分别盛有液体，下列各组合中不能形成这样的喷泉的是（）A. HCl和H2OB. O2和H2OC. NH3和H2OD.CO2和NaOH溶液（2）某实验爱好者积极思考产生喷泉的其他办法，并设计了如图2所示装置，在图2中的锥形瓶中，分别加入足量的下列物质，反应后可能产生喷泉的是（）A. Cu与稀盐酸B. NaHCO3与NaOH溶液C. CaCO3与稀H2SO4D. NH4HCO3与稀盐酸（3）比较图1和图2两套装置，从产生喷泉的原理来分析，图1是上部烧瓶内压强，图2是下部维形瓶内的气体的压强（填“增大”或“减小”），城市中常见的人造喷泉及自然景观中的火山爆发的原理与上述（填图1或图2）装置的原理相似。
例2：如图所示为喷泉实验装置，假设实验时所用烧瓶容积为250mL，玻璃导管长35mL，胶头滴管内能挤出约0.5mL水，则在0.5mL水中至少溶解多少体积的气体，水才会从尖嘴导管中喷出？（答案：8.5mL）二、喷泉实验后溶液里溶质物质的量浓度的计算1、标况下NH3与H2O组成的喷泉2、标况下HCl与H2O组成的喷泉3、标况下NO2与H2O组成的喷泉4、标况下V（NO2）：V（O2）= 4：1的混合气体与H2O组成的喷泉5、标况下V（NO）：V（O2）= 4：3的混合气体与H2O组成的喷泉。
喷泉实验原理及其应用
喷泉实验原理及其应用喷泉实验是用水泵将水经过管道输送到高处并喷射成喷泉的实验。
它的原理可以简单地描述为：水泵通过输送液体的工作，使水在管道内受到压力驱动，从喷头或喷孔中喷出，形成喷射流体的现象。
喷泉实验的应用广泛，如艺术景观设计、水池水泵安装、农田灌溉等方面。
喷泉实验的原理主要涉及液体力学和流体力学的基本原理。
当水泵不断输入水时，水流经过管道，由于内部压力的作用，水的速度增加，并通过喷头或喷孔喷射出来。
喷出的水柱高度与喷嘴的形状、出水速度以及内部压力等因素有关。
喷泉实验一般遵循底喷、侧喷和喷头三种不同方式。
底喷是指将水泵通过管道输送到喷泉下部的一个容器或水池中，通过一定的装置使水喷射到上方。
底喷方式主要通过控制液体的出水量和泵的运行时间来调节喷泉的高度和形状，从而实现不同效果。
侧喷是指将水泵输送的水流通过一组出水口喷射出来，喷头通常位于水池或喷泉的侧面。
侧喷方式主要利用液体压力使水流喷射出来，形成侧面喷流，通过调整喷水口的位置和角度来控制喷射水柱的高度和形状。
喷头喷射是指将水泵输送的水通过单一的喷头喷射出来。
喷头通常位于喷泉的顶部，水在喷头内部形成高速旋转的流体，通过喷头的设计和结构来控制喷射水柱的高度、形状和方向。
对于喷泉实验的应用，艺术景观设计是其中最常见的领域之一、喷泉可以作为公园、广场、城市绿地等景观元素之一，通过变化的喷射高度、形状和颜色等效果，营造出动感、活力和美感，增添了场所的魅力和吸引力，同时也为人们提供了一个休闲娱乐的空间。
另外，喷泉实验在水池水泵安装方面也具有重要意义。
通过喷泉实验可以测试水泵的性能和工作状态，确定喷泉的喷射高度和效果，从而对水池的水泵进行调整和优化。
同时，喷泉实验还可以检测水池系统的压力和流量等参数，为水池的正常运行提供参考依据。
此外，喷泉实验还可以应用于农田灌溉中。
通过喷泉实验可以测试灌溉管道的压力和流量等参数，从而确定喷头的灌溉面积和效果。
喷泉实验可以帮助农民合理安排灌溉时间和水量，提高灌溉效率和水资源利用率，减少灌溉成本和环境影响。
喷泉实验的原理及拓展应用
喷泉实验的原理及拓展应用喷泉实验的原理喷泉实验是一种模拟自然界中水流动态的实验装置，通过控制水流的压力和喷嘴的形状，实现流水的喷涌和流动效果。
喷泉实验的原理主要包括以下几个方面：1.液体的流体力学：液体在管道内流动时会产生各种压力和速度的变化。
喷泉实验通过控制液体的流速和流量，使水从喷嘴中喷射出来，形成喷泉。
2.浮力与压力平衡：喷泉实验中，液体通过喷嘴喷出后，形成高速的小水柱。
由于喷射速度越快，产生的液体流动越大，所以喷泉水柱能够保持直立。
3.喷嘴设计：喷泉实验中的喷嘴形状对喷泉效果起到重要的影响。
不同形状的喷嘴可以产生不同的喷泉效果，比如喷射方向、喷射范围和喷射高度等。
4.水泵和水压控制：喷泉实验需要使用水泵来提供液体的流动力。
