中考题：数字化实验室实现智能化

【中考题原创】数字化实验室实现智能化湖北省石首市文峰中学 刘涛【背景资料】“数字化实验室”是将各种传感器、数据采集器和计算机组合的现代化数字实验系统，使用实时测量、数据采集、数据分析和智能控制等先进技术，将实验过程中某些因素（酸碱性、气压等） 的变化以数据、图象的形式呈现出来，采用传感器技术的数字化实验作为一种新型的实验方法， 是常规实验手段的重要补充和拓展。 在初中化学教学中引入数字化实验，有助于化学基本概念和原理的教学， 能够培养学生的实验探究能力和团队合作能力。初中化学数字化实验实现了化学学习与信息技术的全面整合， 丰富了研究性学习和综合实践活动的实验手段。数字化实验可将化学反应和现象的本质转化为可监测的信号， 更深入地研究化学现象和反应的本质和规律，具有先进、便捷、实时、准确、综合、直观等显著特点。使用化学数字化实验系统可以优化部分常规实验， 降低教学难度；可以帮助解决一些常规实验手段不能解决的问题，为中学化学引入一批定量实验，是对常规实验手段的重要补充。【中考题原创】1.某校化学小组在利用硫酸和氢氧化钠溶液探究酸碱中和反应时，利用数字化传感器测得烧杯中溶液pH的变化图像，如右图所示。下列说法正确的是（ ）0 VsA.图中c点所示溶液呈碱性B.图中a点所示溶液中，含有的溶质是 Na2SO4和H2SO4C.该实验是将氢氧化钠溶液逐滴滴入到盛有硫酸的烧杯中D.由a点到b点的pH变化过程证明酸和碱发生了中和反应2.某化学小组在利用闭］ 稀硫酸和氢氧化钠溶液探究酸碱中和反应时，利用数字化传 才一 感器测得烧杯中溶液pH的变化图像，如右图所示。下列说法 正确的是（ ）0 1020旗局外A.该实验是将稀硫酸滴入氢氧化钠溶液中B.当恰好发生中和反应时，加入溶液质量为 10gC.图中b点所示溶液中，含有的溶质是 Na2SO4和H2SO4D.由a点到b点的pH变化过程证明酸和碱发生了中和反应3.某化学兴趣小组借助氧气传感器探究微粒的运动，数据处理软件可实时绘出氧气体积分数随时间变化的曲线。收集一塑料瓶氧气进行以下三步实验： ①敞口放置；②双手贴在塑料瓶外壁上；③双手紧贴并倒转瓶口。三步实验中测得氧气的体积分数随时间变化的曲线依次为下图中的MN段、NP段和PR段。下列说法不正确的是（ ）A.曲线中M-N的变化过程，说明氧分子是不断运动的B.曲线中M-N和N-P相比较，说明温度越高分子运动速度越快C.曲线中N-P和P-Q相比较，说明氧气密度比空气密度大D.曲线中P-Q和Q-R相比较，说明Q点后氧分子的运动速度减慢.某校化学小组在利用硫酸和氢氧化钠溶液探究酸碱中和反应时，利用数字化传感器测得烧杯中溶液pH的变化图象，如图所示。试回答：⑴该实验是将―溶液（填“酸”或“碱”）加到另一溶液中。⑵a点时，溶液中的溶质有__种，此时向溶液中滴加紫色石蕊溶液，溶液的颜色为 __色。⑶写出该反应的化学方程式。.在盐酸和氢氧化钠反应的过程中，如图是利用数字化传感器得到的溶液 pH变化图象。潜班由体枳⑴反应的化学方程式为。⑵当溶液呈中性时，所消耗氢氧化钠溶液的体积是mL;⑶图中b点所示溶液中，含有的溶质是

⑷把两者液体混合时出现了气泡，用化学方程式表示为.某同学借助氧气传感器探究微粒的运动。收集一塑料瓶氧气进行以下三步实验：①敞口放置；②双手贴在塑料瓶外壁上；③将塑料瓶的瓶口朝下。三步实验中确保塑料瓶外形不变,实验测得氧气的体积分数随时间变化的曲线依次为下图中的 MN段、NP段和PQ段。充满氧气敞口

放置的整津4M气积数

氧体分数据处理器充满氧气敞口

放置的整津4M气积数

氧体分数据处理器⑴最能够说明氧分子不断运动的曲线是。（填序号）A.MN段 B.NP段 C.PQ段⑵MN段和NP段相比较，说明。⑶随着实验的进行，传感器测出氧气的体积分数约为五分之一时不再变化，原因是.某化学兴趣小组对CO2的性质进行了探究。实验步骤如下：步骤1:如图5所示装置的气密f良好（图中 a处连接气体压力传感器），甲、乙、丙三个烧瓶的容积均为250mL,分别收集满CO2,三个注射器内各装有85mL液体。步骤2：三位同学同时迅速将注射器内液体全部注入各自烧瓶中，关闭活塞；一段时间后,同时振荡烧瓶。步骤3:利用“数字化实验”测定烧瓶内的气压变化，得到如图 6所示的烧瓶内压强与时间的关系曲线图，曲线1、2、3分别表示甲、乙、丙三个烧瓶内的气压变化。⑴实验过程中，观察到烧瓶乙中有白色沉淀生成。写出该反应的化学方程式

