中考重点专题攻略专题四 数字化实验1.docx

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中考重点专题攻略专题四数字化实验1

专题四　数字化实验

（10年3考：

2018.10；2017.15；2014.15）

1.实验室利用数字化实验测定氢氧化钠溶液和稀盐酸反应温度和pH的变化曲线如图所示。

下列说法错误的是（　　）

第1题图

A.该反应是将稀盐酸逐滴加入氢氧化钠溶液中

B.氢氧化钠和稀盐酸恰好完全反应时，放热最大

C.在0～60s，pH变化不大是因为氢氧化钠没反应完

D.70s时，溶液中含有的阳离子有Na＋

2.（素材：

中学化学教学参考）恒温条件下，向两份一定体积一定浓度的稀Ba（OH）2溶液中分别滴加2～3滴无色酚酞溶液，插入电导率传感器，然后再分别滴加稀硫酸、Na2SO4溶液，分别测得溶液的电导率变化如图中甲、乙曲线所示。

通过分析该图推理出的下列结论错误的是（　　）

第2题图

A.甲曲线M点时混合液体呈无色

B.仅由于溶液中H＋浓度在逐渐增大，导致M点后溶液电导率逐渐增大

C.N点时，溶液中含有的离子是Na＋、OH－、SO

D.复分解反应的实质是参与反应的离子，结合生成了沉淀或气体或水

3.实验室常用如图1所示的发生装置制取气体。

第3题图

（1）仪器①的名称是____________。

（2）实验室用A装置制取二氧化碳的化学方程式为______________________________，长颈漏斗必须伸入液面以下的原因是____________________________。

（3）B装置可用于排空气法和排水法收集氧气，则分别用两种方法收集氧气时，气体进入的导管口______（填“相同”或“不同”）。

（4）用氧气传感器分别测定排空气法和排水法收集的二氧化碳中氧气的体积分数，如图2所示，你认为________（填“能”或“不能”）用排水法收集二氧化碳，请给出原因______________________________________。

4.（2018常州）研究小组同学对铝和稀盐酸的反应进行了探究。

如图1所示实验，先检查装置气密性，再将橡皮塞连接气体压力传感器，烧瓶中放入铝片和稀盐酸，塞紧瓶塞并打开仪器，一段时间后，得到如图2所示的气体压强与时间的关系曲线图。

第4题图

（1）铝与稀盐酸反应的化学方程式为________________________。

（2）AB段气体压力变化不明显的原因是________________________；CD段气体压力逐渐下降的原因是__________________。

（3）从BC段看反应的速率是先变快后变慢，导致变慢的因素有________（填序号）。

a.铝片的表面积　b.盐酸的浓度　c.温度

5.（2018成都改编）某项目学习小组进行了如下探究。

【查阅资料】鸡蛋壳主要成分是CaCO3，其他成分对实验影响忽略不计。

鸡蛋壳与牙齿和含氟牙膏反应的化学原理相似。

【实验一】鸡蛋沉浮

将一个新鲜的鸡蛋放在盛有足量稀盐酸的烧杯中，可观察到鸡蛋一边冒气泡一边沉到杯底，一会儿又慢慢上浮，到接近液面时又下沉。

（1）冒气泡的原因____________________。

（2）接近液面时又下沉的原因____________________________。

【实验二】鸡蛋壳代替牙齿探究含氟牙膏能否预防龋齿

（3）由资料可知，含氟牙膏（含氟成分为NaF）与鸡蛋壳反应在其表面生成氟化钙保护层。

反应的化学方程式为________________________________________________________________________。

图1

图2

第5题图

（4）先检查图1装置的气密性，其方法是__________________________________________。

再称取0.50g“牙膏处理过的蛋壳（用牙膏液浸泡、洗涤、晾干）”于锥形瓶中，用注射器抽取20mL3.5%的稀盐酸（模拟形成龋齿的酸性环境），连接好装置，打开开关，将稀盐酸快速压入锥形瓶，关闭开关，测得压强随时间的变化如图2所示。

用“未用牙膏处理的蛋壳”重复上述实验。

（5）图2中x～y段压强增大的主要原因______________________________________________。

（6）根据实验二的数据分析，含氟牙膏________（填“能”或“不能”）预防龋齿，理由______________________________________________________________________。

