内容正文:
本讲义包含:考点解析→题型演练
专题06 数字化实验
本讲义包含:
考点解析→题型演练(20题)
考点解析
一、数字化实验题型特点
题目常以某一反应或实验过程中气体的含量、气体的压强、溶液的pH、溶液的温度等随时间的变化曲线为切入点,利用传感仪导出的数据建立坐标,使实验现象数字化、图像化、可视化,从而将化学实验过程中的微变化从定性描述升华到定量分析。
数字化实验是由“传感器+数据采集器+计算机(含软件)”构成的,能够定量采集数据,并以图表、曲线的形式呈现的新型实验技术。初中化学常通过浓度传感器、压强传感器、温度传感器、pH传感器、电导率传感器等,对化学反应过程中的压强变化、温度变化、pH变化等进行化学实验的定性和定量分析。
二、常见的各类传感器
气体压强传感器
温度升高或气体增多,压强变大;
温度传感器
溶解时温度变化或化学反应中温度变化;
浓度(质量)传感器
物质含量减小的是反应物,物质含量增大的是生成物;
pH传感器
稀释或化学反应造成酸碱度变化。
电导率传感器
相同条件下,电导率与离子浓度(单位体积内的离子数)呈正比,即一定体积的溶液中,离子数目越多,其离子浓度越大,导电性越强,电导率越大。
三、压强数字化实验
1、化学实验中的气压变化
思路分析
中考怎么考
2、常见装置
装置内外产生了气压差时,气体或液体总是向着气压小(填“气压大”或“气压小”)的方向运动。
3、知识储备
气压增大
生成气体
氢前金属 + 酸
碳酸盐 + 酸
H2O2溶液和MnO2混合制氧气
碳酸分解
电解水
放热
浓H2SO4遇水、固体NaOH遇水
中和反应
CaO与水反应
金属与酸反应
气压减小
消耗气体
P和O2反应
金属和O2反应
CO2 与碱溶液反应
CO2、NH3、HCl、SO2等溶于水
吸热
NH4NO3溶于水
吸附
木炭、活性炭
题型演练
1.(2025·福建泉州·一模)为探究锌与不同浓度硫酸溶液的反应速率,小组同学用图甲装置进行控制变量实验,利用压强传感器测得的数据如图乙所示。下列说法错误的是
A.捂热锥形瓶,测得传感器数据显著增大,说明装置气密性良好
B.相同时间内,30%硫酸溶液产生的气体比20%硫酸溶液多
C.由实验数据可知,锌与50%硫酸溶液反应几乎无气体产生
D.相同条件下,硫酸溶液的浓度越大,产生气体速率不一定越快
2.(2024·新疆·中考真题)用数字传感器探究稀盐酸与稀氢氧化钠溶液反应过程中温度和的变化,测定结果如图所示。下列说法正确的是
A.该反应为吸热反应
B.反应过程中,溶液的酸性逐渐增强
C.该实验是向稀氢氧化钠溶液中加入稀盐酸
D.时,稀盐酸与稀氢氧化钠溶液恰好完全反应
3.(2025·云南昆明·三模)为测定呼出气体成分的含量,兴趣小组的同学把氧气浓度、二氧化碳浓度和湿度传感器探头放入有少量空气的保鲜袋中,打开仪器开始采集数据,然后向袋内呼出气体。采集的数据如下图所示,纵坐标为某一气体体积分数(%),横坐标为时间(s)。下列说法错误的是
A.吹气后保鲜袋中二氧化碳含量低于空气中二氧化碳含量
B.能说明人体呼吸作用后气体中仍然含有氧气的是Z
C.实验中没有进行数据采集的其余气体的主要成分为氮气
D.曲线Y在50s后体积分数减小,原因可能是水蒸气冷凝为液态水
4.(2025·云南昆明·三模)将生锈的铁钉放入盛有稀盐酸的密闭容器中,用压强传感器测得容器内气体压强和反应时间的变化曲线如图所示,下列说法正确的是
A.ab段有氢气生成
B.bc段反应的化学方程式主要为:
C.d点对应的溶液一定是无色的
D.e点温度等于a点温度
5.(2025·湖南湘潭·一模)下列是关于木炭还原氧化铜的两组实验,结合实验装置与对应数据图像,分析判断正确的是
实验一:按图甲装置进行木炭还原氧化铜实验,测得反应过程中固体总质量随加热时间的变化如图乙所示;
实验二:另取木炭与氧化铜粉末混合均匀,置于隔绝空气的密闭容器中持续加强热,通过CO2传感器得到容器内CO2质量随反应时间的变化曲线如图丙所示。
A.N点时,试管①中的固体只有两种
B.M点时,试管②中导管口有气泡冒出,说明反应开始发生
C.实验一结束,先撤离导管,停止加热,立即将试管里的粉末倒出
D.t1−t2阶段密闭容器内CO2质量减少,是因为过量木炭与CO2发生反应生成了CO
6.(2026·江苏南通·一模)在图甲所示装置中,在烧瓶中充满CO2,通过注射器向烧瓶中分别加入等体积水和澄清石灰水,利用传感器得到的烧瓶内压强随时间变化曲线图如图乙所示。下列说法错误的是
A.分析曲线①可知,1体积的水约溶解1体积的CO2
B.分析图乙可知,等体积的水和澄清石灰水,吸收CO2较多的是澄清石灰水
C.刚开始压强增大是因为两个反应都能放出大量的热
D.曲线②对应的操作中,还能观察到有白色沉淀生成
7.(2025·河南新乡·二模)向少量氯化钙和稀盐酸的混合液中逐滴加入一定质量分数的碳酸钠溶液,采用pH传感器采集的实验数据如图所示。下列有关说法正确的是
A.a→b过程,溶液的酸性逐渐增强
B.b→c过程,溶液中无明显现象出现
C.c点时溶液中的溶质为氯化钠和碳酸钠
D.a→b→c过程,溶液中氯化钠的质量不断增加
8.(2026·广东深圳·一模)小组同学利用二氧化碳传感器和湿度传感器检测无水乙醇燃烧的产物,实验装置及图像如下图所示。下列说法正确的是
A.装置的气密性不会影响实验结果 B.气球的作用是收集CO2,防止其污染空气
C.实验说明乙醇燃烧生成了CO2和H2O D.由实验可知,乙醇由C、H、O三种元素组成
9.(2025·四川资阳·中考真题)向碳酸钙与盐酸反应后的废液中逐滴加入碳酸钠溶液,利用pH传感器记录实验数据,所得曲线如图所示,已知氯化钙溶液呈中性,下列说法错误的是
A.废液中含有CaCl2和HCl
B.a→b→c的过程中,先有气泡产生,后有沉淀生成
C.c点对应的溶液中所含溶质种类最少
D.b→c→d的过程中,随着Na2CO3溶液的加入,溶液中氯化钠的质量不断增加
