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1、中考化学（北京专用）,专题十八实验原理分析,1.(2019北京,22,3分)用图1装置进行实验,先后将溶液快速全部推入,测得一段时间内压强变化如图2所示。(1)先推入的溶液是。(2)bc段压强不变,原因是。,(3)cd段压强变大,用化学方程式解释:。,答案(1)NaOH溶液(2)瓶内气体的量不再改变(3)Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2,解析(1)由图2压强的变化可知,容器内的压强先变小,引起压强减小的原因是二氧化碳气体和氢氧化钠溶液发生反应,瓶内气体的量减少,故先推入的溶液是NaOH溶液。(2)bc段压强不变,说明容器内气体的量不再改变,压强保持不变。(3)cd段压强变大,是
2、由于推入的盐酸和容器中的碳酸钠发生反应,生成CO2气体,气体的量增多,压强变大,发生的反应为2HCl+Na2CO32NaCl+H2O+CO2。,疑难突破分析涉及压强变化的实验题时,首先要明确是什么因素引起密闭装置内的压强变化,如:气体量的变化、温度的变化等,再找出物质间的反应或物质的变化,利用已学物质的性质进行推理解决问题。本题根据图2体现出的体系中压强变化,结合图1装置中的药品,分析二氧化碳、氢氧化钠溶液、盐酸三种物质间的关联,在熟悉常见物质的重要反应的基础上,便可解决题目中所提出的问题。,2.(2017北京,37,4分)利用下图装置进行实验(两支玻璃管内径相同)。实验前K1、K2、K3均已
3、关闭。,(1)实验1:锌与稀硫酸反应的化学方程式为;为使反应停止,中的操作是。(2)实验2:打开K2,右管中液面下降,原因是;计算空气中氧气体积分数的表达式为(用h0、h1表示)。,答案(1)Zn+H2SO4ZnSO4+H2关闭K1(或关闭K2,打开K3)(2)白磷燃烧消耗氧气,使左管中压强变小100%,解析(1)实验1中锌与稀硫酸反应的化学方程式是Zn+H2SO4ZnSO4+H2;若要使反应停止,让固体锌和液体分离即可,可关闭K1,左管内不断产生气体,使管内压强变大,液体被压向右管中,反应停止。(2)实验2用白磷燃烧测定空气中氧气含量,左管内白磷燃烧消耗氧气,使左管内压强减小,右管中水受外界
4、大气压作用进入左管;进入左管中的水的体积即为消耗氧气的体积,所以最终测得的空气中氧气的体积分数为100%。,3.(2016北京,38节选,4分)利用表中装置进行下列实验。已知:白磷的着火点为40。,(1)连接仪器后,关闭K,加水至长颈漏斗内液面高于瓶中液面。一段时间后,液面高度保持不变,该现象说明。(2)实验1中,瓶内发生反应的化学方程式为;步骤中,关闭K后的现象是。,答案(1)装置气密性良好(2)Zn+2HClZnCl2+H2长颈漏斗中液面上升,瓶中液面下降,锌粒与液体分离,解析(2)瓶内发生的是锌粒与稀盐酸的反应,故瓶内发生反应的化学方程式为Zn+2HClZnCl2+H2。关闭K后,因继续
5、产生气体导致瓶内压强增大,所以瓶内液体被压回长颈漏斗中,与锌粒分离,反应停止。,4.(2015北京,36,4分)利用下图装置进行实验。实验前K1、K2、K3均已关闭。,(1)检查装置气密性:保持K1关闭,打开K2、K3,向B中加水至液面浸没下端导管口,用手捂住A瓶外壁,说明装置的左侧气密性良好的现象是;用同样原理可以检查装置另一侧的气密性。(2)实验1中,锌与稀硫酸反应的化学方程式为;气体收集完毕后,在不拆卸装置的情况下,使A中未反应的稀硫酸大部分转移到B中的操作是。,(3)实验2中,当B中液面不再变化时,测得B中减少了160mL水,则A中CO2的体积分数约为%。,答案(1)B中导管口有气泡冒
