主題1各類傳感器與數(shù)據(jù)分析（大題）

一、溫度傳感器：

＞吸熱與放熱：吸熱溫度降低，放熱溫度升高?？梢岳斫鉃椋瑴囟戎挥斜环懦?/p>

來才能使溫度計示數(shù)升高。

＞化學(xué)變化一定會伴隨著能量的變化，因為變化過程本身是一個打破重組的過

程，故當(dāng)（第一次）溫度不發(fā)生改變時，反應(yīng)結(jié)束。但是，因為容器不絕熱,

所以溫度后期會緩慢恢復(fù)至室溫。

二、壓強傳感器：解答此類試題，就從一下三個方向入手

三、氣體濃度傳感器

四、pH傳感器：一般與溶液的電導(dǎo)率聯(lián)合出題

五、精選試題（共15大題）

1.某實驗探究小組用氫氧化鈉溶液和稀鹽酸進行中和反應(yīng)的實驗探究（如圖一）,

請你回答下列問題。

圖一

（1）寫出該化學(xué)反應(yīng)方程式o

（2）興趣小組用pH探測儀測得燒杯內(nèi)溶液pH的變化（如圖二），則實驗中膠

頭滴管所加入的X溶液是,當(dāng)加入的X溶液質(zhì)量為20g時，向所得溶

液中加入紫色石蕊溶液變?yōu)開___________色。

（3）實驗小組同學(xué)繪制了實驗過程中溫度變化圖像（如圖三）（實驗過程中保溫

良好，熱量散失忽略不計）。該圖說明該中和反應(yīng)____________（吸熱或者放熱）。

實驗中各同學(xué)所得溫度變化圖像不同的原因可能

是，

設(shè)計實驗驗證你的猜想：，

（查閱資料）電導(dǎo)率是衡量溶液導(dǎo)電能力大小的物理量，在相同條件下，電導(dǎo)率

與離子濃度（單位體積內(nèi)的離子數(shù)）成正比，上圖圖一反應(yīng)的整個過程中溶液的

電導(dǎo)率曲線如圖所示。那么，AM段導(dǎo)電率下降的原因是oM點溶

液中的離子個數(shù)（填“大于”、“等于”或“小于”）P點。N點對應(yīng)溶

液中的離子為（填符號）。

2.結(jié)合下圖回答問題：

某興趣小組對C02與NaOH溶液的反應(yīng)進行了探究。實驗如圖1所示，檢查裝

置氣密性,在三頸瓶內(nèi)集滿二氧化碳?xì)怏w,再將橡皮塞連接壓強傳感器和計算機。

實驗中先將注射器內(nèi)的氫氧化鈉溶液（預(yù)先滴加酚獻）注入三頸瓶中，一段時間后

充分振蕩裝置，直至壓強不再改變?yōu)橹?，然后將注射器中鹽酸壓進三頸瓶中，充

分振蕩，最后將兩個注射器的活塞都拉回原位，并用文具夾子固定，測得壓強的

變化如圖2所示。

計

算

機

o

因是

顯的原

化不明

壓強變

②到③

2中

①圖

應(yīng)

出該反

應(yīng)，寫

生了反

化碳發(fā)

和二氧

氧化鈉

說明氫

速下降

壓強迅

③到④

2中

②圖

o

方程式

的化學(xué)

的理由

氧化碳

吸收二

水也在

液中的

，溶

據(jù)分析

的數(shù)

圖2中

③利用

O

是

物質(zhì)是

獲得的

液，

干溶

，蒸

無色

變?yōu)?/p>

顏色

液的

內(nèi)溶

頸瓶

終三

④最

）。

示劑

慮指

（不考

探究：

行了

驗進

個實

下兩

對如

小組

興趣

化學(xué)

3.某

入的探

行了深

氧氣進

酸鉀制

置對氯

所示裝

用圖1

學(xué)利

的同

小組

興趣

一）某

（實驗

習(xí)。

究學(xué)

酒

。用

35C

約為5

溫度

分解

鎰的

氧化

℃,二

為356

點約

的熔

酸鉀

：①氯

資料

查閱

感

時，傳

分解

酸鉀

；②氯

左右

00℃

約為4

一般

溫度

質(zhì)的

熱物

熱，受

質(zhì)加

給物

精燈

變

溫度的

濃度隨

時氧氣

同配比

）及不

（圖2

意圖

化示

的變

溫度

度隨

氣濃

到氧

器得

下：

）如

（圖3

意圖

化示

不同配比時氧氣濃度隨溫度變化「

圖3圖4

（1）分析圖2,氯酸鉀熔點（填“高于”、“等于”或“低于”）其分解溫度;

