中考化学实验探究一题多设问专题01数字化实验(原卷版+解析)

这是一份中考化学实验探究一题多设问专题01数字化实验(原卷版+解析)，共59页。
1．（2023·江苏常州·统考中考真题）某兴趣小组同学设计实验验证人体呼吸作用产生二氧化碳。
Ⅰ、知识链接
（1）人类进行呼吸作用的主要形式是有氧呼吸，通过酶的催化作用，把糖类等有机物转化为二氧化碳和水。葡萄糖（C6H12O6）在人体内参与呼吸作用的化学反应方程式为 。
Ⅱ、实验验证
（2）初始实验：如图1所示，甲同学通过导管向澄清石灰水中吹气，观察到澄清石灰水变浑浊，于是得出结论：人体呼吸作用产生二氧化碳。

①澄清石灰水变浑浊的化学反应方程式为 。
②经过讨论，同学们认为图1实验不足以得出正确结论，原因是吸入的空气中 。
（3）改进实验：同学们改进实验装置如图2所示。检验气密性良好后，在A、B瓶中装入等浓度等体积、足量的澄清石灰水。乙同学对着同一套装置吹嘴做了相同时长、相同气流速度的吸气和呼气，通过单向阀控制后的吸气步骤和呼气步骤气流方向如图2所示，观察现象。
①实验时做相同时长、相同气流速度的吸气和呼气动作的目的是 ，便于对比实验现象。
②实验过程中若观察到 现象，则说明人体呼吸作用产生二氧化碳。
（4）数字化实验：同学们又进行如图3所示实验，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。采集的数据如图4所示，纵坐标为某一气体体积分数（%），横坐标为时间（s）。

①实验中没有进行数据采集的其余气体的主要成分为 。
②能说明人体呼吸作用产生二氧化碳的曲线是 。
③根据图4中信息，推断Z曲线在下降后又略有上升的可能的原因是 。
2．（2023·四川凉山·统考中考真题）CaCl2可用于冷冻剂、干燥剂、融雪剂、医药及冶金工业等。化学兴趣小组在完成实验室制取二氧化碳的实验后，欲对剩余废液的组成进行探究，并制定回收CaCl2的方案。
【提出问题】实验室制取二氧化碳后的废液中含有哪些溶质？
【猜想与假设】猜想一：CaCl2猜想二：CaCl2和HCl
【查阅资料】CaCl2溶液呈中性
【探究活动一】取少量废液等分成2份，甲、乙两组同学分别利用其中一份进行如下探究：
甲组同学向废液中滴加紫色石蕊溶液，溶液变成 色，证明猜想二成立。
乙组同学用图1装置进行实验，将80mL一定质量分数的碳酸钠溶液逐滴加入废液，测得数据如图2。

【数据分析】乙组同学对图2数据进行讨论分析，证明猜想二成立。
I.a点的实验现象为 。
Ⅱ.b点发生反应的化学方程式为 。
Ⅲ.c点对应溶液中全部溶质的化学式为 。
【探究活动二】丙组同学提出直接蒸发溶剂可从剩余废液中回收纯净CaCl2，理由是 。
【交流与反思】甲组同学认为丙组同学提出的方法会对空气造成污染。在不借助其它试剂和仪器的情况下，除去废液中对空气造成污染的物质，建议最好先在废液中加入下面 (填选项序号)试剂。
A．CaO B．Ca(OH)2 C．CaCO3
3．（2023·吉林长春·统考中考真题）化学兴趣小组以“助力碳中和”为主题，设计并开展了如下项目式探究活动。
项目一：探究厨房中的温室效应
【查阅资料】Ⅰ．CO2、CH4等气体能产生温室效应；
Ⅱ．相同条件下，阳光照射时，温室气体含量越高环境升温越快；
Ⅲ．点燃天然气后，周围空气中的CO2含量会升高。
【进行实验】
（1）小组同学利用厨房用品中的纯碱和 反应制CO2，并用塑料瓶A收集；再用相同的塑料瓶B，收集一瓶使用天然气前厨房中的空气样品，按图1连接装置(气密性良好)；

（2）标记塑料管内红墨水停留的位置，将装置移至室外，置于阳光下照射一段时间后，观察到红墨水处于标记位置的 (填“左”或“右”)侧。小组同学得出结论：能增强温室效应，并可用该装置验证；
将装置拿回厨房，点燃天然气一段时间后，用排尽CO2的塑料瓶A收集炉灶周围的空气。冷却至室温后连接装置，重复（2）实验，观察到相同的现象。
【分析讨论】
（3）部分同学认为一定是天然气燃烧产生的CO2增强了厨房中的温室效应。有同学认为该说法不严谨，理由是 。
【得出结论】使用天然气会增强厨房中的温室效应。
项目二：探究使用不同物质吸收CO2的可行性
【进行实验】同学们分别使用等体积的H2O、Ca(OH)2饱和溶液和溶质质量分数为40%的NaOH溶液，利用图2装置分别进行3次实验，测得瓶内压强随时间变化的曲线如图3所示：

（4）CO2与NaOH溶液反应的化学方程式为 ；
（5）结合图3数据分析，实验使用的三种物质中，对CO2吸收效果最好的是 。
【分析讨论】
（6）有同学提出，反应中的能量变化也会导致压强变化。于是，小组同学将压强传感器更换为温度传感器，重新进行了部分实验，实验数据如图4所示。由数据可知，与NaOH溶液的反应是 (填“吸热反应”或“放热反应”)；
（7）结合图4数据综合分析，图3中NaOH溶液对应曲线在100s﹣300s内压强变化的原因是 。
【得出结论】吸收CO2时，要多角度考虑其方案的可行性。
项目三：研讨低碳行动方案
【分析讨论】
（8）小组同学认为如果CO2过量排放，难以回收。我们可以通过低碳生活的方式减少CO2的排放，请举出一种具体做法 。
4．（2023·江苏泰州·统考中考真题）某化学兴趣小组对家用某品牌发酵粉进行探究。
活动一：定性研究
（1）小星通过观察标签知道这种发酵粉主要成分是碳酸氢钠，为测定发酵粉溶解形成溶液的酸碱性，取少量发酵粉加适量水溶解，在室温下用pH计测得所得溶液pH为8.2，说明溶液中除、外，一定含有 （填离子符号）。
（2）小静对碳酸氢钠固体溶解过程温度变化进行研究，实验装置如图1，使用温度传感器分别测得不同质量的碳酸氢钠粉末溶解过程的温度变化曲线如图2。由图可知，碳酸氢钠固体溶于水 热量，影响溶解过程温度变化程度还与 因素有关（答1点即可）。

活动二：定量测定
小燕设计了如图3装置，测定该发酵粉样品中碳酸氢钠的质量分数（已知发酵粉中其他成分不与盐酸反应产生气体）。

（3）B装置中浓硫酸的作用为 。
（4）小燕取15.0g固体样品和足量稀盐酸置于装置A中，打开活塞，充分反应后，测得装置C增重6.6g。请计算样品中碳酸氢钠的质量分数。（写出计算过程）
（5）小组同学围绕实验中产生的碳酸氢钠的质量分数误差进行分析，形成两种不同意见。请分别写出产生偏大和偏小两种误差的原因和导致结果 。（经检测装置气密性良好）
活动三：拓展延伸
小林发现NaOH溶液与NaHCO3溶液混合后无明显现象，提出问题：NaOH和NaHCO3是否发生了化学反应？
（6）猜想一：两者不反应
猜想二：两者发生反应，从元素守恒的角度，反应生成H2O和 （写化学式）。
（7）已知：该实验条件下CaCl2溶液与NaOH溶液混合变浑浊，CaCl2溶液与NaHCO3溶液混合无现象，为验证猜想二正确，请你补充实验方案：取少量NaHCO3溶液，向其中加入足量NaOH溶液， 。（实验方案包括操作、现象和结论。可供选用的试剂有：CaCl2溶液、稀盐酸、澄清石灰水）
5．（2023·河北·统考中考真题）登山运动员登山时常用氢化钙作为供氢剂，用来提供能源。某兴趣小组同学对放置了一段时间的氢化钙取样进行探究。
【查阅资料】氢化钙()是一种固态储氢物质，它遇水剧烈反应释放出氢气，反应的化学方程式为。
【提出问题】该氢化钙样品与水反应是否还能生成氢气？
【实验1】小组同学用适量氢化钙样品和水进行实验。

（1）如图所示是小组同学设计的两个实验装置，为便于控制反应速率，最好选用装置 (选填“A”或“B”)。
（2）连接好装置后，加入药品前，应进行的操作是 。
（3）向装置中加入药品并开始实验。锥形瓶中快速产生气泡；将导管插入肥皂水中，吹出肥皂泡，用燃着的木条靠近上升到空中的肥皂泡，肥皂泡被点燃。“肥皂泡被点燃”是因为氢气具有 性。
【得出结论】该氢化钙样品与水反应还能生成氢气。
【提出新问题】实验1中不再产生气泡后，锥形瓶中有较多白色浑浊物。白色浑浊物是什么？
【分析讨论】氢化钙与水反应生成了氢氧化钙，氢氧化钙微溶于水，白色浑浊物中一定含有氢氧化钙：氢化钙在保存过程中可能变质生成碳酸钙，故白色浑浊物中还可能含有碳酸钙。
【实验2】按图1所示，将白色浑浊物装入锥形瓶中，用注射器注入适量稀盐酸，并利用二氧化碳传感器测得锥形瓶中二氧化碳的体积分数随时间的变化如图2所示。

（4）实验2中锥形瓶内发生反应的化学方程式为 (写一个即可)。
（5）图2中说明有二氧化碳生成的依据是 。
【得出结论】白色浑浊物中含有氢氧化钙和碳酸钙，同时说明氢化钙样品有少量变质。
【反思拓展】
（6）保存氢化钙的一条建议是 。
（7）氢能有很多优点，如 (写一条即可)。我们共同努力，助力我国早日进入“氢能经济”时代。
数字化实验是通过“传感器+数据采集器+计算机”定量采集数据得到曲线和数字的一种新型实验，这些图形直观可视、真实可靠，可以将一些不易感受，不好理解的现象很直观的展示出来。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、湿度传感器等，对化学反应过程中的浓度变化、压强变化、温度变化、pH变化、电导率变化等进行化学实验的定性和定量分析。近年来，各地化学中考中出现了不少以数字化实验为情境的试题。
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。该题型分值逐年增加分，各种题型均可涉及。
题型1：化学反应中气体含量的变化曲线
1．（2023·吉林长春·校考模拟）钙是人体所需的重要元素之一。某化学小组用主要成分为碳酸钙的补钙剂进行如下实验。
查阅资料
①白醋的主要成分是醋酸（CH3COOH），可与碳酸钙反应，不与补钙剂中的其他成分反应。实验过程中暂不考虑醋酸挥发。
②ppm常用来表示气体的浓度，数值越大，说明气体的浓度越高。
③碳酸钙与醋酸反应的化学方程式： 。
I.验证补钙剂能与白醋反应。
【进行实验】
【解释与结论】
（1）补全实验中的现象 。用化学方程式解释产生这一现象的原因 。
【小组交流】分组实验中，同学们发现产生气泡的速率不同，于是进行了如下探究。
Ⅱ.探究影响补钙剂与白醋反应速率的因素。
【进行实验】室温条件下进行实验，记录如下：
【解释与结论】
（2）上述实验中，反应速率最快的是 （填实验序号）。
（3）设计第1组实验的目的是 。
（4）若探究补钙剂形态对反应速率的影响，可选择的实验序号是 。
【反思与评价】
（5）实验过程中，发现温度对该反应速率有影响。同学们再进行实验探究温度对反应速率的影响时，不需要控制相同的______（填序号）。
A．补钙剂的质量 B．温度 C．白醋中醋酸浓度 D．白醋的体积 E．补钙剂形态
2．（2023·福建福州·福建省福州延安中学校考模拟）兴趣小组探究金属的性质，做了如下实验。
【实验一：探究锌、铁、银三种金属的活动性】
步骤①在试管中取少量盐酸，插入铁丝，充分作用；
步骤②在①所得的溶液中，插入银丝，充分作用；
步骤③在②所得的溶液中插入锌丝，充分作用。

