人教版初中化学中考专题突破(二)　数字化实验题

专题二数字化实验题题型解读数字化实验题考查形式，类似但不同于坐标图像题，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。由于同一时间段内会产生多种变化因素，可从多个角度设置问题进行考查，因此同一坐标下可呈现一条或多条变化曲线。学生可根据实验原理，依据不同的曲线图，得出实验结论、分析实验现象或分析产生某种现象引发的原因等。该题型分值为1~3分，各种题型均可涉及。题型突破题型一化学反应中气体含量的变化曲线方法气体含量减小的是反应物，气体含量增大的是生成物。例1实验室测定蜡烛在盛有一定体积空气的密闭容器内燃烧至熄灭的过程中，O2和CO的含量随时间变化的曲线如图所示，通过分析该图可推理出的结论是()A．曲线①表示CO含量的变化B．蜡烛发生了不完全燃烧C．蜡烛中只有碳、氢元素D．蜡烛熄灭时，容器内氧气耗尽【答案】B【解析】分析题图可知：曲线①随着反应的进行，含量逐渐减小，表示氧气被消耗，故可表示氧气含量的变化；曲线②随着反应的进行，含量逐渐增大，表示产生了大量的一氧化碳，故可表示一氧化碳含量的变化，故A结论错误；由题图可知，蜡烛燃烧生成物中有一氧化碳，说明蜡烛发生了不完全燃烧，故B结论正确；题图没有将蜡烛燃烧的产物完全表示出来，蜡烛燃烧时还有水生成，证明蜡烛的成分中一定含有碳、氢元素，还可能含有氧元素，故C结论错误；蜡烛熄灭时，容器内剩余的氧气不足以支持蜡烛燃烧，但没有耗尽，故D结论错误。题型二金属与酸反应压强、温度的变化曲线方法恒容密闭容器中的压强随化学反应中温度和气体体积的变化而变化。若反应放热，温度升高，压强则变大；反之，压强变小。若原有气体被消耗，则体积减小，压强变小；若反应中产生气体，则压强变大。当容器与外界气压相通(敞口)时，压强不变。例2小明将未打磨的铝片和稀盐酸放入密闭容器中，用传感器探究反应过程中温度和压强的变化，如图所示。从图中所获信息不正确的是()A．反应过程中有热量放出B．50s时，溶液中溶质为AlCl3C．0~50s，发生Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O反应D．100~140s，压强减小是因为温度降低【答案】B【解析】未打磨的铝片和稀盐酸反应时，铝片表面的氧化铝先与盐酸反应，然后铝与盐酸反应生成氢气。根据温度—时间图可知，随着反应的进行，温度升高，说明反应过程中有热量放出，故A正确；根据压强—时间图可知，前50s铝片表面的氧化铝先与盐酸反应，50s时，溶液中的溶质不仅有生成的AlCl3，还有剩余的HCl，故B不正确；0~50s，发生的反应为Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O，故C正确；根据温度和压强的变化可知，反应结束后，由于温度降低，压强减小，故D正确。题型三中和反应时溶液的pH变化曲线例3某实验小组用pH传感器探究盐酸和氢氧化钠溶液的反应。测定结果如图所示：(1)向烧瓶中缓慢注入稀盐酸，请写出能说明盐酸与氢氧化钠溶液发生化学反应的曲线信息。(2)该实验小组同学认为氢氧化钠溶液久置于空气中容易变质，如何证明某氢氧化钠溶液已经部分变质？(请简要写出实验步骤及现象)【答案】(1)溶液pH由大于7变成小于7。(2)取少量久置的溶液，向其中滴加足量的氯化钙或氯化钡溶液，有白色沉淀产生；静置，向上层清液中滴加无色酚酞溶液，溶液变红。题型四化学反应中温度的变化曲线例4如图是某实验小组借助传感器测定氢氧化钠与稀盐酸反应过程中溶液的温度变化图。请回答问题：(1)当实验进行到s时，酸与碱恰好反应。(2)有的中和反应根据有沉淀生成、溶液颜色变化等现象即可证明反应的发生。请写出一个有沉淀生成的中和反应的化学方程式。【答案】(1)44(2)Ba(OH)2+H2SO4=BaSO4↓+2H2O专题训练一、填空题1．氢氧化钠稀溶液与稀盐酸反应过程中温度和pH的变化曲线如图所示。(1)该实验是将_________________________________中(填写滴加溶液的顺序)。(2)该反应是___________反应(填“吸热”或“放热”)。(3)40s时，溶液中溶质为___________。2．对于现象不明显的化学反应，可用数字化实验技术进行数字测定，实现反应过程的“可视化”。某兴趣小组将CO2持续通入一定浓度一定量的氢氧化钠溶液中，用数字化实验技术测定反应过程中溶液的pH和温度变化，结果如图所示。(本实验条件下，Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的pH分别约为11.0和8.5)(1)图中，AB段和BC段发生反应的化学方程式分别为________________________________________、__________________________________________。(2)图中，DE段温度变化的原因是__________________________________________。二、简答题3．H2O2可作增氧剂。