安徽省2022年中考化学总复习教学案-微专题六数字化实验探究.docx
微专题六数字化实验探究1.小明在市场看到,鱼老板将一勺白色粉末“鱼浮灵”加入水中,有气泡产生,水中奄奄一息的鱼很快张开嘴,活蹦乱跳起来,小明对这种白色粉末展开了相关探究。【査阅资料】“鱼浮灵”主要成分是过氧碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2),俗称固体双氧水,该晶体具有Na2CO3和H2O2的双重性质。【实验1】(1)取少量“鱼浮灵”于试管中,加水,有持续细小气泡缓慢放出,将带火星木条伸入试管中,木条不复燃(或无明显变化),不能得出是否有氧气生成。 【实验2】(2)通过数字实验进一步探究,如图1所示,在三颈烧瓶中加入“鱼浮灵”和适量水,三颈烧瓶两端分别插入氧气传感器和溶解氧传感器(氧气传感器用于测定装置内气体中氧气的含量变化,溶解氧传感器用于测定溶液中溶解氧气的含量变化),测定的图像如图2,根据溶解氧传感器测得的曲线可以得出结论:“鱼浮灵”与水作用产生的气体是氧气。 【实验反思】(3)结合曲线,实验中小明看不到明显现象的原因是产生的氧气较少,主要溶解在水中。 (4)向实验1试管中加入少量二氧化锰(填物质名称),产生大量气泡,伸入带火星木条,木条复燃。 (5)取实验1中上层清液,测得溶液pH>(填“>”“<”或“=”)7;向溶液中滴加足量稀盐酸,产生大量气泡;将产生的气体通入澄清石灰水中,澄清石灰水变浑浊,说明有CO2生成。 (6)向过氧碳酸钠中加入下列物质时,不会导致过氧碳酸钠变质的是C(填字母序号)。 A.硫酸铜B.醋酸C.硫酸钠D.氯化钡2.俗话说“碱去油污、酸除锈”,纯碱(Na2CO3)能作日常生活中的去油污剂。.探究温度和浓度对Na2CO3溶液去油污效果的影响。【进行实验】室温下,取8个大小相同涂有0.5 g植物油的玻璃片,分别浸泡在100 g试剂中15 min,取出干燥后观察实验现象。实验结果如下:组别实验编号温度试剂去油污效果第1组20 水5%20 1%Na2CO3溶液16%20 5%Na2CO3溶液20%20 10%Na2CO3溶液27%第2组30 水60%30 10%Na2CO3溶液90%第3组40 水75%40 10%Na2CO3溶液97%已知:去油污效果=去除油脂质量初始油脂质量。【解释与结论】(1)设计实验的目的是20 时,排除水对本实验的影响。 (2)欲探究“浓度对Na2CO3溶液去油污效果的影响”需对比的实验是(填实验编号)。 (3)对比实验可得到的结论是相同浓度时,温度越高,Na2CO3溶液去油污效果越好。 .探究温度和浓度对Na2CO3溶液碱性的影响。【查阅资料】相同温度下,溶液的pH越大,碱性越强。【进行实验】实验:20 时,用pH传感器测定不同浓度Na2CO3溶液的pH(结果如图1)。实验:用pH传感器和温度传感器测定不同温度下10% Na2CO3溶液的pH(结果如图2)。【解释与结论】(4)结合第1组实验和图1数据分析,欲得出“溶液的碱性越强,Na2CO3溶液去油污效果越好”的依据是相同温度时,浓度越大,Na2CO3溶液的pH越大,碱性越强,去油污效果越好。 (5)由图2可知,10% Na2CO3溶液的pH与温度的关系是在20 至80 范围内,随温度升高,10%Na2CO3溶液的pH先升高后减小。 3.等质量的铁粉与过量的、不同溶质质量分数的盐酸在不同的实验条件下进行反应,测得在相同时间内产生气体体积V的数据,根据数据绘制得到图1。组别盐酸的溶质质量分数/%温度/73010507201030(1)请写出铁粉与稀盐酸反应的化学方程式:Fe+2HClFeCl2+H2。 (2)通过对比实验,得出的结论是其他条件相同时,温度越高,铁与盐酸反应得越快;要比较盐酸的溶质质量分数对反应快慢的影响,应选择的实验组别是。 (3)实验中产生气体的速率“先逐渐变快,后又变慢”的原因是反应放热,开始反应时温度逐渐升高,反应速率加快;随着反应的进行,盐酸的浓度降低,反应速率减慢。 【进一步探究】图2是金属与稀盐酸反应的发生装置,图3为利用数字化仪器测得的室温下足量的三种金属片分别与20 mL 10%的稀盐酸反应产生氢气的量(产生氢气的量由气体压强表示,在等温条件下,产生氢气的体积与装置内压强成正比)。(4)实验中,你认为还要控制的变量是金属片的表面积。 (5)根据图3,反应物的量与生成的气体体积的关系是足量的不同金属分别与相同体积、相同质量分数的同种酸充分反应,生成氢气的体积相等。 4.为探究CO2与NaOH溶液发生的反应,某兴趣小组尝试用不同的方式进行实验。【查阅资料】.20 时,几种物质在水中的溶解度如表所示。物质Na2CO3NaHCO3Ba(OH)2Ca(OH)2溶解度/g21.89.63.890.165.本实验条件下,Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的pH分别约为11.0和8.5。【实验探究】(1)实验一:小雨取一个充满CO2的矿泉水瓶,向其中加入一定量的水,立即拧紧瓶盖,振荡,发现瓶子变瘪。小雨另取一个相同的充满CO2的矿泉水瓶,向其中加入与水等体积的稀NaOH溶液,立即拧紧瓶盖,振荡,得到溶液X,此时观察到的现象是瓶子变瘪,且比装水的瓶子更瘪。实验中,小雨采用两只矿泉水瓶做对照实验的原因是矿泉水瓶质软,便于观察现象。 (2)实验二:为检验CO2与NaOH溶液反应后的产物,小亮取少许实验一所得的溶液X,向其中滴加BaCl2溶液,有白色沉淀产生,该反应的化学方程式为BaCl2+Na2CO3BaCO3+2NaCl。实验中不宜将BaCl2溶液换成CaCl2溶液的原因是氯化钙溶液与氢氧化钠混合会生成微溶的氢氧化钙。 (3)实验三:小华取少许实验一所得溶液X,向其中加入过量的BaCl2溶液,振荡,静置,取上层清液,滴入2滴酚酞试液,发现溶液不变红色,证明溶液X中没有NaOH。实验中,小华没有直接向溶液X中滴入酚酞试液,理由是碳酸钠溶液显碱性,也能使酚酞试液变红,干扰实验。 (4)实验四:兴趣小组将CO2持续通入一定浓度和体积的NaOH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1、图2所示。图1中,BC段发生反应的化学方程式为Na2CO3+H2O+CO22NaHCO3。图2中,DE段温度变化的原因是二氧化碳与氢氧化钠反应放热。 【反思感悟】(5)实验从CO2减少、NaOH减少、Na2CO3生成等角度,以及能量转化等视角多维度探究CO2与NaOH发生了反应。对于现象不明显的化学反应,可以通过现代技术手段进行数据测定,实现反应过程的“可视化”。
