中考題：數(shù)字化實驗室實現(xiàn)智能化

【中考題原創(chuàng)】數(shù)字化實驗室實現(xiàn)智能化湖北省石首市文峰中學(xué) 劉濤【背景資料】“數(shù)字化實驗室”是將各種傳感器、數(shù)據(jù)采集器和計算機(jī)組合的現(xiàn)代化數(shù)字實驗系統(tǒng)，使用實時測量、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析和智能控制等先進(jìn)技術(shù)，將實驗過程中某些因素（酸堿性、氣壓等） 的變化以數(shù)據(jù)、圖象的形式呈現(xiàn)出來，采用傳感器技術(shù)的數(shù)字化實驗作為一種新型的實驗方法， 是常規(guī)實驗手段的重要補(bǔ)充和拓展。 在初中化學(xué)教學(xué)中引入數(shù)字化實驗，有助于化學(xué)基本概念和原理的教學(xué)， 能夠培養(yǎng)學(xué)生的實驗探究能力和團(tuán)隊合作能力。初中化學(xué)數(shù)字化實驗實現(xiàn)了化學(xué)學(xué)習(xí)與信息技術(shù)的全面整合， 豐富了研究性學(xué)習(xí)和綜合實踐活動的實驗手段。數(shù)字化實驗可將化學(xué)反應(yīng)和現(xiàn)象的本質(zhì)轉(zhuǎn)化為可監(jiān)測的信號， 更深入地研究化學(xué)現(xiàn)象和反應(yīng)的本質(zhì)和規(guī)律，具有先進(jìn)、便捷、實時、準(zhǔn)確、綜合、直觀等顯著特點。使用化學(xué)數(shù)字化實驗系統(tǒng)可以優(yōu)化部分常規(guī)實驗， 降低教學(xué)難度；可以幫助解決一些常規(guī)實驗手段不能解決的問題，為中學(xué)化學(xué)引入一批定量實驗，是對常規(guī)實驗手段的重要補(bǔ)充?！局锌碱}原創(chuàng)】1.某?；瘜W(xué)小組在利用硫酸和氫氧化鈉溶液探究酸堿中和反應(yīng)時，利用數(shù)字化傳感器測得燒杯中溶液pH的變化圖像，如右圖所示。下列說法正確的是（ ）0 VsA.圖中c點所示溶液呈堿性B.圖中a點所示溶液中，含有的溶質(zhì)是 Na2SO4和H2SO4C.該實驗是將氫氧化鈉溶液逐滴滴入到盛有硫酸的燒杯中D.由a點到b點的pH變化過程證明酸和堿發(fā)生了中和反應(yīng)2.某化學(xué)小組在利用閉］ 稀硫酸和氫氧化鈉溶液探究酸堿中和反應(yīng)時，利用數(shù)字化傳 才一 感器測得燒杯中溶液pH的變化圖像，如右圖所示。下列說法 正確的是（ ）0 1020旗局外A.該實驗是將稀硫酸滴入氫氧化鈉溶液中B.當(dāng)恰好發(fā)生中和反應(yīng)時，加入溶液質(zhì)量為 10gC.圖中b點所示溶液中，含有的溶質(zhì)是 Na2SO4和H2SO4D.由a點到b點的pH變化過程證明酸和堿發(fā)生了中和反應(yīng)3.某化學(xué)興趣小組借助氧氣傳感器探究微粒的運(yùn)動，數(shù)據(jù)處理軟件可實時繪出氧氣體積分?jǐn)?shù)隨時間變化的曲線。收集一塑料瓶氧氣進(jìn)行以下三步實驗： ①敞口放置；②雙手貼在塑料瓶外壁上；③雙手緊貼并倒轉(zhuǎn)瓶口。三步實驗中測得氧氣的體積分?jǐn)?shù)隨時間變化的曲線依次為下圖中的MN段、NP段和PR段。下列說法不正確的是（ ）A.曲線中M-N的變化過程，說明氧分子是不斷運(yùn)動的B.曲線中M-N和N-P相比較，說明溫度越高分子運(yùn)動速度越快C.曲線中N-P和P-Q相比較，說明氧氣密度比空氣密度大D.曲線中P-Q和Q-R相比較，說明Q點后氧分子的運(yùn)動速度減慢.某?；瘜W(xué)小組在利用硫酸和氫氧化鈉溶液探究酸堿中和反應(yīng)時，利用數(shù)字化傳感器測得燒杯中溶液pH的變化圖象，如圖所示。試回答：⑴該實驗是將―溶液（填“酸”或“堿”）加到另一溶液中。⑵a點時，溶液中的溶質(zhì)有__種，此時向溶液中滴加紫色石蕊溶液，溶液的顏色為 __色。⑶寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式。.在鹽酸和氫氧化鈉反應(yīng)的過程中，如圖是利用數(shù)字化傳感器得到的溶液 pH變化圖象。潛班由體枳⑴反應(yīng)的化學(xué)方程式為。⑵當(dāng)溶液呈中性時，所消耗氫氧化鈉溶液的體積是mL;⑶圖中b點所示溶液中，含有的溶質(zhì)是

