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实验探究固体熔化时温度变化的规律考查要点

来源:石蜡 时间:2024/8/28

01

1.按照自下而上的顺序安装好实验装置(注意各个部分的衔接与安装高度)。

2.预先将烧杯内的水加热到一定的温度,在加热过程中,不断用玻璃棒搅拌,使水温均匀。

3.把装有一定量海波的试管放在盛水的烧杯里,用酒精灯通过烧杯和水给海波均匀、缓慢地加热(此种加热方式叫水浴法)。

4.观察温度计读数和海波的状态变化,当温度达到40℃时,每隔1min记录一次温度。在海波完全熔化后再记录4~5次,填入预先设计好的表格中。

02

1.实验器材的组装顺序:自下而上。

2.石棉网的作用:使烧杯受热均匀。

3.温度计的使用和读数:见“中考考点解读”。

4.水浴法加热的好处:使物体受热均匀。

5.选取小颗粒固体的好处:使温度计的玻璃泡能与固体充分接触。

6.加热过程中不断搅拌的目的:使物体受热均匀。

7.绘制熔化时“温度一时间”图像。

8.根据数据或图像得出结论:是否为晶体、熔点是多少等。

03

1.在探究冰、海波和石蜡的熔化规律时,小贾记录的实验数据如下表所示。请回答下列问题:

(1)根据表中的实验数据可以判断:三种物质中,晶体________;海波的温度达到53℃时,其状态是_______(选填“固态”或“液态”或“固液共存态”);

(2)在冰熔化时,小贾用的是图甲中的实验装置,当冰熔化后,小贾想探究水沸腾时温度随加热时间的变化特点,给烧瓶加上单孔橡胶塞后继续加热,得到如图乙所示的图像;根据实验回答下列问题:

①根据图乙可知,熔化过程经历的时间是_______min;

②实验时,小贾通过_______判断水已经沸腾;

③图乙中,表示沸腾阶段的是________段,蒸发发生在________段;(填图中英文字母表示的区间段)

④根据图乙归纳出实验结论:________;此时瓶内气压________(选填“高于”“低于”或“等于”)1个标准大气压;

⑤根据图乙判断,以下正确的有()

A.图像中的DE段是冰的熔化过程

B.水的凝固点是0℃

C.AB、CD段物质在吸热,BC、DE段物质没有吸热

(3)实验过程中小贾不小心碰到了水沸腾时产生的水蒸气,感觉很烫。他进行了以下实验操作,如图丙所示,将烧瓶内水沸腾时所产生的水蒸气通入试管A中,试管A放在装水的容器B内,在B容器中放入温度计C,过一段时间,你看到的现象是:试管A中有小水珠出现,温度计示数______(选填“升高”、“降低”或“不变”),这个实验说明_________;

(4)如图丁,停止加热后,小贾迅速将橡胶塞换为无孔橡胶塞,把烧瓶倒置并向瓶底浇上冷水,会看到烧瓶内的水再次沸腾,猜测因为浇上冷水后,烧瓶内气压_______,水的沸点_______;(选填“升高”、“降低”或“不变”)

(5)如图戊所示,甲容器内装有水,乙试管内也装有水,并通过甲容器密封盖上的孔插入甲容器的水中,且乙试管与密封盖紧密接触。现给甲容器加热,则经过一段时间后______。

A.甲容器内的水先沸腾

B.甲容器、乙试管内的水同时沸腾

C.乙试管内的水先沸腾

D.甲容器内的水沸腾,乙试管内的水不会沸腾

海波、冰液态5有大量气泡冒出水面DECD

水沸腾时,吸收热量,温度不变高于B升高液化放热降低

降低C

(1)[1]根据表格中的数据可知,海波和冰在熔化时,不断吸收热量,但温度保持不变,符合晶体的熔化特征,所以海波和冰是晶体。

[2]根据表格中的数据可知,海波熔化时,不断吸收热量,但温度保持48℃不变,所以海波是晶体,海波的熔点是48℃,所以当海波的温度达到53℃时,已经熔化完毕,为液态。

