專題10 實驗探究：物態(tài)變化相關(guān)實驗（解析版）

專題10實驗探究：物態(tài)變化相關(guān)實驗類型一：探究固體熔化和凝固時溫度變化的規(guī)律1.(葫蘆島中考)幫助小明完成“探究固體熔化時溫度的變化規(guī)律”的實驗。乙(1)小明采用“水浴法”加熱，這樣做的好處是物體受熱均勻，且溫度變化比較慢，便于記錄實驗溫度o(2)小明使用A、B兩支溫度計，分別測量固體和水的溫度。組裝實驗器材時應(yīng)該由下而上(填“由下而上”或“由上而下”)依次安裝。(3)實驗時，每隔一段時間記錄一次溫度計的示數(shù)。某時刻溫度計B的示數(shù)如圖甲所示，為81℃。(4)圖乙是溫度計A、B的溫度隨時間變化的圖象。小明觀察時發(fā)現(xiàn)，試管內(nèi)出現(xiàn)液體時A的示數(shù)就不再升高，(5)to時刻燒杯中的水開始沸騰，分析圖象可知，水沸騰的特點是：吸收熱量，溫度保持不變。to管中的物質(zhì)處于固液共存態(tài)。解：(1)采用“水浴法”加熱的好處是物體受熱均勻，且溫度變化比較慢，便于記錄實驗溫度；(2)酒精燈加熱需用使用外焰加熱，所以安裝器材時要按照“由下而上”的順序組裝；(3)由圖可知，溫度計的分度值為1℃,液面對應(yīng)的刻度線為81,所以示數(shù)為81℃;(4)因為晶體熔化時具有固定的熔點，由試管內(nèi)出現(xiàn)液體時A的示數(shù)就不再升高，當(dāng)固體全部變成液體后溫度再升高，可說明固體是晶體；(5)水沸騰的特點是繼續(xù)吸熱，溫度保持不變；to時刻試管中的物質(zhì)已經(jīng)熔化，但還沒有完全變成液體，故屬答案：(1)物體受熱均勻，且溫度變化比較慢，便于記錄實驗溫度；(2)由下而上；(3)81;(4)晶體；(5)溫度保持不變；固液共存。2.(百色模擬)如圖甲所示是“探究冰熔化時溫度的變化規(guī)律”的實驗裝置。甲乙(1)如圖乙所示是冰在加熱過程中溫度隨時間變化的圖象。根據(jù)圖象特征可判斷冰是晶體(選填“晶體”(2)冰在熔化過程中吸收(選填“吸收”或“放出”)熱量，溫度保持不變，大約持續(xù)了3min。(4)再加熱過程中，杯口上方出現(xiàn)“白氣”,“白氣”是水蒸氣液化(填一物態(tài)變化)而成的。(5)在實驗過程中，不是用酒精燈直接對試管加熱，而是把裝有冰的試管放在水中加熱，這樣做不但使試管受熱均勻，而且冰的溫度上升速度較慢(選填“快”或“慢”),便于記錄各個時刻的溫度。解：(1)晶體和非晶體的最大區(qū)別在于：晶體有固定的熔點，非晶體沒有固定的熔點，根據(jù)冰的圖象特征可知冰當(dāng)冰熔化一段時間后，試管中的冰熔化一部分，冰的質(zhì)量減少；(2)冰在加熱后2min到第5min這段時間雖然不斷的吸熱，溫度卻保持不變，這是冰的熔化過程，持續(xù)了3min,冰在熔化過程中吸收熱量，但溫度不變。(3)冰在熔化之前為固態(tài)；熔化過程中為固液混合態(tài)；完全熔化后為液態(tài)；由圖象知加熱到第3min時，是冰的熔化過程，熔化過程冰處于固液共存狀態(tài)；(4)杯口上方出現(xiàn)“白氣”是水蒸氣遇冷液化形成的小水珠；(5)實驗中將裝有冰的試管放入水中加熱，這樣做目的是能使試管受熱均勻，由于水的溫度上升緩慢，所以冰的溫度上升速度較慢，便于記錄各個時刻的溫度。