通过控制水泵的运行状态和水压大小，可以调节喷泉的流量和高度。
喷泉实验的拓展应用喷泉实验不仅仅是一个科学实验，还有许多拓展应用，包括以下几个方面：1.教育与科普：喷泉实验可以作为科学教育和科普活动的一种形式，通过实际观察和操作，生动形象地展示液体力学原理，激发学生对科学的兴趣。
2.景观设计：喷泉作为一种美化城市环境的景观设计元素，已经被广泛应用于公园、广场和游乐园等场所。
通过控制喷泉的形状、高度和喷水节奏，可以创建出各种独特的水景效果。
3.环境调节：喷泉能够增加空气中的湿度，降低气温，并且喷泉的水流声可以起到一定的缓解压力和放松身心的作用。
因此，在城市中设置喷泉可以改善气候环境，提供人们的生活质量。
4.游乐设施：喷泉可以用作游乐设施，吸引游客和儿童的注意力。
通过设计不同的喷水效果和喷射高度，可以创建出各种有趣的游戏和娱乐项目，增加人们的游玩乐趣。
喷泉实验的操作步骤喷泉实验的操作步骤如下：1.准备实验器材：包括喷嘴、水泵、管道和控制装置等。
2.确定喷泉的形状和高度：根据实验的需要和设计目的，选择合适的喷嘴形状和喷射高度。
3.接通水泵电源：将水泵连接到电源，并打开水泵开关，开始供水。
喷泉实验原理及扩展应用的浅探喷泉实验原理
喷泉实验原理及扩展应用的浅探喷泉实验原理喷泉实验在高中化学中是一个很重要的实验，也是一个富有探究意义的实验。
喷泉实验的基本原理是：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。
哪些因素能够造成烧瓶内外气体有压强差呢？由理想气体状态方程：PV=nRT，可知影响气体压强的因素有温度、气体的物质的量、气体的体积。
产生压强差的措施有以下几种。
（1）使温度改变。
其他条件不变时，温度升高，压强增大；温度降低，压强减小。
（2）使气体的物质的量改变。
使气体物质的量减小，要求气体的溶解度很大，气体与液体反应；使气体物质的量增加，可利用液体易汽化为气体的特点。
（3）使气体体积发生改变。
1根据实验原理扩展1.1增大压强差检查气密性例如：如何检查图1中装置的气密性？解析：装置A采用微热法：把导管放入水槽中，用双手握住或用酒精灯微热圆底烧瓶，若导管口出现气泡，停止加热导管口有一段水柱，则气密性良好。
装置B气密性检查可利用喷泉原理来检验，即：增大压强差检查气密性。
具体操作为：关闭活塞，向长颈漏斗中注入一定量的水，使锥形瓶中的液面比长颈漏斗中液面低（增大压强差）。
静置一段时间，如果静置一段时间后，长颈漏斗中的液面不下降。
该装置的气密性良好。
1.2平衡压强差防倒吸实验室制取NH3，并用水吸收时，极易发生喷泉现象。
其原理是：当易溶性气体被吸收液吸收时，导管内压强减少，吸收液上升到漏斗中，由于漏斗容积较大，导致烧杯中液面下降，使漏斗口脱离液面，漏斗中的吸收液受自身重力的作用又流回烧瓶内，从而防止吸收液的倒吸。
分析气体压强在整个过程中的变化：刚开始时，水进入到漏斗中，表明漏斗内外压强差大；漏斗中的水又回流到烧杯中，表明漏斗内外气压差减小。
压强差发生的变化都是通过倒扣的漏斗来实现的，平衡了压强差，防止了倒吸。
根据标准装置的防倒吸的原理，可衍生很多功能相同防倒吸的其它装置，如图2所示。
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精品课件
练习：（2004年全国高考理综试题） 根据下图及描述回答下列问题： （1）关闭图A装置中的止水夹a后，从长颈漏斗向试管口注入 一定量的水，静置后如图所示。试判断：A装置是否漏气？ （填“漏气”、“不漏气”或“无法确定”）__不__漏__气____， 判断理由__由_于__不_漏__气_，__加_水__后_试__管_内__气_体__体_积__减_小__，_导__致_压_ 强增大，长颈
C
如何检查下列装置的气密性？
A
B
C
D
精品课件
总结：检查气密性的要点
①对容积较大的容器微热（用手、热毛巾、或微火） 容器内受热气体膨胀，压强变大，现象是从导管出 口（应浸没在水下）排出气泡，冷却时气体收缩， 液体回流填补被排出的气体原来的位置，从而形成 一段稳定的液柱.
