专题2 压强影响因素分析（化学实验思维）-2023-2024学年九年级化学实验探究同步培优（通用版）

本资料来自专辑：2023-2024学年九年级化学实验探究同步培优（通用版）

九年级化学实验探究同步培优

专题2 压强影响因素分析（化学实验思维）

姓名：_________ 班级：_________ 学号：_________

一、实验探究题

1．数字化传感技术应用于化学实验能实现实验数据采集自动化，形成相应图像，更好地解决化学中的疑难问题。化学兴趣小组打算在实验室用贝壳和一定浓度的稀盐酸制取二氧化碳并验证二氧化碳的部分性质，在实验中使用了压强和温度两种传感器。

（查阅资料）①贝壳主要成分为碳酸钙，贝壳中的其它杂质对实验影响可以忽略不计；

②浓盐酸具有挥发性，会挥发出氯化氢气体。

（探究实验一）选择药品

分别取等质量颗粒状和粉末状的贝壳样品与等体积、等浓度的稀盐酸在图1的三颈烧瓶中反应，采集数据，形成如图2和图3的图像。

（1）图1中反应的化学方程式是____________________________________。

（2）根据图2回答：

①对比分析a、b点可知，曲线_________（填“①”或“②”）表示颗粒状贝壳与稀盐酸反应：

②对比分析c、d点可知，相同的气压时，__________________与稀盐酸反应速率更快；

③最终粉末状贝壳产生的质量_________（填“>”或“<”或“=”）颗粒状贝壳产生的质量。

（3）据图3分析，影响实验测定准确性的原因：一是水蒸气含量增加；二是__________________。

（4）同学们实验时发现，盐酸与贝壳样品反应时会挥发出HCl气体，影响实验的准确性，于是又将盐酸更换成稀硫酸进行实验，但加入足量的稀硫酸后发现反应很快就停止了，原因是_________________________________________________________________________________。

（5）（探究实验二）验证的性质。

操作步骤：用3个250mL的烧瓶收集满进行实验，如图4所示，同时迅速将注射器内液体全部注入各自烧瓶中，关闭活塞：一段时间后，同时振荡三个烧瓶。从左到右依次得到如图5所示的烧瓶内压强与时间的关系曲线1、2、3。

回答下列问题：

实验步骤中，曲线1、2、3中导致气压快速变小（如：cd段）的操作是_________；

（6）曲线2对应发生反应的现象为__________________；

（7）根据图5所示，可以得出的结论是_________（填序号）。

A．1体积水中溶解的量约为1体积

B．能与水发生反应生成碳酸

C．能与NaOH溶液发生反应

D．40%NaOH溶液比澄清石灰水更适合用于吸收

2．利用数据传感技术可以形象地比较过氧化氢溶液在有无催化剂条件下的分解速率。某兴趣小组同学利用下列装置，测得瓶内气压随时间的变化如图所示：

（1）甲锥形瓶内发生反应的文字表达式为___________________________。

（2）由图Ⅰ分析可知：曲线_________（填“①”或“②”）表示无二氧化锰条件下发生的反应。

（3）用图Ⅱ装置收集O₂，验满时应将带火星的木条放在_________（填“x”或“y”）导管口处。

（4）请从催化剂的角度解释，在实验过程中，上述两个反应虽化学反应速率不同，但完全反应后两个装置内压强相同的原因是 ____________________________________________________________。

（5）该兴趣小组设计了如图所示装置对比淀粉与二氧化锰的催化效果，实验均以生成25mL气体为准，其他可能的影响因素忽略不计。相关数据见下表。

①上述实验中的“待测数据”a、b指 _________；最后，结果表明二氧化锰的催化效果较好，则a 　     　b（填“＜”、“＞”或“=”）。

②小明取少量光亮的铜丝，放在酒精灯火焰上灼烧至表面变黑(生成黑色氧化铜)后，迅速插入一只装有200mL3%过氧化氢溶液的试管中，观察到试管内迅速产生大量气泡，且变黑的铜丝质量和化学性质不发生改变，于是得出结论：氧化铜可以加快过氧化氢分解。有同学认为这个结论不可靠，原因是过氧化氢分解速率加快，还可能与 _________有关。请你设计实验方案证明_________________________________________________________________________________ 。

3．某化学兴趣小组利用图甲所示装置测定空气中氧气的含量，同时用气体压力传感器测得集气瓶中的气压变化如图乙所示。

（1）小组同学用甲装置进行实验，实验结束时观察到进入集气瓶内的水大于集气瓶内原空气体积的，可能的原因是_________（填序号）。

①红磷量不足

②将燃烧匙伸入集气瓶的操作过于缓慢

③旋紧橡皮塞后发现橡胶管上未夹弹簧夹

④未冷却至室温就打开弹簧夹

（2）图乙中A点为点燃前集气瓶中的气压，AB段气压显著增加的原因是___________________________。t₃时刻后瓶内气压又显著增加，t₃时进行的实验操作是_________。

