中考化学实验复习 各类传感器与数据分析

主题1各类传感器与数据分析（大题）

一、温度传感器：

＞吸热与放热：吸热温度降低，放热温度升高。可以理解为，温度只有被放出

来才能使温度计示数升高。

＞化学变化一定会伴随着能量的变化，因为变化过程本身是一个打破重组的过

程，故当（第一次）温度不发生改变时，反应结束。但是，因为容器不绝热,

所以温度后期会缓慢恢复至室温。

二、压强传感器：解答此类试题，就从一下三个方向入手

三、气体浓度传感器

四、pH传感器：一般与溶液的电导率联合出题

五、精选试题（共15大题）

1.某实验探究小组用氢氧化钠溶液和稀盐酸进行中和反应的实验探究（如图一）,

请你回答下列问题。

图一

（1）写出该化学反应方程式o

（2）兴趣小组用pH探测仪测得烧杯内溶液pH的变化（如图二），则实验中胶

头滴管所加入的X溶液是,当加入的X溶液质量为20g时，向所得溶

液中加入紫色石蕊溶液变为____________色。

（3）实验小组同学绘制了实验过程中温度变化图像（如图三）（实验过程中保温

良好，热量散失忽略不计）。该图说明该中和反应____________（吸热或者放热）。

实验中各同学所得温度变化图像不同的原因可能

是，

设计实验验证你的猜想：，

（查阅资料）电导率是衡量溶液导电能力大小的物理量，在相同条件下，电导率

与离子浓度（单位体积内的离子数）成正比，上图图一反应的整个过程中溶液的

电导率曲线如图所示。那么，AM段导电率下降的原因是oM点溶

液中的离子个数（填“大于”、“等于”或“小于”）P点。N点对应溶

液中的离子为（填符号）。

2.结合下图回答问题：

某兴趣小组对C02与NaOH溶液的反应进行了探究。实验如图1所示，检查装

置气密性,在三颈瓶内集满二氧化碳气体,再将橡皮塞连接压强传感器和计算机。

实验中先将注射器内的氢氧化钠溶液（预先滴加酚献）注入三颈瓶中，一段时间后

充分振荡装置，直至压强不再改变为止，然后将注射器中盐酸压进三颈瓶中，充

分振荡，最后将两个注射器的活塞都拉回原位，并用文具夹子固定，测得压强的

变化如图2所示。

计

算

机

o

因是

显的原

化不明

压强变

②到③

2中

①图

应

出该反

应，写

生了反

化碳发

和二氧

氧化钠

说明氢

速下降

压强迅

③到④

2中

②图

o

方程式

的化学

的理由

氧化碳

吸收二

水也在

液中的

，溶

据分析

的数

图2中

③利用

O

是

物质是

获得的

液，

干溶

，蒸

无色

变为

颜色

液的

内溶

颈瓶

终三

④最

）。

示剂

虑指

（不考

探究：

行了

验进

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下两

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小组

兴趣

化学

3.某

入的探

行了深

氧气进

酸钾制

置对氯

所示装

用图1

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小组

兴趣

一）某

（实验

习。

究学

酒

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35C

约为5

温度

分解

镒的

氧化

℃,二

为356

点约

的熔

酸钾

：①氯

资料

查阅

感

时，传

分解

酸钾

；②氯

左右

00℃

约为4

一般

温度

质的

热物

热，受

质加

给物

精灯

变

温度的

浓度随

时氧气

同配比

）及不

（图2

意图

化示

的变

温度

度随

气浓

到氧

器得

下：

）如

（图3

意图

化示

不同配比时氧气浓度随温度变化「

图3图4

（1）分析图2,氯酸钾熔点（填“高于”、“等于”或“低于”）其分解温度;

（2）在老师的指导下，该小组同学继续进行深入探究。以氧气的体积分数为纵

坐标，温度为横坐标，得到图3所示曲线（图中的“1：2”、“1：1”、“2：1”、“3：

1”、“4：1”、“5：1”指氯酸钾和二氧化锌的质量比）。根据图3,在上述氯酸钾和

二氧化锌的质量比中，两者质量比为，氯酸钾分解温度最低。

（3）为证实二氧化镐的催化作用，小组同学利用图4装置进行实验，步骤如下:

步骤I：;

