中考化学实验探究一题多设问专题03与压强有关的实验(原卷版+解析)

这是一份中考化学实验探究一题多设问专题03与压强有关的实验(原卷版+解析)，共34页。试卷主要包含了某兴趣小组进行铁锈蚀的实验探究，，其气密性良好等内容，欢迎下载使用。
专题03 与压强有关的实验
1．（2023·湖南常德·统考中考真题）某跨学科学习小组为体会化学与物理间的联系设计了实验装置(如图)，其中容器1、2体积相同，起始时红墨水左右两端液面保持相平，若利用针筒将一定量液体同时注入容器中，并迅速关闭弹簧夹，下表中所列药品在实验过程中有可能观察到红墨水左低右高的是
A．AB．BC．CD．D
2．（2023·江苏南京·统考一模）（2023·江苏连云港·统考中考真题）在三颈烧瓶中用排空气法收集气体，然后将三颈烧瓶与盛有盐酸、溶液的注射器和压强传感器密封连接(如图1)。检验气密性后，在时快速注入一种溶液，时快速注入第二种溶液，测得瓶内压强随时间变化曲线如图2.下列说法中正确的是

A．时注入的溶液是盐酸
B．前压强减小对应的反应示意图如图3所示
C．期间压强不变且大于0可证明收集的气体不纯
D．后压强增大的原因是溶液与盐酸发生中和反应
3．（2023·四川巴中·统考中考真题）下图是利用压力传感器测定空气中氧气含量的装置及压强变化曲线。

（1）红磷燃烧的化学方程式为 ．
（2）分析图2，CD段压强发生变化的原因 ， 。
4．（2023·安徽·统考中考真题）某兴趣小组进行铁锈蚀的实验探究。
【知识回顾】
铁是一种化学性质较活泼的金属，常温下能与稀盐酸、氧气等物质反应。
（1）铁与稀盐酸反应的化学方程式是 。
（2）铁锈的颜色是 。
【实验探究】
该小组利用如下装置对铁钉锈蚀的条件进行探究、一段时间后，在A和B中没有观察到明显现象，C和D中铁钉有锈蚀。

（3）B中将蒸馏水煮沸的目的是 。
（4）ABD对比，说明铁钉锈蚀需要的物质是 ；C中的铁钉比D中的锈蚀更严重，原因是 。
【拓展探究】
（5）为进一步探究铁钉锈蚀过程中气态物质的变化，该小组按示意图E所示装置完成以下实验。恒温下，向锥形瓶中加入少量稀盐酸，同时测量锥形瓶内气体压强随时间的变化，直至反应完全。
①测量过程中要保待恒温，理由是 。
②请在图F中绘制整个反应过程中锥形瓶内气体压强的变化趋势 。
5．（2023·山东烟台·统考中考真题）欲证明“与能发生化学反应”，某化学兴趣小组进行了以下探究实验（实验装置中夹持仪器、电脑均已略去）。
实验一：小亮同学按图1所示装置进行实验

实验前型管两端液面相平，将溶液滴入试管中，待反应后恢复到室温，型管中的液面左高右低。
（1）小亮同学根据型管中液面高度变化得出结论：与发生了化学反应，该反应的化学方程式是 。
（2）小明认为仅凭型管中液面高度变化，不足以得出”与发生了化学反应”的结论，理由是 。
实验二：为获得充足的证据，兴趣小组设计了图2所示装置进行实验探究，并利用压强传感器测定实验过程中三颈瓶内压强的变化。
按图2所示，打开压强传感器，观察到三颈瓶内初始压强为，将滴有酚酞试液的适量氢氧化钠溶液快速推入瓶内，振荡充分反应。待压强不再减小后，再将适量的稀盐酸快速推入瓶内，振荡充分反应。待压强不再增大后，将两个注射器活塞先后拉回原位（不进行活塞操作时，活塞不能自主移动）。瓶内压强变化如图3所示。
（3）滴有酚酞试液的溶液呈 色。
（4）向瓶内推入适量稀盐酸后，能证明与已发生了反应的现象是 ，产生此现象的反应的化学方程式是 。
（5）图3中， （填序号）段的压强比初始压强低，说明瓶内的水能吸收。
①段 ②段 ③段
（6）图3中，段压强远低于段压强，能够说明 。
6．（2023·江苏宿迁·统考中考真题）学习小组在老师的指导下对氢氧化钠、氧氧化钙的性质进行探究。
I．探究的性质：同学们设计如图所示实验。