10.(2026·山东滨州·一模)用图甲装置加热铜粉验证质量守恒定律,同时测得氧气的体积分数随时间的变化曲线如图乙。下列说法正确的是
A.甲中固体由黑色变为红色,气球先变大后变小
B.由图乙知,反应后锥形瓶内氧气的质量减少了
C.生成CuO的质量与反应前Cu和的质量和相等
D.CD段含量迅速减少,是因为铜粉与氧气反应,导致锥形瓶内氧气被大量消耗
11.(2025·宁夏银川·二模)电导率是衡量溶液导电能力的物理量。在相同条件下,离子浓度越大,电导率越大,溶液导电能力越强。将滴有酚酞的Ba(OH)2溶液均分为两份置于两个烧杯中并插入电导率传感器,往其中一份中滴加稀硫酸,另一份中滴加硫酸钠溶液,测得溶液电导率变化如图所示。则下列说正确的是
A.甲曲线对应的氢氧化钡与硫酸钠的反应
B.甲曲线上M点表示两种物质恰好完全反应
C.乙曲线电导率减小的过程中,溶液由红色变为无色
D.乙曲线对应的反应中,所有离子的数目均减少
12.(2025·陕西西安·三模)某兴趣小组的同学利用如图装置检验氧气的消耗,并通过传感器获得装置内O2含量随时间的变化关系。下列关于该实验的分析中,正确的个数是
①铜粉加热后,由砖红色变为黑色。
②氧气含量由20.99%减少至6.15%说明氧气和铜粉发生了反应。
③如果装置漏气,不影响实验结果。
④该实验中铜粉的量对于消耗氧气的含量无任何影响。
⑤称量加热前后固体的质量变化,可以证明加热过程中铜参与了反应。
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
13.(2025·吉林·一模)运用手持技术探究金属与酸的反应。向250mL的烧瓶内注入25mL某浓度的稀盐酸(足量),分别剪取相同长度和宽度的镁、铝、铜金属片,投入烧瓶中,迅速塞紧带有压强传感器的橡皮塞(见图1),开始采集数据,得到如图2所示的变化曲线。下列说法正确的是
A.曲线abc对应的金属活动性强弱为a>b>c
B.曲线c在0-100s段几乎没有上升,在这一时段没有发生化学反应
C.曲线b对应的金属比曲线c对应的金属产生气体的速度快,但最终质量少
D.曲线b在50s左右达到最高点后又略下降,延长横坐标,压强会恢复到起始压强
14.(2025·吉林长春·一模)室温条件下,借助传感器对稀NaOH溶液与稀盐酸的反应进行研究。三颈烧瓶中盛放溶液X,用恒压漏斗匀速滴加另一种溶液,并用磁力搅拌器不断搅拌。实验装置和测定结果如图。下列说法正确的是
A.X溶液能使石蕊试剂变蓝
B.0~40s溶液的酸性逐渐增强
C.60s时溶液中的溶质是NaCl和NaOH
D.M点表示反应使温度升高了21℃
15.(2025·河南驻马店·三模)为探究氢氧化钠溶液与稀硫酸的反应,将装置A注射器中的溶液逐滴滴入三颈烧瓶中,用传感器采集得pH变化曲线和温度变化曲线,如图B和图C,请回答:
(1)三颈烧瓶中溶液颜色变化的现象为___________。
(2)氢氧化钠与硫酸的反应属于___________(填“放热”或“吸热”)反应。
(3)该反应的微观实质是___________。
16.(2026·河南驻马店·模拟预测)采用数字化传感器改进实验(装置如图1所示),对不同质量比的CuO与C反应产生的气体进行数据采集()。
(1)实验前必须检查图1装置气密性,如何操作?
(2)分析图2,浓度下降的原因可能是什么?(用化学方程式表示)
(3)分析图3,可得出反应物的质量比与产生的CO含量的关系是什么?
17.(2025·福建漳州·模拟预测)牙膏的配料成分有酸碱度调节剂、摩擦剂、美白剂等,学习小组开展相关跨学科实践活动。
任务一:了解牙膏中的酸碱度调节剂
(1)食物残渣发酵产生的乳酸可使唾液的,使牙齿脱矿,需调节到中性环境才有利于健康。下列可作为牙膏酸碱度调节剂的是______(填字母)。
A.氯化钠 B.氢氧化钠 C.碳酸氢钠 D.铜粉
(2)用葡萄糖溶液漱口模拟进食,测定“进食后”口腔酸碱度变化如下图。相同条件下,龋齿患者比无龋人群在用餐后口腔酸性更______(填“强”或“弱”)。为了预防龋齿,可以在牙膏中加入含______(填写元素符号)物质。
任务二:了解牙膏中的摩擦剂
摩擦剂是牙膏中含量最多的成分,主要有碳酸钙、氢氧化铝、水合硅石等种类,能起到去污、磨光的作用。为探究摩擦剂的成分,设计如下实验:
实验方案
实验现象
实验结论
分别取1g不同品牌牙膏摩擦剂样品于试管中,向其中滴加过量稀盐酸。
现象①
摩擦剂是碳酸钙
无气泡冒出,固体溶解
摩擦剂是氢氧化铝
无气泡冒出,固体不溶解
摩擦剂是水合硅石
(3)现象①为______,反应的化学方程式是______。
(4)写出氢氧化铝与稀盐酸反应的化学方程式______,该反应______填(“属于”或“不属于”)中和反应。
任务三:了解牙膏中的美白剂
(5)过氧化钙可与乳酸反应生成,缓慢分解产生,可瓦解污渍起到美白作用。反应的化学方程式为______(写一个)。
(6)同学们模拟口腔物质与反应的原理,将加入到足量稀盐酸中(反应放热),并用传感器测得溶液中氧气浓度(图1)及溶液上方的二氧化碳含量变化曲线(图2)。
①在250s~750s时,溶液中氧气浓度略有降低,可能的原因是______。
②过氧化钙易与空气成分反应而变质。根据图2可知,变质后生成的物质可能为______(填一种即可),添加过氧化钙的美白牙膏日常保存的注意事项是______。
任务四:动手制作牙膏
(7)将碳酸氢钠、摩擦剂、美白剂、甘油、香料、水等按适当比例混合完成牙膏制作。还可以在牙膏中加入竹炭去除口腔异味,原因是竹炭具有______作用。
18.(2025·吉林·模拟预测)探究“二氧化碳与常见的碱溶液是否发生化学反应”。
[实验]与二氧化碳反应
(1)①观察到图1试管中没有明显现象;②观察到图2试管中的现象_______。
【提出问题】二氧化碳与氢氧化钠是否发生反应?