答案：(1)晶體；減少；(2)吸收；3;(3)固液共存；(4)液化；(5)慢。3.(棗莊模擬)小明和小華在綜合實踐活動中想制作一個醫(yī)用冷藏盒，不知道給藥品降溫用冰好，還是用鹽水結(jié)成的冰好?他們動手測量了鹽水的凝固點。(1)在選擇溫度計時，有量程分別為“-2℃~102℃”和“-20℃~102℃”的溫度計，應(yīng)選擇量程為-20℃~102℃的溫度計，這樣選擇的原因是鹽水的凝固點可能低于-2℃o(2)在測量過程中，他們同時發(fā)現(xiàn)所測得鹽水的凝固點并不相同，于是對比了雙方實驗過程，發(fā)現(xiàn)燒杯中裝水有關(guān)，接著他們進(jìn)行了多次實驗得出了不同濃度鹽水的凝固點，數(shù)據(jù)記錄如下表：036900(3)你認(rèn)為給冷藏盒中的藥品降溫最好選用適當(dāng)濃度的鹽水結(jié)成的冰。(4)實驗后，他們聯(lián)想到冬天在冰雪覆蓋的路面上撒鹽便于除雪，原因是積雪上灑鹽水是參有雜質(zhì)，積雪的熔點降低，使積雪熔化o解：(1)要使用量程為-20℃~102℃的溫度計，主要考慮鹽水的凝固點低于-2℃時，便于測出鹽水的凝固點；(2)從表格中的數(shù)據(jù)可看出，鹽水的濃度一直在變大，而鹽水的凝固點是先降低后又升高；(3)藥品要求在0℃以下存放，要求所選物質(zhì)的熔點在0℃以下，冰的熔點是0℃,鹽冰的熔點低于0℃,所以(4)寒冷的冬季，向積雪撒鹽，在其它條件相同時，積雪上灑鹽水是摻有雜質(zhì)，積雪的熔點降低，使積雪熔化。答案：(1)-20℃~102℃;鹽水的凝固點可能低于-2℃;(2)先降低后升高；(3)適當(dāng)濃度的鹽水結(jié)成的冰；(4)積雪上灑鹽水是摻有雜質(zhì)，積雪的熔點降低，使積雪熔化。4.(泰州模擬)小明發(fā)現(xiàn)嚴(yán)冬季節(jié)水缸里的水結(jié)冰了，但腌菜缸里的鹽水卻沒有，小明猜想，水中加入別的物質(zhì)后，一定會對水的凝固點產(chǎn)生影響。為了驗證這一猜想，他將一些鹽放入水中，并把鹽水用容器盛好放入冰箱，研究鹽水的凝固過程。每隔一定時間，小明就觀察鹽水狀態(tài)、測出溫度，并將凝固過程記錄的溫度數(shù)據(jù)畫成了凝固圖溫度/溫度/0時間/min甲(1)從圖象中可以看出鹽水的凝固過程用了10分鐘。(2)從圖象中得到晶體的液態(tài)物質(zhì)在凝固時的溫度將不變。(選填“變大”“變小”或“不變”)(4)實驗中小明同學(xué)發(fā)現(xiàn)鹽水凝固時間較長，在不改變原來實驗裝置的情況下，請你告訴他一種縮短鹽水凝固時間的方法：減少鹽水的質(zhì)量0答案：(1)10;(2)不變；(3)-2;低；(4)減少鹽水的質(zhì)量；(5)變多。ABA乙圖2A.a=bB.2a=bC.a=2b本實驗是通過比較蒸發(fā)相同的水所用時間的多少來反映蒸發(fā)快慢的；(3)分析A、C實驗可知看出，水滴的質(zhì)量相同、表面積相同、空氣流動的情況也相同，只有水滴的溫度不同，A變干所用的時間為200s,C變干所用的時間為50s,因此，通過圖1中實驗AC可以探究液體蒸發(fā)快慢與溫度(4)這種方法不正確，因為他沒有控制時間相同，若兩容器中酒精蒸發(fā)快慢相同，則2a=b,答案：(1)汽化；(2)蒸發(fā)相同的水所用時間的多少；(3)AC;(4)不正確；B。