（1）实验一中酚酞试液变红，说明溶液显 性。
（2）实验二、实验三验证了能与某些 发生反应（填物质类别）。写出实验三中发生反应的化学方程式： 。
（3）实验四中滴入浓溶液后观察到的现象是 。
II．探究的性质：甲、乙两位同学分别取，固体于试管中，各加入水，充分振荡，均得到悬浊液。
（4）甲同学将盛悬浊液的试管静置后，吸取上层清液滴入盛有少量碳酸钠溶液的试管中，观察到有白色沉淀产生，该反应的化学方程式为 。
（5）如下图所示，乙同学向盛悬浊液的试管中滴入2滴酚酞试液，振荡、静置后，观察到试管底部有固体，上层清液呈红色，然后向试管中逐滴加入稀盐酸至上层清液变为无色，该过程中发生反应的实质是 ；再将试管振荡、静置，上层清液又变成红色，其原因 。

7．（2023·河南·统考中考真题）碳是形成化合物种类最多的元素，含碳物质是化学研究的重要内容。

（1）如图是碳原子的结构示意图，图中的数值为 。
（2）碳元素可组成多种单质，下列有关说法不正确的是 (填字母)。
a．金刚石的硬度很大 b．每个C60分子是由60个碳原子构成的
c．石墨的导电性良好 d．金刚石、石墨和C60里碳原子排列方式相同
（3）CO和CO2均属于碳的氧化物。下列图示中，A是CO还原Fe2O3的部分实验装置，B是探究CO2性质的趣味实验装置。

①写出装置A中CO还原Fe2O3的化学方程式；从环保角度考虑，写出一种尾气处理的方法 。
②装置B中，注入浓NaOH溶液后，可观察到气球逐渐胀大，请分析原因 。
（4）实验室制取CO2等常见气体的相关装置如下图所示。

①实验室用大理石和稀盐酸反应制取干燥的CO2，所需装置从左到右的正确连接顺序为 接 接 (填字母)。
②用①中装置，选择过氧化氢溶液和二氧化锰制取O2，写出反应的化学方程式 。
（5）现用大理石和稀盐酸反应制取4.4g二氧化碳，理论上需质量分数为10%的盐酸的质量是多少？
化学是一门以实验为基础的科学，新课标要求学生会运用观察、实验等方法获取信息，并能够进行推理和判断，能设计和完成一些简单的化学实验。而压强在许多实验的操作、设计中起着至关重要的作用，所以压强问题是初中化学教学和化学中考的一个重要内容。
教材中出现的与压强有关的实验
1．铁生锈实验
2．测定空气中氧气的含量实验
3．检查装置气密性
4．排水法收集气体
5．制取完氧气后实验操作顺序问题:先从水中撤出导管再熄灭酒精灯
6．二氧化碳溶于水的实验
7．设计实验证明氢氧化钠溶液与二氧化碳气体发生了反应
上述实验的设计均与压强有关，但很多学生在学习时并没有真正理解实验的原理，而只是死记硬背，所以在应用时往往出错。若能够弄清压强变化的原理，就能比较轻松地理解这些实验并解决相关的问题了。
中考中有关压强问题的考查形式有很多，而且一般都是图文结合的，所以首先要学会读装置图，根据题意及实验现象判断压强如何变化，然后再联系具体知识进行分析。一般情况下，压强的变化通常会通过装置体积的变化、装置内液面的变化等形式表现出来，下面我们就按照实验装置来进行分类总结。
一、装置体积变化
1．（2023·天津·统考二模）（多选）如图装置中甲、乙两集气瓶用导管连接，左边玻璃管下端系一个气球。用80℃热水给乙加热，只观察到白磷燃烧。下列有关实验分析错误的是

