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关于数字化实验探究专题复习
做最好的自己
数字化实验是由“传感器＋数据采集器＋计算机(含软件)”构成的，能够定量采集数据，并以图表、曲线的形式呈现的新型实验技术。初中化学常通过浓度传感器、压强传感器、温度传感器、pH传感器、电导率传感器等，对化学反应过程中的压强变化、温度变化、pH变化等进行化学实验的定性和定量分析。
【专题解读】
解答这类试题的思路：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。
·类型1 以气体浓度传感器创设情境进行考查
·类型2 以气体压强传感器创设情境进行考查
·类型3 以温度传感器创设情境进行考查
·类型4 以pH传感器创设情境进行考查
·类型5 以电导率传感器创设情境进行考查
数字化实验题型
类型1 以气体浓度传感器创设情境进行考查
例 【2023·南平】如图1利用激光笔照射燃烧匙中的红磷，使之燃烧至熄灭，待装置完全冷却后，将装满白磷的燃烧匙提出水面，用激光笔照射，白磷被点燃。图2曲线表示实验过程中瓶内氧气
浓度变化情况(注：红磷、
白磷均有剩余)。
以下说法正确的是(　　)
A．激光笔照射的作用是提供热量，蒸馏水只吸收热量
B．A→B→C表示红磷燃烧，至C点时燃烧最旺
C．D→E表示白磷燃烧至熄灭，装置内氧气被完全消耗
D．该实验说明白磷能在氧气浓度较低的情况下燃烧
【方法技巧点拨】根据具体实验过程，结合氧气浓度的变化曲线分析解答。解题的关键是理解实验操作与曲线变化的对应关系。
【答案】D
类型2 以气体压强传感器创设情境进行考查
例 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：
_____________________________________________。
NaOH溶液
氢氧化钠溶液与二氧化碳已充分反应，反应停止
2HCl＋Na2CO3===2NaCl＋H2O＋CO2↑
【方法技巧点拨】密闭容器内气体压强的变化与温度、气体量的多少有关。相同条件下，温度越高，气体压强越大；气体量越多，气体压强越大。气体压强的变化要分析体系中温度的变化(溶解热量变化、反应热量变化)，还要分析体系中的反应是否会引起气体量的变化。
类型3 以温度传感器创设情境进行考查
例 在蒸馏水中加入NaOH颗粒，不断搅拌，用温度传感器记录溶解过程的温度变化如图。a、c两点观察到溶液中有固体存在，b点固体完全消失。
下列说法不正确的是(　　)
A．NaOH固体溶于水是放热过程
B．a、c两点时，NaOH的溶解度相同
C．b点时，该溶液一定是不饱和溶液
D．c点时的溶剂质量等于a点时的溶剂质量
【方法技巧点拨】NaOH溶于水放热，使溶液温度升高。解题时要结合曲线的变化趋势与溶液的知识进行具体分析。理清温度先升高后下降的原因。解答本题的关键是熟悉氢氧化钠溶解的过程。
【答案】C
类型4 以pH传感器创设情境进行考查
例 化学兴趣小组的同学用pH传感器探究盐酸和氢氧化钠的反应，测定结果如图所示，
下列说法正确的是(　　)
A．本实验采用紫色石蕊试液替代酚酞试液，实验效果更好
B．60 s时，烧瓶内溶液的pH<7，溶液显碱性
C．盐酸和氢氧化钠反应的化学方程式为
NaOH＋2HCl===NaCl＋H2O
D．60 s时，实验所得的溶液中的溶质为HCl、NaCl
【方法技巧点拨】本题在pH传感器情境下主要考查了中和反应及其应用。掌握溶液的酸碱性和溶液pH大小之间的关系，从数形结合的角度理解中和反应是正确解答本题的关键。
【答案】D
类型5 以电导率传感器创设情境进行考查
例 【2023 三明】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，
利用数据传感技术
测定溶液电导率可
辅助探究复分解
反应。
对如图所示实验分析不正确的是(　　)
A．电导率减小是由于溶液中离子数量逐渐减少
B．M点时NaOH溶液与稀盐酸恰好完全反应
C．N点时溶液中的离子数大于P点
D．该实验证明溶液中始终含有带电的粒子
【方法技巧点拨】解题时应注意理解题中所给出的知识背景，即“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”。再根据氢氧化钠与稀盐酸反应过程中离子数量的变化及电导率变化曲线分析解答。
【答案】A
中考聚焦
1
2
1．等质量的铁粉与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应，测定在相同时间内产生气体体积的数据，根据数据绘制得到图1。
（1）请写出铁粉与稀盐酸反应的化学方程式：____________________________________。
(2)通过实验①③对比，得出的结论是____________________________________；要比较盐酸的溶质质量分数对反应速率的影响，应选择的实验组别是______________。
(3)实验中铁粉与盐酸反应产生气体的速率为“先加快后变慢”，其原因是__________________________________。
【进一步探究】图2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____________________。
(5)根据图2乙，你得出的反应物的量与生成的气体体积的关系是________。
【拓展提高】图3为测得的室温下足量的镁片与20 mL 10%的稀盐酸反应产生氢气的量与时间的关系曲线，发现实验测得的实际值比通过计算得到的理论值偏大，请分析可能的原因：
①______________________________；
②______________________________。
2．某研究小组对用过氧化氢溶液制取氧气时选择适宜催化剂进行如下探究。
(1)用MnO2、CuO、Fe2O3、Cr2O3四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。
(2)取30粒含MnO2的海藻酸钠微球，采用左下图装置进行实验。改用其他三种微球，分别重复上述实验，得到右下图的锥形瓶内压强随时间变化的曲线图。
①每次实验时，海藻酸钠微球数应相同的原因是
__________________________________________。
②用含MnO2的海藻酸钠微球进行实验，60 s时压强瞬间回落，其原因是_______________________________
__________________________________________。
③从实验曲线看，催化效果较好、反应温和的催化剂是_______。
谢谢指导！

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