【设计实验】在老师的指导和帮助下,许多同学顺利地完成了自己设计的探究实验。
【作品一】雪碧“沸腾”实验
把静置至不再产生气泡的雪碧饮料放入烧瓶中,如图3组装好仪器。用注射器向右侧盛二氧化碳的烧瓶中迅速注入约10 mL 20%的氢氧化钠溶液,充分振荡,左侧盛雪碧的烧瓶保持不动,一段时间后,打开弹簧夹,观察现象。
实验现象:雪碧溶液中产生大量气泡,如水“沸腾”一般。
实验反思:
(2)“沸腾”现象说明雪碧中二氧化碳气体的溶解度受_______的影响。
【作品二】数字化实验
(3)如图4所示,将电脑、数字化实验中压强传感器通过真空橡胶管与盛有250 mL二氧化碳的平底烧瓶相连,分两次实验,第一次迅速注入80 mL的蒸馏水,第二次迅速注入_______mL的40%的氢氧化钠溶液,观察两次实验压强变化图像。
实验现象:向二氧化碳中加入蒸馏水后,压强的终点值94.79 kPa与初始值(94.88 kPa)比较,几乎不变。
实验反思:
(4)①通过实验分析,常温常压下1体积的水约能溶解_______体积的二氧化碳。
②通过图4中数据对比分析判断二氧化碳与氢氧化钠反应的依据是_______。
【作品三】产物转化法实验
(5)我们可以通过验证有新物质生成,从而证明反应发生,请你设计一个实验证明二氧化碳与氢氧化钠发生了化学反应,写出实验操作和实验现象_______。
19.(2026·湖北孝感·一模)同学们在实验室帮助老师清理实验用品时,发现了铝片、铜片、铁片,于是对这三种金属展开了一系列探究活动。
活动一:比较硬度
(1)将铝片和铁片相互刻画,铝片表面有明显划痕,铁片表面无明显划痕,得出铝的硬度________(填“大于”或“小于”)铁。
活动二:制作书签
将三种金属片依次按照图1所示过程进行操作(石蜡不与所滴加试剂反应),沿图案凹槽滴入试剂。
(2)同学们用胶头滴管滴入硝酸银()溶液,三种金属片上均显现出图案,写出其中一个反应的化学方程式________。
(3)若选用一种金属化合物的溶液验证铝、铜、铁三种金属的活泼性,该试剂可为________。
活动三:定量探究铁锈蚀过程中的压强变化
同学们在课堂上已定性探究了铁生锈过程,现用压强传感器定量探究铁生锈过程。实验如图2所示,并采集数据绘制成如图3所示的曲线。
(4)通过图像分析:同学们知道了铁生锈是________(填“放热”或“吸热”)反应,c点压强小于a点压强的原因是________。
(5)防止铁质书签生锈的方法是________。
20.(2026·安徽·模拟预测)为深度学习酸、碱、盐的有关知识,某化学兴趣小组开展了下列探究活动。
(1)探究中和反应。
实验开始后将注射器内的液体缓慢地全部注入烧瓶内,用pH传感器测得烧瓶内溶液的pH变化如图所示。
①烧瓶内发生反应的微观实质是___________。
②图中c点所示溶液中所含溶质是___________(填化学式)。
(2)探究碱的性质。
氢氧化钠溶液露置于空气中容易变质,发生反应的化学方程式为___________。
【查阅资料】
Ⅰ.氯化钙溶液呈中性。
Ⅱ.氯化钙溶液能与碳酸钠溶液反应,化学方程式为CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl。
为探究久置氢氧化钠溶液的变质程度,进行了如下实验:
【实验报告】
实验步骤
实验现象
实验结论
①取少量该溶液于试管中,向溶液中滴加过量的氯化钙溶液,充分反应
有___________生成
说明原溶液中一定有Na2CO3
②取步骤①试管中的少量上层清液,滴加无色酚酞试液
溶液变红色
说明原溶液中一定有___________
【实验结论】氢氧化钠溶液___________(选填“部分”或“全部”)变质。
【拓展延伸】化学兴趣小组同时查阅资料研究得知一氧化碳还原氧化铁的固体产物的成分与反应温度、反应时间等因素有关。实验过程中固体产物可能有四氧化三铁、氧化亚铁、铁。同学们利用SDTQ热分析仪对CO与Fe2O3进行热反应测定,并利用所得数据绘制成固体质量与反应温度的关系曲线如图所示。
请根据图象分析回答下列问题。
(3)温度控制在200℃~400℃范围时,固体质量没有发生变化,原因是___________。
(4)500℃~600℃时残留固体的成分是Fe3O4。写出固体质量由48.0g变为46.4g时的化学反应方程式:___________。
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本讲义包含:考点解析→题型演练
专题06 数字化实验
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考点解析→题型演练(20题)
考点解析
一、数字化实验题型特点
题目常以某一反应或实验过程中气体的含量、气体的压强、溶液的pH、溶液的温度等随时间的变化曲线为切入点,利用传感仪导出的数据建立坐标,使实验现象数字化、图像化、可视化,从而将化学实验过程中的微变化从定性描述升华到定量分析。
数字化实验是由“传感器+数据采集器+计算机(含软件)”构成的,能够定量采集数据,并以图表、曲线的形式呈现的新型实验技术。初中化学常通过浓度传感器、压强传感器、温度传感器、pH传感器、电导率传感器等,对化学反应过程中的压强变化、温度变化、pH变化等进行化学实验的定性和定量分析。
二、常见的各类传感器
气体压强传感器
温度升高或气体增多,压强变大;
温度传感器
溶解时温度变化或化学反应中温度变化;
浓度(质量)传感器
物质含量减小的是反应物,物质含量增大的是生成物;
pH传感器
稀释或化学反应造成酸碱度变化。
电导率传感器
相同条件下,电导率与离子浓度(单位体积内的离子数)呈正比,即一定体积的溶液中,离子数目越多,其离子浓度越大,导电性越强,电导率越大。
三、压强数字化实验
1、化学实验中的气压变化
思路分析
中考怎么考
2、常见装置
装置内外产生了气压差时,气体或液体总是向着气压小(填“气压大”或“气压小”)的方向运动。
3、知识储备
气压增大
生成气体
氢前金属 + 酸
碳酸盐 + 酸
H2O2溶液和MnO2混合制氧气
碳酸分解
电解水
放热
浓H2SO4遇水、固体NaOH遇水
中和反应
CaO与水反应
金属与酸反应
气压减小
消耗气体
P和O2反应
金属和O2反应