6、出(2)Zn+H2SO4ZnSO4+H2打开K2、K3,关闭K1(3)50,解析(1)检查装置气密性,用手捂住A瓶外壁,A瓶内空气温度升高,压强增大,使A中空气进入B瓶,B瓶中有水,故会看到B瓶中导管口处有气泡产生。(2)锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气;欲使A中未反应的稀硫酸大部分转移到B中,需增大A中压强,故应关闭K1,打开K2和K3,使A瓶中氢气产生的压强将稀硫酸压入B瓶中。(3)二氧化碳与氢氧化钠溶液反应使A中的压强减小,B中液体倒吸入A中;当B中液面不再变化时,测得B中减少了160mL水,则原来A中二氧化碳的体积为160mL+15mL=175mL,A中CO2的体积分数为100%=50%
7、。,易错警示(3)中不要忽略注入的15mLNaOH溶液所占的体积,因此=160mL+15mL=175mL。,5.(2018重庆A,23,6分)(1)不同实验对反应速率有不同要求。某同学探究CO2制取实验,按要求答题。限选控制反应速率的方法:反应物的浓度反应物的状态限选试剂:A.稀盐酸B.浓盐酸C.块状石灰石D.碳酸钠溶液E.粉末状石灰石填写下表并回答相关问题。,写出灭火器反应原理的化学方程式。(2)已知:CO2和SO2既有相似性,又有差异性。实验一:水槽中滴入紫色石蕊,将收集满两种气体的试管同时倒立于其中,片刻后实验现象如图所示,说明相同条件下的溶解性:SO2(填“”或“”)CO2,试管内溶液
8、变成色。实验二:已知镁条在CO2中剧烈燃烧的化学方程式为2Mg+CO22MgO+C,试推测镁条在SO2中燃烧的现象为:剧烈燃烧,。,答案(6分)(1),Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2(1分)(2)实验一:(1分)红(1分)实验二:产生黄色固体和白色固体(1分),解析(1)灭火器灭火时,需要快速产生二氧化碳,反应物的浓度越大反应速率越快,选用的最佳试剂是浓盐酸和碳酸钠溶液,反应的化学方程式是Na2CO3+2HCl2NaCl+CO2+H2O;实验室制取CO2时需要得到平稳的气流,以便于收集,选用的最佳试剂是稀盐酸和块状的石灰石。(2)实验一:在相同的条件下,试管内的液面越高,说明
9、溶解的气体越多,所以相同条件下的溶解性:SO2CO2;二氧化硫、二氧化碳分别与水反应生成亚硫酸和碳酸,两者都能使紫色石蕊溶液变成红色。实验二:CO2和SO2化学性质有相似性,根据镁条在CO2中剧烈燃烧的化学方程式,可推测镁条在SO2中燃烧的化学方程式为2Mg+SO22MgO+S,现象为剧烈燃烧,产生黄色固体和白色固体。,6.(2019北京房山一模,22,2分)如图所示进行实验。(1)旋紧瓶盖后振荡,观察到的现象为。(2)判断该实验能否证明二氧化碳与氢氧化钠发生了化学反应,并说明理由:。,答案(1)软塑料瓶变瘪(2)不能证明。因为NaOH溶液中含有水,二氧化碳溶于水、与水发生反应也会使瓶内压强减
10、小,使软塑料瓶变瘪,解析(1)二氧化碳和氢氧化钠反应后,软塑料瓶内气体减少,压强变小,大气压将瓶子压瘪。(2)25、101KPa下,1体积水约能溶解1体积的二氧化碳,同时一部分二氧化碳可以和水发生反应。软塑料瓶变瘪只能说明瓶内气压减小,气体减少,但是无法证明二氧化碳是与氢氧化钠反应还是溶于水、与水反应。,思路点拨二氧化碳与氢氧化钠反应无明显现象,可借助密闭容器中气体减少、气压减小的原理设计相应的实验装置,依据对应的现象证明反应的发生。但是水的存在影响了实验的可靠性,需要在实验设计过程中选用一些手段排除水的干扰,如用氢氧化钠固体、设计对比实验、分析传感器图像等。,7.(2019北京海淀二模,23
11、,3分)实验小组用图甲所示装置探究盐酸与氢氧化钠的反应,结果如图乙所示。(1)稀盐酸和氢氧化钠反应的化学方程式为。(2)b点时,烧瓶内的溶液呈(填“酸”“碱”或“中”)性。(3)在a、b、c、d四点中,对应甲中烧瓶内溶液呈无色的是(填字母序号)。,答案(1)HCl+NaOHNaCl+H2O(2)碱(3)c、d,解析(1)稀盐酸和氢氧化钠反应的化学方程式为HCl+NaOHNaCl+H2O;(2)通过图乙可知,b点时,烧瓶内溶液的pH大于7,呈碱性;(3)烧瓶中事先装有滴有酚酞的氢氧化钠溶液,若甲中烧瓶内溶液呈无色,说明溶液不能使酚酞变色,乙图中c、d点均符合要求。,8.(2018北京大兴一模,2