6.(南昌模擬)保留水分是蔬菜和水果保鮮的一個方面，為了探究影響蔬菜和水果水分散失快慢的因素，小軍同學(xué)作出了以下猜想：ABC塑料袋塑料袋胡蘿卜D【提出猜想】猜想①:與蔬菜所處環(huán)境的溫度有關(guān)猜想②:與蔬菜的表面積有關(guān)猜想③:與蔬菜表面空氣的流動速度有關(guān)【進(jìn)行實驗】為了檢驗上述猜想是否正確，小軍按圖進(jìn)行了四次實驗(實驗中的胡蘿卜大小形狀完全相同，剖開的胡蘿卜均為均勻剖開)【分析論證】(1)在上述實驗中，實驗C的探究方法不正確，原因是缺少變量，無法探究水分散失的快慢與哪個因素有(2)這四次實驗中，實驗A可驗證猜想①是否正確的，實驗D可驗證猜想(3)實驗B中發(fā)現(xiàn)剖開的胡蘿卜比未剖開的胡蘿卜干癟，由此可得出的結(jié)論是：液體蒸發(fā)的快慢與液體的表面積有關(guān)(寫出一條即可)【拓展應(yīng)用】小軍突然想到：下雨后，大雨地面干得慢，小雨干得快。于是他猜想水蒸發(fā)快慢還可能與水的多少有關(guān)，于是繼現(xiàn)水少的杯中沒有水時，另一杯中還殘留一些水于是他得出結(jié)論：水蒸發(fā)快慢與水的多少有關(guān)，水越少，蒸發(fā)越快。從得出結(jié)論環(huán)節(jié)看，根據(jù)“誰先蒸發(fā)完，判斷誰蒸發(fā)快”是不正確(選填“正確”或“不正確”)的，理由是沒有控制水的質(zhì)量相同經(jīng)過多次實驗和精確測量，小軍發(fā)現(xiàn)當(dāng)放水少的杯無水時，放水多的杯中減少的水量總是與放水少的杯中原來的水量相等由此可知：水蒸發(fā)的快慢和水的多少無關(guān)(選填“有關(guān)”或【分析論證】(1)在上述實驗中，實驗C缺少變量，無法探究水分散失的快慢與哪個因素有關(guān)，因此無法進(jìn)行探究，探究方法不正確；(2)這四次實驗中，實驗A只有溫度不同，其它條件相同，因此可驗證猜想“①與蔬菜所處環(huán)境的溫度有關(guān)”是否正確；實驗D只有表面空氣流動速度不同，其它條件相同，因此可驗證猜想“猜想③與蔬菜表面空氣的流動速度有關(guān)”是否正確。(3)實驗B中，溫度和表面空氣流動速度相同，最終發(fā)現(xiàn)剖開的胡蘿卜比未剖開的胡蘿卜干癟，由此可得出的結(jié)論是：液體蒸發(fā)的快慢與液體的表面積有關(guān)?！就卣箲?yīng)用】根據(jù)“誰先蒸發(fā)完，判斷誰蒸發(fā)快”是不正確的，這是因為沒有控制水的質(zhì)量相同；經(jīng)過多次實驗和精確測量，發(fā)現(xiàn)當(dāng)放水少的杯中無水時，放水多的杯中減少的水量總和與放水少的杯中原來的水量相等，說明水蒸發(fā)的快慢和水的多少無關(guān)。(1)缺少變量，無法探究水分散失的快慢與哪個因素有關(guān)；(3)液體蒸發(fā)的快慢與液體的表面積有關(guān)；【拓展應(yīng)用】不正確；沒有控制水的質(zhì)量相同；無關(guān)。類型三：探究水沸騰時溫度變化的特點7.