内容正文:
9.3 熔化和凝固
一、熔化
1.炎炎夏季,小明将一杯水放入冰箱的冷冻室里,经过一段时间后,杯中的水变成了冰块,这个过程发生的物态变化是 ;小明在可乐里加入冰块后能降低可乐的温度,这主要是因为冰块 (填物态变化名称)时会 (选填“吸收”或“放出”) 热量。
2.电影《终结者》中有一种常温下像水银一样可以流动的金属,它的名字叫做镓,熔点只有29.8
℃,托在手心里就会 (选填物态变化名称)为液体,如图所示。根据以上信息,你认为镓是 (选填“晶体”或“非晶体”)。
3.我国古代科技著作《天工开物》中,对釜的铸造有“铁化如水,以泥固针铁柄勺从嘴受注”这样的记载。其中“铁化如水”描述的物态变化是 ,该过程是一个 (吸收/放出)热量的过程。
4.如图所示,水中加冰块,喝着比较凉爽,是因为冰块在 (填物态变化名称)时吸热,冰块消失前饮料温度的特点是 。
5.小刚同学在探究某种物质熔化特点的实验中,根据实验数据画出了该物质熔化过程中温度随时间变化的图像。由图像可知,该物质是 (选填“晶体”或“非晶体”),其熔点是 ℃,在熔化过程中温度 ;在加热6min时,该物质处于 (选填“固态”、“液态”或“固液共存态”)。
二、凝固
6. 春节期间,哈尔滨冰灯艺术园吸引了众多游客前往参观。有些冰灯制作时,是将水注入模具中,水会结成各种形状的冰块,如题图所示。结成冰块的过程涉及的物态变化是( )
A.熔化 B.汽化 C.液化 D.凝固
7.西周晋侯鸟尊是中国青铜器中罕见的珍品,是山西博物院的“镇院之宝”(如图所示)。制作鸟尊等青铜器时,先用泥土制成“内范”,在其外部涂适当厚度的蜡,将蜡雕刻成所需形状,称之为“模”,然后在“模”的外面用泥土制成“外范”。通过加热使蜡液流出形成空腔(模具),在空腔中倒入青铜液,待青铜液冷却后,打碎“外范”和“内范”,就得到与“模”一样的青铜器。下列分析正确的是( )
A.将蜡加热到液态是熔化过程,会放出热量
B.青铜液冷却到固态是凝固过程,会放出热量
C.青铜液冷却到固态是凝华过程,需吸收热量
D.青铜和蜡熔化过程中,温度均保持不变
8.已知酒精、煤油、水银的熔点分别为-117℃、-30℃、-38.8℃,南极的最低气温可达-49.2℃,要测量南极的气温,应该选用( )
A.酒精温度计 B.煤油温度计
C.水银温度计 D.煤油温度计和水银温度计
10.下图中,正确描述巴中铁路铁轨的铸造过程中凝固阶段温度变化的是( )