A．实验过程中气球一直先变大后变小B．细沙的作用是防止瓶底受热不均而炸裂
C．实验证明白磷的着火点比红磷低D．实验结束后乙瓶内气体只剩余氮气
2．（2023·江苏南京·统考一模）如图所示，下列胶头滴管内的液体滴入到锥形瓶中，不会引起气球膨胀的是
A．AB．BC．CD．D
3．（2023·江苏连云港·统考二模）用如图甲所示装置进行实验，先检查装置气密性，再将橡胶塞连接压强传感器，烧瓶中放入铝片（足量）和稀硫酸，塞紧瓶塞并打开仪器，一段时间后，得到如图乙所示的气体压强与时间的关系曲线图。

下列有关说法不正确的是
A．B、C点对应溶液中的质量分数：
B．曲线段压强变化不明显是因为铝片表面有薄膜
C．曲线段压强变化趋势说明铝与稀硫酸反应会放出热量
D．曲线段压强减小说明生成氢气的总质量在减少
4．（2023·福建厦门·统考二模）某兴趣小组利用图1装置探究25℃下二氧化碳的溶解性。打开止水夹，向3个充满二氧化碳的100mL烧瓶中，分别注入20mL、40mL、60mL蒸馏水，关闭止水火，振荡，采集数据曲线如图2所示。下列说法不正确的是
A．曲线①中ab段压强增大的原因是迅速注入了蒸馏水
B．曲线③对应的实验是注入60mL蒸馏水
C．实验结束后，用pH试纸测定烧瓶中液体的pH小于7
D．终点气压高于初始气压的原因可能是在25℃时，1体积水最多吸收二氧化碳的量小于1体积
5．（2023·江苏苏州·一模）如图所示的装置中，夹子处于关闭状态。现将NaOH溶液滴入广口瓶中，待充分反应后打开夹子，试管中刚沸腾的水又重新沸腾了。对上述现象解释正确的是
A．试管内的气压减小，沸点降低
B．试管内的气压增大，沸点降低
C．试管内的气压减小，沸点升高
D．试管内的气压增大，沸点升高
6．（2023·河北廊坊·统考二模）请回答下列问题。

（1）如图安装好装置1，挤压胶头滴管，使少量氢氧化钠溶液进入烧瓶，打开止水夹，观察到烧杯中的氢氧化钠溶液进入烧瓶，形成喷泉，出现此现象的原因是 （用化学方程式表示）。实验结束后，取少量烧瓶内的溶液于试管中，再滴加2滴无色酚酞，观察到溶液变红，则溶液的pH 7（填“>”、“A
（4）
【详解】（1）二氧化碳能溶液水，且能与水反应生成碳酸，软塑料瓶内气压减小，软塑料瓶变瘪，生成碳酸显酸性，使石蕊变红，故A瓶观察到的现象是：软塑料瓶变瘪，溶液变红；
（2）A中二氧化碳与水反应生成碳酸，反应的化学方程式为：；
（3）A中二氧化碳能溶于水且与水反应，软塑料瓶内气压减小，B中二氧化碳与氢氧化钠发生反应，气压减小，二者软塑料都会变瘪，证明NaOH能与CO2反应的现象是：软塑料瓶变瘪程度：B>A；
（4）B中二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，反应后，取少量B瓶中的液体于试管中，加入适量石灰水，碳酸钠与氢氧化钙反应生成碳酸钙和氢氧化钠，反应的化学方程式为。
二、装置内液面变化
8．（2023·安徽·校联考一模）如图所示装置进行实验，打开分液漏斗活塞，将液体甲滴入盛有固体乙的试管中，观察到饱和石灰水变浑浊，U形管左侧液面降低，右侧液面升高。下列说法不正确的是