②通过漏斗向密闭容器内加水，水占领一定空间使 容器内气体压强变大。现象是使加水的漏斗颈中的 水被下方的气体“托住”，形成一段稳定的液柱。
的_长_颈作__漏用__斗，__中A_液处__面仍__上有_升，Cl装2产置生B的，作此用时是B中__出__现储__的_气_现_瓶_象__是_。
精品课件
启普发生器的原 理是什么？
利用压强差实现 溶液流动，控制 反应的进行
精品课件
如果实验室没有启普发生器，下列装置能代替 吗？如果能请说明理由。
A
B精品课件
3、打开夹子，用医用注射器，通过长玻璃导管，将水注射烧瓶 中，立即将长玻璃导管插入水中。
4、打开夹子，在长玻璃导管下端连接一塑料皮管，抽气一段时 间，拨出塑料管，再把长玻璃导管伸入水中。
5、将装置置于高压舱中，亦可引发喷泉。
6、想办法密封烧杯的上口，打开夹子，往烧杯中充入空气，也
可引发喷泉。
精品课件
打开2后 的现象
1
SO2 H2S
2
NH3 HCl
A
①
B
②
NaOH
精品课件
“喷泉”的形成条件：形成内外压强差 （2002年理综）甲装置如何引发喷泉？
甲精品课件
1、打开夹子，用手（或热毛巾等）将烧瓶捂热，氨气受热膨胀， 赶出玻璃管内空气，冷却后就会形成喷泉。
2、在烧瓶外壁用冷却剂（如：冰块、包裹有NH4Cl晶体的湿毛 巾）冷却一段时间再打开夹子。
烧瓶内气体 HCl NH3 Cl2 CO2 SO2 待挤入的液体 水 水 水 NaOH NaOH
精品课件
气体在水中的溶解性
练习Ⅱ:如图所示，在一个烧瓶内充满A气体，打 开①处的止水夹向烧瓶中通入等体积的B气体后关 闭该止水夹① ，待充分反应后，再打开②处的止 水夹，试完成下表:
实验号
气体A
气体B
打开2前 的现象
A
B
C
D
精品课件
E
F
G
H
排水量气
下列几套用于排水量气的装置，哪些可以精确测 量气体的体积，哪些不可以?
A
BLeabharlann C保持液面相平精品课件
练习：如何在B管中充满与大气压强相等的干燥NH3 气体？
K1
A
打开K4或K5，通入干燥的NH3，同时 调节C， 使B、C中的液面相平。
K2 K4
K3
C
石蜡油
B
K5
精品课件
漏斗内的水面高出试管内的水面。
（2）关闭图B装置中的止水夹a后，开启活塞b，水不断往下 滴，直至全部流入烧瓶。试判断：B装置是否漏气？（填“漏 气”、“不漏气”或“无法确定”_无__法__确__定__，判断理由： _由_于__分_液__漏_斗__和_烧__瓶_间__有_橡__皮_管__相_连__，_使__分_液__漏_斗__中_液__面_上__方_和__烧_瓶__中_液_ 面上
喷泉实验原理 及其应用
仪征市第二中学
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雎婷
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一、喷泉实验原理的探究
喷泉实验再现
1、引发喷泉的原因是什么 2、“喷泉”的形成条件是什 么
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引发喷泉的原因：减少烧瓶内气体的物质的量， 从而使内压小于
外练压。习I:下表中哪些组合可以做“喷泉实 验”? ABDE
ABC D
E
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引发
延伸 影响气体在水
喷泉的原因
中溶解性的因素
喷泉 探究 实验
喷泉 延伸
形成的条件
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压强差
气体的性质 温度 压强
利用压强差 避免压强差
二、喷泉实验原理的延伸
影响气体在水中溶解性大小的因素：
1、内因（气体本身的性质） （1）分子极性（相似相溶原理），如：HCl>Cl2 （2）氢键，如：NH3>SO2 （3）发生化学反应，如：Cl2>O2 2、外因 （1）温度。温度越高，溶解度越小。 （2）压强。压强越大，溶解度越大。
…………
产生喷泉的直接原因——压强差 方法1：减小内压 方法2：增大外压
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二、喷泉实验原理的延伸
防倒吸 排水量气
避免 压 利用 强 差
储气瓶 启普发生器原理 气密性检查
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如何将下瓶中的氨气导出来使用？
储 气 瓶
可以往集气瓶中滴加非极性溶剂，浓 氨水，浓氢氧化钠溶液。
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练习：D处反应完毕后关闭旋塞K，移去酒精灯。由于余热
方的压强相同，无论装置是否漏气，都不影响分液漏斗中的液体滴入烧瓶。
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倒吸成因：
⑴气体在液体中的溶解度较大 ⑵加热不均匀或加热后容器冷却 ⑶容器内气体发生了化学反应 产生倒吸的本质原因是装置内压强的减小。
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从安全和环境角度考虑，下列装置不可以用于吸收
尾气NH3的是 液体均为水）
（容器内的