A. B.
C. D.
11.制作冻豆腐,鲜豆腐放入电冰箱的冷冻室内,豆腐中含有大量的水,在低温下,水逐渐 (填物态变化的名称)并 热量(选填“吸收”或“放出”),水结成冰后有一定的体积,占据一定的空间,等到豆腐冻好以后,拿出冰箱,冰 (填物态变化的名称)变成了水,并 热量(选填“吸收”或“放出”),但是冰所占的空间却没变,因此豆腐会有很多孔。
12. 如图所示,图甲是萘的熔化图像,图乙是塑料的凝固图像。下列说法正确的是( )
A.萘和塑料都是晶体 B.萘的熔化过程用了5min
C.萘在B点时为固液共存态 D.与塑料具有相似凝固图像的物质有松香、石蜡、海波
13. 如图所示,市场上有一种“55℃保温杯”,外层为隔热材料,内层为导热材料,夹层间有“神奇物质”。开水倒入杯中数分钟后,水温降为55℃且能较长时间保持不变。
(1)“神奇物质”在55℃ 。
A.一定处于固态 B.一定处于液态
C.一定处于固、液混合态 D.以上情况都有可能
(2)如下图所示的四幅图像中能反映“神奇物质”凝固时特点的是 。
14.在探究海波和石蜡熔化规律时,木兰记录的实验数据如下表所示。请根据表中的实验数据解答下列问题。
加热时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
海波温度/℃
42
44
46
48
48
48
48
51
54
57
石蜡温度/℃
42
43
44
46
47
48
49
51
53
55
(1)由表可知,海波的熔点为 ℃,在第9分钟是 (填物质的状态)。
(2)石蜡是 (填“晶体”或“非晶体”)。
15.请你回答以下问题:小华和小红做探究某种物质熔化和凝固的实验后,想利用所学的凝固知识制作一个医用冷藏盒,于是测量了盐水的凝固点。
(1)小华和小红分别通过实验得到了盐水的凝固图象如图所示,则小华所测盐水的凝固点是 ℃。小红所测得的盐水在第6分钟时处于 状态,凝固过程用了 分钟;
(2)经过多次实验,小华和小红得出了不同浓度盐水的凝固点,数据记录如表:
盐水浓度
0%
3%
6%
9%
12%
15%
18%
21%
24%
27%
30%
凝固点/℃
0
﹣2
﹣4
﹣6
﹣8
﹣11
﹣15
﹣18
﹣17
﹣1.8
﹣0.41
分析表格中数据可知,当盐水浓度增大时,其凝固点 (选填“变高”、“变低”、“先变高后变低”、“先变低后变高”);
(3)你认为给冷藏盒中药品降温最好选用 ;
A.冰 B.适当浓度盐水结成的冰
(4)实验后,他们想到冬天市政部门在冰雪覆盖的路面上撒盐就是为了降低 ,从而有利于除去积雪;
(5)标准大气压下,如果将一个装有冰水混合物的试管放在正在熔化的盐水浓度为18%的盐水混合物中,试管中的冰水混合物中的冰会 (选填“变多”“变少”或“不变”)。
16.(2024·内蒙古呼和浩特·中考真题)关于3D打印,其过程是:将固态材料在高温下变成液态材料,喷头按照3D图纸设计轨迹运动,将液态材料喷出,材料迅速冷却后形成立体实物。以上描述的打印过程中,涉及到的物态变化和吸放热,下列表述正确的是( )
A.先熔化放热,后凝固吸热
B.先升华放热,后液化吸热
C.先熔化吸热,后凝固放热
D.先液化吸热,后凝华放热
17.(2024·江苏宿迁·中考真题)2024年春节期间,我国部分地区下起了“冻雨”,“冻雨”是下落的雨滴结成的冰形成的,这一过程中的物态变化是( )
A.凝华 B.凝固 C.液化 D.熔化
18.(2024·安徽·中考真题)我国古代科技著作《天工开物》里记载了铸造“万钧钟”和“鼎”的方法,先后用泥土制作“模骨”,“干燥之后以牛油、黄蜡附其上数寸”,在油蜡上刻上各种图案(如图),然后在油蜡的外面用泥土制成外壳。干燥之后,“外施火力炙化其中油蜡”,油蜡流出形成空腔,在空腔中倒入铜液,待铜液冷却后,“钟鼎成矣”。下列说法正确的是( )
A.“炙化其中油蜡”是升华过程
B.“炙化其中油蜡”是液化过程
C.铜液冷却成钟鼎是凝固过程
D.铜液冷却成钟鼎是凝华过程
19.(2024·陕西·中考真题)中国古代青铜器铸造技术十分发达,其中制作模具时常用到“失蜡法”,具体做法是,用固态蜂蜡雕刻成铸件模型,再将耐火泥料敷在其表面,加热后蜂蜡变成液体流失,模具便做好了。该过程中蜂蜡发生的物态变化是( )
A.液化 B.升华 C.熔化 D.凝固
20.(2024·贵州·中考真题)中国铸币发展史源远流长,如图所示,“钱范”是古代铸造钱币所用的模具,由正、背两块组成,内部均刻有图文。铸币时,合上正、背两块,将液态金属灌入其内,待液态金属凝固后取出,即可得到金属钱币。下表提供两种材料在1个标准大气压下的熔点,请回答:
(1)已知铜的熔点为1083℃,若想复刻铸造纯铜钱币,应选择表中哪种材料制作“钱范”?