A．甲可能是盐酸，而乙是小苏打B．饱和石灰水变浑浊可能是有晶体析出造成的
C．甲可能是水，而乙是生石灰D．甲、乙发生反应后一定有CO2生成
【答案】D
【详解】A、甲可能是盐酸，而乙是小苏打，小苏打是碳酸氢钠的俗称，碳酸氢钠和稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水，二氧化碳使澄清的石灰水变浑浊，且瓶内压强增大，使U形管左侧液面降低，右侧液面升高。不符合题意；
B、可能甲与乙反应或甲溶于乙，放出热量，使饱和石灰水温度升高，氢氧化钙的溶解度随温度升高而减小，从而析出氢氧化钙，使饱和石灰水变浑浊，同时使瓶内空气受热膨胀，压强增大，使U形管左侧液面降低，右侧固液面升高。不符合题意；
C、甲可能是水，而乙是生石灰，生石灰即氧化钙和水反应放出大量的热，使饱和石灰水温度升高，从而析出氢氧化钙，使饱和石灰水变浑浊，同时使瓶内空气受热膨胀，压强增大，使U形管左侧液面降低，右侧固液面升高。不符合题意；
D、由以上分析可知，可能是甲、乙反应生成二氧化碳，也可能是甲、乙反应或甲溶于乙放出热量，符合题意。
故选D。
9．（2023·宁夏银川·校考二模）小明设计了趣味实验装置（见如图），其气密性良好。若要使B中尖嘴导管有“喷泉”产生，则A中加入的固体和液体可能是

A．氯化钠和水B．硝酸铵和水
C．二氧化锰和过氧化氢溶液D．氧化铜和稀盐酸
【答案】C
【详解】A、氯化钠溶解时溶液温度几乎不变，则B中尖嘴导管不会有“喷泉”产生，该选项不符合题意；
B、硝酸铵溶解放热，装置中压强减小，水会被吸入圆底烧瓶中，B中尖嘴导管不有“喷泉”产生，该选项不符号题意；
C、过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成水和氧气，装置中压强增大，则B中尖嘴导管会有“喷泉”产生，该选项符合题意；
D、氧化铜和盐酸反应生成氯化铜和水，则B中尖嘴导管不会有“喷泉”产生，该选项不符合题意。
故选C。
10．（2023·北京昌平·统考二模）用下图装置探究CO2与NaOH的反应。

（1）若甲中充满CO2，a为NaOH溶液。实验前关闭止水夹，将部分NaOH溶液注入瓶中，振荡，甲中发生反应的化学方程式为 。打开止水夹，看到乙中液体流入甲中，该现象不能证明CO2与NaOH发生反应的原因是 。
（2）要证明CO2与NaOH发生反应，若b为 ，观察到甲中有气泡产生；若b为CaCl2溶液，观察到甲中有白色沉淀产生，发生复分解反应的化学方程式为 。
【答案】（1） 溶于水且与水反应，也能导致甲中气体减少，压强减小
（2） 稀盐酸（稀硫酸）
【详解】（1）根据题意家中发生的是二氧化碳和氢氧化钠的反应，二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，故①填；
氢氧化钠溶液中有水，二氧化碳和水也能反应，导致气体减少，压强减少，故②填溶于水且与水反应，也能导致甲中气体减少，压强减小。
（2）因为压强变小，导致b内的液体倒吸进入甲中，甲的现象是有气泡产生，即能和碳酸钠反应生成气泡，故b为酸，故①填盐酸或硫酸；
溶液和碳酸钠反应生成碳酸钙和氯化钠，故②填。
11．（2023·北京海淀·统考二模）利用下图装置进行实验，其中左管的燃烧匙里盛有足量白磷，左管中气体的高度为h0。