步骤H：按照图4装入药品；

步骤III：加热右侧支管，用带火星的木条在导管口检验生成的气体；

步骤IV：冷却后，将装置倾斜，使左侧支管中的药品进入右侧支管，再加热右侧

支管，用带火星的木条在导管口检验生成的气体。

（实验现象）步骤III和步骤IV中，一段时间后都能观察到带火星的木条复燃，但

木条复燃更快的是（选填“步骤III”或“步骤IV”）。

（交流反思）要想确认分解氯酸钾制取氧气的反应中二氧化锦是催化剂，还需通

过实验证明二氧化镒质量和________在反应前后都没有发生变化。

（实验二）该兴趣小组还利用压强传感器，对MnCh、CuO、Fe2O3,02O3四种

金属氧化物中。哪一种更适宜作过氧化氢制取氧气的催化剂，做了如下数字化实

验探究。

实验方案如下：

I.用MnCh、CuO、Fe2O3,CrzCh四种催化剂分别与海藻酸钠溶液混合，滴入氯

化钙溶液制成含等质量催化剂、大小相同的海藻酸钠微球备用。

H.取30粒含有MnCh海藻酸钠微球，采用图3装置进行实验。改用其他三种微

球，分别重复上述实验，得到锥形瓶内压强随时间变化的曲线图如图4。

图3图4

（4）每次实验时，海藻酸钠微球数应相同的原因是控制相同。

（5）从实验曲线看，催化效果较好、反应温和的催化剂是

（计算）氯酸钾用途较广，用于炸药、烟花、鞭炮、高级安全火柴，医药、摄影

药剂、分析试剂、氧化剂及火箭、导弹推进剂等。在同系列的推进剂中，含氯酸

钾的推进剂比含氯酸铁的推进剂燃烧得快，燃烧能够进行的最低压力较高，燃速

指数很高。根据氯酸钾的化学式KC1O3计算：12.25g氯酸钾中含氧元素go

（写出计算过程）

4.某兴趣小组开展“测定密闭容器中氧气的体积分数”的探究实验。

图1燃烧法图2缓慢氧化法

（实验步骤）

实验1:按图1所示装置，用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的体积分数。

实验2：按图2所示装置，在集气瓶内壁用水均匀涂附铁粉除氧剂（其中辅助成

分不干扰实验），利用铁锈蚀原理测定空气中氧气的体积分数。

（分析实验）

连接数字传感器，测得实验1、实验2中氧气的体积分数随时间变化的关系分别

如图3、图4所示。依据图3、图4信息，实验2的测定方法更准确，判断依据

是o由此可知，测定空气中氧气含量用法测定结果误差较小。

（拓展延伸1）实验小组同学将足量白磷放在集气瓶中，白磷能发生缓慢氧化从

而消耗氧气，并用压强传感器测定瓶中压强的变化，根据压强的变化来计算空气

中氧气的含量，实验装置及数据采集如图5。（相同条件下，气体的压强与气体

所占的体积成正比。）

（1）在开始200s内压强增大，增大的原因是o

（2）用如图所示数据计算用这种方法测得的空气中氧气的体积分数是

%（结果精确到01％）。反应结束，瓶内剩余的主要气体的具有的化学

性质是0

（拓展延伸2）“温控保鲜”和“气调保鲜”是两类食品保鲜技术。它们通过降低温

度和改变气体成分，达到抑制储藏物细胞呼吸的目的。如图所示是工业上用膜分

离技术实现“气调保鲜”的流程。

嘉氧空气

（3）冰箱中常用的是“气调保鲜”。在空气分离后，进入冰箱保鲜室内的气体是

（填“富氧空气”或“富氮空气

（4）富氧空气中氧气和其他气体的体积比可能是（填字母）。

A.1：3B.1：4C.1：5D.1：6

5.燃烧是我们生活中常见的现象，一组课外兴趣小组同学将烧着的蜡烛深入到

装满空气的集气瓶中，发现蜡烛一会熄火。大家对蜡烛熄灭的原因产生了争论，

做出猜想。

甲认为：二氧化碳浓度大使蜡烛熄灭；乙认为：集气瓶中氧气耗尽，蜡烛熄火。

甲用排水法收集一瓶20%的氧气和80%的二氧化碳的混合体，将烧着的蜡烛伸

入集气瓶中观察到蜡烛燃烧很长时间，再缓慢熄火。得出猜想对的是。（填

“甲”或“乙”）

乙设计了如图1所示的实验装置，在高燃烧匙上放一只蜡烛，低的燃烧匙上铺有

生石灰（氧化钙），生石灰上放一粒白磷，在高燃烧匙的正上方放置一个装有水

的胶头滴管，待蜡烛熄灭时，胶头滴管中水滴入燃烧匙中，生石灰会和水反应生

成氢氧化钙，同时放出热量，使白磷发生燃烧。写出白磷燃烧的化学反应方程

结论：乙同学猜想不正确，蜡烛燃烧熄灭后，集气瓶中还有氧气。