常温下，用4%H2O2溶液进行实验，研究pH对H2O2分解所得溶液中溶氧量的影响，测定结果如图。(1)写出H2O2分解的化学方程式。(2)试分析上图写出你得出的结论。4．为了探究二氧化碳和氢氧化钠发生反应，化学兴趣小组进行了如甲所示实验，并利用了数字化实验手段进行了探究，在用排空气法收集到的二氧化碳集气瓶内加入足量氢氧化钠溶液，通过压强传感器和数据采集器得到的图像如乙所示。=1\*GB3①实验甲装置中发生反应的化学方程式为_____________________________________。②甲所示装置B中的实验现象是什么？③乙中所示曲线，总体来说数据逐渐减小，其中的道理是什么？三、综合应用题5．下图是利用数字化仪器测定CO2含量的探究实验。(1)按照图A所示连接实验装置，检查该装置气密性的方法是__________________________________。(2)用装置A制取CO2气体，并分别用排水法和排空气法收集两锥形瓶气体备用，其中用排空气法收集时，应选用的装置为_______(选填“B”或“C”)。(3)采用图D装置，将注射器中等量、等浓度的氢氧化钠溶液分别注入用排水法和排空气法收集的CO2气体的锥形瓶内(NaOH溶液均过量)，得到如图所示的锥形瓶内的压强随时间变化的曲线图。请用化学方程式说明锥形瓶内压强变化的原因。(4)该实验说明______________(填“排水法”或“排空气法”)收集到CO2的含量较高，请结合(3)中图像说明你的理由：_________________________________________________________________________________________________________________。(5)请设计实验，证明反应进行到300s时，锥形瓶内溶液中溶质的成分。(6)向盛有12g石灰石(杂质不参与反应)样品的锥形瓶中，加入100g稀盐酸，充分反应后，测得溶液呈酸性，锥形瓶内固体与溶液的总质量为107.6g，请计算样品中碳酸钙的质量。6．过氧化氢溶液保存时，因缓慢分解导致质量分数变小(化学方程式为2H2O2=2H2O+O2↑)。为探究酸碱性对过氧化氢分解快慢的影响，小明利用图甲装置，每次实验往锥形瓶中加10克30%过氧化氢溶液，再滴加调节剂，使其pH分别从3依次调至13，在60℃反应温度下进行实验，获得数据如图乙所示。(1)氧气能用排水法收集，是因为__________________。(2)根据本实验结果，对实验室常温保存过氧化氢溶液提出合理的建议：_________________________。(3)某次实验中，当10克溶质质量分数为30%的过氧化氢溶液分解产生0.32克氧气时，剩余过氧化氢溶液的溶质质量分数为多少？(滴加的试剂对溶液质量的影响忽略不计，计算结果精确到1%)

专题训练的参考答案与解析一、填空题1．(1)氢氧化钠稀溶液加入稀盐酸(2)放热(3)HCl和NaCl2．(1)2NaOH+CO2=Na2CO3+H2ONa2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3(2)二氧化碳和氢氧化钠溶液反应放热二、简答题3．(1)2H2O22H2O+O2↑(2)在常温下，当溶液pH在8~12之间时，随pH增大，溶氧量先增大后减小，且pH在10~11中间时，溶氧量达到最大值。4．①CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑②有白色沉淀生成③二氧化碳与氢氧化钠反应，装置内气压减小【解析】①A装置中是石灰石和稀盐酸，发生的反应是CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；②B装置中盛有氢氧化钠和硝酸钡的混合溶液，通入二氧化碳气体时，二氧化碳首先与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠，碳酸钠再和硝酸钡反应生成碳酸钡白色沉淀。三、综合应用题5．(1)用止水夹夹紧胶皮管，轻推或轻拉注射器活塞，松开活塞后，观察活塞是否回到原来的位置(答案合理即可)(2)B(3)2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O(4)排水法注入氢氧化钠溶液后，用排水法收集CO2气体的锥形瓶内压强变化较大(5)取锥形瓶内溶液少量于试管中，加入足量的CaCl2溶液，有白色沉淀生成，说明原溶液中含有碳酸钠，向上层清液中加入酚酞溶液，溶液变红，说明原溶液中含有氢氧化钠。(答案合理即可)(6)解：设样品中碳酸钙的质量为x。CO2的质量=100g+12g-107.6g=4.4gCaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑10044x4.4geq\f(100,x)=eq\f(44,4.4g)x=10g答：样品中碳酸钙的质量为10g。6．(1)氧气不易溶于水(2)在pH约为3~5的酸性条件下保存(3)解：设当产生氧气0.32g时，消耗掉过氧化氢的质量为x。2H2O2=2H2O+O2↑6832x0.32g