（3）请仿照“实验后”的图示，画出“实验前”广口瓶中气体主要组成的微观示意图_________，水分子无需画出。

4．某探究小组为测定空气中氧气的含量做如下实验：

图 1 是利用气压传感器测定红磷燃烧时集气瓶内气压变化的实验装置。图 2 是集气瓶内气压的变化情况。图 3 是利用铜粉与氧气加热后反应生成氧化铜的原理，测定空气中氧气含量的实验装置。

（1）图 1 实验：点燃燃烧匙内的红磷后，立即伸入集气瓶中并把橡皮塞塞紧。待红磷熄灭并冷却后，打开止水夹。下列有关图 2 的分析错误的是_________。

A BC 段气压增大的主要原因是燃烧放热

B CD 段气压减小的主要原因是集气瓶内氧气不断被消耗且瓶内温度逐渐冷却

C DE 段气压增大的主要原因是烧杯中的水进入集气瓶

D 若用木炭代替红磷完成此实验，集气瓶内气压变化趋势与图 2 基本一致

（2）图 3 实验的主要实验步骤如下：

①组装装置，检查装置的气密性；

②向试管中加入足量的铜粉，铜粉要足量的原因是__________________；

③点燃酒精灯，不停地抽拉注射器的活塞，充分反应后停止加热。试管中发生的化学方程式为__________________。实验前，该注射器中空气的体积至少为_________mL，才能顺利的完成实验。

反思：探究小组通过图 3 实验测定出的结果始终不准确，通过分析改良后，认为图 4 实验更合理，图 4 实验合理的理由是____________________________________，若实验过程中用酒精灯在铜粉部位加热时，没有不断推拉注射器，则可能导致测定的空气中氧气的体积分数_________ (填“偏大”、“偏小”、“不变”)。

5．利用数字化手段测定空气中氧气含量，实验如下：

图1为空气中氧气含量测定的实验装置，图2为用气体压力传感器测得的集气瓶中气压变化情况。

（1）实验中红磷要足量的原因是__________________；实验前在集气瓶中预先放入了20mL的水，若集气瓶的容积为200mL，则理论上倒流入集气瓶中的水的体积大约为_________。

（2）图2中BC段气压变化的原因是___________________________；CD段气压变化的原因是__________________；导致DE段气压变化的实验操作是_________。

6．某化学研究小组在学习了“空气中氧气含量测定”后，对教材中的实验（图1）进行了验证和改进的项目化学习， 设计出如图2  所示的实验装置，实验时在铜丝末端的燃烧匙中放足量白磷。图3  为用气体压力传感器测得的广口瓶中气压变化情况。

【实验验证】

（1）连接仪器，检查装置气密性。如图1所示，点燃燃烧匙内足量的红磷后，立即伸入瓶中并塞紧瓶塞，冷却后打开止水夹。整个实验过程中观察到的现象是___________________________，红磷燃烧的化学方程式为___________________________；

（2）下列有关该实验的说法中，正确的是_________（填字母序号）。

A．燃烧匙中的红磷要过量才能保证实验结果准确

B．装置未冷却至室温就打开弹簧夹立即读数，导致测量结果偏大

C．该实验还可以说明空气是混合物

（3）【实验药品改进】

该小组同学尝试在实验装置不变的情况下使用木炭代替红磷进行上述实验，你认为这个方法是否可行_________（填“是”或“否”）。

（4）【实验仪器改进】

某同学对实验进行反思后，提出了如图2  所示的改进方法，操作如下：用酒精灯加热铜丝一端，一段时间后白磷燃烧，与打开瓶口直接点燃白磷相比，这样做的好处是_________________________（写出一点即可）。

（5）【实验结果分析】

你认为图3 中CD 段气压变化的原因是____________________________________________________；

（6）导致图3 中 DE 段气压变化的实验操作是_________；

（7）实验前在广口瓶中预先放入了20 mL 的水，若广口瓶的容积为200 mL，理论上倒流入瓶中的水的体积大约为_________mL。

7．用气体压力传感器可用于检测密闭体系内的气压变化，并以数字、曲线等多种形式形象地显示出来。下图1为红磷测定空气中氧气含量的实验装置。

连接好实验装置，将压力传感器接入电脑并打开，点燃燃烧匙内的红磷进行实验，集气瓶内气压与时间关系如图2所示。

（1）图1装置中，红磷在空气中燃烧的文字表达式____________________________________。

（2）图2中CD段气压变化的原因是①__________________，②__________________；

（3）图2显示红磷熄灭后，瓶中氧气仍然剩余约8%，由此对进入瓶内水的体积小于1/5，有什么新的认识：________________________________________________________________________。

（4）（继续探究）寿春学习小组想继续探究能否用镁条代替红磷测空气中氧气含量，他们用图3装置进行实验，镁条燃烧、冷却后打开弹簧夹，进入集气瓶中水的体积约占集气瓶容积的70%。