（1）写出步骤③的化学方程式： 。
（2）小鹏认为方案中补充一个实验，就可得出Zn>Fe>H>Ag的结论。补充的实验是 。
（3）小晗认为要得到Zn>Fe>H>Ag的结论，不必做补充实验，只需调整实验步骤即可，你认为调整插入金属的顺序是 。
【实验二：探究铁生锈的条件】

（4）检查装置的气密性:打开弹簧夹， (填操作和现象)，则装置气密性良好。
（5）实验I中铁丝生锈，铁丝和氧气反应时间足够，当打开止水夹时，还能观察到的现象是： 。
（6）对比实验 (填序号)，可以得出铁生锈需要氧气。
【拓展与延伸1】某小组同学利用手持数据采集器，测定铁钉与不同溶液(浓度相等)接触生锈气浓度的变化，装置及数据如图：

（7）实验所用三种溶液中，铁钉接触到 溶液(填化学式)更容易生锈。
（8）根据三条曲线都是“先陡后缓”的现象。关于铁生锈快慢的问题，你能得出的结论是： 。
【拓展延伸2】
（9）铜能与空气中氧气、水、二氧化碳反应而锈蚀，生成铜绿【主要成分为Cu2(OH)2CO3】，能否用铜粉与实验I的装置测定空气中氧气的含量？ (填“能”或“不能”)你判断的理由是 。
3．（2023·广东惠州·统考一模）某化学兴趣小组利用如图1装置验证燃烧条件并验证用红磷或白磷燃烧测定空气中氧气体积分数的实验结论是否精确，燃烧匙中加入相同质量且足量红磷和白磷，将各传感器连接电脑收集实验数据：

【实验验证】
（1）按图1组装好实验装置，将两个装置的电阻丝串联在同一个电源上电源，观察到的现象为燃烧匙上的白磷先燃烧和红磷后燃烧并产生 ，水下的白磷 。
（2）红磷和白磷都是磷的单质，其物理性质不同的原因是 。
（3）烧瓶底部的蒸馏水的作用除了隔绝空气外，还有 的作用（填一点）；
（4）写出磷燃烧的化学方程式： 。
（5）该实验证明燃烧需要的两个条件为 和 。

（6）实验小组同学从开始实验到最后装置冷却后的整个实验过程中，用氧气传感器测量的两个容器内氯气浓度变化曲线如图2。下列说法不正确的是______。（填字母）
A．足量红磷和白磷在密闭容器内充分燃烧可将氧气完全耗尽
B．白磷在密闭容器内燃烧熄灭时，氧气仍有10%~15%的剩余
C．白磷在密闭容器中燃烧比红磷对氧气的消耗更充分
D．用红磷或白磷燃烧来测定空气中氯气的体积分数的实验结论精确
（7）兴趣小组同学又设计了如图3实验，实验前该注射器中空气的体积至少为 mL才能顺利的完成实验。（空气中氧气的含量按照20%计算）

题型2：压强与温度的变化曲线
4．（2023·广西南宁·南宁市第二十六中学校考三模）数字传感器的诞生，极大地方便了化学实验研究，现用下图装置，进行系列实验探究。

【设计实验】
实验一：检查装的气密性
（1）传感器Ⅰ、Ⅱ分别是温度传感器和压强传感器。用注射器吸取20mL水，将水全部推入三颈烧瓶并压住活塞，若传感器(填“Ⅰ”或“Ⅱ”) 读数增大且保持不变，则装置气密性良好。
实验二：探究CO2与NaOH溶液能否发生反应
传感器Ⅰ、Ⅱ分别是pH传感器和压强传感器。三颈烧瓶中充满CO2气体，注射器中装少量pH为13.8的NaOH溶液，将溶液全部推入三颈烧瓶并压住活塞，实验结果：A 压强数值先变大后变小；B 溶液pH值持续变小，最终定格在8.3。
（2）能确定CO2气体和NaOH溶液发生了化学反应的实验结果为 (用序号A、B选填)。
（3）此NaOH溶液若全部生成Na2CO3溶液pH应该为8左右，由此可知，本实验中Na2CO3又反应生成了NaHCO3，生成NaHCO3的化学方程式为 。
实验三：定量探究影响铁锈蚀的因素
已知：碳粉可加快铁锈蚀，碳粉不与盐酸反应。
传感器Ⅰ、Ⅱ分别是温度传感器和压强传感器，将5g某型号铁粉和2g碳粉加入三颈烧瓶，t1时刻加入2mL饱和NaCl溶液后，再将一只装有5mL稀盐酸的注射器插到烧瓶上(此时没有推动注射器活塞)，采集数据。

（4）据图5，说明铁生锈是 (填“放热”或“吸热”)。
（5）据图6分析t3时刻后压强突然变大，原因是 。
【拓展延伸】：测定部分生锈的铁粉中铁的含量
（6）连接如图7装置。取部分生锈的铁粉(铁和氧化铁的混合物)0.6g于锥形瓶中，加入足量稀盐酸进行实验。完全反应后，立即读出生成气体体积为0.2L，已知该条件下氢气密度为，根据以上数据，计算该固体中铁的质量分数为 。
【反思评价】
（7）学习小组有同学提出：用这种方法测得的气体体积不够准确，可能会导致测定的铁的质量分数变大，可能的原因是___________(填字母序号)。
A．装置的气密性不好B．铁与盐酸反应放热
C．生成的气体会部分滞留在锥形瓶中D．没有扣掉加入的盐酸的体积
5．（2023·江苏泰州·统考二模）镁是一种重要金属。

（1）实验一：取一段镁条打磨，用 （填仪器名称）将镁条放入图1的烧瓶中（气密性良好），再将注射器中的稀盐酸推入，通过数字传感器测定密闭容器内压强与时间的关系如图2。b点所含的溶质为 （填化学式），图中c点镁条已完全消失，cd段容器内压强略有减小的原因为 。
实验二：小组同学将镁条放入碳酸钠溶液中，快速产生较多气泡，且有白色不溶物。
【查阅资料】
①镁能与水缓慢反应生成氢气；
②碳酸钠溶液中除含有、外，还含有。
【探究1】产生的气体真的是氢气吗？
（2）小敏设计如图3所示方案进行检验。根据“B中 现象，C中气体燃烧，烧杯内壁有水珠”的现象，确认气体为氢气。
（3）小组同学讨论认为，C中有水珠产生不能作为A中有氢气的依据，其原因为 。
【探究2】碳酸钠溶液中什么微粒促进镁与水的反应？
【猜想假设】猜想Ⅰ:能促进镁与水的反应
猜想Ⅱ:能促进镁与水的反应
猜想Ⅲ:能促进镁与水的反应
【实验探究】
（4）
【实验结论】碳酸钠溶液中促进镁与水的反应。
实验三：七水硫酸镁在印染、造纸和医药等工业都有广泛的应用。以镁矿石（主要成分为、、Fe2O3和等）为原料生产，流程如图4。

已知：既不溶于水也不溶于稀硫酸，“酸浸”时通入空气使转化为。
请回答下列问题：
（5）“操作1”的名称为 。
（6）“酸浸”时，硫酸不能过量太多的原因为 ，滤渣b的化学式为 。
（7）硫酸镁晶体的种类随浓度和温度变化曲线如图5。“一系列操作”主要是指蒸发浓缩、 、过滤。

（8）现取样品20g配成溶液，向其中滴加氢氧化钠溶液。过滤、洗涤、干燥，称量沉淀质量为2.9g。求样品中硫酸镁的质量。（假设杂质不参与反应，请写出计算过程。）
6．（2023·江苏淮安·统考一模）我国高铁创造的中国速度今世界瞩目，某学习小组对高铁建设中的铜铁锈蚀进行探究。
【提出问题】铁锈蚀与哪些因素有关。
【设计实验】
实验一：定性探究铁锈蚀的因素
取四枚大小相同的洁净无锈铁钉分别放入试管。进行图1实验，现象如下表。
（1）对比A、B、C试管中实验现象，说明铁锈蚀是与空气中的 发生化学反应。
（2）对比A和D试管中实验现象，说明铁锈蚀快慢与 有关；
实验二：定量探究影响铁锈蚀的因素
小组设计了图2装置，检查气密性，将5g铁粉和2g碳粉加入三颈烧瓶，t1时刻加入2mL饱和NaC1溶液后，再将一只装有5mL稀盐酸的注射器插到烧瓶上(此时没有推动注射器活塞)，采集数据。
（3）据图3分析，说明铁生锈 (填“放热”或“吸热”)，t2~t3这段时间反应并未停止但温度却开始降低，原因是 。
（4）据图3、图4分析，稀盐酸注入烧瓶中的时刻是 (填“t2”或“t3”或“t4”)。
实验三：测定部分生锈的铁粉中铁的含量
（5）连接如图5装置。取部分生锈的铁粉(铁和氧化铁的混合物)0.6g于锥形瓶中，加入足量稀盐酸进行实验。完全反应后，测得生成气体体积为0.2L，已知该条件下氢气密度为0.09g/L，根据以上数据，请计算该固体中铁的质量分数。(写出计算过程)
（6）学习小组有同学提出：用这种方法测得的气体体积不够准确，可能会导致测定的铁的质量分数偏大，可能的原因是 (填序号)。
a．装置的气密性不好 b．铁与盐酸反应放热
c．装置内原来的空气没有排掉 d．没有扣掉加入的盐酸的体积
题型3：中和反应时，溶液PH的变化曲线
7．（2023·内蒙古包头·包头市第三十五中学三模）某化学兴趣小组的同学对酸、碱和盐的性质进行探究，实验如图，回答下列问题。

【实验猜想】
（1）实验一反应后成分的确定
猜想一：氯化钙。猜想二：氯化钙与氯化氢。猜想三 。
【实验验证】 取实验一反应后的溶液于烧杯，将实验二的溶液实验二中的溶质质量分数为逐滴滴入烧杯中，用传感器测定滴加过程中溶液的，实验结果如图所示。

【实验结论】
（2）分析数据，可以确定猜想 成立。
（3）点后曲线平缓阶段，b点溶液中的溶质
（4）点时，溶液呈 色。说明将反应一中所有钙离子除去，所需的溶液的体积 。填“大于”“等于”或“小于”
8．（2023·广东广州·统考一模）研究和控制化学反应条件有重要意义。
（1）小嘉同学用15%的H2O2溶液制取氧气时发现，若注入H2O2溶液速度过快，反应会过于剧烈而引发事故。请你帮小嘉从如图中选择合适的仪器组装一套O2发生装置，要求能解决上述问题，需要用到的仪器有哪些？ （填标号）。
（2）小明同学用50g溶质质量分数为15%的过氧化氢溶液制氧气，为了减小反应速率，他先向该过氧化氢溶液中加入50g水，求稀释后过氧化氢溶液的溶质质量分数 。
（3）某小组同学研究3g大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳受哪些因素影响，该小组的实验设计和数据记录如下表。
①写出大理石与稀盐酸反应生成CO2气体的化学方程式 。
②该小组研究了哪些因素对反应快慢的影响？ 。
③为了分析浓度对反应快慢的影响，可对比表中实验 （填标号）。
A．1和3 B．2和3 C．1和2 D．3和4
④由于没有及时记录数据，导致第④组实验数据丢失，你认为合理的数据是 （填标号）。
A．45.7 B．54.7 C．95.4
⑤下表是某同学实验过程中的数据。
由上述表格可知，从第60秒开始反应的速率减慢，其原因是 。
（4）某兴趣小组在老师指导下继续探究了浓盐酸与大理石的反应，并用pH传感器测得下图烧杯中溶液的pH随通入气体时间的变化曲线。请回答下列问题：
①AB段pH几乎不变的原因可能是 。
②BC段发生反应的化学方程式主要有 。
9．（2023·江苏无锡·校考一模）许多化学反应无明显现象，CO2与NaOH溶液的反应就是其中之一。
【提出问题】怎样证明CO2与NaOH溶液发生了反应？
【实验设计】
（1）同学们根据碱的化学性质，推测CO2与NaOH反应的化学方程式为 。并从不同的角度分别设计了实验加以验证。
【实验验证】
（2）从压强变化的角度探究。
①利用图甲装置进行实验，先挤压胶头滴管，再打开止水夹，观察到烧瓶内形成红色“喷泉”，原因是烧瓶内压强 （填“大于”或“小于”）外界大气压。
②利用图乙装置进行实验，将氢氧化钠溶液全部推入集气瓶中，过一会观察到气球鼓起，认为二者发生了反应。同学们经过讨论认为该实验不严谨，理由是 。于是同学们将该装置中NaOH溶液换成 ，通过对比实验，证明二者发生了反应。
（3）从新物质生成的角度探究。
利用图丙装置进行实验，将NaOH溶液全部推入集气瓶中，过一会打开止水夹，观察到 也证明二者发生了反应。
（4）利用“数字化实验”探究。
实验测得烧杯中溶液的pH随时间的变化关系如图丁所示，由图可推知反应过程中浓度不断减小的离子是 （填离子符号）。
题型4：化学反应中温度的变化曲线
10．（2023·广西·模拟预测）酸碱中和反应是初中阶段重要的一类反应，某小组用一定浓度的溶液和一定浓度的盐酸反应来进行相关探究。
实验探究I：相同条件下往50mL一定浓度的溶液中滴加50mL一定浓度的盐酸，并不断搅拌，观察到溶液的温度升高，由此现象得出两者能发生反应的结论。通过查阅相关资料后，发现此结论不够严谨，设计了下列3个对比实验：
①50mL一定浓度的盐酸与50mL蒸馏水混合，测量溶液温度的变化。
②50mL一定浓度的溶液与50mL蒸馏水混合，测量溶液温度的变化。
③50mL一定浓度的盐酸与50mL一定浓度的溶液混合，测量溶液温度的变化。用数字化实验技术测得以上3个实验的溶液温度随时间变化的关系如图所示。

