内容正文:
数字化实验
类型1 与pH传感器有关的数字化实验
1.(2025衡阳二模)某实验小组用传感器探究稀NaOH溶液与稀盐酸反应过程中温度和pH的变化。测定结果如图所示。下列说法错误的是( )
D
A.反应过程中有热量放出
B.30 s时,溶液中溶质为HCl和NaCl
C.60 s时,加入1~2滴紫色石蕊溶液,溶液变成蓝色
D.该实验是将稀盐酸加入稀NaOH溶液中
2.(2025郴州模拟)中和反应是一类重要的化学反应,某同学利用图Ⅰ装置研究稀硫酸与氢氧化钠溶液反应的过程,并用pH和温度传感器测量反应过程中相关物理量的变化情况,得到图Ⅱ和图Ⅲ。
(1)图Ⅲ中V的数值最接近 (填“6”“12”或“16”)。
12
(2)下列说法错误的是 (填字母,下同)。
A.装置A中的液体是氢氧化钠溶液
B.图Ⅱ中b点所示溶液中的溶质是硫酸钠和氢氧化钠
C.图Ⅱ中c→d所示溶液中硫酸钠的质量不断增加
(3)丙同学认为氢氧化钠溶液与稀硫酸混合没有明显现象。于是他想借助下列溶液来验证反应是否真的发生,你觉得不可行的是 。
A.无色酚酞溶液 B.氯化钾溶液
C.氯化钡溶液 D.氢氧化镁固体
(4)实验后该同学反思,不能用氢氧化钠固体和稀硫酸反应来证明中和反应放热,原因是 。
AC
BC
氢氧化钠固体溶解时放热
类型2 与气体浓度传感器有关的数字化实验
3.为测定某氢氧化钠固体是否变质,以及变质程度。某兴趣小组同学取一定量的样品配制成溶液,转移至锥形瓶中,再逐滴加入稀盐酸至过量,并利用传感器测定CO2的含量,如图所示,下列结论不正确的是( )
A.0~50 s时段有中和反应发生
B.氢氧化钠固体是部分变质
C.100 s时溶液中的溶质有两种
D.200 s时溶液的pH=7
D
4.某兴趣小组的同学用图甲装置做铁生锈的实验,用氧气传感器测得a、b瓶内氧气的体积分数随时间变化的曲线如图乙。下列分析错误的是
( )
A.两瓶内的黑色粉末均变成红色
B.该实验说明铁生锈需要消耗氧气
C.该实验说明食盐能加快铁粉生锈的速度
D.将a、b瓶内的铁粉换成铁块,图乙中的曲线不变
D
5.实验小组按图甲装置探究分子的性质,待传感器开始工作后,打开中间的弹簧夹,使烧瓶两端连通,记录数据变化如图乙所示。下列说法不正确的是( )
A.当气体浓度不再变化时,分子停止运动
B.观察到装有二氧化碳的烧瓶中氧气的浓度不断增大,说明氧分子在不断运动
C.氧气分子的运动速率大于二氧化碳分子的运动速率
D.温度升高,相同时间内气体浓度变化更大
A
类型3 与压强传感器有关的数字化实验
6.某小组用图甲装置探究CO2的化学性质。相同条件下,分别将等体积的水、澄清石灰水和氢氧化钠溶液注入集满CO2的锥形瓶中,测得压强随时间的变化如图乙。
甲
乙
下列说法错误的是( )
A.0~15 s,压强迅速上升是因为向锥形瓶中注入了液体
B.100 s时,实验c中锥形瓶内的CO2已经被完全吸收
C.实验a中反应生成了能使紫色石蕊溶液变红的物质
D.对比三组实验,氢氧化钠溶液吸收CO2的效果最好
B
7.某兴趣小组开展“测量空气中氧气的体积分数”的探究实验,并分别将气体压强传感器、温度传感器和氧气浓度传感器与实验装置相连,精确地记录了集气瓶内压强变化和氧气的体积分数随时间变化的曲线(如图所示),则下列说法错误的是( )
A.Z代表的是氧气的浓度变化情况
B.BC段表示的是红磷燃烧,消耗氧气,造成气压变小
C.该条件下,不能用木炭代替红磷完成该实验
D.实验表明红磷燃烧将瓶内氧气完全耗尽
D
8.(2025常德模拟)某化学兴趣小组同学在探究金属与酸的反应时做了如图甲实验,分别将形状、质量相同的Mg、Al、Zn、Fe和Cu放入烧瓶中,再注入足量体积和浓度均相同的稀硫酸,利用压强传感器采集数据,得到图乙所示的气压变化曲线。
甲 测定气压变化的装置
乙 气压变化曲线
下列有关说法错误的是( )
A.五种金属中Mg的金属活动性最强
B.充分反应后Zn与稀硫酸反应产生H2的质量比Fe少
C.反应结束后消耗稀硫酸最少的金属是Al
D.由图乙可知金属Cu不能与稀硫酸反应
C
9.某兴趣小组的同学利用数字化技术对“空气中氧气体积分数的测定”进行了再探究(如图甲),得到的数据曲线如图乙所示。
甲
乙
(1)实验前集气瓶中的水为10 mL,若集气瓶的容积为100 mL(燃烧匙所占体积忽略不计),实验结束后理论上集气瓶中水的体积约为 mL。
(2)图乙中X曲线表示的是 (填“温度”或“氧气浓度”)。
(3)图乙压强曲线中,BC段气压变化的原因是 .