CO2 与碱溶液反应
CO2、NH3、HCl、SO2等溶于水
吸热
NH4NO3溶于水
吸附
木炭、活性炭
题型演练
1.(2025·福建泉州·一模)为探究锌与不同浓度硫酸溶液的反应速率,小组同学用图甲装置进行控制变量实验,利用压强传感器测得的数据如图乙所示。下列说法错误的是
A.捂热锥形瓶,测得传感器数据显著增大,说明装置气密性良好
B.相同时间内,30%硫酸溶液产生的气体比20%硫酸溶液多
C.由实验数据可知,锌与50%硫酸溶液反应几乎无气体产生
D.相同条件下,硫酸溶液的浓度越大,产生气体速率不一定越快
【答案】B
【详解】A、捂热锥形瓶,瓶中的气体受热膨胀,测得传感器数据显著增大,说明瓶中的气体没有泄露,证明装置气密性良好,选项正确;
B、由图可知,开始阶段,相同时间内,30%硫酸溶液产生的气体比20%硫酸溶液少,选项错误;
C、由图可知,锌与50%硫酸溶液混合后,气体的压强不变,几乎无气体产生,选项正确;
D、由图可知,开始阶段,相同时间内,30%硫酸溶液产生的气体比20%硫酸溶液少,即相同条件下,硫酸溶液的浓度越大,产生气体速率不一定越快,选项正确,故选B。
2.(2024·新疆·中考真题)用数字传感器探究稀盐酸与稀氢氧化钠溶液反应过程中温度和的变化,测定结果如图所示。下列说法正确的是
A.该反应为吸热反应
B.反应过程中,溶液的酸性逐渐增强
C.该实验是向稀氢氧化钠溶液中加入稀盐酸
D.时,稀盐酸与稀氢氧化钠溶液恰好完全反应
【答案】D
【详解】A、根据图像可知,反应过程中温度升高,说明该反应为放热反应,错误;
B、根据图像可知,pH 逐渐增大,说明溶液的碱性逐渐增强,错误;
C、根据图像可知,反应过程中,pH 是从小于 7 逐渐增大到大于 7,盐酸pH<7,氢氧化钠pH>7,说明该实验是向稀盐酸中加入稀氢氧化钠溶液,错误;
D、根据图像可知,45s 时,pH 等于 7,表示稀盐酸与稀氢氧化钠溶液恰好完全反应,正确。
故选D。
3.(2025·云南昆明·三模)为测定呼出气体成分的含量,兴趣小组的同学把氧气浓度、二氧化碳浓度和湿度传感器探头放入有少量空气的保鲜袋中,打开仪器开始采集数据,然后向袋内呼出气体。采集的数据如下图所示,纵坐标为某一气体体积分数(%),横坐标为时间(s)。下列说法错误的是
A.吹气后保鲜袋中二氧化碳含量低于空气中二氧化碳含量
B.能说明人体呼吸作用后气体中仍然含有氧气的是Z
C.实验中没有进行数据采集的其余气体的主要成分为氮气
D.曲线Y在50s后体积分数减小,原因可能是水蒸气冷凝为液态水
【答案】A
【详解】A、空气中二氧化碳的含量约在0.036%,吹气后,保鲜袋二氧化碳的含量为3.67%,高于空气中二氧化碳的含量,符合题意;
B、氧气约占空气体积的21%,开始时空气中气体的体积分数测量值20.77%,接近21%,呼气后该气体含量逐渐降低,最后保持17.17%,说明人体呼吸作用后气体中仍然含有氧气的是Z,不符合题意;
C、在实验中X的体积分数为3.67%,Y的体积分数为2.5%,Z的体积分数为17.17%,没有采集数据的其余气体的总体积分数100%-3.67%-2.5%-17.17%=76.66%,空气中氮气的体积分数为78%,呼出气体中水蒸气含量增高,所以氮气和其他气体含量降低,所以没采集的其余气体的主要成分为氮气,不符合题意;
D、呼出气体中含有水蒸气,水蒸气遇冷凝结成水,体积分数减小,不符合题意。
故选A。
4.(2025·云南昆明·三模)将生锈的铁钉放入盛有稀盐酸的密闭容器中,用压强传感器测得容器内气体压强和反应时间的变化曲线如图所示,下列说法正确的是
A.ab段有氢气生成
B.bc段反应的化学方程式主要为:
C.d点对应的溶液一定是无色的
D.e点温度等于a点温度
【答案】D
【详解】A、生锈的铁钉表面覆盖有铁锈,铁锈的主要成分是氧化铁,氧化铁与稀盐酸反应生成氯化铁和水,没有气体生成,如果密闭容器中只发生该反应,容器中的压强无明显变化,图中ab段压强基本不变,因此该段主要发生氧化铁与稀盐酸反应,没有氢气生成,说法错误;
B、锈铁钉表面覆盖的铁锈被反应后,铁钉中的铁与稀盐酸接触反应生成氯化亚铁和氢气,有气体生成,密闭容器中的压强增大,图中bc段压强不断增大,因此该段发生的是铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,化学方程式为:,说法错误;
C、氧化铁与稀盐酸反应生成的氯化铁呈黄色,铁与盐酸反应生成的FeCl2溶液呈浅绿色,因此d点的溶液一定不是无色的,说法错误;
D、c点已处于最高点,压强不再增大,说明铁与盐酸的反应已停止,cd段压强下降,反应完全后,随着热量的散失,容器内气体温度降低,体积缩小,导致气体压强减小,e点压强和d点相同,说明此时温度已为室温,a点为反应刚开始发生,a点温度也为室温,故e点温度等于a点温度,说法正确。
故选D。
5.(2025·湖南湘潭·一模)下列是关于木炭还原氧化铜的两组实验,结合实验装置与对应数据图像,分析判断正确的是
实验一:按图甲装置进行木炭还原氧化铜实验,测得反应过程中固体总质量随加热时间的变化如图乙所示;
实验二:另取木炭与氧化铜粉末混合均匀,置于隔绝空气的密闭容器中持续加强热,通过CO2传感器得到容器内CO2质量随反应时间的变化曲线如图丙所示。
A.N点时,试管①中的固体只有两种
B.M点时,试管②中导管口有气泡冒出,说明反应开始发生
C.实验一结束,先撤离导管,停止加热,立即将试管里的粉末倒出
D.t1−t2阶段密闭容器内CO2质量减少,是因为过量木炭与CO2发生反应生成了CO
【答案】D
【详解】A、实验一中,木炭还原氧化铜的反应为:。根据图乙可知,N点是反应过程中的某一点,并非终点。反应中可能存在未完全反应的 CuO、C,以及生成的Cu,因此固体可能有三种 (CuO、C、Cu),并非只有两种,A错误。
B、实验一中,M点时固体总质量开始减少,说明反应开始发生。但在反应开始前,加热装置会导致试管①中空气受热膨胀,从试管②的导管口冒出气泡,因此不能仅根据有气泡冒出就判断反应已经开始,B错误。
C、实验一结束后,立即倒出粉末会导致灼热的铜接触空气,发生,使铜重新氧化为黑色氧化铜,无法得到红色铜。正确操作是先撤导管,停止加热,冷却后再倒出粉末,C错误。