(德州期末)在探究“水的沸騰特點”的實驗時，甲、乙、丙三組同學(xué)分別從下圖中的A、B兩套器材中任選一套來完成實驗(實驗室已準(zhǔn)備多套A、B裝置)ABCDE(1)實驗中使用的溫度計是利用液體熱脹冷縮的性質(zhì)制成的，加熱時應(yīng)使用酒精燈的外焰(內(nèi)焰/外焰/焰心)加熱。(2)甲、乙兩組同學(xué)用同樣多且初溫相同的溫水進(jìn)行實驗，加熱所用的酒精燈也相同，結(jié)果甲組同學(xué)從開始加熱到水沸騰用時較短，則甲組選擇的是B(A/B)套裝置。(3)乙、丙兩組同學(xué)選用相同的實驗裝置進(jìn)行了實驗，并根據(jù)實驗記錄的數(shù)據(jù)繪制了如圖C所示的a、b兩條曲線(a表示乙組的，b表示丙組的).由圖像C可知，他們兩組測得的水的沸點相同(相同/不同),圖D(D/E)所示的情形表示水正在沸騰，氣泡里的主要成分是B。(選填正確選項前的字母)A.氧氣B.水蒸氣C.二氧化碳(4)實驗中有的同學(xué)對溫度計中紅色液體是不是酒精產(chǎn)生了疑問，查液體沸點表得知酒精的沸點為78℃(在1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下),由此斷定紅色液體不是(是/不是)酒精。解：(1)溫度計是根據(jù)液體熱脹冷縮的原理制成的，酒精燈外焰的溫度最高，所以加熱時應(yīng)使用酒精燈的外焰加(2)讀圖可知B圖中給燒杯加了蓋，這樣可減少熱量的散失，故甲組同學(xué)從開始加熱到水沸騰用時較短，則甲組選擇的是B套裝置；(3)由圖像可知，他們兩組測得的水的沸點相同；水沸騰之前，水下層的溫度高于上層的水溫，氣泡上升過程中，氣泡中的水蒸氣遇冷液化成水，氣泡變??；水沸騰時，整個容器中水溫相同，水內(nèi)部不停地發(fā)生汽化，產(chǎn)生大量的氣泡，氣泡上升過程中不斷變大。故D所示的情形可表示水正在沸騰。水沸騰時氣泡里主要的成分是水蒸氣；選B;(4)在1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水的沸點是100℃,酒精的沸點為78℃,因此溫度計中液體的沸點用一定高于100℃,即紅色液體一定不是酒精。答案：(1)液體熱脹冷縮；外焰；(2)B;(3)8.(宜城期末)在“探究水沸騰時溫度變化的特點”實驗中(1)為完成本次實驗，由表中的數(shù)據(jù)表明，他們選用的溫度計的測溫物質(zhì)應(yīng)為水銀0(2)當(dāng)他們將溫度計剛插入熱水中時，溫度計的管壁模糊，很難看清示數(shù)，原因是熱的水蒸氣遇到冷溫度計玻璃管液化成水珠附著在上面o測溫物質(zhì)凝固點/℃沸點/℃水銀-39酒精-117(3)小明在幫助老師準(zhǔn)備實驗時，發(fā)現(xiàn)開水倒入燒杯后，溫度很快就降到了如圖甲所示。于是他先點燃了酒精燈給水加熱，待同學(xué)們到來時再熄滅一會兒，他的做法是為了提高水的初溫，縮短實驗時間o(4)小明用圖乙所示的裝置給水加熱，在安裝此裝置時，應(yīng)先固定鐵卷M(“鐵圈M”或“鐵夾N”)位置；確定當(dāng)溫度達(dá)到90℃時開始記錄數(shù)據(jù)。在看到水沸騰現(xiàn)象后，小明就立即熄滅酒精燈停止實驗。在評估與交流環(huán)節(jié)，同學(xué)們認(rèn)為小明的實驗仍存在不足，并對水沸騰后小明還應(yīng)進(jìn)行的實驗操作提出了一些建議，其中正確的A.