6.（2018泰州）为探究CO2与NaOH溶液发生的反应，某兴趣小组尝试用不同的方式进行实验。

【查阅资料】

I．20℃时，几种物质在水中的溶解度见下表：

物质

Na2CO3

NaHCO3

Ca（OH）2

Ba（OH）2

溶解度/g

21.5

9.6

0.165

3.89

Ⅱ.本实验条件下，Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的pH分别约为11.0和8.5。

【实验探究】

（1）实验一：

小雨取一充满CO2的矿泉水瓶，加入一定量的水，立即拧紧瓶盖，振荡，发现瓶子变瘪。

小雨另取一相同的充满CO2的矿泉水瓶，向其中加入与水等体积的NaOH溶液，立即拧紧瓶盖，振荡，得到溶液X，此时观察到的现象是__________________。

实验中，小雨采用两只矿泉水瓶做对比实验的目的是____________________。

（2）实验二：

为检验CO2与NaOH溶液反应的产物，小亮取实验一所得溶液X少许，向其中滴加BaCl2溶液，有白色沉淀产生，该反应的化学方程式为__________________________。

实验中不宜将BaCl2溶液换成CaCl2溶液的原因是______________________________。

（3）实验三：

小华取实验一所得溶液X少许，向其中加入过量的BaCl2溶液，振荡，静置，取上层清液，滴入1滴酚酞试液，发现溶液呈________色，证明溶液X中有NaOH剩余。

实验中，小华没有直接向少量溶液X中滴入酚酞试液，理由是______________________。

（4）实验四：

兴趣小组将CO2持续通入一定浓度一定量的NaOH溶液中，用数字化实验技术测定反应过程中溶液的pH和温度变化，结果如图1、图2所示。

第6题图

图1中，BC段发生反应的化学方程式为______________________。

图2中，DE段温度变化的原因是________________________。

【反思感悟】

（5）实验从CO2减少、NaOH减少、Na2CO3生成等物质的变化，以及________转化等视角多维度探究CO2与NaOH发生了反应。

对于现象不明显的化学反应，可以通过现代技术手段进行数据测定，实现反应过程的“可视化”。

7.化学兴趣小组的同学对“影响铁钉锈蚀快慢的因素”展开了如下探究：

【提出问题】溶液的酸碱性对铁钉生锈的快慢是否有影响？

溶液中的阴离子种类对铁钉锈蚀的快慢是否有影响？

【设计实验】按图1装置进行实验，测得装置中氯化铵、硫酸铵溶液上方氧气浓度的变化曲线如图2。

第7题图

（1）铁钉生锈的条件是__________________________________________________________________。

（2）将规格、材质相同的打磨过的铁钉放入下列不同溶液中，测得有关数据如下表：

溶液中

的溶质

氯化铵

硫酸铵

氯化钠

硫酸钠

氢氧化钠

0min时氧气

浓度/%

20.8

20.8

20.8

20.8

20.8

500min时氧

气浓度/%

15.8

17.0

18.6

19.0

19.8

实验前

溶液pH

5.31

5.53

7.0

7.0

13.6

实验后溶

液pH

7.37

7.99

10.5

10.4

13.8

铁钉锈蚀

情况

大量

铁锈

大量

铁锈

少量

铁锈

少量

铁锈

几乎

无锈

【结论与拓展】①实验中溶液上方氧气浓度变化越大，证明铁钉锈蚀速率________。

②根据表中数据可知，铁钉在________（填“酸”、“碱”或“中”）性溶液中更易锈蚀，其中铁钉在含有________（填“氯离子”或“硫酸根离子”）的溶液中锈蚀更快。

③图2曲线先陡后平说明铁生锈速率的规律是________________________。

【拓展应用】化学是把双刃剑，铁制品在使用过程中常常会出现不同程度的锈蚀，会造成________________________；但将铁生锈的原理用于食品脱氧时，要求铁能快速生锈从而达到脱氧的目的，因此食品脱氧剂中除了加入铁粉、炭粉外，还要加入______________。

