内容正文:
题型四 数字化实验
1.[2021贵阳]取等质量的Na2CO3和NaHCO3固体分别置于两个体积相同的密闭容器中,分别一次性加入等浓度等体积的过量稀硫酸,用压强传感器测得两容器内压强随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是( )
第1题图
A.曲线a表示Na2CO3与稀硫酸反应过程中压强随时间的变化关系
B.反应过程中两容器内溶液的pH均逐渐减小
C.反应结束后,两容器中H2SO4的质量相等,Na2SO4的质量也相等
D.反应结束后,向两容器中加入过量BaCl2溶液,产生沉淀的质量相等
2.某实验小组进行物质溶解实验,20 ℃时,称取2.5 g、5.0 g、7.5 g NaOH固体,分别加入3个小烧杯中(均已盛装50 mL水),均完全溶解。通过数字化实验测得它们在溶解过程中溶液温度的变化情况如图所示。下列说法错误的是( )
第2题图
A.氢氧化钠易溶于水
B.三个烧杯中的氢氧化钠溶液都一定是不饱和溶液
C.相同条件下,溶解的NaOH越多,放出的热量越多
D.相同条件下,溶解的NaOH越多,溶质质量分数越大
3.如图为采用“数字化”实验,可将传感器采集的实验相关信息显示成曲线图,其中物质X表示能与二氧化碳反应的某液体,纵坐标Y表示烧杯中的某个量,则在持续通入二氧化碳的过程中,下列对物质X与纵坐标Y的分析正确的是( )
第3题图
选项
物质X
纵坐标Y
A
水
溶液的质量
B
水
溶液的pH
C
NaOH溶液
溶液中水的质量
D
NaOH溶液
溶液中溶质的质量
4.[2023牡丹江]兴趣小组同学开展跨学科实践活动,进行了“无形变有形”的创新实验。(装置气密性良好,部分仪器省略)
第4题图
(1)图1中,打开塑料瓶瓶盖,同时打开氧气传感器开关,得到了氧气体积分数随时间变化的曲线。AB段氧气体积分数逐渐降低,从微观角度解释其原因是 ,BC段氧气体积分数快速下降,BC段对应的实验操作是 (写一种即可)。
(2)图2中,打开弹簧夹,向试管Ⅰ中加入一定量稀盐酸,关闭弹簧夹(保持导管口在液面以下),观察到试管Ⅰ中有大量气泡产生且有液体流入试管Ⅱ中,产生此现象的原因是 ,反应结束后,试管Ⅱ中的溶液由红色变为无色且无沉淀生成,试管Ⅱ中发生反应的化学方程式为 ,试管Ⅱ的溶液中一定含有的溶质是 (除酚酞以外)。
5.[2023益阳]数字化实验利用传感器能准确地测定实验过程的相关数据。如图是某同学将少量锌粒放入盛有过量稀硫酸的恒容密闭容器中,用压强传感器测得容器内气体压强与反应时间的变化曲线。据图回答下列问题:
第5题图
(1)AB段发生反应的化学方程式为 。
(2)C点表示的溶液中含有的溶质有 (填化学式)。
6.如图1所示,用数字化实验探究二氧化碳与澄清石灰水的反应,实验时将两支注射器内的液体先后注入容器。实验过程中的压强变化如图2所示。
第6题图
(1)写出二氧化碳与澄清石灰水反应的化学方程式: 。
(2)分析AB段压强减小、CD段压强增大的原因是 。
(3)图2中压强始终没有达到0 kPa,可能的原因是 。
7.某兴趣小组将CO2持续通入一定溶质质量分数的NaOH溶液中,用数字化实验技术测定反应过程中溶液的pH、温度、溶液中C和HC的浓度,结果如图1、图2、图3所示。
第7题图
查阅资料:本实验条件下,Na2CO3溶液与NaHCO3溶液的pH分别约为11.0和8.5。
(1)图1中,AB段发生反应的化学方程式为 。
(2)图2中,CD段温度变化的原因是 。
(3)图3中,E点溶液中含有的溶质主要是 (填化学式)。
参考答案
1.D 【解析】由Na2CO3(106)+H2SO4====== Na2SO4+H2O+CO2↑(44)、2NaHCO3(168)+H2SO4==== Na2SO4+2H2O+2CO2↑(88)可知,等质量的碳酸钠、碳酸氢钠和过量的稀硫酸反应,碳酸氢钠生成的二氧化碳质量较多。A.通过分析可知,曲线b表示Na2CO3与稀硫酸反应过程中压强随时间的变化关系,故错误。B.反应过程中稀硫酸被消耗,两容器内溶液的pH均逐渐增大,故错误。C.等质量的碳酸钠和碳酸氢钠消耗的稀硫酸的质量不相等,生成的硫酸钠质量也不相等,所以反应结束后,两容器中Na2SO4的质量不相等,故错误。D.硫酸根离子和钡离子结合生成硫酸钡沉淀,一次性加入的是等浓度等体积的过量稀硫酸,所以反应结束后,向两容器中加入过量BaCl2溶液,产生沉淀的质量相等,故正确。
2.B 【解析】A.由图象可知,在20 ℃时,50 mL水(质量为50 g)中能完全溶解7.5 g氢氧化钠固体,即100 g水中能溶解15 g氢氧化钠固体,即该温度下氢氧化钠的溶解度大于10 g,所以氢氧化钠易溶于水,故正确。B.三个烧杯中加入2.5 g、5.0 g氢氧化钠所得溶液一定是不饱和溶液,而加入7.5 g氢氧化钠所得的溶液状态无法判断,可能是不饱和溶液,也可能是恰好饱和溶液,故错误。C.由图象可知,相同条件下,溶解的NaOH越多,放出的热量越多,故正确。D.溶质的质量分数=×100%,所以相同条件下,溶解的NaOH越多,溶质质量分数越大,故正确。
3.B 【解析】A.水与二氧化碳反应生成碳酸,溶液的质量逐渐增加,图示曲线变化与其不符,故错误。B.二氧化碳与水反应生成碳酸,溶液的pH会下降,但当溶液饱和后,pH不再变化,故正确。C.氢氧化钠溶液与二氧化碳反应生成碳酸钠和水,溶液中水的质量增加,故错误。D.根据反应2NaOH(80)+CO2 ==== H2O+Na2CO3(106)可知,反应后溶液中溶质质量增加,故错误。
4.(1)氧分子不断运动,部分氧分子运动到瓶外 双手贴在塑料瓶外壁上(合理即可) (2)镁与稀盐酸反应生成氯化镁和氢气,试管Ⅰ中压强变大 HCl+NaOH === NaCl+H2O 氯化钠、氯化镁
5.(1)Zn+H2SO4===== ZnSO4+H2↑ (2)ZnSO4、H2SO4
6.(1)Ca(OH)2+CO2======= CaCO3↓+H2O (2)AB段压强减小,是因为二氧化碳被氢氧化钙溶液吸收,导致容器中压强减小;CD段压强增大,是因为碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,使压强增大 (3)二氧化碳过量,不能被完全反应(合理即可)
7.(1)CO2+2NaOH ===== Na2CO3+H2O (2)CO2与NaOH溶液反应放热,使溶液温度升高 (3)Na2CO3和NaHCO3
学科网(北京)股份有限公司
$$