（1）由图可知，盐酸、溶液稀释时均 （填“放热”或“吸热”），它们稀释时温度的变化量 （填“大于”、“等于”、“小于”）两溶液混合时温度的变化量。
（2）从微观角度分析，此中和反应的温度变化主要是由于 （填离子符号）两种离子发生反应放出热量的缘故。
实验探究II：
（3）①往装有50mL一定浓度的溶液的烧杯中先 ，再逐滴加入一定浓度的盐酸，溶液颜色由红色恰好变为无色时，可说明两者发生了反应。
②取一定量反应后的无色溶液加热蒸发，“意外”发现溶液由无色又变成红色。同学们对此红色溶液中溶质的成分（酚酞除外）进行再探究。
查阅资料：酚酞在的溶液中呈无色，在的溶液中呈红色。
作出猜想：猜想一：猜想二：、猜想三：、和
大家认为猜想三溶液中可能存在的原因是 （用化学方程式表示）；
实验验证：取少量样品溶液于试管中， （填实验操作及现象），猜想三错误；
原因分析：反应后无色溶液中仍存在少量，加热蒸发，当溶液的pH在一定范围内，溶液的颜色变红。
总结反思：向某碱性溶液中滴加2～3滴无色酚酞试液，振荡后溶液的颜色 变红。（填“一定”或“不一定”）
11．（2023·江苏南京·校考三模）中和反应再探究．
【初步探究】在一定浓度的氢氧化钠溶液中滴加2~3滴无色酚酞溶液，再逐滴加入一定浓度的盐酸，插入温度计并用玻璃棒搅拌，观察到溶液褪色且温度升高。
（1）能推断出氢氧化钠溶液与盐酸能发生反应的现象是 ，依据是 （选填“反应物减少”或“生成物增加”）。
（2）中和反应的微观实质是 写出该反应的方程式 。
（3）下列四幅图表示向氢氧化钠溶液中滴加过量稀盐酸的不同时间点的微观粒子示意图，请按时间先后排序 （填序号）。

【深入探究】
（4）同学们又设计了以下实验验证反应中的能量变化。
①一定浓度的氢氧化钠溶液与蒸馏水混合，测量溶液温度的变化。
②一定浓度的稀盐酸与 混合，测量溶液温度的变化。
③一定浓度的稀盐酸与一定浓度的氢氧化钠溶液混合，测量溶液温度的变化。

用数字化实验技术测得3个实验中溶液温度随时间变化的关系如图所示。
（5）实验①可知：一定浓度的氢氧化钠溶液稀释时 （选填“放热”或“吸热”）。
（6）由图分析：同学确认氢氧化钠溶液和盐酸反应放出热量，理由是 。
题型5：化学反应中溶液电导率变化曲线
12．（2023·四川成都·统考二模）农业上可用氯化钠溶液来选种。某学习小组进行了“春选一粒种，秋收万颗子”的跨学科综合实践活动。
【提出问题】
如何利用合适的氯化钠溶液来进行选种？
【查阅资料】
1.种子的好坏由是否有成熟完整的胚，足够的营养成分等多因素决定。好种子饱满密度大，坏种子空壳密度小。常见农作物好种子的密度如下：
2.时，氯化钠溶液的密度()与溶质质量分数()关系如下：
【设计与实验】
（1）利用氯化钠溶液选种的原理是 。
（2）配制一定溶质质量分数的氯化钠溶液步骤如下图，操作的顺序是：计算→ (填序号)。

测定氯化钠溶液溶质质量分数。
实验一：用反应生成物质量计算测定溶质质量分数。
（3）取一定质量氯化钠溶液，加入过量硝酸银溶液，生成白色沉淀。将生成物过滤、洗涤、干燥、称量固体。可计算氯化钠溶液的质量分数。该反应的化学方程式是 。
实验二：用伏安法(图1)通过氯化钠溶液电导率来测定溶质质量分数
（4）时，氯化钠溶液电导率出现图2所示的变化的原因是 。

（5）实验中，若配制的是饱和氯化钠溶液，会发生类似电解水实验的反应，产生的石墨电极是 (填“a”或“b”)。
（6）在图3中画出饱和氯化钠溶液通电过程电导率变化趋势图
实验三：用密度计(如下图)测定溶液密度换算求溶质质量分数。
（7）测量密度时，密度计应放置在溶液的位置是_____(填答案序号)

A．溶液上部B．溶液中部C．溶液下部D．任意位置
【数据与解释】
（8）在时，若配制氯化钠溶液用于稻谷的选种，需称取氯化钠固体的质量是 g。
【反思与评价】
（9）选种时，植物种子不能长时间在溶液中浸泡，其原因是 。
装置
现象

试管中的固体逐渐减少，有气泡产生，烧杯中______
实验操作
组别
实验序号
补钙剂形态
白醋中酸浓度（g/100mL）
二氧化碳浓度随时间的变化曲线

第1组
①
片状
6

②
片状
3
第2组
③
粉末
6

④
粉末
3
实验操作
实验现象
实验结论
取少量镁条于试管中，加入1-2滴 溶液
缓慢产生气泡

取少量镁条于试管中，加入1-2滴溶液
快速产生较多气泡
猜想Ⅱ成立
试管编号
A
B
C
D
一周后铁钉表面现象
有一层铁锈
无明显变化
无明显变化
有较厚铁锈
实验编号
稀盐酸的体积
稀盐酸的质量分数
大理石的形状
二氧化碳的体积/mL
实验1
20mL
5%
块状
28.3
实验2
20mL
5%
粉末
46.8
实验3
20mL
10%
块状
58.7
实验4
20mL
10%
粉末
丢失
时段/秒
0～30
30﹣60
60～90
90～120
120～150
150﹣180
CO2的体积/mL
8.1
20.2
11.9
9.6
7.6
6.1
好种子
稻谷
玉米
小麦
密度()
1.01
1.02
1.04
1.06
1.07
1.08
1.10
1.12
1.13
1.15
1.16
1.18
(%)
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
【实验攻略】备战2024年中考化学实验新考法
专题01 数字化实验
1．（2023·江苏常州·统考中考真题）某兴趣小组同学设计实验验证人体呼吸作用产生二氧化碳。
Ⅰ、知识链接
（1）人类进行呼吸作用的主要形式是有氧呼吸，通过酶的催化作用，把糖类等有机物转化为二氧化碳和水。葡萄糖（C6H12O6）在人体内参与呼吸作用的化学反应方程式为 。
Ⅱ、实验验证
（2）初始实验：如图1所示，甲同学通过导管向澄清石灰水中吹气，观察到澄清石灰水变浑浊，于是得出结论：人体呼吸作用产生二氧化碳。

①澄清石灰水变浑浊的化学反应方程式为 。
②经过讨论，同学们认为图1实验不足以得出正确结论，原因是吸入的空气中 。
（3）改进实验：同学们改进实验装置如图2所示。检验气密性良好后，在A、B瓶中装入等浓度等体积、足量的澄清石灰水。乙同学对着同一套装置吹嘴做了相同时长、相同气流速度的吸气和呼气，通过单向阀控制后的吸气步骤和呼气步骤气流方向如图2所示，观察现象。
①实验时做相同时长、相同气流速度的吸气和呼气动作的目的是 ，便于对比实验现象。
②实验过程中若观察到 现象，则说明人体呼吸作用产生二氧化碳。
（4）数字化实验：同学们又进行如图3所示实验，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。采集的数据如图4所示，纵坐标为某一气体体积分数（%），横坐标为时间（s）。

①实验中没有进行数据采集的其余气体的主要成分为 。
②能说明人体呼吸作用产生二氧化碳的曲线是 。
③根据图4中信息，推断Z曲线在下降后又略有上升的可能的原因是 。
【答案】（1）
（2） CO2+Ca(OH)2＝CaCO3↓+H2O 含有二氧化碳
（3） 控制单一变量
A中澄清石灰水不变浑浊，B中澄清石灰水变浑浊
（4） 氮气/N2 X 呼出气体中部分水蒸气液化
【详解】（1）呼吸作用是葡萄糖和氧气在酶的作用下转化为水和二氧化碳，化学方程式为。
（2）①二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，可使用澄清石灰水检验二氧化碳。石灰水中的氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙和水，化学方程式为。
②空气的成分按体积分数计算，氮气约占78%，氧气占21%，稀有气体占0.94%，二氧化碳占0.03%，其他占0.03%。吸入的空气中含有二氧化碳，所以呼出气体中的二氧化碳不一定是人体呼吸作用产生的。
（3）①作对比实验需要控制变量，要注意单一变量原则，实验时做相同时长、相同气流速度的吸气和呼气动作的目的是控制单一变量，消除呼吸时间长短、气流速度等对结果产生的影响，便于对比实验现象。
②结论是能说明人体呼吸作用产生二氧化碳。则推测对应的现象是吸入气体中的二氧化碳不足以使澄清石灰水变浑浊，而呼出气体中的二氧化碳浓度较高，使二氧化碳变浑浊，从而说明有二氧化碳生成，得出人体呼吸作用产生二氧化碳。吸入的气体经过A中的澄清石灰水不经过B中，吹出气体经过B中的澄清石灰水而不经过A中，所以现象是A中澄清石灰水不变浑浊，B中澄清石灰水变浑浊。
（4）①空气的成分按体积分数计算，氮气约占78%，氧气占21%，稀有气体占0.94%，二氧化碳占0.03%，其他占0.03%。呼吸作用不会消耗氮气，呼出气体中也会含有大量的氮气，所以实验中没有进行数据采集的其余气体的主要成分为氮气。
②空气中二氧化碳的体积分数约为0.03%，呼出气体中二氧化碳含量明显增加，所以能说明人体呼吸作用产生二氧化碳的曲线是X。
③空气中氧气含量约为21%，则Z曲线为氧气浓度曲线。曲线下降是因为呼吸作用消耗氧气。呼出气体温度较高，水蒸气含量较大，呼出后温度下降，部分水蒸气液化，气体中水蒸气含量减少，气体总体积减少，而呼出氧气的体积不变，所以可能导致氧气浓度在下降后又略有上升。
2．（2023·四川凉山·统考中考真题）CaCl2可用于冷冻剂、干燥剂、融雪剂、医药及冶金工业等。化学兴趣小组在完成实验室制取二氧化碳的实验后，欲对剩余废液的组成进行探究，并制定回收CaCl2的方案。
【提出问题】实验室制取二氧化碳后的废液中含有哪些溶质？
【猜想与假设】猜想一：CaCl2猜想二：CaCl2和HCl
【查阅资料】CaCl2溶液呈中性
【探究活动一】取少量废液等分成2份，甲、乙两组同学分别利用其中一份进行如下探究：
甲组同学向废液中滴加紫色石蕊溶液，溶液变成 色，证明猜想二成立。
乙组同学用图1装置进行实验，将80mL一定质量分数的碳酸钠溶液逐滴加入废液，测得数据如图2。