D、实验二中,t1~t2阶段CO2质量减少,是因为过量木炭与CO2在高温下发生反应:,消耗了CO2,生成CO,D正确。
故选D。
6.(2026·江苏南通·一模)在图甲所示装置中,在烧瓶中充满CO2,通过注射器向烧瓶中分别加入等体积水和澄清石灰水,利用传感器得到的烧瓶内压强随时间变化曲线图如图乙所示。下列说法错误的是
A.分析曲线①可知,1体积的水约溶解1体积的CO2
B.分析图乙可知,等体积的水和澄清石灰水,吸收CO2较多的是澄清石灰水
C.刚开始压强增大是因为两个反应都能放出大量的热
D.曲线②对应的操作中,还能观察到有白色沉淀生成
【答案】C
【详解】A、曲线①中的气压最终恢复原状,说明1体积的水约溶解1体积的CO2,正确;
B、曲线①中的气压最终恢复原状,曲线②中的气压最终接近0,说明同体积水和澄清石灰水,吸收CO2较多的是澄清石灰水,正确;
C、开始时,压强增大是因为注入液体使瓶内气体压缩,并非因为反应放出大量的热,错误;
D、CO2与澄清石灰水反应生成CaCO3沉淀和水,所以曲线②所示的实验中,还能观察到生成白色沉淀的现象,正确。
故选C。
7.(2025·河南新乡·二模)向少量氯化钙和稀盐酸的混合液中逐滴加入一定质量分数的碳酸钠溶液,采用pH传感器采集的实验数据如图所示。下列有关说法正确的是
A.a→b过程,溶液的酸性逐渐增强
B.b→c过程,溶液中无明显现象出现
C.c点时溶液中的溶质为氯化钠和碳酸钠
D.a→b→c过程,溶液中氯化钠的质量不断增加
【答案】D
【详解】A、向少量氯化钙和稀盐酸的混合液中逐滴加入一定质量分数的碳酸钠溶液,由图像可知,pH先增大到等于7,说明先发生的是盐酸和碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳,则a→b过程,溶液的酸性逐渐减弱,故选项说法错误。
B、b→c是氯化钙和碳酸钠反应生成氯化钠和碳酸钙,生成氯化钠,溶液pH保持不变,,溶液可以看到有白色沉淀产生,故选项说法错误。
C、如图,c点至d点pH升高说明此时碳酸钠过量显碱性,因此c点时碳酸钠和氯化钙恰好完全反应,溶液中的溶质为氯化钠,故选项说法错误。
D、a→b过程,碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠,氯化钠质量增加;b→c过程,氯化钙与碳酸钠反应也生成氯化钠,氯化钠质量继续增加,故选项说法正确;
故选D。
8.(2026·广东深圳·一模)小组同学利用二氧化碳传感器和湿度传感器检测无水乙醇燃烧的产物,实验装置及图像如下图所示。下列说法正确的是
A.装置的气密性不会影响实验结果 B.气球的作用是收集CO2,防止其污染空气
C.实验说明乙醇燃烧生成了CO2和H2O D.由实验可知,乙醇由C、H、O三种元素组成
【答案】C
【详解】A. 若装置气密性不佳,反应生成的二氧化碳和水蒸气会逸出,导致传感器检测数据不准确,会影响实验结果,故说法错误;
B. 二氧化碳不属于空气污染物,气球的作用是调节装置内压强,避免燃烧放热导致装置内压强过大损坏仪器,故说法错误;
C. 实验后二氧化碳浓度和相对湿度均明显升高,说明乙醇燃烧生成了和,故说法正确;
D. 乙醇燃烧有氧气参与反应,根据质量守恒定律,仅能确定乙醇一定含C、H元素,无法确定是否含有O元素,故说法错误。
故选C。
9.(2025·四川资阳·中考真题)向碳酸钙与盐酸反应后的废液中逐滴加入碳酸钠溶液,利用pH传感器记录实验数据,所得曲线如图所示,已知氯化钙溶液呈中性,下列说法错误的是
A.废液中含有CaCl2和HCl
B.a→b→c的过程中,先有气泡产生,后有沉淀生成
C.c点对应的溶液中所含溶质种类最少
D.b→c→d的过程中,随着Na2CO3溶液的加入,溶液中氯化钠的质量不断增加
【答案】D
【详解】A、碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,由图像可知废液显酸性,所以废液中有氯化钙和,说法正确;
B、滴加的碳酸钠先与盐酸反应,生成氯化钠、水和二氧化碳,a→b的反应现象为有气泡产生,到b点盐酸恰好反应,氯化钠和氯化钙溶液呈中性,然后继续滴加碳酸钠溶液,碳酸钠会与氯化钙反应,生成碳酸钙沉淀和氯化钠,到c点氯化钙恰好完全反应,先有气泡产生,后有沉淀生成的说法正确;
C、a→b碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠,水和二氧化碳,溶液中溶质为氯化钙、氯化钠,,b点恰好反应,溶液中的溶质为氯化钠、氯化钙; b→c氯化钙与碳酸钠反应,生成氯化钠和碳酸钙沉淀,c点氯化钙反应恰好结束,都转化成了氯化钠和碳酸钙沉淀,所以c点溶液中的溶质只有氯化钠,所含溶质种类最少,说法正确;
D、b→c的过程中,由于氯化钙和滴加的碳酸钠反应生成的氯化钠,氯化钠的质量不断增加;c→d的过程中,c点氯化钙已经完全和碳酸钠反应,c点以后继续滴加碳酸钠溶液,碳酸钠溶液过量,碳酸钠溶液显碱性,pH大于7,且不断增大,因为不再有氯化钠生成,溶液中的氯化钠质量不断增加的说法错误。
故选D。
10.(2026·山东滨州·一模)用图甲装置加热铜粉验证质量守恒定律,同时测得氧气的体积分数随时间的变化曲线如图乙。下列说法正确的是
A.甲中固体由黑色变为红色,气球先变大后变小
B.由图乙知,反应后锥形瓶内氧气的质量减少了
C.生成CuO的质量与反应前Cu和的质量和相等
D.CD段含量迅速减少,是因为铜粉与氧气反应,导致锥形瓶内氧气被大量消耗
【答案】D
【详解】A、甲中铜与空气中的氧气在加热的条件下反应生成氧化铜,固体由红色变为黑色,该实验中加热过程中温度升高,装置内气体受热膨胀,压强增大,气球变大,待完全反应冷却至室温后,由于消耗了氧气,装置内压强减小,气球又变小,故气球先变大后变小,不符合题意;
B、由图乙可知,反应后锥形瓶内氧气的体积分数减少了20.99%-6.15%=14.84%,不是氧气的质量减少了14.84 %,不符合题意;
C、根据质量守恒定律,参加反应的铜的质量与参加反应的氧气的质量和等于生成氧化铜的质量,反应前的铜和氧气不一定完全反应,故生成氧化铜的质量与反应前铜和氧气的质量和不一定相等,不符合题意;
D、CD段含量迅速减少,是因为铜粉与氧气反应生成了氧化铜,导致锥形瓶内氧气被大量消耗,符合题意。
