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数字化实验(传感器)试题解题思路与技巧

数字化实验(传感器)试题解题思路与技巧
近两年中考化学,数字化实验(传感器)的题目越来越多。学生一看复杂的图像,心里产生恐惧,感觉无处着手。实际上数字化实验试题,本质是把化学原理、实验现象等转化成变化的图像。图像是外表,化学反应才是核心。

一、什么是数字化实验试题

数字化实验步骤,首先是将传感器与数据采集器、 计算机连接,接着把传感器插入盛有反应的密闭容器,采集数据,最后通过相关软件处理数据,并在计算机屏幕上显示相关数量变化曲线的图像。

二、解题思路

1.看图像坐标轴,理解横坐标、纵坐标所表达意义:

横坐标:一般表示时间,代表化学反应进行的过程。
纵坐标:表示传感器所测得的物理量,比如压强、O₂浓度、CO₂浓度、温度、pH等。

2.看起点,判断发生变化初始各物理量:

起点就是化学反应还没开始时,密闭容器内的各物理量数值。比如红磷燃烧实验,氧气浓度曲线起点大约21%,就是空气中氧气体积含量,压强曲线起点是大气压,温度曲线就是室温等。

3.根据曲线变化趋势,联系化学反应

这一步很关键,就是要把曲线变化的趋势转化成化学反应的本质上来,根据实验,首先写出化学反应方程式。
曲线上升:纵坐标的量变大。
例如:反应放出热量→温度曲线上升;生成气体→密闭容器内压强曲线上升;生成某种气体→该气体浓度曲线上升。
曲线下降:纵坐标的量变小。
例如:反应消耗某气体→该气体浓度曲线下降;气体被消耗、冷却→密闭容器内压强曲线下降;反应吸收热量→温度曲线下降等。
曲线平缓不变:反应停止,密闭容器内达到稳定状态。反应结束,不再有物质变化,温度、压强、浓度等物理量不再改变。

重点突破:

①拐点

拐点代表恰好完全反应、反应结束或者某个操作发生。拐点之前表示反应正在发生;拐点位置:反应恰好完成;拐点之后:反应停止,不再变化。
①压强
密闭容器压强变化,有两个原因:一是气体增多或者减少;二是温度升高或降低。很多同学只考虑气体,忽略温度。

4.结合问题,对照实验原理

分析图像后,回归实验本身,结合化学反应原理,解决具体问题。

三、解题技巧

1. 氧气浓度传感器(常考:物质燃烧、呼吸作用)

曲线趋势:燃烧消耗氧气,氧气浓度逐渐下降,反应结束后保持不变。

2. 压强传感器

压强变大两个原因:①反应生成气体;②反应放热,气体受热压强增大。
压强变小两个原因:①消耗气体;②温度降低,气体遇冷压强减小。
技巧:先看反应放热还是吸热,有没有气体生成或消耗,分两步分析。

3. 温度传感器

燃烧、酸碱中和反应都是放热,温度曲线先升高,反应结束后慢慢冷却,温度回到室温。

4. CO₂浓度传感器

含碳物质燃烧生成二氧化碳,浓度增大;呼吸作用、与碱溶液反应,二氧化碳被消耗,浓度持续下降。

5.pH传感器

例如向稀盐酸中逐滴滴加氢氧化钠溶液:
起点pH<7:烧杯内是稀盐酸,呈酸性;
​pH逐渐变大:HCl和NaOH发生中和反应,氢离子不断被消耗;
​ pH=7:酸碱恰好完全反应;
​ pH>7且持续上升:NaOH过量,溶液显碱性。

四、答题建议

1.先读题干,读懂做的是什么实验,写出化学反应方程式;

2.读懂横坐标、纵坐标分别表示的含义,圈画坐标轴关键词,圈拐点;

3.分段分析曲线,哪一段发生什么反应,引起什么量变化。

五、独闯天涯

某化学兴趣小组用传感器探究稀盐酸与氢氧化钠溶液的反应,测得实验过程中溶液的电导率随时间的变化如图所示(已知:济液中的离子浓度越大,溶液的电导率越大)。下列有关分析不正确的是(    )

A.MP段电导率下降是因为H⁺和OH⁻结合生成水分子
B.N点时溶液中的离子种类和数目与M点
相同
C.滴加 NaOH溶液的过程中,烧杯内溶液中含有的CI⁻数目保持不变
D.滴加 NaOH 溶液的过程中,烧杯中溶液的酸性在减弱
数字化实验(传感器)试题,是新教材出现的新题型,但内容依旧是物质性质、物质变化、反应现象、气体压强、温度变化、浓度变化、pH变化等这些基础知识点。用化学思想要把图像转化成化学反应,就不被复杂的图像所迷惑,轻松应对。
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