(2)根据所选“钱范”的材料,写出所灌注铜液的温度不能超过多少摄氏度?为什么?
材料
熔点t/℃
铝
660
铁
1525
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9.3 熔化和凝固
一、熔化
1.炎炎夏季,小明将一杯水放入冰箱的冷冻室里,经过一段时间后,杯中的水变成了冰块,这个过程发生的物态变化是 ;小明在可乐里加入冰块后能降低可乐的温度,这主要是因为冰块 (填物态变化名称)时会 (选填“吸收”或“放出”) 热量。
【答案】 凝固 熔化 吸收
【详解】水变成了冰块,物质由液态变成固态,发生的物态变化为凝固。
炎热的夏天,由冰箱的冷冻室中取出一些冰块,放进可乐杯中,由于冰块的温度比可乐的温度低,所以冰块从可乐中吸收热量,由固态的冰熔化成液态的水,熔化过程吸收热量。
2.电影《终结者》中有一种常温下像水银一样可以流动的金属,它的名字叫做镓,熔点只有29.8
℃,托在手心里就会 (选填物态变化名称)为液体,如图所示。根据以上信息,你认为镓是 (选填“晶体”或“非晶体”)。
【答案】 熔化 晶体
【详解】由固态变为液态的过程叫做熔化,此过程吸热;有固定的熔点和凝固点的物质叫做晶体,所以金属镓是晶体。
3.我国古代科技著作《天工开物》中,对釜的铸造有“铁化如水,以泥固针铁柄勺从嘴受注”这样的记载。其中“铁化如水”描述的物态变化是 ,该过程是一个 (吸收/放出)热量的过程。
【答案】 熔化 吸热
【详解】“铁化如水”是指铁从固态变为液态,是熔化过程,熔化吸热。
4.如图所示,水中加冰块,喝着比较凉爽,是因为冰块在 (填物态变化名称)时吸热,冰块消失前饮料温度的特点是 。
【答案】 熔化 保持不变
【详解】夏天往饮料中加少量冰块,冰块在熔化时吸热。
晶体在熔化过程吸热但温度保持不变。所以,冰的熔点是0℃,饮料温度高于0℃,冰块吸热熔化成0℃的水,饮料放热温度降低,即冰块消失前饮料温度保持不变。
5.小刚同学在探究某种物质熔化特点的实验中,根据实验数据画出了该物质熔化过程中温度随时间变化的图像。由图像可知,该物质是 (选填“晶体”或“非晶体”),其熔点是 ℃,在熔化过程中温度 ;在加热6min时,该物质处于 (选填“固态”、“液态”或“固液共存态”)。
【答案】 晶体 80 不变 固液共存态
【详解】由图像可知,BC段吸收热量温度保持不变,所以该物质是晶体。熔化过程中保持不变的温度即为该物质的熔点,由图可知,BC段为熔化过程,保持的温度为80℃,故该物质的熔点为80℃。
在加热6min时,该物质处于熔化过程,一部分已经熔化为液体,一部分还没来得及熔化,处于固态,所以在加热6min时,物质处于固液共存态。
二、凝固
6. 春节期间,哈尔滨冰灯艺术园吸引了众多游客前往参观。有些冰灯制作时,是将水注入模具中,水会结成各种形状的冰块,如题图所示。结成冰块的过程涉及的物态变化是( )
A.熔化 B.汽化 C.液化 D.凝固
【答案】D
【详解】结成冰块是液态变固态,是凝固现象,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
7.西周晋侯鸟尊是中国青铜器中罕见的珍品,是山西博物院的“镇院之宝”(如图所示)。制作鸟尊等青铜器时,先用泥土制成“内范”,在其外部涂适当厚度的蜡,将蜡雕刻成所需形状,称之为“模”,然后在“模”的外面用泥土制成“外范”。通过加热使蜡液流出形成空腔(模具),在空腔中倒入青铜液,待青铜液冷却后,打碎“外范”和“内范”,就得到与“模”一样的青铜器。下列分析正确的是( )