【数据分析】乙组同学对图2数据进行讨论分析，证明猜想二成立。
I.a点的实验现象为 。
Ⅱ.b点发生反应的化学方程式为 。
Ⅲ.c点对应溶液中全部溶质的化学式为 。
【探究活动二】丙组同学提出直接蒸发溶剂可从剩余废液中回收纯净CaCl2，理由是 。
【交流与反思】甲组同学认为丙组同学提出的方法会对空气造成污染。在不借助其它试剂和仪器的情况下，除去废液中对空气造成污染的物质，建议最好先在废液中加入下面 (填选项序号)试剂。
A．CaO B．Ca(OH)2 C．CaCO3
【答案】 红 有气泡产生 NaCl Na2CO3 盐酸易挥发 C
【详解】①、紫色石蕊溶液遇酸变成红色，故猜想二CaCl2和HCl成立；
②、在a点时碳酸钠先和盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水，故实验现象是有气泡产生；
③、b点时盐酸被消耗完全，碳酸钠和氯化钙反应生成氯化钠和碳酸钙沉淀，化学方程式是；
④、c点时，盐酸和氯化钙都被反应完全，溶液内只剩下氯化钠和碳酸钠了，故全部溶质的化学式为NaCl和Na2CO3；
⑤、盐酸具有挥发性，所以直接蒸发溶剂可从剩余废液中回收纯净CaCl2；
⑥、碳酸钙会和盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，故可除去废液中的盐酸。
3．（2023·吉林长春·统考中考真题）化学兴趣小组以“助力碳中和”为主题，设计并开展了如下项目式探究活动。
项目一：探究厨房中的温室效应
【查阅资料】Ⅰ．CO2、CH4等气体能产生温室效应；
Ⅱ．相同条件下，阳光照射时，温室气体含量越高环境升温越快；
Ⅲ．点燃天然气后，周围空气中的CO2含量会升高。
【进行实验】
（1）小组同学利用厨房用品中的纯碱和 反应制CO2，并用塑料瓶A收集；再用相同的塑料瓶B，收集一瓶使用天然气前厨房中的空气样品，按图1连接装置(气密性良好)；

（2）标记塑料管内红墨水停留的位置，将装置移至室外，置于阳光下照射一段时间后，观察到红墨水处于标记位置的 (填“左”或“右”)侧。小组同学得出结论：能增强温室效应，并可用该装置验证；
将装置拿回厨房，点燃天然气一段时间后，用排尽CO2的塑料瓶A收集炉灶周围的空气。冷却至室温后连接装置，重复（2）实验，观察到相同的现象。
【分析讨论】
（3）部分同学认为一定是天然气燃烧产生的CO2增强了厨房中的温室效应。有同学认为该说法不严谨，理由是 。
【得出结论】使用天然气会增强厨房中的温室效应。
项目二：探究使用不同物质吸收CO2的可行性
【进行实验】同学们分别使用等体积的H2O、Ca(OH)2饱和溶液和溶质质量分数为40%的NaOH溶液，利用图2装置分别进行3次实验，测得瓶内压强随时间变化的曲线如图3所示：

（4）CO2与NaOH溶液反应的化学方程式为 ；
（5）结合图3数据分析，实验使用的三种物质中，对CO2吸收效果最好的是 。
【分析讨论】
（6）有同学提出，反应中的能量变化也会导致压强变化。于是，小组同学将压强传感器更换为温度传感器，重新进行了部分实验，实验数据如图4所示。由数据可知，与NaOH溶液的反应是 (填“吸热反应”或“放热反应”)；
（7）结合图4数据综合分析，图3中NaOH溶液对应曲线在100s﹣300s内压强变化的原因是 。
【得出结论】吸收CO2时，要多角度考虑其方案的可行性。
项目三：研讨低碳行动方案
【分析讨论】
（8）小组同学认为如果CO2过量排放，难以回收。我们可以通过低碳生活的方式减少CO2的排放，请举出一种具体做法 。
【答案】（1）食醋
（2）右
（3）天然气的主要成分是甲烷，也能增强了厨房中的温室效应
（4）
（5）NaOH溶液
（6）放热反应
（7）CO2与NaOH溶液反应，二氧化碳逐渐减少，装置内压强减小
（8）拒绝使用塑料袋、一次性筷子
【详解】（1）制取CO2可以选择盐和酸发生反应，纯碱Na2CO3，厨房中食醋CH3COOH为酸，所以利用厨房用品中的纯碱和食醋反应可以制取制CO2，故填：食醋；
（2）因为A瓶中二氧化碳温室气体，B瓶为使用天然气前厨房中的空气样品，置于阳光下照射一段时间后，瓶内温度升高，相同条件下，温室气体含量越高环境升温越快，所以A瓶的温度高，压强大，B瓶温度低，压强小，所以红墨水会向右移，故填：右；
（3）天然气主要成分是甲烷，温室危害是二氧化碳的二十倍，所以增强了厨房中的温室效应除了其燃烧产生的二氧化碳以外，其自身也会增强了厨房中的温室效应，故填：天然气的主要成分是甲烷，也能增强了厨房中的温室效应。
（4）CO2可以与NaOH溶液反应，其化学方程式为：
（5）由图3可以看到，相同时间内，滴入NaOH溶液后，锥形瓶内的压强减小的最快，证明氢氧化钠溶液可以更好的吸收二氧化碳，故填：NaOH溶液；
（6）由图4的实验数据可以看到，滴入NaOH溶液时，温度在升高，证明NaOH溶液与二氧化碳的反应时放热反应，故填：放热反应；
（7）装有二氧化碳的锥形瓶内加入足量氢氧化钠溶液，二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，集气瓶中的二氧化碳逐渐减少，瓶内气压逐渐减小，故有图3中对应曲线在100s﹣300s内压强变化，故填：CO2与NaOH溶液反应，二氧化碳逐渐减少，装置内压强减小。
（8）拒绝塑料袋、一次性筷子，使用节能灯；少用空调多开窗，双面使用纸张，增强室内采光，减少照明用电等，均可以减少二氧化碳的排放，符合"低碳生活"。
4．（2023·江苏泰州·统考中考真题）某化学兴趣小组对家用某品牌发酵粉进行探究。
活动一：定性研究
（1）小星通过观察标签知道这种发酵粉主要成分是碳酸氢钠，为测定发酵粉溶解形成溶液的酸碱性，取少量发酵粉加适量水溶解，在室温下用pH计测得所得溶液pH为8.2，说明溶液中除、外，一定含有 （填离子符号）。
（2）小静对碳酸氢钠固体溶解过程温度变化进行研究，实验装置如图1，使用温度传感器分别测得不同质量的碳酸氢钠粉末溶解过程的温度变化曲线如图2。由图可知，碳酸氢钠固体溶于水 热量，影响溶解过程温度变化程度还与 因素有关（答1点即可）。

活动二：定量测定
小燕设计了如图3装置，测定该发酵粉样品中碳酸氢钠的质量分数（已知发酵粉中其他成分不与盐酸反应产生气体）。

（3）B装置中浓硫酸的作用为 。
（4）小燕取15.0g固体样品和足量稀盐酸置于装置A中，打开活塞，充分反应后，测得装置C增重6.6g。请计算样品中碳酸氢钠的质量分数。（写出计算过程）
（5）小组同学围绕实验中产生的碳酸氢钠的质量分数误差进行分析，形成两种不同意见。请分别写出产生偏大和偏小两种误差的原因和导致结果 。（经检测装置气密性良好）
活动三：拓展延伸
小林发现NaOH溶液与NaHCO3溶液混合后无明显现象，提出问题：NaOH和NaHCO3是否发生了化学反应？
（6）猜想一：两者不反应
猜想二：两者发生反应，从元素守恒的角度，反应生成H2O和 （写化学式）。
（7）已知：该实验条件下CaCl2溶液与NaOH溶液混合变浑浊，CaCl2溶液与NaHCO3溶液混合无现象，为验证猜想二正确，请你补充实验方案：取少量NaHCO3溶液，向其中加入足量NaOH溶液， 。（实验方案包括操作、现象和结论。可供选用的试剂有：CaCl2溶液、稀盐酸、澄清石灰水）
【答案】（1）OH-
（2） 吸收 碳酸氢钠的质量
（3）吸收水蒸气
（4）装置C增重6.6g即碳酸氢钠与稀盐酸反应生成二氧化碳的质量为6.6g。
设：样品中碳酸氢钠的质量为x
x=12.6g
样品中碳酸氢钠的质量分数=84%
答：样品中碳酸氢钠的质量分数为84%。
（5）产生偏大误差的原因是D装置中的碱石灰失效，空气中的二氧化碳进入C中使得二氧化碳质量偏大导致的结果是测得碳酸氢钠质量分数偏大；产生偏小误差的原因是C中氢氧化钠溶液部分变质，导致反应产生的二氧化碳未完全吸收，测得二氧化碳质量偏小，导致的结果是测得碳酸氢钠质量分数偏小。
（6）Na2CO3
（7）让两者充分混合后，加入CaCl2溶液，观察到溶液变浑浊，产生白色沉淀，将反应后得到的液体过滤，取滤渣洗净后放入试管中，加入稀盐酸，观察到有气泡产生，将产生的气体通入澄清石灰水中，看到澄清石灰水变浑浊，说明有二氧化碳产生，说明NaOH和NaHCO3反应生成了碳酸钠，可得结论：NaOH和NaHCO3发生了化学反应
【详解】（1）用pH计测得所得溶液pH为8.2，说明溶液呈碱性，即溶液中应含有OH-，故填：OH-；
（2）由图可知，加入碳酸氢钠固体后，溶液的温度在下降，说明碳酸氢钠固体溶于水会吸收热量，由图2 可知，不同质量的碳酸氢钠去溶解，温度下降的快慢也不一样，故填：①吸收②碳酸氢钠的质量；
（3）B装置中浓硫酸的作用为吸收水蒸气，防止水蒸气进入C中被吸收，导致测得二氧化碳质量的数据不准确，故填：吸收水蒸气；
（4）见答案
（5）产生偏大误差即测得碳酸氢钠的质量分数偏大，则测得二氧化碳的质量也应偏大，故应该是D装置中的碱石灰失效，空气中的二氧化碳进入C中使测得二氧化碳质量偏大导致碳酸氢钠质量分数偏大；产生偏小误差即测得碳酸氢钠的质量分数偏小，则测得二氧化碳的质量也应偏小，故应该是C中氢氧化钠溶液部分变质，导致反应产生的二氧化碳未完全吸收，测得二氧化碳质量偏小，导致测得碳酸氢钠质量分数偏小。故填：产生偏大误差的原因是D装置中的碱石灰失效，空气中的二氧化碳进入C中使得二氧化碳质量偏大，导致的结果是测得碳酸氢钠质量分数偏大；产生偏小误差的原因是C中氢氧化钠溶液部分变质，导致反应产生的二氧化碳未完全吸收，测得二氧化碳质量偏小，导致的结果是测得碳酸氢钠质量分数偏小。
（6）从元素守恒的角度，反应前后元素种类不变，反应前有钠、氧、氢、碳四种元素，反应后也要有这四种元素，反应生成H2O有氢、氧元素，则另一种产物一定要有钠、碳元素，结合所学，则另一产物应为Na2CO3，故填：Na2CO3；
（7）证明二者发生反应，可以从证明生成物的角度出发，生成物为碳酸钠，利用氯化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙和氯化钠，碳酸钙能与稀盐酸反应，生成能使澄清石灰水变浑浊的二氧化碳，故填：让两者充分混合后，加入CaCl2溶液，观察到溶液变浑浊，产生白色沉淀，将反应后的液体过滤，取滤渣洗净后放入试管中，加入稀盐酸，观察到有气泡产生，将产生的气体通入澄清石灰水中，看到澄清石灰水变浑浊，说明有二氧化碳产生，说明NaOH和NaHCO3反应生成了碳酸钠，可得结论：NaOH和NaHCO3发生了化学反应。
5．（2023·河北·统考中考真题）登山运动员登山时常用氢化钙作为供氢剂，用来提供能源。某兴趣小组同学对放置了一段时间的氢化钙取样进行探究。
【查阅资料】氢化钙()是一种固态储氢物质，它遇水剧烈反应释放出氢气，反应的化学方程式为。
【提出问题】该氢化钙样品与水反应是否还能生成氢气？
【实验1】小组同学用适量氢化钙样品和水进行实验。