故选D。
11.(2025·宁夏银川·二模)电导率是衡量溶液导电能力的物理量。在相同条件下,离子浓度越大,电导率越大,溶液导电能力越强。将滴有酚酞的Ba(OH)2溶液均分为两份置于两个烧杯中并插入电导率传感器,往其中一份中滴加稀硫酸,另一份中滴加硫酸钠溶液,测得溶液电导率变化如图所示。则下列说正确的是
A.甲曲线对应的氢氧化钡与硫酸钠的反应
B.甲曲线上M点表示两种物质恰好完全反应
C.乙曲线电导率减小的过程中,溶液由红色变为无色
D.乙曲线对应的反应中,所有离子的数目均减少
【答案】B
【详解】根据Ba( OH)2溶液与稀硫酸反应生成硫酸钡沉淀和水,与硫酸钠溶液反应生成硫酸钡沉淀和氢氧化钠,进行分析判断。
A 、甲曲线中,电导率能够减小到0,是因为氢氧化钡和稀硫酸恰好完全反应时生成硫酸钡沉淀和水,因此甲对应的是氢氧化钡与稀硫酸反应,该选项说法不正确;
B 、甲曲线上的 M 点代表氢氧化钡和稀硫酸恰好完全反应,该选项说法正确;
C 、乙曲线是氢氧化钡和硫酸钠反应生成硫酸钡沉淀和氢氧化钠,电导率减小过程中,溶液显碱性,仍然是红色,该选项说法不正确;
D 、乙曲线是氢氧化钡和硫酸钠反应生成硫酸钡沉淀和氢氧化钠,过程中钡离子、硫酸根离子数目减少,氢氧根离子和钠离子数目没有减少,该选项说法不正确。
故选B。
12.(2025·陕西西安·三模)某兴趣小组的同学利用如图装置检验氧气的消耗,并通过传感器获得装置内O2含量随时间的变化关系。下列关于该实验的分析中,正确的个数是
①铜粉加热后,由砖红色变为黑色。
②氧气含量由20.99%减少至6.15%说明氧气和铜粉发生了反应。
③如果装置漏气,不影响实验结果。
④该实验中铜粉的量对于消耗氧气的含量无任何影响。
⑤称量加热前后固体的质量变化,可以证明加热过程中铜参与了反应。
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】C
【详解】①铜粉加热后,铜和氧气加热生成氧化铜,可观察到由砖红色变为黑色,正确;
②根据图像,氧气含量由20.99%减少至6.15%,说明氧气和铜粉发生了反应,正确;
③如果装置漏气,外界的空气会进入装置,会影响实验结果,错误;
④该实验中若铜粉的量不足,则不能完全消耗氧气,对于消耗氧气的含量有影响,错误;
⑤称量加热前后固体的质量变化,反应后固体质量增加,可以证明加热过程中铜参与了反应,正确;
①②⑤正确,故选C。
13.(2025·吉林·一模)运用手持技术探究金属与酸的反应。向250mL的烧瓶内注入25mL某浓度的稀盐酸(足量),分别剪取相同长度和宽度的镁、铝、铜金属片,投入烧瓶中,迅速塞紧带有压强传感器的橡皮塞(见图1),开始采集数据,得到如图2所示的变化曲线。下列说法正确的是
A.曲线abc对应的金属活动性强弱为a>b>c
B.曲线c在0-100s段几乎没有上升,在这一时段没有发生化学反应
C.曲线b对应的金属比曲线c对应的金属产生气体的速度快,但最终质量少
D.曲线b在50s左右达到最高点后又略下降,延长横坐标,压强会恢复到起始压强
【答案】C
【详解】由于金属活动性顺序:镁>铝>(氢)>铜,则镁和盐酸反应最快,b表示镁,铜不和盐酸反应,则a为铜,c为铝,铝表面有氧化铝薄膜,则刚开始为氧化铝和盐酸的反应,待氧化铝完全反应后,铝才和盐酸反应。
5A、结合分析可知,金属活动性强弱:b>c>a,该选项说法不正确;
B、结合分析可知,曲线c在0-100s段几乎没有上升,是因为氧化铝和盐酸反应生成氯化铝和水,没有气体产生,压强几乎不变,该选项说法不正确;
C、曲线b表示镁,曲线c表示铝,由于镁比铝活泼,则曲线b对应的金属比曲线c对应的金属产生气体的速度快,又由于、,则等质量的镁和铝反应时,铝产生氢气较多,该选项说法正确;
D、曲线b在50s左右达到最高点后又略下降,是因为温度降低,但不会恢复到起始压强,该选项说法不正确。
故选C。
14.(2025·吉林长春·一模)室温条件下,借助传感器对稀NaOH溶液与稀盐酸的反应进行研究。三颈烧瓶中盛放溶液X,用恒压漏斗匀速滴加另一种溶液,并用磁力搅拌器不断搅拌。实验装置和测定结果如图。下列说法正确的是
A.X溶液能使石蕊试剂变蓝
B.0~40s溶液的酸性逐渐增强
C.60s时溶液中的溶质是NaCl和NaOH
D.M点表示反应使温度升高了21℃
【答案】C
【详解】A、由pH变化图可知,初始时溶液的pH小于7,即说明该实验是将稀NaOH溶液滴加到稀盐酸中,则X溶液为稀盐酸,稀盐酸显酸性,能是石蕊试剂变红,故A错误;
B、由pH变化图可知,0~40s溶液的pH逐渐增大,说明溶液的碱性增强,酸性减弱,故B错误;
C、氢氧化钠与稀盐酸反应生成氯化钠和水,由pH变化图可知,60s时溶液的pH>7,溶液显碱性,则溶液中的溶质为氯化钠、氢氧化钠,故C正确;
D、由温度变化图可知,反应前溶液的温度为20.5℃,则M点表示反应使溶液温度升高到了21℃,故D错误。
故选C。
15.(2025·河南驻马店·三模)为探究氢氧化钠溶液与稀硫酸的反应,将装置A注射器中的溶液逐滴滴入三颈烧瓶中,用传感器采集得pH变化曲线和温度变化曲线,如图B和图C,请回答:
(1)三颈烧瓶中溶液颜色变化的现象为___________。
(2)氢氧化钠与硫酸的反应属于___________(填“放热”或“吸热”)反应。
(3)该反应的微观实质是___________。
【答案】
(1)由蓝色先变为紫色,最终变为红色
(2)放热
(3)氢离子与氢氧根离子结合生成水分子
【详解】(1)根据变化曲线图可知,三颈烧瓶中盛放的是氢氧化钠溶液,石蕊在碱性溶液中呈蓝色,滴加稀硫酸后,溶液由碱性先变为中性,此时溶液呈紫色,最终变为酸性,此时溶液呈红色;
(2)根据温度变化曲线图可知,氢氧化钠与硫酸发生的反应为放热反应;
(3)氢氧化钠与硫酸发生的反应实质为中和反应,其微观实质是氢离子与氢氧根离子结合生成水分子。
16.(2026·河南驻马店·模拟预测)采用数字化传感器改进实验(装置如图1所示),对不同质量比的CuO与C反应产生的气体进行数据采集()。
(1)实验前必须检查图1装置气密性,如何操作?
(2)分析图2,浓度下降的原因可能是什么?(用化学方程式表示)
(3)分析图3,可得出反应物的质量比与产生的CO含量的关系是什么?