⑷把兩者液體混合時出現(xiàn)了氣泡，用化學(xué)方程式表示為.某同學(xué)借助氧氣傳感器探究微粒的運(yùn)動。收集一塑料瓶氧氣進(jìn)行以下三步實驗：①敞口放置；②雙手貼在塑料瓶外壁上；③將塑料瓶的瓶口朝下。三步實驗中確保塑料瓶外形不變,實驗測得氧氣的體積分?jǐn)?shù)隨時間變化的曲線依次為下圖中的 MN段、NP段和PQ段。充滿氧氣敞口

放置的整津4M氣積數(shù)

氧體分?jǐn)?shù)據(jù)處理器充滿氧氣敞口

放置的整津4M氣積數(shù)

氧體分?jǐn)?shù)據(jù)處理器⑴最能夠說明氧分子不斷運(yùn)動的曲線是。（填序號）A.MN段 B.NP段 C.PQ段⑵MN段和NP段相比較，說明。⑶隨著實驗的進(jìn)行，傳感器測出氧氣的體積分?jǐn)?shù)約為五分之一時不再變化，原因是.某化學(xué)興趣小組對CO2的性質(zhì)進(jìn)行了探究。實驗步驟如下：步驟1:如圖5所示裝置的氣密f良好（圖中 a處連接氣體壓力傳感器），甲、乙、丙三個燒瓶的容積均為250mL,分別收集滿CO2,三個注射器內(nèi)各裝有85mL液體。步驟2：三位同學(xué)同時迅速將注射器內(nèi)液體全部注入各自燒瓶中，關(guān)閉活塞；一段時間后,同時振蕩燒瓶。步驟3:利用“數(shù)字化實驗”測定燒瓶內(nèi)的氣壓變化，得到如圖 6所示的燒瓶內(nèi)壓強(qiáng)與時間的關(guān)系曲線圖，曲線1、2、3分別表示甲、乙、丙三個燒瓶內(nèi)的氣壓變化。⑴實驗過程中，觀察到燒瓶乙中有白色沉淀生成。寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式

⑴實驗過程中，觀察到燒瓶乙中有白色沉淀生成。寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式⑵曲線1中BC⑵曲線1中BC段氣壓逐漸變小的原因是小的操作是。⑶對比曲線1與曲線3,能得出的結(jié)論是（填序號）。A.CO2能溶于水 B.CO2能與水發(fā)生反應(yīng) C.CO2能與NaOH溶液發(fā)生反應(yīng).某化學(xué)興趣小組的同學(xué)利用壓強(qiáng)傳感器、數(shù)據(jù)采集器和計算機(jī)等數(shù)字化實驗設(shè)備，測定鋁片與足量稀硫酸反應(yīng)時氣體壓強(qiáng)的變化，實驗結(jié)果如圖所示。130,壓強(qiáng)/kPa120110IIIII IIIIIII IIII.0 200時期⑴開始段時間氣體壓強(qiáng)幾乎不變，其原因是什么？⑴如圖1所示裝置的氣密性良好，三瓶⑴如圖1所示裝置的氣密性良好，三瓶85ml的液體（分別是水、飽和石灰水、⑵三位同學(xué)同時迅速將注射器內(nèi) 85mL各自燒瓶中，關(guān)閉活塞。⑶一段時間后，同時振蕩燒瓶。圖2所示。請回答下列問題：⑵寫出m點時所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式。.某興趣小組利用傳感器對二氧化碳的性質(zhì)進(jìn)行再探究。實驗步驟如下:三-g5mL液體活基段口f壓強(qiáng)￡傳感器Q250mL二氧化碳圖1250mL的燒瓶內(nèi)收集滿CO2,三個注射器內(nèi)各裝有40%的氫氧化鈉溶液）。連接好裝置和壓強(qiáng)傳感器。的液體（水、飽和石灰水、40%的氫氧化鈉溶液）注入觀察傳感器定量實時地傳回?zé)績?nèi)氣壓變化形成的圖情況如⑴導(dǎo)致曲線1中CD段氣壓“急速”減少的操作是。不改變裝置藥品情況下，進(jìn)一步降低E點的方法是。⑵曲線2代表加入的是。⑶曲線3中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。曲線2與曲線3差異較大的