（1）如图所示是小组同学设计的两个实验装置，为便于控制反应速率，最好选用装置 (选填“A”或“B”)。
（2）连接好装置后，加入药品前，应进行的操作是 。
（3）向装置中加入药品并开始实验。锥形瓶中快速产生气泡；将导管插入肥皂水中，吹出肥皂泡，用燃着的木条靠近上升到空中的肥皂泡，肥皂泡被点燃。“肥皂泡被点燃”是因为氢气具有 性。
【得出结论】该氢化钙样品与水反应还能生成氢气。
【提出新问题】实验1中不再产生气泡后，锥形瓶中有较多白色浑浊物。白色浑浊物是什么？
【分析讨论】氢化钙与水反应生成了氢氧化钙，氢氧化钙微溶于水，白色浑浊物中一定含有氢氧化钙：氢化钙在保存过程中可能变质生成碳酸钙，故白色浑浊物中还可能含有碳酸钙。
【实验2】按图1所示，将白色浑浊物装入锥形瓶中，用注射器注入适量稀盐酸，并利用二氧化碳传感器测得锥形瓶中二氧化碳的体积分数随时间的变化如图2所示。

（4）实验2中锥形瓶内发生反应的化学方程式为 (写一个即可)。
（5）图2中说明有二氧化碳生成的依据是 。
【得出结论】白色浑浊物中含有氢氧化钙和碳酸钙，同时说明氢化钙样品有少量变质。
【反思拓展】
（6）保存氢化钙的一条建议是 。
（7）氢能有很多优点，如 (写一条即可)。我们共同努力，助力我国早日进入“氢能经济”时代。
【答案】（1）A
（2）检验装置气密性
（3）可燃
（4）
（5）随反应时间增加，二氧化碳体积分数增加
（6）应该密封保存
（7）清洁无污染
【详解】（1）A装置中式分液漏斗，可以通过控制液体滴加速度来控制反应速率，故填：A；
（2）有气体生成的反应，在反应开始前应该先检验装置气密性；
（3）能够燃烧，说明氢气具有可燃性；
（4）由于有二氧化碳生成，说明有碳酸钙存在，碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳：
（5）图2可以看出，随反应时间增加，二氧化碳体积分数增加，这说明有二氧化碳生成；
（6）氧化钙接触水和二氧化碳之后会变质生成氢氧化钙和碳酸钙，属于日常保存时应该注意要密封保存；
（7）氢能在燃烧过程中产物只有水，所以属于清洁能源，故填：清洁无污染。
数字化实验是通过“传感器+数据采集器+计算机”定量采集数据得到曲线和数字的一种新型实验，这些图形直观可视、真实可靠，可以将一些不易感受，不好理解的现象很直观的展示出来。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、湿度传感器等，对化学反应过程中的浓度变化、压强变化、温度变化、pH变化、电导率变化等进行化学实验的定性和定量分析。近年来，各地化学中考中出现了不少以数字化实验为情境的试题。
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。该题型分值逐年增加分，各种题型均可涉及。
题型1：化学反应中气体含量的变化曲线
1．（2023·吉林长春·校考模拟）钙是人体所需的重要元素之一。某化学小组用主要成分为碳酸钙的补钙剂进行如下实验。
查阅资料
①白醋的主要成分是醋酸（CH3COOH），可与碳酸钙反应，不与补钙剂中的其他成分反应。实验过程中暂不考虑醋酸挥发。
②ppm常用来表示气体的浓度，数值越大，说明气体的浓度越高。
③碳酸钙与醋酸反应的化学方程式： 。
I.验证补钙剂能与白醋反应。
【进行实验】
【解释与结论】
（1）补全实验中的现象 。用化学方程式解释产生这一现象的原因 。
【小组交流】分组实验中，同学们发现产生气泡的速率不同，于是进行了如下探究。
Ⅱ.探究影响补钙剂与白醋反应速率的因素。
【进行实验】室温条件下进行实验，记录如下：
【解释与结论】
（2）上述实验中，反应速率最快的是 （填实验序号）。
（3）设计第1组实验的目的是 。
（4）若探究补钙剂形态对反应速率的影响，可选择的实验序号是 。
【反思与评价】
（5）实验过程中，发现温度对该反应速率有影响。同学们再进行实验探究温度对反应速率的影响时，不需要控制相同的______（填序号）。
A．补钙剂的质量 B．温度 C．白醋中醋酸浓度 D．白醋的体积 E．补钙剂形态
【答案】（1） 澄清石灰水变浑浊
（2）③
（3）探究白醋中醋酸浓度对补钙剂与白醋反应速率的影响
（4）①③（或②④）
（5）B
【详解】（1）白醋与碳酸钙反应生成醋酸钙、二氧化碳和水，二氧化碳能与澄清石灰水中的溶质氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，故实验现象为试管中的固体逐渐减少，有气泡产生，烧杯中澄清石灰水变浑浊；
该反应方程式为 CO2+Ca(OH)2＝CaCO3↓+H2O ；
（2）根据实验数据，可以看出③中二氧化碳浓度达到最大所需的时间最短，所以此时反应速率最快；
（3）第1组实验中的变量为醋酸的浓度，所以是探究白醋中醋酸浓度对补钙剂与白醋反应速率的影响；
（4）若探究补钙剂形态对反应速率的影响，根据控制变量唯一的原则，除补钙剂的形态不同外，其它条件要保持一致，故可选择①③或②④；
（5）进行实验探究温度对反应速率的影响，根据控制变量唯一的原则，除了温度不同外，其他实验条件需要保持一致，所以需要控制补钙剂质量、白醋中醋酸浓度、白醋的体积以及补钙剂形状一致，所以不需要控制相同的温度，故选B。
2．（2023·福建福州·福建省福州延安中学校考模拟）兴趣小组探究金属的性质，做了如下实验。
【实验一：探究锌、铁、银三种金属的活动性】
步骤①在试管中取少量盐酸，插入铁丝，充分作用；
步骤②在①所得的溶液中，插入银丝，充分作用；
步骤③在②所得的溶液中插入锌丝，充分作用。

（1）写出步骤③的化学方程式： 。
（2）小鹏认为方案中补充一个实验，就可得出Zn>Fe>H>Ag的结论。补充的实验是 。
（3）小晗认为要得到Zn>Fe>H>Ag的结论，不必做补充实验，只需调整实验步骤即可，你认为调整插入金属的顺序是 。
【实验二：探究铁生锈的条件】

（4）检查装置的气密性:打开弹簧夹， (填操作和现象)，则装置气密性良好。
（5）实验I中铁丝生锈，铁丝和氧气反应时间足够，当打开止水夹时，还能观察到的现象是： 。
（6）对比实验 (填序号)，可以得出铁生锈需要氧气。
【拓展与延伸1】某小组同学利用手持数据采集器，测定铁钉与不同溶液(浓度相等)接触生锈气浓度的变化，装置及数据如图：

（7）实验所用三种溶液中，铁钉接触到 溶液(填化学式)更容易生锈。
（8）根据三条曲线都是“先陡后缓”的现象。关于铁生锈快慢的问题，你能得出的结论是： 。
【拓展延伸2】
（9）铜能与空气中氧气、水、二氧化碳反应而锈蚀，生成铜绿【主要成分为Cu2(OH)2CO3】，能否用铜粉与实验I的装置测定空气中氧气的含量？ (填“能”或“不能”)你判断的理由是 。
【答案】（1）Zn+FeCl2=Fe+ZnCl2
（2）取一试管装入少量稀HCl，插银丝观察是否有气泡产生
（3）Ag、Fe、Zn
（4）往右侧管中注入水，观察两边管能否形成液面差
（5）左边管中液面上升至刻度1处
（6）Ⅰ、Ⅲ；
（7）NH4Cl
（8）氧气浓度越低，铁生锈越慢
（9） 不能 铜粉除了消耗空气中氧气之外，还会消耗空气中的CO2
【详解】（1）根据金属活动性顺序进行判断，步骤①中发生铁与稀盐酸的反应生成氯化亚铁和氢气，步骤②中银不能与氯化亚铁溶液发生反应，所以步骤③锌与氯化亚铁溶液反应生成铁和氯化锌，反应的化学方程式为Zn+FeCl2=Fe+ZnCl2。
（2）步骤①能证明铁排在氢的前面，步骤②银不与氯化亚铁溶液反应，证明银排在铁的后面，步骤③能证明锌排在铁的前面，综上分析，银排在氢的哪里不太清楚，所以需要证明银排在氢的哪里，需要选择酸溶液来实验，故答案为：取一试管装入少量稀盐酸，插入银丝，观察是否有气泡产生。
（3）如果步骤①中放稀盐酸，插入银丝，充分作用，无明显现象，可以证明银排在氢的后面，步骤②在①中所得溶液中插入铁丝，充分作用，产生气泡，可以证明铁排在氢的前面，步骤③在②中所得溶液中插入锌丝，充分作用，可以证明锌排在铁的前面，从而证明Zn>Fe>H>>Ag，故插入金属的顺序是银丝、铁丝、锌丝。
（4）检查装置的气密性时，利用压强的原理，向右管中加水，观察两边管能否形成液面差，若右管液面高于左管液面或上下移动右管，若两管液面始终不相平，证明装置的气密性良好。
（5）铁丝生锈消耗管中的氧气，造成管中左边压强减小，所以打开止水夹时，右管中的水进入左管，又因为氧气约占空气体积的五分之一，所以左管液面上升至刻度1处。
（6）I中有氧气和水，具备铁生锈的条件，Ⅲ中没有氧气，只有水，通过控制变量，分析得知，铁生锈需要氧气，故答案为: Ⅰ 、Ⅲ。
（7）结合图像可知，随时间的变化，氧气浓度在氯化铵的环境中减少的迅速，结合铁生锈的条件，可知铁接触到氯化铵溶液更容易生锈。
（8）铁生锈的条件是铁与氧气和水共同作用的结果，结合图像趋势进行分析得知：氧气浓度越低,铁生锈越慢。
（9）测定空气中氧气的含量实验，必须选择只消耗氧气的化学试剂，结合题目所给信息，铜能与空气中氧气和二氧化碳两种气体发生化学反应，所以不能用铜粉与实验I的装置测定空气中氧气的含量。
3．（2023·广东惠州·统考一模）某化学兴趣小组利用如图1装置验证燃烧条件并验证用红磷或白磷燃烧测定空气中氧气体积分数的实验结论是否精确，燃烧匙中加入相同质量且足量红磷和白磷，将各传感器连接电脑收集实验数据：

【实验验证】
（1）按图1组装好实验装置，将两个装置的电阻丝串联在同一个电源上电源，观察到的现象为燃烧匙上的白磷先燃烧和红磷后燃烧并产生 ，水下的白磷 。
（2）红磷和白磷都是磷的单质，其物理性质不同的原因是 。
（3）烧瓶底部的蒸馏水的作用除了隔绝空气外，还有 的作用（填一点）；
（4）写出磷燃烧的化学方程式： 。
（5）该实验证明燃烧需要的两个条件为 和 。

（6）实验小组同学从开始实验到最后装置冷却后的整个实验过程中，用氧气传感器测量的两个容器内氯气浓度变化曲线如图2。下列说法不正确的是______。（填字母）
A．足量红磷和白磷在密闭容器内充分燃烧可将氧气完全耗尽
B．白磷在密闭容器内燃烧熄灭时，氧气仍有10%~15%的剩余
C．白磷在密闭容器中燃烧比红磷对氧气的消耗更充分
D．用红磷或白磷燃烧来测定空气中氯气的体积分数的实验结论精确
（7）兴趣小组同学又设计了如图3实验，实验前该注射器中空气的体积至少为 mL才能顺利的完成实验。（空气中氧气的含量按照20%计算）