【答案】
(1)连接装置,微热试管,气球膨胀,停止加热冷却后,气球恢复原状,说明装置不漏气
(2)
(3)反应物的质量比(氧化铜:碳)越大,产生的CO含量越小
【详解】(1)检查图1装置的气密性的操作方法是:连接装置,微热试管,气球膨胀,停止加热冷却后,气球恢复原状,说明装置不漏气。
(2)由图像2可知,反应中先生成CO2,CO2达到最大值后,随着CO2的减少,CO逐渐增多,是CO2和C在高温条件下反应生成了CO,化学方程式为:。
(3)由图像3可知,反应物的质量比与产生的CO含量的关系是,随着反应物的质量比(氧化铜:碳)的增大,CO的体积分数逐渐减少。
17.(2025·福建漳州·模拟预测)牙膏的配料成分有酸碱度调节剂、摩擦剂、美白剂等,学习小组开展相关跨学科实践活动。
任务一:了解牙膏中的酸碱度调节剂
(1)食物残渣发酵产生的乳酸可使唾液的,使牙齿脱矿,需调节到中性环境才有利于健康。下列可作为牙膏酸碱度调节剂的是______(填字母)。
A.氯化钠 B.氢氧化钠 C.碳酸氢钠 D.铜粉
(2)用葡萄糖溶液漱口模拟进食,测定“进食后”口腔酸碱度变化如下图。相同条件下,龋齿患者比无龋人群在用餐后口腔酸性更______(填“强”或“弱”)。为了预防龋齿,可以在牙膏中加入含______(填写元素符号)物质。
任务二:了解牙膏中的摩擦剂
摩擦剂是牙膏中含量最多的成分,主要有碳酸钙、氢氧化铝、水合硅石等种类,能起到去污、磨光的作用。为探究摩擦剂的成分,设计如下实验:
实验方案
实验现象
实验结论
分别取1g不同品牌牙膏摩擦剂样品于试管中,向其中滴加过量稀盐酸。
现象①
摩擦剂是碳酸钙
无气泡冒出,固体溶解
摩擦剂是氢氧化铝
无气泡冒出,固体不溶解
摩擦剂是水合硅石
(3)现象①为______,反应的化学方程式是______。
(4)写出氢氧化铝与稀盐酸反应的化学方程式______,该反应______填(“属于”或“不属于”)中和反应。
任务三:了解牙膏中的美白剂
(5)过氧化钙可与乳酸反应生成,缓慢分解产生,可瓦解污渍起到美白作用。反应的化学方程式为______(写一个)。
(6)同学们模拟口腔物质与反应的原理,将加入到足量稀盐酸中(反应放热),并用传感器测得溶液中氧气浓度(图1)及溶液上方的二氧化碳含量变化曲线(图2)。
①在250s~750s时,溶液中氧气浓度略有降低,可能的原因是______。
②过氧化钙易与空气成分反应而变质。根据图2可知,变质后生成的物质可能为______(填一种即可),添加过氧化钙的美白牙膏日常保存的注意事项是______。
任务四:动手制作牙膏
(7)将碳酸氢钠、摩擦剂、美白剂、甘油、香料、水等按适当比例混合完成牙膏制作。还可以在牙膏中加入竹炭去除口腔异味,原因是竹炭具有______作用。
【答案】
(1)C
(2)强 F
(3)有气泡冒出,固体溶解
(4) 属于
(5)
(6)温度升高,气体的溶解度减小,过氧化钙与盐酸反应放热,使氧气溶解度下降 碳酸钙或碳酸氢钙 密封保存(合理即可)
(7)吸附
【详解】(1)乳酸可能使唾液的 pH <5.5显酸性,所以牙膏中需添加显碱性的调节剂来中和乳酸; A .氯化钠显中性,此选项错误; B .氢氧化钠显碱性,但氢氧化钠的碱性太强,不适合做牙膏中的酸碱度调节剂,此选项错误; C .碳酸氢钠显弱碱性,可以做牙膏中的酸碱度调节剂,此选项正确; D .铜粉属于氢后金属,不与酸反应,此选项错误;故选 C 。
(2) pH 越小,酸性越强,由图可知,在相同条件下,龋齿患者用餐后口腔 pH 值更低,环境酸性更强,故填:强;氟主要存在于骨骼与牙齿中,缺氟易产生龋齿,因此可以在牙膏中加入含氟物质,故填F;
(3)碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,因此现象为:有气泡冒出,固体溶解;化学方程式为,故填:有气泡冒出,固体溶解;化学方程式为
(4)氢氧化铝与盐酸反应生成氯化铝和水,化学方程式为:;中和反应:酸与碱反应生成盐和水的反应,氢氧化铝与盐酸反应生成氯化铝和水,符合中和反应概念,因此该反应属于中和反应,故填:;属于;
(5)过氧化氢分解生成氧气和水,化学方程式为;故填:
(6)①在250s~750s时,溶液中氧气浓度略有降低,可能的原因是:气体的溶解度随温度的升高而降低,过氧化钙与盐酸反应放热,使氧气的溶解度降低;②由图2中二氧化碳的体积分数可知,过氧化钙易与空气中的二氧化碳反应,同时空气中还有水可能参与反应,反应前过氧化钙中有钙元素和氧元素,二氧化碳中有碳元素,空气中还有水可能参加反应,含有氢元素,根据质量守恒定律化学反应前后元素的种类不变,变质产物中含有钙元素、碳元素、氧元素,可能有氢元素,推测是碳酸钙或碳酸氢钙;③过氧化钙易于空气中的物质反应,因此添加过氧化钙的美白牙膏日常保存注意事项是,密封保存,故填:温度升高,气体的溶解度减小,过氧化钙与盐酸反应放热,使氧气溶解度下降;碳酸钙或碳酸氢钙;密封保存(合理即可)。
(7)加入竹炭去除口腔中的异味,说明竹炭具有吸附性,起吸附作用,故填:吸附;
18.(2025·吉林·模拟预测)探究“二氧化碳与常见的碱溶液是否发生化学反应”。
[实验]与二氧化碳反应
(1)①观察到图1试管中没有明显现象;②观察到图2试管中的现象_______。
【提出问题】二氧化碳与氢氧化钠是否发生反应?
【设计实验】在老师的指导和帮助下,许多同学顺利地完成了自己设计的探究实验。
【作品一】雪碧“沸腾”实验
把静置至不再产生气泡的雪碧饮料放入烧瓶中,如图3组装好仪器。用注射器向右侧盛二氧化碳的烧瓶中迅速注入约10 mL 20%的氢氧化钠溶液,充分振荡,左侧盛雪碧的烧瓶保持不动,一段时间后,打开弹簧夹,观察现象。
实验现象:雪碧溶液中产生大量气泡,如水“沸腾”一般。
实验反思:
(2)“沸腾”现象说明雪碧中二氧化碳气体的溶解度受_______的影响。
【作品二】数字化实验
(3)如图4所示,将电脑、数字化实验中压强传感器通过真空橡胶管与盛有250 mL二氧化碳的平底烧瓶相连,分两次实验,第一次迅速注入80 mL的蒸馏水,第二次迅速注入_______mL的40%的氢氧化钠溶液,观察两次实验压强变化图像。
实验现象:向二氧化碳中加入蒸馏水后,压强的终点值94.79 kPa与初始值(94.88 kPa)比较,几乎不变。
实验反思:
(4)①通过实验分析,常温常压下1体积的水约能溶解_______体积的二氧化碳。
②通过图4中数据对比分析判断二氧化碳与氢氧化钠反应的依据是_______。
【作品三】产物转化法实验
(5)我们可以通过验证有新物质生成,从而证明反应发生,请你设计一个实验证明二氧化碳与氢氧化钠发生了化学反应,写出实验操作和实验现象_______。
【答案】
(1)澄清石灰水变浑浊
(2)压强
(3)80
(4)1 注入氢氧化钠溶液后,压强比注入等体积蒸馏水后的压强减小得更多
(5)取少量反应后的溶液于试管中,滴加足量稀盐酸,有气泡产生
【详解】(1)呼出气体中含二氧化碳,二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,所以图2试管中澄清石灰水变浑浊;