原因是。⑷對比曲線1、2、3,不能得出的結(jié)論是。（填序號）①CO2能與水發(fā)生反應(yīng)②吸收CO2用NaOH溶液比較合適③CO2能與NaOH溶液反應(yīng)④檢驗CO2用飽和澄清石灰水較合適10.某?；瘜W(xué)研究小組同學(xué)利用數(shù)字化實驗室.對初中化學(xué)常見的實驗進(jìn)行了 探究活動。⑴探究二氧化碳與水的反應(yīng)方案一 方案二（數(shù)字化實驗）「一二-1Z有燕液水「一二-1Z有燕液水a(chǎn)l滴石試的E『一據(jù)己甲采集信息□多成圖像一一傳感器燒杯內(nèi)溶液pH＞時間可觀察到,證明反應(yīng)生成可觀察到,證明反應(yīng)生成I.圖1中可觀察到甲試管中的紫色液體變?yōu)榧t色，乙試管的作用是；n.由圖2坐標(biāo)圖中的曲線可知，燒杯內(nèi)溶液的酸性逐漸變（填“強(qiáng)”或“弱”）.⑵探究蠟燭燃燒的產(chǎn)物二氧化碳和水。方案一 方案二（數(shù)字化實驗）4某氣體濃度I.如圖3所示，用注射器在蠟燭外焰部位抽氣并振蕩,了二氧化碳.n.如圖4所示，蠟燭在密閉容器內(nèi)燃燒，同時監(jiān)測容器內(nèi)氧氣、 二氧化碳和水蒸氣含量的變化，形成三條曲線如坐標(biāo)圖所示。曲線（填“a”“b”或"c”）能夠說明蠟燭燃燒生成了。⑶比較塊狀碳酸鈣、碳酸鈣粉末與稀鹽酸反應(yīng)的速度：方案一 方案二（數(shù)字化實驗）SmLltt%5mLC% +氣壓的稀鹽酸的稀鹽酸 ——I.圖5中，乙試管中稀鹽酸的濃度C%應(yīng)為。n.按圖6所示進(jìn)行實驗，傾斜錐形瓶使小試管內(nèi)的稀鹽酸流入瓶中與固體接觸發(fā)生反應(yīng)，瓶內(nèi)氣壓的變化如坐標(biāo)圖所示.對比分析坐標(biāo)圖中的點（填a?d）可知：兩個錐形瓶內(nèi)達(dá)到相同的壓強(qiáng)時，碳酸鈣粉末與稀鹽酸反應(yīng)所需時間更短。參考答案1?3.D、B、D;.⑴酸；⑵2;藍(lán)；⑶2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O。.⑴NaOH+HCl=NaCl+H2O；⑵10；⑶NaOH和NaCl;⑷Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2K.⑴A;⑵溫度越高，微粒的運(yùn)動速度越快（合理即可）；⑶瓶內(nèi)02全部逸出，瓶中全部是空氣（合理即可）.⑴CO2+Ca（OH）2=CaCO3j+H2O；⑵二氧化碳溶于水；振蕩；⑶AC。.⑴鋁表面的氧