I.加热铜丝，引燃白磷。
II.待白磷熄灭，冷却，至液面不再变化，测得左管中剩余气体的高度为h1。
（1）能说明白磷燃烧需要温度达到着火点的现象是 。
（2）白磷熄灭的原因是 。
（3）空气中氧气体积分数的表达式为______(填序号)。
A．B．C．
【答案】（1）加热铜丝，白磷方开始燃烧
（2）装置中缺乏氧气
（3）B
【详解】（1）加热铜丝前，白磷与空气充分接触，但白磷未燃烧，加热铜丝后，白磷燃烧，前后变量是白磷的温度，故加热铜丝，白磷方开始燃烧能说明白磷燃烧需要温度达到着火点；
（2）白磷与装置中氧气发生燃烧反应生成五氧化二磷，装置中氧气被逐渐消耗，直到装置中氧气不足以支持白磷燃烧，故而白磷因缺乏氧气而熄灭；
（3）假设管的横截面积为s，由实验的数据可知，所以最终测得的空气中氧气体积分数为，故选B。
12．（2023·河北邯郸·校考三模）小明自制了一个“蜡烛抽水机”的实验装置，如图所示。他将一支塑料管弯成∩形，一端插入硬纸片中，另一端插入右烧杯溶液中，点燃蜡烛一段时间后，用硬纸片盖住左烧杯杯口，且纸片与杯口密封(涂有凡土林)，过一会，观察到右烧杯中的液体 ，是由于左烧杯内气体压强 (选填“增大”或“减小”)，原因是 (用化学方程式表示)。

【答案】 流入左杯 减小
【详解】蜡烛燃烧消耗氧气，生成二氧化碳和水，二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，导致左边烧杯中气体的压降减小，而右边烧杯液面的大气压不变，右杯中的液体在大气压作用下流入左杯，该反应的化学方程式为：。
13．（2023·广东东莞·校联考一模）实验室提供二氧化锰、氯酸钾、稀硫酸、稀盐酸和石灰石及下列仪器，请回答些下列问题。
实验1：O2和CO2的制取
（1）利用上述仪器和药品可以制取CO2，选用仪器除了①⑧，还需要 (填序号)。
（2）利用上述药品及仪器可以制取氧气但还需要补充 (填仪器名称)，反应的化学方程式为： ，用排水法收集氧气是利用了氧气 的性质 (填物理性质)。
实验2：气体性质的实验
（3）实验1收集了两瓶不同气体，鉴别这两瓶不同气体的方法是 (写出操作、现象和判断)。
（4）如图所示装置可以制造十分有趣的化学喷泉。将胶头滴管中的氢氧化钠溶液挤进圆底烧瓶时，很快看到长导管顶端产生喷泉现象，烧瓶中发生反应的化学方程式是 。若将烧瓶内的二氧化碳换成下列气体中的 (填序号)仍可产生喷泉现象。
A、SO2B、H2C、COD、HCl
【答案】（1）②⑦
（2） 试管 2KClO32KCl+3O2↑ 不易溶于水
（3）用带火星的木条伸入集气瓶中，木条复燃说明是氧气，不复燃是二氧化碳
（4） CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O AD
【详解】（1）实验室制取二氧化碳选用石灰石和稀盐酸，由于反应物的状态为固体和液体，反应条件不需要加热，应选用固液常温型的发生装置；二氧化碳的密度比空气大，能溶于水，因此一般只采用向上排空气法收集二氧化碳，故选用仪器除了①⑧，还需要②⑦。
（2）根据题中所给药品可知，利用氯酸钾和二氧化锰加热制取氧气，利用上述药品及仪器可以制取氧气但还需要补充的仪器是试管。氯酸钾在二氧化锰和加热的条件下生成氯化钾和氧气，该反应的化学方程式为2KClO32KCl+3O2↑。用排水法收集氧气是利用氧气不易溶于水的性质。
（3）鉴别O2和CO2的方法是用带火星的木条伸入集气瓶中，木条复燃说明是氧气，不复燃是二氧化碳。
（4）烧瓶中发生的反应为二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，该反应的化学方程式为CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O。SO2和HCl均能和氢氧化钠溶液反应造成装置内的压强减小而形成“喷泉”现象，而H2和CO都不能和氢氧化钠溶液反应，故填：AD。
三、其他方式
14．（2023·云南昆明·统考二模）图像能直观表达化学反应中相关量的关系。如图是硫在盛有氧气的密闭容器中燃烧，测得反应容器内压强随时间的变化情况。下列说法错误的是
已知：相同条件下，分子数相同的任何气体都具有相同的体积