A.将蜡加热到液态是熔化过程,会放出热量
B.青铜液冷却到固态是凝固过程,会放出热量
C.青铜液冷却到固态是凝华过程,需吸收热量
D.青铜和蜡熔化过程中,温度均保持不变
【答案】B
【详解】A.蜡从固态到液态是熔化过程,此过程吸热,故A错误;
BC.青铜液体变成固体的过程是凝固,此过程放热,故B正确,C错误;
D.青铜是晶体,熔化过程温度保持不变,蜡是非晶体,熔化过程温度升高,故D错误。
故选B。
8.已知酒精、煤油、水银的熔点分别为-117℃、-30℃、-38.8℃,南极的最低气温可达-49.2℃,要测量南极的气温,应该选用( )
A.酒精温度计 B.煤油温度计
C.水银温度计 D.煤油温度计和水银温度计
【答案】A
【详解】同种晶体的熔点和凝固点相同,所以液态酒精、煤油、水银的凝固点分别为-117℃、
-30℃、-38.8℃;-49.2℃低于煤油、水银的凝固点-30℃、-38.8℃,此时煤油和水银都变为固态,无法完成温度的测量,而-49.2℃高于﹣117℃,此时酒精还是液体,能完成温度的测量,故A符合题意,BCD 不符合题意。故选A。
10.下图中,正确描述巴中铁路铁轨的铸造过程中凝固阶段温度变化的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】铁是晶体,在铁水凝固成铁轨的整个过程中,不断放出热量,温度有下降的过程,且有一段时间内(即凝固过程)温度保持不变,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
11.制作冻豆腐,鲜豆腐放入电冰箱的冷冻室内,豆腐中含有大量的水,在低温下,水逐渐 (填物态变化的名称)并 热量(选填“吸收”或“放出”),水结成冰后有一定的体积,占据一定的空间,等到豆腐冻好以后,拿出冰箱,冰 (填物态变化的名称)变成了水,并 热量(选填“吸收”或“放出”),但是冰所占的空间却没变,因此豆腐会有很多孔。
【答案】 凝固 放热 熔化 吸热
【详解】豆腐中含有大量的水,在低温下,水从液态变为固态称为凝固,凝固要放出热量。豆腐冻好以后,拿出冰箱,冰从环境中吸收热量,熔化为液态的水。
12. 如图所示,图甲是萘的熔化图像,图乙是塑料的凝固图像。下列说法正确的是( )
A.萘和塑料都是晶体 B.萘的熔化过程用了5min
C.萘在B点时为固液共存态 D.与塑料具有相似凝固图像的物质有松香、石蜡、海波
【答案】B
【详解】A.图中奈熔化时温度不变,是晶体,塑料凝固时温度改变,是非晶体;故A错误;
B.萘的熔化从5min开始,10min结束,熔化过程用了10min-5min=5min,故B正确;
C.萘在B点时该到达熔点,是固态,故C错误;
D.塑料是非晶体,与塑料具有相似凝固图象的物质有松香、石蜡,而海波是晶体,故D错误。
故选B。
13. 如图所示,市场上有一种“55℃保温杯”,外层为隔热材料,内层为导热材料,夹层间有“神奇物质”。开水倒入杯中数分钟后,水温降为55℃且能较长时间保持不变。
(1)“神奇物质”在55℃ 。
A.一定处于固态 B.一定处于液态
C.一定处于固、液混合态 D.以上情况都有可能
(2)如下图所示的四幅图像中能反映“神奇物质”凝固时特点的是 。
【答案】 D D