;CD段气压变化的原因是 .
;导致DE段气压变化的实验操作是 。
(4)小明用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量偏小,其原因可能是:
①装置漏气;
② ,装置内氧气有剩余。
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温度
红磷燃烧放热,导致瓶内
温度升高,气体膨胀,压强变大
红磷燃烧
消耗瓶内氧气且温度逐渐降至室温
打开弹簧夹
红磷的量不足
(5)兴趣小组想探究用不同物质在空气中燃烧测定氧气含量方法的优劣。他们用足量的蜡烛、红磷和白磷分别在相同体积与状态的空气中燃烧,用氧气探测器测定密闭容器中氧气剩余量与时间的关系如图,下列说法正确的是 (填字母)。
A.测定空气中氧气含量效果最好的是蜡烛,因为它反应速率快
B.该实验证明氧气的浓度较低时,红磷与白磷还能与之发生反应
C.三个实验均需要冷却至室温再读数
D.若用这三种物质做实验,测得空气中氧气含量偏高
BC
10.化学是以实验为基础的科学,某兴趣小组的同学用如图实验装置进行了一系列的探究活动。
任务一:探究二氧化锰、氧化铜对过氧化氢分解的催化效果
同学们设计了如图对比实验。
用图甲所示的装置进行了两次实验,在试管中分别加入等质量的氧化铜和二氧化锰,分别将注射器内盛有的3 mL 5%的过氧化氢溶液注入试管
中,利用注射器收集氧气,收集到氧气的体积和时间关系如图乙所示。
(1)图甲实验中观察到U形管内红墨水液面左低右高,说明此化学反应
(填“吸热”或“放热”)。
(2)分析图乙可知 的催化效果更好,此外还能得出催化剂
(填“能”或“不能”)改变生成氧气的量。
放热
二氧化锰
不能
任务二:探究物质的性质
在圆底烧瓶中充满CO2气体,通过注射器向瓶中注入液体(图丙)。图丁是向烧瓶中分别注入等体积水和氢氧化钡溶液后通过传感器得到的瓶内压强变化图像。
(3)图丁中曲线 代表向烧瓶中注入氢氧化钡溶液的压强变化。另一条曲线并不能得出“二氧化碳与水发生了化学反应”的结论,原因是
。对比曲线①和②,说明氢氧化钡与二氧化碳发生了化学反应,反应的化学方程式为
。
(4)若CO2中混有少量的CO杂质,如何除杂: (用化学方程式表示)。
②
二氧化碳能溶于水,也会造成压强的变化
类型4 与电导率传感器有关的数字化实验
11.电导率是衡量溶液导电能力大小的物理量,在相同条件下,电导率与离子浓度(单位体积内的离子数)成正比,盐酸和氢氧化钠反应电导率曲线如图所示,以下分析不正确的是( )
A.实验开始到M点溶液电导率减小可能是由于溶液中离子数量逐渐减少
B.M点时NaOH溶液与稀盐酸恰好完全反应
C.N点时溶液中的离子数量大于P点
D.该实验证明溶液中始终含有带电的粒子
A
CO2+Ba(OH)2BaCO3↓+H2O
CO+CuOCu+CO2
$