中考化学数字化实验题例析

区大柱

数字化实验题是全国近几年考查的新趨势，主要从压强传感器、温度传感器、pH传感器、O2浓度传感器、CO2浓度传感器等角度进行考查，常以坐标曲线图的形式呈现。解答这类试题的思路为：①直接读出坐标中的两个变量（横、纵坐标）之间的变化关系（关注起点、终点以及变化的趋势）;②对多个变化曲线，要对比它们之间的关系;③结合化学反应过程，形成对变化规律的认识;④根据题干要求作出解答。

例1（2019年新疆）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1所示。从图中所获信息不正确的是（ ）。

解析从温度与时间的图像看，50s～100s，溶液的温度升高明显，因此反应过程中放出热量，A正确。50 s，压强开始增大，说明盐酸与铝反应生成了氢气，因此，溶液中的溶质除氧化铝与盐酸反应生成的氯化铝外，还有盐酸，B错误。0-50 s，密闭容器中的压强没有改变，即铝与盐酸没有反应，可确定该段时间内是盐酸与氧化铝的反应，c正确。因为反应过程中容器是密闭的，所以容器内的压强减小，是温度降低的结果，D正确。

答案：B

例2（2019年海南）某实验小组进行物质溶解实验，20°C时，称取2.5 g、5.0 g、7.5 g NaOH固体，分别加入3个小烧杯中（均已盛装50 mL水），均完全溶解。通过数字化实验测得它们在溶解过程中溶液温度的变化情况如图2所示。

依据该实验，你能获得哪些有关NaOH在水中溶解的实验结论？（写出两点，请按示例回答）

示例：证据：曲线均呈上升趋势。结论：NaOH在水中溶解时放出热量。

解析（1）证据：2.5g氢氧化钠溶于水时，温度上升最小;7.5g氢氧化钠溶于水时，温度上升最大。结论：相同条件下，溶解的氢氧化钠越多，放出的热量越多。（2）证据：20℃时，7.5 g氢氧化钠能完全溶解在50 mL水中。结论：氢氧化钠易溶于水。

答案：相同条件下，溶解的氢氧化钠越多，放出的热量越多;氢氧化钠易溶于水（合理即可）

例3（2019年北京）用图3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4所示。

（1）先推入的溶液是——。

（2）6c段压强不变，原因是——。

（3）cd段压强变大，用化学方程式解释：

例4（2019年攀枝花）某学习小组运用传感器探究钠与水的反应得到图像，其中图5是反应过程中溶液温度与时间的图像，图6是反应过程中溶液pH与时间的图像。

回答下列问题：

（1）钠与水的反应属于——反应（填“吸热”或者“放热”）。

（2）反应产生的气体为氢气。检验氢气纯度的操作是（请补充完整）：用拇指堵住集满气体的试管口，——。实验中能表明氢气不纯的现象是一C）

（3）钠与水反应的化学方程式为——。

（4）将少量金属钠投入稀的氯化铁溶液中，产生了无色气体和一种红褐色沉淀，红褐色沉淀的化学式为——;与反应前溶液相比，反应后溶液质量——（填“增大”、“不变”或者“减小”）。

解析（1）根据图5信息可知，钠和水的反应过程中，温度升高，属于放热反应。（5）检验氢气的纯度，其操作是用拇指堵住集满氢气的试管口，靠近火焰，移开拇指点火，如发出尖锐的爆鸣声，则不纯。（3）根据图6信息可知，钠和水反应后溶液的pH>7，呈碱性，生成了氢氧化钠溶液，化学方程式为2Na+2H2O=2NaOH+H2。

（4）将金属钠投入稀的氯化铁溶液中，钠先与水反应生成氢氧化钠溶液和氢气，氢氧化钠溶液再与氯化铁溶液反应生成红褐色的氢氧化铁沉淀;分析化学方程式可知，反应过程中生成的氢气和氢氧化铁沉淀的质量大于投入钠的质量，故反应后溶液的质量减小。

答案：（1）放热（5）靠近火焰，移开拇指点火发出尖锐的爆鸣声（3）2Na+2H2O=2NaOH+H2（4）Fe（OH）3减小

例5（2019年常州）中和反应是一类重要的化学反应。某同学利用如图7装置研究稀盐酸与氢氧化钠溶液反应的过程，并用pH和温度传感器测量反应过程中相关物理量的变化情况，得到图8和图9。

（1）烧杯中发生反应的化学方程式为——;

（2）仪器A中溶液的溶质是——（填化学式）;

（3）图9中V的数值最接近——（填“6”、“12”或“16”）;

（4）下列说法错误的是——。

A.图8中6点所示溶液中的溶质是NaCI和NaOH;

B.取图8中d点所示溶液加热蒸干所得固体为纯净物

C.图8中c→d所示溶液中NaCl的质量不断增加;

D.图9中e→f变化趋势可说明该反应是放热反应

解析（1）在烧杯中氢氧化钠和盐酸反应生成氯化钠和水，化学方程式为NaOH+HCl=NaCl+H2O。（2）根据图8，反应过程中pH逐渐减小，是将酸逐渐加入碱中，因此仪器A中是盐酸溶液，溶质是HCl。（3）根据图8和图9的信息可知，该反应是放热反应，当二者恰好完全反应时，溶液的温度最高，所以图9中y的数值最接近12。（4）图8中6点所示溶液中pH>7，溶液呈碱性，溶液中的溶质是NaCl和NaOH，A正确;图8中d点所示溶液中pH<7，溶液呈酸性，溶质是NaCl和HCl，氯化氢气体在蒸发过程中逸出了，所得固体为纯净物，B正确;图8中在c点盐酸和氢氧化钠恰好完全反应，c→d所示溶液中，氯化钠的质量不会增加，C错误;图9中e→f变化趋势可说明该反应是放热反应，D正确。

答案：（1）NaOH+HCI=NaCI+H2O

（2）HCI（3）12（4）C