如果镁条只和空气中的氧气反应，则进入集气瓶中水的体积最多不超过其容积的_________%；但现在进入的水达到容积的70%，根据空气的组成，减少的气体不仅有氧气，还一定有_________

（5）查阅资料学习后，镁条还能在二氧化碳气体中燃烧生成碳和氧化镁，请写出镁与二氧化碳燃烧的文字表达式____________________________________。

（6）综合以上探究学习，如果用镁条代替红磷，测量结果会_________1/5(填大于或小于)。若要用其他药品代替红磷测氧气含量，该药品必须满足什么条件？____________________________________；____________________________________。

8．实验小组对蜡烛燃烧进行探究。

探究Ⅰ、蜡烛在密闭容器中熄灭的原因。

【进行实验】利用传感器测量密闭容器中点燃蜡烛至熄灭时，O₂、CO₂含量（体积分数）的变化。

探究Ⅱ、影响蜡烛燃烧速率的因素。

取起始烛芯高度相同，蜡烛直径、烛芯棉线股数不同的蜡烛在空气中点燃，测定每小时蜡烛燃烧减少的质量。实验记录如下：

（1）【解释与结论】

蜡烛在密闭容器中燃烧后 CO₂含量增大，由此可推测蜡烛中一定含有的元素是_________。

（2）同学们收集一瓶V（O₂）：V（CO₂）=1：4的混合气体，放入点燃的蜡烛，观察到蜡烛能继续燃烧。说明探究Ⅰ中蜡烛在密闭容器中燃烧一段时间后熄灭的原因是_________（填字母序号）。A．O₂浓度过低    B．CO₂浓度过高

（3）探究Ⅱ，实验①中蜡烛燃烧每小时减少的质量比实验②高的原因是________________________。

（4）依据实验③～⑥得出的结论是_______________________________________________________。

（5）探究蜡烛直径对蜡烛燃烧速率影响的实验是_________（填序号）。

（6）【反思与评价】

依据上述实验，除了烛芯棉线股数和蜡烛直径，影响蜡烛燃烧速率的因素还可能是_________                        　（写出一条即可）。

9．小强将燃着的木条分别伸入盛有空气和呼出气体的集瓶中，发现伸入空气中的木条无明显变化，伸入呼出气体中的木条熄灭，他对燃着的木条熄灭的原因提出猜想，并设计了如下实验进行验证。

猜想1：木条熄灭是因呼出气体比吸入空气中CO₂的含量高。

猜想2：木条熄灭是因为呼出气体比吸入空气中O₂的含量低。

（1）由实验①和②可得出猜想1_________ (填“成立”或“不成立”)。

（2）能证明猜想2成立的实验序号是__________________。若把燃着木条伸入体积比为1：1的O₂和CO₂混合气体中，推测观察到的现象是__________________。

为了进一步探究“足量可燃物在空气中燃烧熄灭后，容器中是否还剩余氧气”，小强又利用下图1所示的实验装置通过蜡烛燃烧实验展开探究。

（3）待蜡烛熄灭后，取少量的白磷(与红磷的化学性质相似)引燃，立即伸入蜡烛熄灭后剩余的气体中，观察到___________________________，定性证明了蜡烛熄灭后仍有氧气剩余。

（4）使用“氧气传感器”定量显示密闭装置内蜡烛(足量)从燃烧到熄灭的过程中氧气含量的变化，实验结果如图2所示。下列判断或结论正确的是

A．实验开始时密封装置内是纯净的氧气

B．蜡烛熄灭的原因是瓶内氧气已经耗尽

C．蜡烛熄灭后瓶内气体是二氧化碳、氧气和水蒸气

D．氧气浓度小于一定值时，蜡烛无法燃烧

E．该过程中瓶内物质总质量不断减少

10．某化学兴趣小组对实验室一些生锈的铁钉产生浓厚的探究兴趣，进行以下实验：

实验一：把生锈的铁钉样品投入盛有稀硫酸的密闭容器中，通过压强传感器测得容器内气体压强与反应时间的关系如图所示：

（1）段不产生氢气的原因是____________________________________（用化学方程式表示）。

（2）实验二：为了探究上述铁钉中铁单质的质量分数，另取上述铁钉于烧杯中，将稀硫酸平均分成6次加入，所加稀硫酸的质量与生成气体总质量如表所示。
计算生锈铁钉中铁单质的质量分数（写出计算过程）。

（3）请在下图中画出氢气的质量随加入稀硫酸的质量变化的关系曲线并作必要标注。

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参考答案

一、实验探究题

1．（1） （2）②；粉末状的贝壳；=

（3）温度升高，气体受热膨胀

（4）生成微溶于水的硫酸钙覆盖在贝壳样品表面阻止反应的进行（语言叙述合理即可）

（5）振荡  （6）澄清石灰水变浑浊   （7）A；C；D

…………