【答案】（1） 大量白烟 不燃烧
（2）磷原子的排列方式不同
（3）加速冷却（或吸收五氧化二磷，防止空气污染或防止高温固体炸裂瓶底）
（4）
（5） 温度达到可燃物的着火点 与氧气接触
（6）ABD
（7）20
【详解】（1）白磷燃烧、红磷燃烧都是磷和氧气反应产生五氧化二磷，则会产生大量白烟；水下的白磷没有燃烧，因为没有与氧气接触；
（2）红磷和白磷都是磷的单质，其物理性质不同的原因是磷原子的排列方式不同；
（3）烧瓶底部的蒸馏水的作用除了隔绝空气外，还有加速冷却或吸收生成的五氧化二磷，防止造成空气污染的作用，或防止高温固体炸裂瓶底；
（4）在点燃的条件下，白磷与氧气反应生成五氧化二磷，化学方程式为；
（5）白磷先燃烧和红磷后燃烧，说明燃烧需要温度达到可燃物的着火点；燃烧匙上的白磷燃烧，水下的白磷没有燃烧，证明燃烧需要可燃物与氧气接触；故答案为：温度达到可燃物的着火点；与氧气接触；
（6）A．由图像可知：足量红磷和白磷在密闭容器内充分燃烧均不可将氧气完全耗尽，说法错误；
B．分析图像可知，白磷在密闭容器内燃烧熄灭时，氧气仍有1.7%的剩余，说法错误；
C．由图像可知，白磷在密闭容器中燃烧比红磷对氧气的消耗更充分，说法正确；
D．分析图像，用红磷或白磷燃烧来测定空气中氧气的体积分数的实验结论并不能精确，说法错误；
故答案为：ABD；
（7）实验后装置中减少的气体减少了压强，导致注射器的活塞会向右运动，则可以刚好注射器中没有气体，即减少的体积就是注射器中的气体，设注射器内空气的体积为x，则：（80mL+x）×=x，x=20mL，则实验前该注射器中空气的体积至少为20mL才能顺利的完成实验。
题型2：压强与温度的变化曲线
4．（2023·广西南宁·南宁市第二十六中学校考三模）数字传感器的诞生，极大地方便了化学实验研究，现用下图装置，进行系列实验探究。

【设计实验】
实验一：检查装的气密性
（1）传感器Ⅰ、Ⅱ分别是温度传感器和压强传感器。用注射器吸取20mL水，将水全部推入三颈烧瓶并压住活塞，若传感器(填“Ⅰ”或“Ⅱ”) 读数增大且保持不变，则装置气密性良好。
实验二：探究CO2与NaOH溶液能否发生反应
传感器Ⅰ、Ⅱ分别是pH传感器和压强传感器。三颈烧瓶中充满CO2气体，注射器中装少量pH为13.8的NaOH溶液，将溶液全部推入三颈烧瓶并压住活塞，实验结果：A 压强数值先变大后变小；B 溶液pH值持续变小，最终定格在8.3。
（2）能确定CO2气体和NaOH溶液发生了化学反应的实验结果为 (用序号A、B选填)。
（3）此NaOH溶液若全部生成Na2CO3溶液pH应该为8左右，由此可知，本实验中Na2CO3又反应生成了NaHCO3，生成NaHCO3的化学方程式为 。
实验三：定量探究影响铁锈蚀的因素
已知：碳粉可加快铁锈蚀，碳粉不与盐酸反应。
传感器Ⅰ、Ⅱ分别是温度传感器和压强传感器，将5g某型号铁粉和2g碳粉加入三颈烧瓶，t1时刻加入2mL饱和NaCl溶液后，再将一只装有5mL稀盐酸的注射器插到烧瓶上(此时没有推动注射器活塞)，采集数据。

（4）据图5，说明铁生锈是 (填“放热”或“吸热”)。
（5）据图6分析t3时刻后压强突然变大，原因是 。
【拓展延伸】：测定部分生锈的铁粉中铁的含量
（6）连接如图7装置。取部分生锈的铁粉(铁和氧化铁的混合物)0.6g于锥形瓶中，加入足量稀盐酸进行实验。完全反应后，立即读出生成气体体积为0.2L，已知该条件下氢气密度为，根据以上数据，计算该固体中铁的质量分数为 。
【反思评价】
（7）学习小组有同学提出：用这种方法测得的气体体积不够准确，可能会导致测定的铁的质量分数变大，可能的原因是___________(填字母序号)。
A．装置的气密性不好B．铁与盐酸反应放热
C．生成的气体会部分滞留在锥形瓶中D．没有扣掉加入的盐酸的体积
【答案】（1）Ⅱ
（2）B
（3）
（4）放热
（5）稀盐酸和铁反应生成氢气
（6）84%
（7）BD
【详解】（1）传感器Ⅰ、Ⅱ分别是温度传感器和压强传感器。用注射器吸取20mL水，将水全部推入三颈烧瓶并压住活塞，烧瓶中气体体积变小，压强增大，若装置气密性好，则传感器Ⅱ读数增大且保持不变；故填：Ⅱ；
（2）三颈烧瓶中充满CO2气体，注射器中装少量pH为13.8的NaOH溶液，将溶液全部推入三颈烧瓶并压住活塞，二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，溶液pH减小，故能确定CO2气体和NaOH溶液发生了化学反应的实验结果为B；故填：B；
（3）碳酸钠、二氧化碳和水反应生成NaHCO3，化学方程式为；
（4）铁和氧气和水接触会生锈，据图5知，t1时刻加入2mL饱和NaCl溶液后温度逐渐升高，说明铁生锈是放热；故填：放热；
（5）加入稀盐酸后，稀盐酸和铁锈主要成分氧化铁反应生成氯化铁和水，铁锈反应完全后，稀盐酸和铁反应生成氢气，故t3时刻后压强突然变大；
（6）连接如图7装置，取部分生锈的铁粉(铁和氧化铁的混合物)0.6g于锥形瓶中，加入足量稀盐酸进行实验。完全反应后，立即读出生成气体体积为0.2L，已知该条件下氢气密度为
设铁的质量分数为x
x=84%
故填：84%；
（7）用这种方法测得的气体体积不够准确，可能会导致测定的铁的质量分数变大，可能的原因是：
A、装置的气密性不好，测得氢气体积比实际氢气体积小，铁的质量分数会变小，错误；
B、铁与盐酸反应放热，会使氢气分子间间隔变大，测得氢气体积比实际体积大，铁的质量分数会变大，正确；
C、生成的气体会部分滞留在锥形瓶中，但相同体积的空气会从锥形瓶中排出，不影响氢气体积的测量，错误；
D、没有扣掉加入的盐酸的体积，测得氢气体积比实际体积大，铁的质量分数会变大，正确。
故选BD。
5．（2023·江苏泰州·统考二模）镁是一种重要金属。

（1）实验一：取一段镁条打磨，用 （填仪器名称）将镁条放入图1的烧瓶中（气密性良好），再将注射器中的稀盐酸推入，通过数字传感器测定密闭容器内压强与时间的关系如图2。b点所含的溶质为 （填化学式），图中c点镁条已完全消失，cd段容器内压强略有减小的原因为 。
实验二：小组同学将镁条放入碳酸钠溶液中，快速产生较多气泡，且有白色不溶物。
【查阅资料】
①镁能与水缓慢反应生成氢气；
②碳酸钠溶液中除含有、外，还含有。
【探究1】产生的气体真的是氢气吗？
（2）小敏设计如图3所示方案进行检验。根据“B中 现象，C中气体燃烧，烧杯内壁有水珠”的现象，确认气体为氢气。
（3）小组同学讨论认为，C中有水珠产生不能作为A中有氢气的依据，其原因为 。
【探究2】碳酸钠溶液中什么微粒促进镁与水的反应？
【猜想假设】猜想Ⅰ:能促进镁与水的反应
猜想Ⅱ:能促进镁与水的反应
猜想Ⅲ:能促进镁与水的反应
【实验探究】
（4）
【实验结论】碳酸钠溶液中促进镁与水的反应。
实验三：七水硫酸镁在印染、造纸和医药等工业都有广泛的应用。以镁矿石（主要成分为、、Fe2O3和等）为原料生产，流程如图4。

已知：既不溶于水也不溶于稀硫酸，“酸浸”时通入空气使转化为。
请回答下列问题：
（5）“操作1”的名称为 。
（6）“酸浸”时，硫酸不能过量太多的原因为 ，滤渣b的化学式为 。
（7）硫酸镁晶体的种类随浓度和温度变化曲线如图5。“一系列操作”主要是指蒸发浓缩、 、过滤。

（8）现取样品20g配成溶液，向其中滴加氢氧化钠溶液。过滤、洗涤、干燥，称量沉淀质量为2.9g。求样品中硫酸镁的质量。（假设杂质不参与反应，请写出计算过程。）
【答案】（1） 镊子 MgCl2、HCl 反应结束，温度降低（或该反应放热，反应停止后恢复室温）
（2）不变浑浊
（3）气体从B装置出来会携带水蒸气
（4） NaOH 猜想I、III不成立或Na+、OH-都不能促进
（5）过滤
（6） 浪费硫酸或后续需要更多的氨水（合理即可） Fe(OH)3
（7）降温到1.8℃~48.1℃
（8）6g；
解：设参加反应的MgSO4的质量为x。
，x=6g
答：样品中MgSO4的质量为6g。
【详解】（1）根据图1可知，b点是反应过程中，稀盐酸有剩余，故所含的溶质为MgCl2 、HCl。图中c点镁条已完全消失，cd段容器内压强略有减小的原因为：反应结束，温度降低或该反应放热，反应停止后恢复室温。
（2）二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，氢气不能使澄清石灰水变浑浊，但氢气具有可燃性，氢气燃烧生成水。所以根据“B中不变浑浊现象，C中气体燃烧，烧杯内壁有水珠”的现象，确认气体为氢气。
（3）小组同学讨论认为，C中有水珠产生不能作为A中有氢气的依据，其原因为：气体从B装置出来会携带水蒸气。
（4）实验操作：因为NaOH中含有钠离子、氢氧根离子，用NaOH溶液可验证猜想I和猜想III是否正确，所以取少量镁条于试管中，加入1-2滴NaOH溶液，缓慢产生气泡，则猜想I、III不成立。取少量镁条于试管中，加入1-2滴Na2CO3溶液，快速产生较多气泡，则猜想Ⅱ成立。
（5）通过过滤可将难溶于水的固体物质与水分离，所以“操作1”的名称为过滤。
（6）“酸浸”时，硫酸不能过量太多的原因为：浪费硫酸或后续需要更多的氨水。通常情况下，亚铁离子及亚铁的化合物在空气中都不稳定，易被空气中的氧气氧化为铁离子或铁的化合物。所以向镁矿石中通入空气、加入稀硫酸，过滤后得到滤液1，滤液1中含有铁离子，向其中加入氨水，因为氨水中含有氢氧根离子，氢氧根离子能与铁离子结合生成氢氧化铁沉淀，然后过滤，则滤渣b的化学式为Fe(OH)3。
（7）硫酸镁晶体的种类随浓度和温度变化曲线如图5。“一系列操作”主要是指蒸发浓缩滤液至表面有晶膜出现（此时MgSO4溶液已经饱和）、降温到1.8℃~48.1℃、过滤、洗涤、低温干燥。由硫酸镁溶液在不同温度下进行浓缩结晶，可得到不同的晶体可知温度在1.8℃~48.1℃析出MgSO4∙7H2O。
（8）见答案
6．（2023·江苏淮安·统考一模）我国高铁创造的中国速度今世界瞩目，某学习小组对高铁建设中的铜铁锈蚀进行探究。
【提出问题】铁锈蚀与哪些因素有关。
【设计实验】
实验一：定性探究铁锈蚀的因素
取四枚大小相同的洁净无锈铁钉分别放入试管。进行图1实验，现象如下表。
（1）对比A、B、C试管中实验现象，说明铁锈蚀是与空气中的 发生化学反应。
（2）对比A和D试管中实验现象，说明铁锈蚀快慢与 有关；
实验二：定量探究影响铁锈蚀的因素
小组设计了图2装置，检查气密性，将5g铁粉和2g碳粉加入三颈烧瓶，t1时刻加入2mL饱和NaC1溶液后，再将一只装有5mL稀盐酸的注射器插到烧瓶上(此时没有推动注射器活塞)，采集数据。
（3）据图3分析，说明铁生锈 (填“放热”或“吸热”)，t2~t3这段时间反应并未停止但温度却开始降低，原因是 。
（4）据图3、图4分析，稀盐酸注入烧瓶中的时刻是 (填“t2”或“t3”或“t4”)。
实验三：测定部分生锈的铁粉中铁的含量
（5）连接如图5装置。取部分生锈的铁粉(铁和氧化铁的混合物)0.6g于锥形瓶中，加入足量稀盐酸进行实验。完全反应后，测得生成气体体积为0.2L，已知该条件下氢气密度为0.09g/L，根据以上数据，请计算该固体中铁的质量分数。(写出计算过程)
（6）学习小组有同学提出：用这种方法测得的气体体积不够准确，可能会导致测定的铁的质量分数偏大，可能的原因是 (填序号)。
a．装置的气密性不好 b．铁与盐酸反应放热
c．装置内原来的空气没有排掉 d．没有扣掉加入的盐酸的体积
【答案】（1）水、氧气
（2）氯化钠
（3） 放热 生锈放热小于热量散失
（4）t3
（5）解：H2的质量为：
设该固体中Fe的质量为x
固体中铁的质量分数
答：该固体中铁的质量分数为84%。
（6）bd
【详解】（1）A试管中铁与水、氧气同时接触，铁生锈，B试管中铁只与水，铁不生锈，C试管中铁只与氧气接触，铁不生锈，对比A、B、C试管中实验现象，说明铁锈蚀是与空气中的水、氧气发生化学反应，故填：水、氧气。
（2）对比A和D，D中为氯化钠饱和溶液，且生锈比较严重，说明铁锈蚀快慢与氯化钠有关，故填：氯化钠。
（3）①由图3可知，铁生锈过程中温度升高，说明铁生锈放热，故填：放热。
②铁生锈后，装置内的氧气含量变少，生锈速率变慢，而装置散热，则t2~t3这段时间反应并未停止但温度却开始降低，是因为生锈放热小于热量散失，故填：生锈放热小于热量散失。
（4）盐酸与铁反应生成氯化亚铁和氢气，同时放出热量，由图3、图4知，t3时刻后，温度和压强都明显增大，所以稀盐酸注入烧瓶中的时刻是t3，故填：t3。
（5）见答案。
（6）A、装置的气密性不好，生成的氢气会扩散到空气中，导致测定的铁的质量分数偏小，故A不符合题意；
B、铁与盐酸反应放热，会使测定的氢气的体积偏大，导致测定的铁的质量分数偏大，故B符合题意；
C、装置内原来的空气没有排掉 ，不会影响测定氢气的体积，故C不符合题意；
D、没有扣掉加入的盐酸的体积，会使测定的氢气的体积偏大，导致测定的铁的质量分数偏大，故D符合题意。
故填：bd或db。
题型3：中和反应时，溶液PH的变化曲线
7．（2023·内蒙古包头·包头市第三十五中学三模）某化学兴趣小组的同学对酸、碱和盐的性质进行探究，实验如图，回答下列问题。