8.（素材：

中学化学教学参考）可燃物燃烧产生不同的现象，如木炭在氧气中燃烧没有火焰，在空气中燃烧却有火焰；蜡烛在氧气中燃烧无黑烟（主要成分为炭黑），在空气中燃烧却有黑烟。

大家对此展开了探究：

（1）写出木炭在氧气中完全燃烧的化学方程式________________________________。

【查阅资料】木炭在空气中不完全燃烧会生成一氧化碳。

（2）木炭在空气中燃烧产生火焰的原因________________________________________。

（3）蜡烛在空气中燃烧有黑烟生成，说明蜡烛中一定含有______元素。

【提出问题】导致蜡烛发生不完全燃烧的原因有哪些？

甲同学：

可能与氧气的接触面积有关系；

乙同学：

可能与氧气的含量有关系；

【设计实验】

甲同学设计实验：

收集52%的氧气于钟罩中，将蜡烛点燃立即罩上钟罩；几秒钟后，用白瓷板压住蜡烛火焰。

发现一开始白瓷板上无现象，过会后有大量的炭黑，证明自己的猜想正确。

（4）用白瓷板压住火焰的目的是________________________。

乙同学直接将点燃的蜡烛放在钟罩中，利用数字化实验测出氧气和一氧化碳的变化曲线如图。

第8题图

（5）初始阶段蜡烛发生的是完全燃烧，结合曲线说出理由________________________________。

后阶段一氧化碳含量逐渐升高的原因是__________________________________。

【交流与反思】（6）可燃物发生不完全燃烧的危害很大，除浪费资源外，还有的危害是_______________（写出一种即可）。

9.（2018合肥市寿春中学一模）某实验探究小组用氢氧化钠溶液和稀盐酸进行中和反应的实验探究（如图一）

（1）写出该化学反应方程式________________________________________________________。

（2）兴趣小组用pH探测仪测得烧杯内溶液pH的变化（如图二），则实验中胶头滴管所加入的X溶液是________，当加入的X溶液质量为20g时，向所得溶液中加入紫色石蕊溶液变为______色。

（3）兴趣小组鑫瑞同学用温度传感器测得烧杯内温度变化图像（如图三）（实验过程中保温良好，热量散失忽略不计），该图说明该中和反应______（吸热或者放热），图三中A点对应溶液的溶质成分是________________。

为鉴别A、B两点对应的溶液，该同学设计如下实验。

第9题图1

操作

现象

结论

从烧杯内取少量溶液，向溶液中加入______

__________

溶液为A点对应的溶液

【实验反思】正确回答下面的问题，将会奖励4分，化学试卷总分不超过60分

实验小组其他同学也绘制了实验过程中温度变化图像（如图2）（实验过程中保温良好，热量散失忽略不计）。

第9题图2

实验中各同学所得温度变化图像不同的原因可能是________________________________________________________________________，