(2)[3]根据图乙可知,AB段表示冰吸热升温,BC段是冰水混合物,是冰的熔化过程,冰从4min开始熔化,9min熔化结束,所以熔化过程经历的时间是5min。

[4]水沸腾时会有大量的气泡生成,并且在上升过程中,体积逐渐变大,到水面破裂,所以我们在实验中是通过观察是否有大量的气泡冒出识别水是否沸腾。

[5]由题意可知,DE阶段,水吸收热量,但温度保持℃不变,符合水沸腾的特征,故表示沸腾阶段的是DE段。

[6]蒸发属于汽化的一种,是物质由液态变为气态,区别于沸腾,其只发生在液体表面的气化反应,由图乙可知,蒸发发生在CD段。

[7][8]由图乙可知,水在沸腾过程中,吸收热量,但温度保持℃不变,故此时水的沸点是℃,而水在1个标准大气压下的沸点为℃,因为气压越大,水的沸点越高,所以此时瓶内气压高于1个标准大气压。

[9]A.由图乙可得,DE阶段,水吸收热量,但温度保持℃不变,符合水沸腾的特征,故DE段是水的沸腾过程,故A错误;

B.由图可知,冰达到0℃后,持续加热,但温度保持不变,仍为0℃,故冰的熔点为0℃,水的凝固点与冰的熔点相同,也为0℃,故B正确;

C.由于整个过程中,酒精灯在一直加热,所有BC、DE段物质也在吸收热量,故C错误。

故选B。

(3)[10][11]将烧瓶内水沸腾时所产生的水蒸气通入试管A中,水蒸气遇冷液化变成小水珠出现在试管A中,同时放出热量,试管A温度升高,因为试管A放在装水的容器B内,试管A相当于热源给B容器中的水加热,所有过一段时间后,在B容器中的温度计C温度示数会升高,这个现象也说明了液化放热。

(4)[12][13]如图丁,停止加热后,小贾迅速将橡胶塞换为无孔橡胶塞,把烧瓶倒置并向瓶底浇上冷水,烧瓶中的水蒸气遇冷液化形成水,烧瓶中的水蒸气减小,导致烧瓶内气压降低,根据大气压与沸点的关系可知,水的沸点也会降低,所以会看到烧瓶内的水再次沸腾。

(5)[14]由图可知,甲容器是密封的,乙试管没有密封,给甲容器加热,经过一段时间后,甲中水开始汽化,形成大量水蒸气,导致甲容器水面上的气压增大,沸点升高,高于乙试管中水的沸点,乙试管中的水从甲容器的水中吸收热量,温度升高,当乙试管中的水达到沸点时,因为温度低于甲容器中水的温度,所以会持续吸热,符合沸腾的条件,所以乙试管中的水就会沸腾,而此时甲容器中的水还没有达到沸点,不能沸腾,所以乙试管中的水先沸腾,故ABD不符合题意,C符合题意。

故选C。

2.在探究“冰熔化时温度变化的规律”的实验中,分别在烧杯和试管中放入适量的碎冰并各放了一支温度计组成如图甲所示的实验装置,完成下面探究实验:

(1)实验过程中A、B两个温度计的示数随时间变化的图像如图乙所示,通过分析图像可知,___________(实/虚)线是试管内碎冰温度随时间变化的图像;

(2)如图乙,第8min时烧杯内的碎冰处于___________(固/液/固液共存)态,此时试管内的碎冰处于___________(固/液/固液共存)态;

(3)试管内碎冰熔化过程时间经历了___________min;

(4)通过实验可以得出晶体熔化的条件是:温度达到熔点,___________;

(5)一段时间后,虚线对应物质的温度___________(会/不会/不确定会)超过实线对应物质的温度。

虚固液共存固4持续吸热不会

(1)[1]烧杯内的冰先熔化,当烧杯冰正在熔化时,试管中的冰不能吸收热量,不能熔化,故烧杯内的冰最先熔化完,再是试管中的冰熔化,故虚线是试管中的冰熔化图像。

(2)[2][3]如图乙,烧杯内的碎冰在第4min开始熔化,第10min结束,故在第8min时烧杯内的碎冰处于固液共存态;烧杯内的冰先熔化结束后,试管中的冰才开始熔化,故试管中的冰在第10min开始熔化,故试管中的冰在第10min时,处于固态。

(3)[4]试管内碎冰从第10min开始熔化,到第14min结束,故试管内碎冰熔化过程时间经历了4min。

(4)[5]从试管中的碎冰从第10min才开始熔化可知,冰熔化的条件是达到熔点,并且需要吸收热量。

(5)[6]烧杯内的水温度比较高,而试管中的水从烧杯内吸收热量,故虚线对应物质的温度不会超过实线对应物质的温度。

3.小明在探究“某固体熔化时温度的变化规律”时,所用实验装置如图甲所示。

(1)除了实验装置中的器材外,还需要的测量工具是___________;