【实验猜想】
（1）实验一反应后成分的确定
猜想一：氯化钙。猜想二：氯化钙与氯化氢。猜想三 。
【实验验证】 取实验一反应后的溶液于烧杯，将实验二的溶液实验二中的溶质质量分数为逐滴滴入烧杯中，用传感器测定滴加过程中溶液的，实验结果如图所示。

【实验结论】
（2）分析数据，可以确定猜想 成立。
（3）点后曲线平缓阶段，b点溶液中的溶质
（4）点时，溶液呈 色。说明将反应一中所有钙离子除去，所需的溶液的体积 。填“大于”“等于”或“小于”
【答案】（1）氯化钙与氢氧化钙
（2）二
（3）NaCl、 CaCl2
（4） 红 小于
【详解】（1）氢氧化钙和稀盐酸反应生成氯化钙和水，如果恰好完全反应，则溶质为氯化钙，如果氢氧化钙过量，则溶质为氯化钙、氢氧化钙，如果盐酸过量，则溶质为氯化钙、氯化氢，猜想三：氯化钙与氢氧化钙；
（2）由图可知，滴加碳酸钠溶液前pH＜7，说明溶液中含盐酸，则猜想二成立；
（3）b点后曲线平缓阶段，发生反应为氯化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙和氯化钠，该阶段pH始终等于7，该反应的化学方程式为：CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl，点后曲线平缓阶段，b点溶液中的溶质NaCl、CaCl2；
（4）c点时pH＞7，此时碳酸钠过量，溶液显碱性，能使无色酚酞试液变红，故溶液呈红色；c点时，加入碳酸钠溶液的体积为120mL，此时碳酸钠过量，氯化钙已经完全反应，钙离子已经除去，故所需10.6%的Na2CO3溶液的体积小于120mL。
8．（2023·广东广州·统考一模）研究和控制化学反应条件有重要意义。
（1）小嘉同学用15%的H2O2溶液制取氧气时发现，若注入H2O2溶液速度过快，反应会过于剧烈而引发事故。请你帮小嘉从如图中选择合适的仪器组装一套O2发生装置，要求能解决上述问题，需要用到的仪器有哪些？ （填标号）。
（2）小明同学用50g溶质质量分数为15%的过氧化氢溶液制氧气，为了减小反应速率，他先向该过氧化氢溶液中加入50g水，求稀释后过氧化氢溶液的溶质质量分数 。
（3）某小组同学研究3g大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳受哪些因素影响，该小组的实验设计和数据记录如下表。
①写出大理石与稀盐酸反应生成CO2气体的化学方程式 。
②该小组研究了哪些因素对反应快慢的影响？ 。
③为了分析浓度对反应快慢的影响，可对比表中实验 （填标号）。
A．1和3 B．2和3 C．1和2 D．3和4
④由于没有及时记录数据，导致第④组实验数据丢失，你认为合理的数据是 （填标号）。
A．45.7 B．54.7 C．95.4
⑤下表是某同学实验过程中的数据。
由上述表格可知，从第60秒开始反应的速率减慢，其原因是 。
（4）某兴趣小组在老师指导下继续探究了浓盐酸与大理石的反应，并用pH传感器测得下图烧杯中溶液的pH随通入气体时间的变化曲线。请回答下列问题：
①AB段pH几乎不变的原因可能是 。
②BC段发生反应的化学方程式主要有 。
【答案】（1）CG
（2）7.5%
（3） CaCO3+2HCl＝CaCl2+CO2↑+H2O 大理石的形状、稀盐酸的质量分数 A C 随着反应的进行，稀盐酸的质量分数变小，反应速率减慢
（4） 开始出来的气体是装置内的空气，不会使溶液的pH发生较大变化 Ca(OH)2+2HCl＝CaCl2+2H2O、Ca(OH)2+CO2＝CaCO3↓+H2O
【详解】（1）用15%的H2O2溶液制取氧气，反应不需要加热，仪器CG组装一套氧气发生装置可以控制反应速率，其原理是通过控制液滴滴加速度，故要求能解决反应会过于剧烈而引发事故的问题；
（2）设稀释后过氧化氢溶液的溶质质量分数x，根据稀释前后溶质质量不变可得50g×15%＝（50g+50g）•x；解得x=7.5%。
（3）①大理石与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，化学方程式为。
②根据该小组的实验设计和数据记录表可知，该小组研究了大理石的形状、稀盐酸的质量分数对反应快慢的影响，稀盐酸的体积对反应快慢无影响。
③要分析浓度对反应快慢的影响，变量就只能有浓度的大小，其他不变，则为了分析浓度对反应快慢的影响，应该选择实验1和实验3，故选A。
④对比实验1和实验2可知，粉末状的大理石比块状大理石反应速率更快，实验4粉末状的大理石反应更快，相同时间产生的气体更多，数值应该比58.7更大，故选C。
⑤稀盐酸与大理石反应，随着反应的进行，稀盐酸的质量分数降低，反应速率逐渐减慢，所以从第60秒开始反应的速率减慢，其原因是稀盐酸的质量分数变小。
（4）①开始出来的气体是装置内的空气，空气呈中性，不会使溶液的pH发生较大变化。
②BC段的二氧化碳不断减小，生成的二氧化碳被氢氧化钙吸收，反应的化学方程式为Ca(OH)2+CO2＝CaCO3↓+H2O，浓盐酸有挥发性，生成的二氧化碳中混有大量的氯化氢，氯化氢和氢氧化钙反应生成氯化钙和水，化学方程式为Ca(OH)2+2HCl＝CaCl2+2H2O。
9．（2023·江苏无锡·校考一模）许多化学反应无明显现象，CO2与NaOH溶液的反应就是其中之一。
【提出问题】怎样证明CO2与NaOH溶液发生了反应？
【实验设计】
（1）同学们根据碱的化学性质，推测CO2与NaOH反应的化学方程式为 。并从不同的角度分别设计了实验加以验证。
【实验验证】
（2）从压强变化的角度探究。
①利用图甲装置进行实验，先挤压胶头滴管，再打开止水夹，观察到烧瓶内形成红色“喷泉”，原因是烧瓶内压强 （填“大于”或“小于”）外界大气压。
②利用图乙装置进行实验，将氢氧化钠溶液全部推入集气瓶中，过一会观察到气球鼓起，认为二者发生了反应。同学们经过讨论认为该实验不严谨，理由是 。于是同学们将该装置中NaOH溶液换成 ，通过对比实验，证明二者发生了反应。
（3）从新物质生成的角度探究。
利用图丙装置进行实验，将NaOH溶液全部推入集气瓶中，过一会打开止水夹，观察到 也证明二者发生了反应。
（4）利用“数字化实验”探究。
实验测得烧杯中溶液的pH随时间的变化关系如图丁所示，由图可推知反应过程中浓度不断减小的离子是 （填离子符号）。
【答案】（1）CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
（2） 小于 氢氧化钠溶液中有水，二氧化碳可溶于水也可与水反应（答案合理即可，下同） 等量水
（3）稀盐酸倒吸入集气瓶中，且集气瓶中有气泡产生
（4）OH-
【详解】（1）二氧化碳可与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水，反应的化学方程式为CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O。
（2）①图甲装置实验，先挤压胶头滴管加入氢氧化钠溶液，再打开止水夹，观察到烧瓶内形成红色“喷泉”，说明烧瓶内压强小于外界大气压，从而烧杯中的水被吸入烧瓶中，形成喷泉”。
②由于二氧化碳可溶于水也可与水反应，图乙装置实验，将氢氧化钠溶液全部推入集气瓶中，氢氧化钠溶液中含有水，所以若二氧化碳溶于水或与水反应，都会使装置中的压强变小，也能观察到气球鼓起。若想证明二氧化碳与氢氧化钠反应，可将氢氧化钠溶液换成等量水，再观察气球鼓起的情况，并得到结论。
（3）图丙装置实验，二氧化碳可与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水，所以打开止水夹后，集气瓶中压强变小，烧杯中的稀盐酸会被吸入集气瓶中，且吸入的稀盐酸可与生成的碳酸钠反应生成二氧化碳气体，还会观察到有气泡产生。
（4）由烧杯中溶液的pH随时间的变化关系可知，溶液碱性减弱，NaOH溶液中含有Na+和OH-，说明反应过程中浓度不断减小的离子是OH-。
题型4：化学反应中温度的变化曲线
10．（2023·广西·模拟预测）酸碱中和反应是初中阶段重要的一类反应，某小组用一定浓度的溶液和一定浓度的盐酸反应来进行相关探究。
实验探究I：相同条件下往50mL一定浓度的溶液中滴加50mL一定浓度的盐酸，并不断搅拌，观察到溶液的温度升高，由此现象得出两者能发生反应的结论。通过查阅相关资料后，发现此结论不够严谨，设计了下列3个对比实验：
①50mL一定浓度的盐酸与50mL蒸馏水混合，测量溶液温度的变化。
②50mL一定浓度的溶液与50mL蒸馏水混合，测量溶液温度的变化。
③50mL一定浓度的盐酸与50mL一定浓度的溶液混合，测量溶液温度的变化。用数字化实验技术测得以上3个实验的溶液温度随时间变化的关系如图所示。