设计实验验证你的猜想：

________________________________________________________________________。

10.（2018合肥市瑶海区一模）某化学研究小组对蜡烛（主要由碳、氢元素组成）燃烧进行了如下探究。

（1）设计图1所示实验，锥形瓶中发生反应的化学方程式为______________________________。

请推测靠近三通管________（填“上口”或“下口”）的火柴火焰熄灭，理由是____________________________。

（2）某同学用大烧杯将高低2支燃烧的蜡烛罩住，观察到高的蜡烛先熄灭，低的蜡烛后熄灭。

第10题图

【提出问题】导致高的蜡烛先熄灭的原因是什么？

【猜想与假设】

假设1：

可能是高蜡烛火焰附近的二氧化碳含量过大导致其先熄灭；

假设2：

可能是高蜡烛火焰附近的氧气浓度过低导致其先熄灭。

【设计实验】

甲同学按图2装置进行实验，点燃蜡烛，用大烧杯罩住。

一段时间后，发现贴在烧杯内上部的滤纸条先褪色。

说明此时高蜡烛附近的二氧化碳浓度比低蜡烛附近的浓度________（填“高”或“低”）。

（3）为进一步验证假设1，乙同学收集1瓶含20%氧气和80%二氧化碳的气体，将点燃的蜡烛慢慢伸入瓶中并密闭，蜡烛点燃一段时间后慢慢熄灭，根据实验现象可知：

假设1________（填“合理”或“不合理”）。

【注意：

若答对以下小题奖励4分，化学试卷总分不超过60分。

】

（4）丙同学使用传感器测得密闭装置内蜡烛从燃烧到熄灭后的过程中（80s时蜡烛熄灭），装置内氧气和二氧化碳含量的变化曲线如图3。

则可得蜡烛燃烧的条件是________________________________________________。

（5）结合已有知识和上述实验分析，乙同学实验中，蜡烛完全熄灭后瓶内含有的气体有______________________________。

11.（2018合肥市庐阳区二模）同学们学习“二氧化碳实验室制取的研究”课题时，探究了二氧化碳的收集方法。

【查阅资料】

1.通常状况下，1体积水约溶解1体积二氧化碳，所得溶液的pH约为5.6，pH越小，二氧化碳在水中溶解越多。

2.石灰石中的杂质既不和盐酸反应，也不溶于水。

【提出问题】二氧化碳能不能用排水法收集？

第11题图1

【设计实验】实验一：

在通常状况下，测定二氧化碳溶于水所得溶液的pH，判断二氧化碳在水中溶解的体积，如图所示：

（1）甲装置中反应的化学方程式________________________。

（2）检查甲装置气密性的方法是关闭活塞和止水夹K1，打开K2、K3、K4，双手握住锥形瓶，观察到______________________________，说明装置气密性良好。

（3）实验时，需先将甲装置中的空气排尽，其操作是打开止水夹K1，关闭止水夹K2，打开活塞，滴加稀盐酸至空气排尽。

检验空气排尽的方法是____________________________________________________。

（4）关闭K1，打开K2、K3、K4，待丙装置中收集半瓶气体时，关闭K2、K3、K4，充分振荡丙装置，分别测得丙、丁瓶装置中溶液的pH值为5.5和6.5。

分析可知，溶解的二氧化碳体积丙装置中________（填“大于”或“等于”或“小于”）丁装置，乙装置的作用是__________________________________________。

（5）实验结束后，装置甲反应后溶液中溶质除了氯化钙还有没有其他物质？

请设计实验证明你的猜想（写出实验方法、现象和结论）_________________________________________________________________。

【注意：

若答对以下小题奖励4分，化学试卷总分不超过60分。

】

（6）实验二：

用二氧化碳数字传感器测得收集的气体中二氧化碳体积分数。

如图是收集的气体中二氧化碳体积分数随时间变化的关系图，从图中能得到哪些信息：

第11题图2

①________________________________________________________________________

②________________________________________________________________________

【结论反思】由实验一、二分析，改进实验装置，二氧化碳能用排水法收集。

能降低二氧化碳在水中溶解性的措施③________________________，④____________________________________。

12.（素材：

数字化实验与中学化学教学深度融合）某校课外兴趣小组的同学对镁与盐酸反应进行系列研究。

【实验探究一】探究镁与盐酸反应过程中的能量变化。

（1）实验时先将镁条进行打磨，其目的是________________。

（2）反应中试管外壁发烫，说明镁与稀盐酸的反应是________反应。

【实验探究二】探究影响镁与盐酸反应速率的因素。

通过数字传感器测定实验中密闭容器内压强（p）与时间（t）的关系如图所示，则t0～t1时间内压强增大的主要原因是________________________________________。

t2～t3时间内压强减小的原因是______________________。

第12题图

【实验探究三】探究镁与盐酸反应后所得溶液的酸碱性。

【发现问题】

（1）反应后甲同学用pH试纸测定试管中溶液的pH小于7。

（2）反应后乙同学的试管中镁条有剩余，向溶液中滴入两滴酚酞溶液，振荡显红色。

对此现象，乙同学重复如上实验，得到同样结果。

【提出猜想】

甲同学猜想如下：

猜想Ⅰ：

稀盐酸过量，使溶液pH小于7；

猜想Ⅱ：

氯化镁溶液pH小于7。

乙同学猜想如下：

猜想Ⅰ：

氯化镁溶液使酚酞溶液变红；

猜想Ⅱ：

镁与热水反应使酚酞溶液变红。

【实验与思考】

（1）甲、乙同学均需进行的一个探究实验是____________________________。

（2）乙同学为完成猜想Ⅱ，在滴有两滴酚酞的热水中放入一段打磨过的镁条，观察到溶液很快变为红色，同时还观察到镁条表面有气体生成，收集该气体并点燃，发现能燃烧，请根据实验现象写出镁与热水反应的化学方程式________________________________。

【结论】

（1）镁与稀盐酸反应，镁反应完全后所得溶液显酸性。

（2）镁与稀盐酸反应，镁过量时所得溶液显碱性。

【若正确回答下列小题，将获得4分的奖励，但化学试卷总分不超过60分。

】

【反思与交流】氯化钠溶液呈中性，而上述甲同学实验中镁完全反应后所得溶液显酸性，你认为溶液显酸性与________（填离子符号）有关。

一段时间后，乙同学观察到溶液的红色逐渐变淡，最后消失，你认为原因可能是______________________，请设计实验验证你的猜想_______________________________________