A．硫在氧气中燃烧，发出蓝紫色火焰B．ab段压强增大是因为硫燃烧放热
C．bc段压强减小是因为氧气被消耗D．实验结束后应进行尾气处理
【答案】C
【详解】A、硫在氧气中燃烧，发出蓝紫色火焰，故A说法正确；
B、ab段压强增大是因为硫燃烧放热 ，使瓶内气体体积膨胀，压强增大，故B说法正确；
C、硫与氧气点燃生成二氧化碳，该反应的化学方程式为：，由方程式可知，硫燃烧消耗氧气，生成二氧化硫气体，且反应前后氧分子与二氧化硫分子个数相等，所以反应前后体积不变，故bc段压强减小不是因为氧气被消耗，而是因为反应结束，温度降低，故C说法错误；
D、生成的二氧化硫气体是一种具有刺激性气味的气体，会污染空气，不能直接排放到空气中，所以实验结束后应进行尾气处理，故D说法正确；
故选C。
15．（2023·安徽合肥·合肥市第四十五中学校考三模）请根据下列各图中的有关信息，回答下列问题。

（1）实验室用A装置制氧气，化学方程式是 ；若要收集到较纯净的氧气，应选用的收集装置是 (填字母)，收集满的标志是 。
（2）检验A装置的气密性：先用止水夹夹住橡皮管，再向长颈漏斗中注水，若观察到 ，则气密性良好。
（3）在装置B中连接压强传感器，从而测定实验中试管内气体压强变化的情况(如下图)，下列哪幅图反映的是压强在b点时，多孔隔板处的液面情况 。
【答案】（1） 2H2O22H2O+O2↑ C 瓶口有大泡逸出
（2）长颈漏斗中液面不下降
（3）A
【详解】（1）实验室用A装置也就是固液常温型发生装置制氧气，那就是用过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成水和氧气，对应化学方程式是2H2O22H2O+O2↑；若要收集到较纯净的氧气，因为氧气不易溶于水，所以应选用的收集装置是排水法收集装置，即装置C，收集满的标志是瓶口有大泡逸出。
（2）检验A装置的气密性：先用止水夹夹住橡皮管，再向长颈漏斗中注水，若观察到长颈漏斗中液面不下降(或形成稳定的液柱)，说明气压稳定，则气密性良好。
（3）压强在b点时，压强最大且保持不变，说明此时是关闭弹夹，装置内气压达到一定值，使得固体与液体分离反应停止，不再产生气体，气压不变，所以选择图A。选项
针筒1
容器1
针筒2
容器2
A
15mL水
5g硝酸铵
15mL水
5g氯化钠
B
5mL浓硫酸
10mL水
5mL氯化钙溶液
10mL水
C
5mL氢氧化钠溶液
充满二氧化硫
5mL硫酸亚铁溶液
充满氮气
D
5mL硫酸钠溶液
5g硝酸钾粉末
5mL稀硫酸
5g镁粉
选项
A
B
C
D
胶头滴管内液体
溶液
锥形瓶内固体