(2)右侧烧瓶中二氧化碳与氢氧化钠反应,压强减小,打开弹簧夹后,左侧烧瓶压强也减小,产生 “沸腾” 现象,说明雪碧中二氧化碳气体的溶解度受压强影响,压强越小,二氧化碳气体的溶解度越小;
(3)为了进行对比实验,根据控制变量法,第二次注入的氢氧化钠溶液体积应与第一次注入的蒸馏水体积相同,即 80mL;
(4)①向二氧化碳中加入蒸馏水后,压强几乎不变,说明溶解的二氧化碳体积与加入的水的体积近似相等,即常温常压下1体积的水约能溶解1体积的二氧化碳。
②注入氢氧化钠溶液后,压强比注入等体积蒸馏水后压强减小得更多,说明二氧化碳与氢氧化钠反应,消耗更多二氧化碳,使压强减小更明显。
(5)二氧化碳与氢氧化钠发生的反应是,可以通过验证生成Na2CO3来证明反应发生,取少量反应后的溶液于试管中,滴加足量稀盐酸,有气泡产生(即发生反应;或取少量反应后的溶液于试管中,滴加适量氯化钡溶液,有白色沉淀产生(即发生反应)。
19.(2026·湖北孝感·一模)同学们在实验室帮助老师清理实验用品时,发现了铝片、铜片、铁片,于是对这三种金属展开了一系列探究活动。
活动一:比较硬度
(1)将铝片和铁片相互刻画,铝片表面有明显划痕,铁片表面无明显划痕,得出铝的硬度________(填“大于”或“小于”)铁。
活动二:制作书签
将三种金属片依次按照图1所示过程进行操作(石蜡不与所滴加试剂反应),沿图案凹槽滴入试剂。
(2)同学们用胶头滴管滴入硝酸银()溶液,三种金属片上均显现出图案,写出其中一个反应的化学方程式________。
(3)若选用一种金属化合物的溶液验证铝、铜、铁三种金属的活泼性,该试剂可为________。
活动三:定量探究铁锈蚀过程中的压强变化
同学们在课堂上已定性探究了铁生锈过程,现用压强传感器定量探究铁生锈过程。实验如图2所示,并采集数据绘制成如图3所示的曲线。
(4)通过图像分析:同学们知道了铁生锈是________(填“放热”或“吸热”)反应,c点压强小于a点压强的原因是________。
(5)防止铁质书签生锈的方法是________。
【答案】
(1)小于
(2)//
(3)硫酸亚铁溶液
(4)放热 铁生锈持续消耗装置内的氧气,温度也逐渐恢复至室温,装置内气体减少,导致最终压强小于初始压强
(5)在书签表面涂一层清漆
【详解】(1)将铝片和铁片相互刻画,铝片表面有明显划痕,铁片表面无明显划痕,说明铝的硬度小于铁;
(2)用胶头滴管滴入硝酸银溶液,三种金属片上均显现出图案,铝与硝酸银反应生成银和硝酸铝,铜与硝酸银反应生成银和硝酸铜,铁与硝酸银反应生成银和硝酸亚铁,化学方程式为、、;
(3)将铝片、铜片分别放入硫酸亚铁溶液中,铝与硫酸亚铁反应生成铁和硫酸铝,说明铝比铁活泼;铜与硫酸亚铁不反应,说明铁比铜活泼,由此可验证铝、铜、铁三种金属的活动性顺序为铝>铁>铜,因此若选用一种金属化合物的溶液验证铝、铜、铁三种金属的活泼性,该试剂可为硫酸亚铁溶液;
(4)由图3可知,ab段初期,装置内压强增大,是因为铁生锈反应放热,使装置内温度升高,空气受热膨胀,压强短暂上升,故铁生锈是放热反应;
随着反应进行,氧气被持续消耗,气体减少,温度也逐渐恢复至室温,因此c点压强小于a点压强,故填:铁生锈持续消耗装置内的氧气,温度也逐渐恢复至室温,装置内气体减少,导致最终压强小于初始压强;
(5)铁生锈是铁与空气中的氧气和水共同作用的结果,隔绝氧气和水,能防止生锈,因此防止铁质书签生锈的方法是在书签表面涂一层清漆。
20.(2026·安徽·模拟预测)为深度学习酸、碱、盐的有关知识,某化学兴趣小组开展了下列探究活动。
(1)探究中和反应。
实验开始后将注射器内的液体缓慢地全部注入烧瓶内,用pH传感器测得烧瓶内溶液的pH变化如图所示。
①烧瓶内发生反应的微观实质是___________。
②图中c点所示溶液中所含溶质是___________(填化学式)。
(2)探究碱的性质。
氢氧化钠溶液露置于空气中容易变质,发生反应的化学方程式为___________。
【查阅资料】
Ⅰ.氯化钙溶液呈中性。
Ⅱ.氯化钙溶液能与碳酸钠溶液反应,化学方程式为CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl。
为探究久置氢氧化钠溶液的变质程度,进行了如下实验:
【实验报告】
实验步骤
实验现象
实验结论
①取少量该溶液于试管中,向溶液中滴加过量的氯化钙溶液,充分反应
有___________生成
说明原溶液中一定有Na2CO3
②取步骤①试管中的少量上层清液,滴加无色酚酞试液
溶液变红色
说明原溶液中一定有___________
【实验结论】氢氧化钠溶液___________(选填“部分”或“全部”)变质。
【拓展延伸】化学兴趣小组同时查阅资料研究得知一氧化碳还原氧化铁的固体产物的成分与反应温度、反应时间等因素有关。实验过程中固体产物可能有四氧化三铁、氧化亚铁、铁。同学们利用SDTQ热分析仪对CO与Fe2O3进行热反应测定,并利用所得数据绘制成固体质量与反应温度的关系曲线如图所示。
请根据图象分析回答下列问题。
(3)温度控制在200℃~400℃范围时,固体质量没有发生变化,原因是___________。
(4)500℃~600℃时残留固体的成分是Fe3O4。写出固体质量由48.0g变为46.4g时的化学反应方程式:___________。
【答案】
(1)氢离子和氢氧根离子结合生成水 NaCl、HCl
(2) 白色沉淀 NaOH 部分
(3)该温度范围内,一氧化碳与氧化铁未发生反应
(4)
【详解】(1)①烧瓶内是氢氧化钠溶液,注射器内注入稀盐酸,发生中和反应,微观实质是:氢离子和氢氧根离子结合生成水。
②c点时溶液 pH<7,说明稀盐酸过量,此时溶液中溶质为反应生成的氯化钠(NaCl)和过量的氯化氢(HCl)。
(2)氢氧化钠置于空气中变质,是与二氧化碳反应生成碳酸钠和水,化学方程式:。
[实验报告]① 向久置溶液中滴加过量氯化钙溶液,氯化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙白色沉淀和氯化钠。
② 取上层清液滴加酚酞变红,说明溶液呈碱性,原溶液中一定有未变质的NaOH。
[实验结论]溶液中既有碳酸钠 (变质产物),又有 氢氧化钠(未变质的碱),说明氢氧化钠溶液部分变质。
(3)在 200℃~400℃范围内,温度未达到一氧化碳与氧化铁反应的最低温度,反应尚未开始,因此固体质量没有发生变化。
(4)初始固体是48.0g,反应后变为46.4g,质量减少了:48.0g−46.4g=1.6g,这减少的1.6g是氧元素的质量。
初始的里,铁和氧的质量比是:,所以48.0g里,铁的质量是:,氧的质量是:,反应后固体质量是46.4 g,其中铁还是33.6 g(铁元素守恒),所以剩下的氧质量是:46.4g−33.6g=12.8g。反应后铁和氧的质量比是:33.6:12.8=21:8,这个比例正好对应(56×3:16×4=168:64=21:8)。
因此,化学方程式为。
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