【详解】(1)根据题意分析可得,这种“神奇物质”是一种晶体,因为只有晶体在熔化或凝固过程中,无论是吸热还是放热,其温度都能长时间保持不变,且这种晶体的熔点为55℃。水温高于55℃时,“神奇物质”吸热,“神奇物质”达到55℃后会慢慢熔化,直至水温与“神奇物质”同温时,熔化停止,此时“神奇物质”可能部分熔化,也可能全部熔化;之后水温继续降低,若水温低于55℃,水将吸热,“神奇物质”放热、凝固,使水温回升至55℃,如此往复,水温会长时间保持在55℃,在此过程中我们无法确定“神奇物质”一定是什么状态,故选D;
(2)由上述分析可知,“神奇物质”为晶体。凝固是物体放热,由液体变为固体的过程,且“神奇物质”为晶体,温度达到熔点时,虽不断放热,但温度不变,故选D。
14.在探究海波和石蜡熔化规律时,木兰记录的实验数据如下表所示。请根据表中的实验数据解答下列问题。
加热时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
海波温度/℃
42
44
46
48
48
48
48
51
54
57
石蜡温度/℃
42
43
44
46
47
48
49
51
53
55
(1)由表可知,海波的熔点为 ℃,在第9分钟是 (填物质的状态)。
(2)石蜡是 (填“晶体”或“非晶体”)。
【答案】 48 液态 非晶体
【详解】(1)由表可知,海波熔化时温度保持在48℃不变,所以海波的熔点是48℃。
在第9分钟海波的温度高于熔点,已经熔化完毕,是液态。
(2)石蜡熔化过程中温度不断升高,没有固定的熔点,所以它是非晶体。
15.请你回答以下问题:小华和小红做探究某种物质熔化和凝固的实验后,想利用所学的凝固知识制作一个医用冷藏盒,于是测量了盐水的凝固点。
(1)小华和小红分别通过实验得到了盐水的凝固图象如图所示,则小华所测盐水的凝固点是 ℃。小红所测得的盐水在第6分钟时处于 状态,凝固过程用了 分钟;
(2)经过多次实验,小华和小红得出了不同浓度盐水的凝固点,数据记录如表:
盐水浓度
0%
3%
6%
9%
12%
15%
18%
21%
24%
27%
30%
凝固点/℃
0
﹣2
﹣4
﹣6
﹣8
﹣11
﹣15
﹣18
﹣17
﹣1.8
﹣0.41
分析表格中数据可知,当盐水浓度增大时,其凝固点 (选填“变高”、“变低”、“先变高后变低”、“先变低后变高”);
(3)你认为给冷藏盒中药品降温最好选用 ;
A.冰 B.适当浓度盐水结成的冰
(4)实验后,他们想到冬天市政部门在冰雪覆盖的路面上撒盐就是为了降低 ,从而有利于除去积雪;
(5)标准大气压下,如果将一个装有冰水混合物的试管放在正在熔化的盐水浓度为18%的盐水混合物中,试管中的冰水混合物中的冰会 (选填“变多”“变少”或“不变”)。
【答案】 -4 固液共存 5 先变低后变高 B 熔点 变多
【详解】(1)小华实验时,盐水在凝固过程中温度保持在-4℃不变,故实验中盐水的凝固点为-4℃。
小红实验中,盐水自第5min开始凝固,到第10min凝固完毕,凝固共经历了5min。在第6min盐水正在凝固,处于固液共存状态。
(2)读图表可知,盐水浓度自0%增至30%过程中,盐水的凝固点自0℃下降到-17℃之后上升到-0.41℃。故凝固点的变化是:先变低后变高。
(3)因盐水的凝固点比水的凝固点低,所以盐水凝固后的固体物质比冰的温度要低。故B符合题意,A不符合题意。故选B。
(4)熔化与凝固是一对互逆的过程,盐水的凝固点降低了,表明冰与盐的混合物的熔点也比较低,即在雪上撒盐后,雪在很低的温度下就能熔化,快速除雪。
(5)此时,浓度18%的盐水凝固的固态物质正在熔化,读数据表可知,此时这种混合物的温度为-18℃,远远地低于试管中冰水混合物的温度,故冰水混合物向外放热,有更多的从凝固成冰,即冰会变多。