調(diào)大酒精燈火焰，繼續(xù)加熱直到水溫達(dá)到100℃C.撤去酒精燈，繼續(xù)觀察溫度計的示數(shù)，記錄數(shù)據(jù)(5)小明用圖乙所示的裝置給水加熱直至水沸騰，所作“溫度---時間”圖象如圖丙a,由圖象可知，水沸(6)小強實驗時其他條件不變，水的質(zhì)量變大，他所作的實驗圖象應(yīng)該是圖丙中的b甲乙丙(1)由的沸點在100℃左右，高于酒精的沸點，所以不能選擇酒精溫度計，應(yīng)選擇水銀溫度計；(2)溫度計剛插入水中時，溫度計外殼溫度較低，水蒸氣遇冷發(fā)生液化形成小水滴附在玻璃上，造成管壁模糊(3)由于開水倒入燒杯后，溫度很快就降到82℃,為了縮短加熱時間，可以提高水的初溫，因此小明在幫助老師準(zhǔn)備實驗時，待同學(xué)們到來時再熄滅酒精燈；(4)在實驗中需要用酒精燈的外焰加熱，所以應(yīng)先確定鐵圈M的高度，水沸騰后為使實驗結(jié)果的更加準(zhǔn)確可以繼續(xù)用酒精燈加熱幾分鐘，觀察溫度計的示數(shù)，記錄數(shù)據(jù)。(5)從圖象可知，水沸騰過程中繼續(xù)吸熱，溫度不變。(6)由題可知，其他條件不變，僅將水的質(zhì)量增加，所以水的沸點是不變的，但由于水的質(zhì)量變大，相同時間吸收的熱量相同，所以溫度升高需要的時間增大，所以溫度與時間的關(guān)系圖象為b。答案：(1)水銀；(2)熱的水蒸氣遇到冷溫度計玻璃管液化成水珠附著在上面；(3)提高水的初溫，縮短實驗時間；(4)鐵圈M;D;(5)吸熱；不變；(6)b。類型四：探究升華和凝華的特點9.(宜昌期末)在探究物態(tài)變化的實驗中，如圖所示：同學(xué)們采用了兩種不同的方法：一是用酒精燈直接給裝有固態(tài)碘顆粒的“碘錘”加熱，二是用酒精燈加熱燒杯中的熱水，再用熱水利用“水浴法”給裝有固態(tài)碘顆粒的“碘錘”加熱。(碘的熔點是113.5℃,碘的沸點是184.4℃,水的沸點是100℃。)(1)為了探究固態(tài)碘是否由固體直接變成氣體，在實驗中要仔細(xì)觀察，觀察的要點是在給碘錘加熱的過程中觀察碘錘內(nèi)是否有液態(tài)物質(zhì)出現(xiàn)。你認(rèn)為為了使固態(tài)碘直接變成氣態(tài)碘蒸氣，應(yīng)該選擇兩套裝置中的甲O(2)為了進(jìn)一步探究此類現(xiàn)象，小明在燒杯中放入適量的溫水，然后放入一小塊干冰(固態(tài)二氧化碳),此時觀察到水中有大量氣泡產(chǎn)生，同時水面有大量白霧，水中大量的氣泡是由干冰升華形成的，水面上大量的白霧解：(1)為了探究固態(tài)碘是否由固體直接變成氣體，在實驗中要仔細(xì)觀察，觀察的要點是在給碘錘加熱的過程中觀察碘錘內(nèi)是否有液態(tài)物質(zhì)出現(xiàn)。甲裝置通過水浴法加熱，水的溫度不會超過碘的熔點，碘不會發(fā)生熔化現(xiàn)象，但能夠發(fā)生升華現(xiàn)象。(2)溫水中放入一小塊干冰(固態(tài)二氧化碳),此時觀察到水中有大量氣泡產(chǎn)生，是干冰發(fā)生升華現(xiàn)象，產(chǎn)生大量的二氧化碳?xì)怏w。同時水面有大量白霧，