交流与反思：（1）生石灰与水反应生成氢氧化钙，该反应的化学方程式

为0

（2）白磷燃烧熄灭后，用氧气传感器测得氧气瓶中仍有3.4%的氧气；所以蜡烛、

白磷熄灭的原因是o

（3）小组同学还设计如图2所示实验装置，用数字实验测定红磷在密闭空气中

燃烧过程中的压强、温度、氧气浓度变化情况（如图3）。根据图象回答问题：

压强曲线BC段曲线压强升高的原因是,实验结束打开活塞的过程中，压

强曲线中对应的线段是。图3中x曲线表示的是（填“温度”或“氧

气浓度”）变化情况。

（4）如图2实验中测得的数据如下:

实验前实验后

测量项目烧杯中水的体烧杯中剩余水的体瓶中剩余气体的体

积积积

体积/mL80.046.4126.0

根据实验数据计算：测得的空气中氧气的体积分数为（列出计算式即可）。

6.“空气中氧气含量测定，，再研究。

（回顾历史）1774年，某科学家通过用金属汞在空气中加热生成氧化汞等实验,

第一次明确得出空气是由氧气和氮气组成的结论。上文中这位科学家是o

A.阿伏加德罗B.道尔顿C.门捷列夫D.拉瓦锡

（原有实验）实验室常用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量（装置如图1）,

理论上实验成功时的现象是：；实际上用该

方法测得的氧气含量常常远低于理论值。

（提出问题）实验中装置内部的情况是怎样的，用红磷然烧的方法为什么不能准

确地测定空气中氧气的含量？

①氧气浓度传感器

②气体压强传感器

③温度传感器

图2

（进行实验）查阅资料后，学习小组进行如下实验：

将数显设备（电脑等）、三种传感器（压强、温度、。2浓度）、测量装置（反应

容器为蒸储水瓶）按图2所示进行连接。

打开导管活塞，向烧杯内加入适量的水，双手紧贴蒸储水瓶外

壁，，则说明装置气密性良好.

打开瓶口橡皮塞，加水并调节使蒸储水瓶和烧杯内液面相平，关闭活塞，打开并

调试好传感器和数显设备。用酒精灯将足量的红磷点燃，立即将燃烧匙伸入瓶中

并塞紧橡皮塞。燃烧结束后，装置冷却到室温，打开导管活塞，待瓶内液面不再

上升后再向烧杯内加入一定量的水，使烧杯和瓶内的液面相平，在数显设备上得

到的曲线图（纵坐标为02浓度，横坐标为时间，压强和温度曲线仅表示该段时

间内对应的变化情况）如图3所示。

（数据分析）

（1）压强曲线A点表示红磷开始在集气瓶中燃烧，主要判断依据是：

A.A点对应的氧气的浓度开始下降

B.A点以后蒸储水瓶内气体含量下降

C.A点以后蒸储水瓶内的温度开始上升

（2）压强曲线EF段略低于0A段是因为o

A.蒸储水瓶中的气体比原来少了

B.烧杯内液面与蒸僧水瓶中的液面不相平

C.蒸储水瓶中的气体没有冷却至室温

（实验结论）用红磷然烧的方法不能准确测定空气中氧气含量的原因是

（反思拓展）甲同学认为应该将蒸储水瓶液面上的容积划分为5等份并加以标

记，乙同学认为没有必要，理由是一0

7.小明学习了“催化剂”知识后，对双氧水分解催化剂的种类进行了如下探究:

（1）写出实验室用双氧水和二氧化锌混合制取氧气的文字表达

式0

（提出问题）双氧水分解只能用二氧化镒作为催化剂吗？

（猜想与假设）能作为双氧水分解催化剂的物质不一定只有二氧化镒一种。

（设计实验）实验装置如图1：（取用10mL5%的双氧水）

实验编号温度物质种类（取0.15g）待测数据

①20℃1a

②20℃氯化铁b

③20℃硫酸铜C

（2）实验前检查该装置气密性的方法是o

（3）实验编号①的作用是；要定量比较反应快慢，

可测量相同时间生成气体的。

（4）通过比较发现，在相同时间，a<c,小明认为硫酸铜可以做双氧水分解的催

化剂，你是否赞同他的观点，说明理

由_____________________________________________O

（得出结论）实验结束后，得出氯化铁和硫酸铜都可以做双氧水分解的催化剂。

（5）小明用压强传感器测出加入FeCL后，双氧水分解的压强变化曲线（见图2）,

请你分析a点后曲线略有下滑的原因________________________________。

（6）在FeCb溶液中，小明认为是铁离子（Fe