16.(2024·内蒙古呼和浩特·中考真题)关于3D打印,其过程是:将固态材料在高温下变成液态材料,喷头按照3D图纸设计轨迹运动,将液态材料喷出,材料迅速冷却后形成立体实物。以上描述的打印过程中,涉及到的物态变化和吸放热,下列表述正确的是( )
A.先熔化放热,后凝固吸热 B.先升华放热,后液化吸热
C.先熔化吸热,后凝固放热 D.先液化吸热,后凝华放热
【答案】C
【详解】将固态材料在高温下变成液态材料,属于熔化过程,熔化需要吸收热量;将液态材料喷出,材料迅速冷却后形成立体实物,属于凝固过程,凝固过程需要放出热量。故选C。
17.(2024·江苏宿迁·中考真题)2024年春节期间,我国部分地区下起了“冻雨”,“冻雨”是下落的雨滴结成的冰形成的,这一过程中的物态变化是( )
A.凝华 B.凝固 C.液化 D.熔化
【答案】B
【详解】“冻雨”是下落的液态雨滴结成的固态冰,是凝固现象,故ACD不符合题意,B符合题意。故选B。
18.(2024·安徽·中考真题)我国古代科技著作《天工开物》里记载了铸造“万钧钟”和“鼎”的方法,先后用泥土制作“模骨”,“干燥之后以牛油、黄蜡附其上数寸”,在油蜡上刻上各种图案(如图),然后在油蜡的外面用泥土制成外壳。干燥之后,“外施火力炙化其中油蜡”,油蜡流出形成空腔,在空腔中倒入铜液,待铜液冷却后,“钟鼎成矣”。下列说法正确的是( )
A.“炙化其中油蜡”是升华过程 B.“炙化其中油蜡”是液化过程
C.铜液冷却成钟鼎是凝固过程 D.铜液冷却成钟鼎是凝华过程
【答案】C
【详解】AB.“炙化其中油蜡”是固态的油蜡变成液态的蜡水,因此是熔化的过程,故AB错误;
CD.铜液冷却成钟鼎是液态的铜液变成固态的铜,因此是凝固的过程,故C正确,D错误。
故选C。
19.(2024·陕西·中考真题)中国古代青铜器铸造技术十分发达,其中制作模具时常用到“失蜡法”,具体做法是,用固态蜂蜡雕刻成铸件模型,再将耐火泥料敷在其表面,加热后蜂蜡变成液体流失,模具便做好了。该过程中蜂蜡发生的物态变化是( )
A.液化 B.升华 C.熔化 D.凝固
【答案】C
【详解】物体由固态变为液态的过程叫熔化。根据题意知,用固态蜂蜡雕刻成铸件模型,再将耐火泥料敷在其表面,加热后蜂蜡变成液体流失,该过程中蜂蜡发生的物态变化是熔化。故ABD不符合题意,C符合题意。故选C。
20.(2024·贵州·中考真题)中国铸币发展史源远流长,如图所示,“钱范”是古代铸造钱币所用的模具,由正、背两块组成,内部均刻有图文。铸币时,合上正、背两块,将液态金属灌入其内,待液态金属凝固后取出,即可得到金属钱币。下表提供两种材料在1个标准大气压下的熔点,请回答:
材料
熔点t/℃
铝
660
铁
1525
(1)已知铜的熔点为1083℃,若想复刻铸造纯铜钱币,应选择表中哪种材料制作“钱范”?
(2)根据所选“钱范”的材料,写出所灌注铜液的温度不能超过多少摄氏度?为什么?
【答案】(1)见解析;(2)见解析
【详解】(1)由表中数据可知,铝的熔点为660℃,铁的熔点为1525℃,而铜的熔点为1083℃,因此若用铝制作“钱范”,当铜水倒入时,“钱范”将会熔化,不能达到铸造的目的,因此应选用铁制作“钱范”。
(2)因选用铁制作“钱范”,铁的熔点为1525℃,因此所灌注铜液的温度不能超过1525℃,因为如果超过1525℃,则高于铁的熔点,会导致“钱范”将会熔化,不能达到铸造的目的。
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