(2)放置温度计时考虑到固体融化前后体积的变化,温度计玻璃泡应该放置在固体颗粒中间略_________(选填“靠上”或“靠下”)的位置;

(3)实验过程中,小明每隔一段时间记录一次温度,观察到第5min时试管内出液体,第10min时试管内固体全部变成液体。根据实验数据在方格纸上描点如图乙所示,请用笔画线,将图像补充完整________;

(4)由图乙中图像可以判断出该固体是晶体,依据是_________;

(5)小刚也用该固体和相同的实验装置完成了实验,他根据数据画出的图像如图丙所示。则小刚实验中存在的问题可能是_________(写出一条即可)

停表靠下见解析该物质在熔化时,有一个吸热且温度不变的水平段,所以这种物质是晶体记录温度时相隔的时间太长

(1)[1]探究“某固体熔化时温度的变化规律”时,还需要一个记录时间的工具即停表。

(2)[2]由于本实验探究的是固体熔化,固体熔化后体积可能变大也可能变小,如果体积变小,温度计放在靠上的位置,玻璃泡可能露出来,如果体积变大,则不会受到影响,因此要放在中间位置靠下。

(3)[3]图像如下

(4)[4]图乙中图像可以判断出该固体是晶体,因为图像中该物质在熔化时,有一个吸热且温度不变的水平段,所以这种物质是晶体。

(5)[5]小刚也用该固体和相同的实验装置完成了实验,但是他根据数据画出的图像如图丙所示,即不具有晶体熔化的特征,很有可能是小刚在实验记录温度数据的时候相隔的时间太长了,最终导致画出的图像不像晶体熔化的图像。

4.莎莎同学利用图甲所示的装置对冰加热,她每隔相同时间记录一次温度计的示数,并观察物质的状态。图乙是她根据记录的数据绘制的温度—时间图像,根据图甲和图乙图像可知:

(1)应选用颗粒________(选填“较大”或“较小”)的冰块做实验;

(2)图甲中对试管中的冰采用水浴法加热,这样做的好处是________________;

(3)如图乙是她根据记录的数据绘制的“温度—时间”图像。由图像可知:冰是________(选填“晶体”或“非晶体”);

(4)若冰全部熔化成水后继续用酒精灯不断加热,试管中的水最终________(选填“会”或“不会”)沸腾;

(5)把冰放入如图丙所示的试管中,并未用酒精灯加热,冰也熔化了。于是她认为冰熔化不需要吸热,她的想法________(选填“正确”或“不正确”);

(6)另一同学晓丽用如图丁所示的装置做“观察水的沸腾”实验,观察到当水沸腾时,烧杯内产生大量气泡并不断上升、体积________(选填“变大”、“变小”、“不变”)。

较小受热均匀晶体不会不正确变大

(1)[1]实验应选用颗粒较小的冰块,这样的冰块受热更均匀。

(2)[2]用水浴法对冰块进行加热,也能让冰块受热均匀。因为试管装有冰块部分浸没在水中,则试管中的冰块可均匀受热。

(3)[3]由图乙知,冰块从第5min开始熔化,第15min熔化完毕,整个熔化过程中,温度保持不变,有固定的熔化温度,所以是晶体。

(4)[4]试管中的冰全部熔化成水后,继续给烧杯加热,烧杯中的水会沸腾,但试管中的水不会沸腾,因为烧杯中的水达到沸腾后,温度不再升高,而试管中的水吸收热量,温度也可达到沸点,但此时试管内外的水温度相同,则试管内的水不能再吸热,不会沸腾。

(5)[5]图丙中,装有冰块的试管放在空气中,也能熔化,这是因为冰的温度低于环境温度,在一标准大气压时,其熔点为0摄氏度,则试管中的冰从环境空气中吸热,温度能达到0,便开始熔化,所以莎莎同学的想法不正确。

(6)[6]水沸腾时,其上下部分的温度相同,产生的大量气泡,在上长过程中不断有新的水蒸气加入,且深度变浅,气泡外面的液体压强变小,于是气泡逐渐变大。

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