（1）由图可知，盐酸、溶液稀释时均 （填“放热”或“吸热”），它们稀释时温度的变化量 （填“大于”、“等于”、“小于”）两溶液混合时温度的变化量。
（2）从微观角度分析，此中和反应的温度变化主要是由于 （填离子符号）两种离子发生反应放出热量的缘故。
实验探究II：
（3）①往装有50mL一定浓度的溶液的烧杯中先 ，再逐滴加入一定浓度的盐酸，溶液颜色由红色恰好变为无色时，可说明两者发生了反应。
②取一定量反应后的无色溶液加热蒸发，“意外”发现溶液由无色又变成红色。同学们对此红色溶液中溶质的成分（酚酞除外）进行再探究。
查阅资料：酚酞在的溶液中呈无色，在的溶液中呈红色。
作出猜想：猜想一：猜想二：、猜想三：、和
大家认为猜想三溶液中可能存在的原因是 （用化学方程式表示）；
实验验证：取少量样品溶液于试管中， （填实验操作及现象），猜想三错误；
原因分析：反应后无色溶液中仍存在少量，加热蒸发，当溶液的pH在一定范围内，溶液的颜色变红。
总结反思：向某碱性溶液中滴加2～3滴无色酚酞试液，振荡后溶液的颜色 变红。（填“一定”或“不一定”）
【答案】（1） 放热 小于
（2）H+、OH-
（3） 滴加滴酚酞试液 滴加足量稀盐酸，无气泡产生（合理均可） 不一定
【详解】（1）由图可知，实验①、实验②中，溶液在稀释过程中温度都有上升，因此盐酸、氢氧化钠溶液稀释时均放热；结合实验③曲线，可以发现盐酸、氢氧化钠溶液稀释时温度的变化量远小于两溶液混合时温度的变化量，故填：放热；小于；
（2）从微观角度分析，中和反应实质氢离子和氢氧根离子结合生成水分子，此中和反应的温度变化主要是由于氢离子和氢氧根离子两种离子发生反应生成水分子放出热量的缘故，故填：H+、OH-；
（3）①无色酚酞遇碱性溶液变红，遇中性、酸性溶液不变色；在50mL一定浓度的氢氧化钠溶液中滴加2~3滴酚酞试液，溶液变红，再逐滴加入一定浓度的盐酸，并用玻璃棒搅拌，溶液颜色由红色刚好变为无色时，可说明两者发生了反应，故填：滴加滴酚酞试液；
②氢氧化钠容易和空气中二氧化碳反应生成碳酸钠和水，故认为溶液中可能存在Na2CO3，反应的化学方程式为，故填：；
实验验证：取少量样品溶液于试管中，滴加足量的稀盐酸，碳酸钠能和盐酸反应生成二氧化碳气体，若无气泡产生，则猜想三错误，故填：滴加足量稀盐酸，无气泡产生（合理均可）；
总结反思：根据资料，酚酞在pH＜8.2的溶液中呈无色，如果碱性溶液的pH＜8.2，滴加酚酞溶液，溶液的颜色就不会变红。因此向某碱性溶液中滴加2~3滴无色酚酞试液，振荡后溶液的颜色不一定变红，故填：不一定。
11．（2023·江苏南京·校考三模）中和反应再探究．
【初步探究】在一定浓度的氢氧化钠溶液中滴加2~3滴无色酚酞溶液，再逐滴加入一定浓度的盐酸，插入温度计并用玻璃棒搅拌，观察到溶液褪色且温度升高。
（1）能推断出氢氧化钠溶液与盐酸能发生反应的现象是 ，依据是 （选填“反应物减少”或“生成物增加”）。
（2）中和反应的微观实质是 写出该反应的方程式 。
（3）下列四幅图表示向氢氧化钠溶液中滴加过量稀盐酸的不同时间点的微观粒子示意图，请按时间先后排序 （填序号）。

【深入探究】
（4）同学们又设计了以下实验验证反应中的能量变化。
①一定浓度的氢氧化钠溶液与蒸馏水混合，测量溶液温度的变化。
②一定浓度的稀盐酸与 混合，测量溶液温度的变化。
③一定浓度的稀盐酸与一定浓度的氢氧化钠溶液混合，测量溶液温度的变化。

用数字化实验技术测得3个实验中溶液温度随时间变化的关系如图所示。
（5）实验①可知：一定浓度的氢氧化钠溶液稀释时 （选填“放热”或“吸热”）。
（6）由图分析：同学确认氢氧化钠溶液和盐酸反应放出热量，理由是 。
【答案】（1） 溶液颜色由红色刚好变为无色 反应物减少
（2） 氢离子和氢氧根离子结合生成水分子
（3）acbd
（4）50mL 蒸馏水
（5）发热
（6）稀释溶液时温度的变化量远小于两种溶液反应后温度的变化量
【详解】（1）酚酞遇碱性燃烧呈红色，遇酸性、中性溶液呈无色，呈碱性的氢氧化钠与呈酸性的盐酸反应生成呈中性的氯化钠溶液，能推断出氢氧化钠溶液与盐酸能发生反应的现象是溶液颜色由红色刚好变为无色，依据是氢氧化钠被消耗，反应物减少；
（2）从微观角度看，中和反应的实质是：H+与OH-结合生成水分子；
氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠和水，该反应的化学方程式为：；
（3）表示向氢氧化钠溶液中滴加过量稀盐酸的不同时间点的微观粒子示意图，按时间先后排序是a（氢氧化钠溶液）、c（稀盐酸和氢氧化钠反应生成1个水分子）、b（稀盐酸和氢氧化钠反应生成2个水分子）、d（稀盐酸过量），故先后顺序为：a、c、b、d；
（4）设计以下实验验证反应中的能量变化，需要先验证氢氧化钠溶于水和稀盐酸溶于水，温度的变化，所以为了使实验结果更严密，实验②中验证稀盐酸溶于水温度的变化，应用50mL一定浓度的稀盐酸与50mL蒸馏水混合，测量溶液温度的变化；
（5）观察实验①对应的溶液温度变化的图像，曲线都有上升的部分，因此一定浓度的氢氧化钠溶液稀释时放热；
（6）观察实验①、实验②和实验③对应的溶液温度变化的图像，曲线都有上升的部分，说明稀释两种溶液和它们发生化学反应时，都放出热量。根据图像，比较稀释溶液时温度变化的数据和发生反应时温度变化的数据，可以发现，稀释溶液时温度的变化量远小于两种溶液反应后温度的变化量，可确认氢氧化钠溶液和盐酸反应放出热量。
题型5：化学反应中溶液电导率变化曲线
12．（2023·四川成都·统考二模）农业上可用氯化钠溶液来选种。某学习小组进行了“春选一粒种，秋收万颗子”的跨学科综合实践活动。
【提出问题】
如何利用合适的氯化钠溶液来进行选种？
【查阅资料】
1.种子的好坏由是否有成熟完整的胚，足够的营养成分等多因素决定。好种子饱满密度大，坏种子空壳密度小。常见农作物好种子的密度如下：
2.时，氯化钠溶液的密度()与溶质质量分数()关系如下：
【设计与实验】
（1）利用氯化钠溶液选种的原理是 。
（2）配制一定溶质质量分数的氯化钠溶液步骤如下图，操作的顺序是：计算→ (填序号)。

测定氯化钠溶液溶质质量分数。
实验一：用反应生成物质量计算测定溶质质量分数。
（3）取一定质量氯化钠溶液，加入过量硝酸银溶液，生成白色沉淀。将生成物过滤、洗涤、干燥、称量固体。可计算氯化钠溶液的质量分数。该反应的化学方程式是 。
实验二：用伏安法(图1)通过氯化钠溶液电导率来测定溶质质量分数
（4）时，氯化钠溶液电导率出现图2所示的变化的原因是 。

（5）实验中，若配制的是饱和氯化钠溶液，会发生类似电解水实验的反应，产生的石墨电极是 (填“a”或“b”)。
（6）在图3中画出饱和氯化钠溶液通电过程电导率变化趋势图
实验三：用密度计(如下图)测定溶液密度换算求溶质质量分数。
（7）测量密度时，密度计应放置在溶液的位置是_____(填答案序号)

A．溶液上部B．溶液中部C．溶液下部D．任意位置
【数据与解释】
（8）在时，若配制氯化钠溶液用于稻谷的选种，需称取氯化钠固体的质量是 g。
【反思与评价】
（9）选种时，植物种子不能长时间在溶液中浸泡，其原因是 。
【答案】（1）好种子和坏种子的密度大小不同
（2）②④⑤⑥③①
（3）
（4）水通电分解生成氢气和氧气，溶剂的质量减小，溶质的质量不变，溶质质量分数增大，溶液中的离子浓度增大，电导率增大
（5）b
（6）
（7）B
（8）1540
（9）漂浮起来的坏种子会吸水，重力增大，会下沉
【详解】（1）由资料中的内容可知，好种子饱满密度大，坏种子空壳密度小，则利用氯化钠溶液选种的原理是好种子和坏种子的密度大小不同；
（2）配制一定溶质质量分数的氯化钠溶液的步骤为计算所需氯化钠的质量和水的体积、称量所需氯化钠的质量、量取水的体积、溶解、装瓶贴标签，则操作的顺序是②④⑤⑥③①；
（3）硝酸银溶液和氯化钠反应生成氯化银白色沉淀和硝酸钠，化学方程式为；
（4）电导率与溶液的浓度呈正相关，分析图2可知，20℃时，氯化钠溶液的溶质质量分数逐渐增大，电导率也逐渐增大，是由于水通电分解生成氢气和氧气，溶剂的质量减小，溶质的质量不变，溶质质量分数增大，溶液中的离子浓度增大，电导率增大；
（5）电解水实验中根据正氧负氢，即负极产生氢气，图中石墨电极b与负极相连，则产生氢气的石墨电极是负极是b；
（6）根据反应的化学方程式可知，反应消耗水，随着反应的进行溶液的浓度逐渐增大，故电导率也逐渐增大，分析图2可知，20℃时，饱和氯化钠溶液的电导率为13μS/m；则图为： ；
（7）测量密度时，为减小误差，密度计应放置在溶液的中部；故选：B；
（8）由表1可知，20℃时，选择密度为1.1g/cm3的氯化钠溶液用于稻谷的选种，由表2可知，密度为1.1g/cm3的氯化钠溶液的溶质质量分数为14%，则10L该氯化钠溶液中氯化钠的质量为10×103cm3×1.1g/cm3×14%=1540g；
（9）选种时，植物种子长时间在溶液中浸泡，坏种子吸水所受重力增大，会下沉，影响选种，所以选种时，植物种子不能长时间在溶液中浸泡。装置
现象

试管中的固体逐渐减少，有气泡产生，烧杯中______
实验操作
组别
实验序号
补钙剂形态
白醋中酸浓度（g/100mL）
二氧化碳浓度随时间的变化曲线

第1组
①
片状
6

②
片状
3
第2组
③
粉末
6

④
粉末
3
实验操作
实验现象
实验结论
取少量镁条于试管中，加入1-2滴 溶液
缓慢产生气泡

取少量镁条于试管中，加入1-2滴溶液
快速产生较多气泡
猜想Ⅱ成立
试管编号
A
B
C
D
一周后铁钉表面现象
有一层铁锈
无明显变化
无明显变化
有较厚铁锈
实验编号
稀盐酸的体积
稀盐酸的质量分数
大理石的形状
二氧化碳的体积/mL
实验1
20mL
5%
块状
28.3
实验2
20mL
5%
粉末
46.8
实验3
20mL
10%
块状
58.7
实验4
20mL
10%
粉末
丢失
时段/秒
0～30
30﹣60
60～90
90～120
120～150
150﹣180
CO2的体积/mL
8.1
20.2
11.9
9.6
7.6
6.1
好种子
稻谷
玉米
小麦
密度()
1.01
1.02
1.04
1.06
1.07
1.08
1.10
1.12
1.13
1.15
1.16
1.18
(%)
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24