______________________________________________________________________________。

13.某同学在做二氧化锰催化氯酸钾分解的实验时，不小心将黑色的氧化铜当作二氧化锰与氯酸钾混合加热，用排水法收集，发现集气瓶中气泡的产生速率加快了。

难道氧化铜对氯酸钾的分解也有催化作用？

该同学展开如下探究：

【提出问题】氧化铜对氯酸钾的分解是否有催化作用？

【设计实验】

实验组

实验步骤

测量数据

①

将3.0g氯酸钾放在试管中加热，用排水法收集生成的气体

②

将3.0g氯酸钾与1.0g二氧化锰均匀混合加热，用排水法收集生成的气体

③

将xg氯酸钾与1.0g氧化铜均匀混合加热，用排水法收集生成的气体

（1）写出实验室加热氯酸钾和二氧化锰的混合物制氧气的化学方程式__________________________。

（2）实验③中x的数值为________，测量数据为__________________________________。

【实验结论】

（3）经验证，氧化铜可代替二氧化锰催化氯酸钾分解。

将实验③完全反应后的固体加水溶解、过滤、________，若称量得到1.0g黑色粉末（假设氯酸钾完全反应），再将黑色粉末和氯酸钾混合加热，集气瓶中的现象与实验③______（填“相同”或“不同”）。

（4）实验室还可以用过氧化氢溶液为原料制取氧气，与以氯酸钾为原料制取氧气相比，用过氧化氢溶液作原料的优点是__________________________________（写一点即可）。

【若答对以下小题奖励4分，化学试卷总分不超过60分。

】

某同学查阅资料发现氧化铜也能催化过氧化氢溶液分解。

小组同学为了比较二氧化锰和氧化铜对过氧化氢溶液的催化效果，利用数字化仪器测得室温下质量相同的两种物质分别与5mL5%的过氧化氢溶液在两个相同的密闭容器内混合时装置内压强的变化过程。

第13题图

（5）由图像可知：

常温下，________对过氧化氢的分解催化效果更好。

（6）小明推测两条曲线最终将合并在一起，请你说出他的理由____________________。

1.D　【解析】一开始时溶液的pH＝14，呈碱性，说明该反应是将稀盐酸逐滴加入氢氧化钠溶液中，A正确；氢氧化钠和稀盐酸反应是放热反应，随着反应的进行，温度越来越高，当氢氧化钠和稀盐酸恰好完全反应时，温度达到最大值，B正确；在0～60s，氢氧化钠没有反应完，所以pH变化不大，C正确；70s时，溶液呈酸性，稀盐酸过量，溶液中含有的阳离子有Na＋、H＋，D错误。

2.B　【解析】甲曲线M点时二者恰好完全反应，溶液呈中性，酚酞溶液不变色，故混合液体呈无色，A正确；M点后溶液电导率逐渐增大，不仅由于溶液中H＋浓度在逐渐增大，SO

浓度也在增大，B错误；N点时，溶液中含有氢氧化钠和过量的硫酸钠，故含有的离子是钠离子、氢氧根离子和硫酸根离子，C正确；复分解反应的实质是参与反应的离子，结合生成了沉淀、气体或水，D正确。

3.

（1）长颈漏斗　

（2）CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑　形成液封，避免生成的气体从长颈漏斗逸出　（3）不同　（4）能　排水法收集的二氧化碳比排空气法收集的二氧化碳纯度高

【解析】

（1）图中仪器①的名称为长颈漏斗。

（2）实验室制取二氧化碳一般使用大理石或石灰石和稀盐酸，反应的化学方程式为CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑，长颈漏斗必须伸入液面以下形成液封，避免生成的气体从长颈漏斗逸出。

（3）用排水法收集氧气时，气体从b端导管口通入，由于氧气的密度比空气大，用排空气法收集时，气体从a端导管口通入，故两种方法气体进入的导管口不同。

（4）根据图中曲线可知，排水法收集的二氧化碳中氧气的含量比排空气法收集的二氧化碳中氧气的含量低，所以可以用排水法收集二氧化碳。

4.

（1）2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑　

（2）铝表面有氧化铝，稀盐酸先与氧化铝反应，没有产生氢气　反应结束后温度慢慢降低　（3）b

【解析】

（1）铝与稀盐酸反应生成氯化铝和氢气，反应的化学方程式为2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑。

（2）AB段气体压力变化不明显的原因可