12、3,2分)下图为某化学小组的同学设计的研究氢氧化钠性质的趣味实验(实验前止水夹K1、K2、K3均关闭)。实验过程:向下推注射器,将浓氢氧化钠溶液注入瓶中。打开K1和K3,C中部分液体流入A。,关闭K1,打开K2,风哨鸣叫,B中部分液体流入C。(1)实验过程C中部分液体倒吸入A的原因是(用化学方程式表示)。(2)能说明氢氧化钠与盐酸发生了化学反应的现象是。,答案(1)2NaOH+CO2Na2CO3+H2O(2)B中液体流入C后,C中红色溶液变无色,解析(1)C中部分液体倒吸入A,说明A中气体减少,压强变小,发生反应的化学方程式为2NaOH+CO2Na2CO3+H2O。(2)氢氧化钠和盐酸反应无明
13、显现象,要想证明该反应发生需要借助酚酞指示剂。,9.(2019北京丰台一模,22,3分)实验小组用pH传感器探究稀盐酸和氢氧化钠溶液的反应。实验操作和测定结果如图所示:(1)盐酸和氢氧化钠反应的化学方程式为。(2)该实验中,甲溶液是。(3)能说明盐酸与氢氧化钠发生化学反应的依据是。,答案(1)HCl+NaOHNaCl+H2O(2)氢氧化钠溶液(3)pH由小于7变到大于(或等于)7,解析(2)根据实验中pH的变化可知,pH由小于7变到大于7,说明是向酸溶液中加入碱溶液,所以甲溶液是氢氧化钠溶液;(3)pH由小于7变到大于(或等于)7,说明盐酸消失,故能说明盐酸与氢氧化钠发生化学反应。,易错警示从
14、反应物消失的角度证明氢氧化钠与盐酸反应,如果只说pH升高,不能证明盐酸消失,要说明pH由小于7变到大于(或等于)7,才能证明盐酸和氢氧化钠反应。,解题关键要结合实验中pH的变化趋势来分析实验的操作情况。,10.(2018北京朝阳二模,24,3分)利用下图装置进行实验。实验前K1、K2均已关闭。,(1)检查A装置气密性:向下推注射器的活塞,松手后活塞恢复至原位,该现象说明。(2)实验1观察到A中液体流入B中,B中溶液由红色变成无色,产生该现象的原因是。(3)实验2不能证明二氧化碳与氢氧化钠发生反应,其理由是。,答案(1)A装置气密性良好(2)浓硫酸遇水放热,A中压强变大使A中液体流入B中,与氢氧
15、化钠发生中和反应(3)氢氧化钠溶液中的水也能消耗二氧化碳,解析(1)检查A装置气密性:向下推注射器的活塞,注射器中的空气进入集气瓶使得集气瓶中的压强增大,松手后活塞恢复至原位,该现象说明A装置气密性良好。(2)NaOH溶液显碱性,能使酚酞变红,浓硫酸遇水放热,A中压强变大使A中液体流入B中,与氢氧化钠发生中和反应,使氢氧化钠消失,所以B中溶液由红色变成无色。,11.(2019北京大兴一模,24,2分)用如图所示装置测定空气中氧气的含量。管中预先装入适量的水,测得水面高度为a,加热粗铜丝,一段时间后白磷燃烧。燃烧停止,完全冷却后,测得水面高度为b。(已知除去胶塞部分管的长度为c)(1)白磷燃烧的
16、化学反应方程式为。(2)由该实验测得空气中氧气的含量为(用含a、b、c的代数式表示)。,答案(1)4P+5O22P2O5(2)100%,解析(1)白磷和空气中的氧气反应生成五氧化二磷,化学方程式为4P+5O22P2O5。(2)设玻璃管底面积为S,反应前玻璃管内空气的体积为(c-a)S,反应后液面上升到b,则消耗氧气的体积为(b-a)S,故空气中氧气的含量=100%=100%。,12.(2018北京石景山二模,23,3分)为探究浓度对过氧化氢分解反应速率的影响,同学们设计了如下三个实验:二氧化锰放在气球中,实验时将二氧化锰同时倒入试管中,在反应结束前的某一时间同时观察,现象如图所示。(1)过氧化氢与二氧化锰混合时发生反应的化学方程式为。,(2)中所取过氧化氢溶液体积和二氧化锰质量分别为、。(3)该实验得出的结论是。,答案(1)2H2O22H2O+O2(2)10mL1g(3)在相同条件下,过氧化氢溶液浓度越大,反应速率越快,解析(2)该实验的实验目的为探究浓度对过氧化氢分解反应速率的影响,所以研究的变量为H2O2溶液浓度,其他对过氧化氢分解反应速率可能产生影响的因素在三个实验中应相同,所