⑴实验过程中，观察到烧瓶乙中有白色沉淀生成。写出该反应的化学方程式⑵曲线1中BC⑵曲线1中BC段气压逐渐变小的原因是小的操作是。⑶对比曲线1与曲线3,能得出的结论是（填序号）。A.CO2能溶于水 B.CO2能与水发生反应 C.CO2能与NaOH溶液发生反应.某化学兴趣小组的同学利用压强传感器、数据采集器和计算机等数字化实验设备，测定铝片与足量稀硫酸反应时气体压强的变化，实验结果如图所示。130,压强/kPa120110IIIII IIIIIII IIII.0 200时期⑴开始段时间气体压强几乎不变，其原因是什么？⑴如图1所示装置的气密性良好，三瓶⑴如图1所示装置的气密性良好，三瓶85ml的液体（分别是水、饱和石灰水、⑵三位同学同时迅速将注射器内 85mL各自烧瓶中，关闭活塞。⑶一段时间后，同时振荡烧瓶。图2所示。请回答下列问题：⑵写出m点时所发生反应的化学方程式。.某兴趣小组利用传感器对二氧化碳的性质进行再探究。实验步骤如下:三-g5mL液体活基段口f压强£传感器Q250mL二氧化碳图1250mL的烧瓶内收集满CO2,三个注射器内各装有40%的氢氧化钠溶液）。连接好装置和压强传感器。的液体（水、饱和石灰水、40%的氢氧化钠溶液）注入观察传感器定量实时地传回烧瓶内气压变化形成的图情况如⑴导致曲线1中CD段气压“急速”减少的操作是。不改变装置药品情况下，进一步降低E点的方法是。⑵曲线2代表加入的是。⑶曲线3中发生反应的化学方程式为。曲线2与曲线3差异较大的

原因是。⑷对比曲线1、2、3,不能得出的结论是。（填序号）①CO2能与水发生反应②吸收CO2用NaOH溶液比较合适③CO2能与NaOH溶液反应④检验CO2用饱和澄清石灰水较合适10.某校化学研究小组同学利用数字化实验室.对初中化学常见的实验进行了 探究活动。⑴探究二氧化碳与水的反应方案一 方案二（数字化实验）「一二-1Z有燕液水「一二-1Z有燕液水al滴石试的E『一据己甲采集信息□多成图像一一传感器烧杯内溶液pH＞时间可观察到,证明反应生成可观察到,证明反应生成I.图1中可观察到甲试管中的紫色液体变为红色，乙试管的作用是；n.由图2坐标图中的曲线可知，烧杯内溶液的酸性逐渐变（填“强”或“弱”）.⑵探究蜡烛燃烧的产物二氧化碳和水。方案一 方案二（数字化实验）4某气体浓度I.如图3所示，用注射器在蜡烛外焰部位抽气并振荡,了二氧化碳.n.如图4所示，蜡烛在密闭容器内燃烧，同时监测容器内氧气、 二氧化碳和水蒸气含量的变化，形成三条曲线如坐标图所示。曲线（填“a”“b”或"c”）能够说明蜡烛燃烧生成了。⑶比较块状碳酸钙、碳酸钙粉末与稀盐酸反应的速度：方案一 方案二（数字化实验）SmLltt%5mLC% +气压的稀盐酸的稀盐酸 ——I.图5中，乙试管中稀盐酸的浓度C%应为。n.按图6所示进行实验，倾斜锥形瓶使小试管内的稀盐酸流入瓶中与固体接触发生反应，瓶内气压的变化如坐标图所示.对比分析坐标图中的点（填a?d）可知：两个锥形瓶内达到相同的压强时，碳酸钙粉末与稀盐酸反应所需时间更短。参考答案1〜3.D、B、D;.⑴酸；⑵2;蓝；⑶2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O。.⑴NaOH+HCl=NaCl+H2O；⑵10；⑶NaOH和NaCl;⑷Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2K.⑴A;⑵温度越高，微粒的运动速度越快（合理即可）；⑶瓶内02全部逸出，瓶中全部是空气（合理即可）.⑴CO2+Ca（OH）2=CaCO3j+H2O；⑵二氧化碳溶于水；振荡；⑶AC。.⑴铝表面的氧