（2）在老師的指導(dǎo)下，該小組同學(xué)繼續(xù)進行深入探究。以氧氣的體積分?jǐn)?shù)為縱

坐標(biāo)，溫度為橫坐標(biāo)，得到圖3所示曲線（圖中的“1：2”、“1：1”、“2：1”、“3：

1”、“4：1”、“5：1”指氯酸鉀和二氧化鋅的質(zhì)量比）。根據(jù)圖3,在上述氯酸鉀和

二氧化鋅的質(zhì)量比中，兩者質(zhì)量比為，氯酸鉀分解溫度最低。

（3）為證實二氧化鎬的催化作用，小組同學(xué)利用圖4裝置進行實驗，步驟如下:

步驟I：;

步驟H：按照圖4裝入藥品；

步驟III：加熱右側(cè)支管，用帶火星的木條在導(dǎo)管口檢驗生成的氣體；

步驟IV：冷卻后，將裝置傾斜，使左側(cè)支管中的藥品進入右側(cè)支管，再加熱右側(cè)

支管，用帶火星的木條在導(dǎo)管口檢驗生成的氣體。

（實驗現(xiàn)象）步驟III和步驟IV中，一段時間后都能觀察到帶火星的木條復(fù)燃，但

木條復(fù)燃更快的是（選填“步驟III”或“步驟IV”）。

（交流反思）要想確認(rèn)分解氯酸鉀制取氧氣的反應(yīng)中二氧化錦是催化劑，還需通

過實驗證明二氧化鎰質(zhì)量和________在反應(yīng)前后都沒有發(fā)生變化。

（實驗二）該興趣小組還利用壓強傳感器，對MnCh、CuO、Fe2O3,02O3四種

金屬氧化物中。哪一種更適宜作過氧化氫制取氧氣的催化劑，做了如下數(shù)字化實

驗探究。

實驗方案如下：

I.用MnCh、CuO、Fe2O3,CrzCh四種催化劑分別與海藻酸鈉溶液混合，滴入氯

化鈣溶液制成含等質(zhì)量催化劑、大小相同的海藻酸鈉微球備用。

H.取30粒含有MnCh海藻酸鈉微球，采用圖3裝置進行實驗。改用其他三種微

球，分別重復(fù)上述實驗，得到錐形瓶內(nèi)壓強隨時間變化的曲線圖如圖4。

圖3圖4

（4）每次實驗時，海藻酸鈉微球數(shù)應(yīng)相同的原因是控制相同。

（5）從實驗曲線看，催化效果較好、反應(yīng)溫和的催化劑是

（計算）氯酸鉀用途較廣，用于炸藥、煙花、鞭炮、高級安全火柴，醫(yī)藥、攝影

藥劑、分析試劑、氧化劑及火箭、導(dǎo)彈推進劑等。在同系列的推進劑中，含氯酸

鉀的推進劑比含氯酸鐵的推進劑燃燒得快，燃燒能夠進行的最低壓力較高，燃速

指數(shù)很高。根據(jù)氯酸鉀的化學(xué)式KC1O3計算：12.25g氯酸鉀中含氧元素go

（寫出計算過程）

4.某興趣小組開展“測定密閉容器中氧氣的體積分?jǐn)?shù)”的探究實驗。

圖1燃燒法圖2緩慢氧化法

（實驗步驟）

實驗1:按圖1所示裝置，用紅磷燃燒的方法測定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)。

實驗2：按圖2所示裝置，在集氣瓶內(nèi)壁用水均勻涂附鐵粉除氧劑（其中輔助成

分不干擾實驗），利用鐵銹蝕原理測定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)。

（分析實驗）

連接數(shù)字傳感器，測得實驗1、實驗2中氧氣的體積分?jǐn)?shù)隨時間變化的關(guān)系分別

如圖3、圖4所示。依據(jù)圖3、圖4信息，實驗2的測定方法更準(zhǔn)確，判斷依據(jù)

是o由此可知，測定空氣中氧氣含量用法測定結(jié)果誤差較小。

（拓展延伸1）實驗小組同學(xué)將足量白磷放在集氣瓶中，白磷能發(fā)生緩慢氧化從

而消耗氧氣，并用壓強傳感器測定瓶中壓強的變化，根據(jù)壓強的變化來計算空氣

中氧氣的含量，實驗裝置及數(shù)據(jù)采集如圖5。（相同條件下，氣體的壓強與氣體

所占的體積成正比。）

（1）在開始200s內(nèi)壓強增大，增大的原因是o

（2）用如圖所示數(shù)據(jù)計算用這種方法測得的空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)是

%（結(jié)果精確到01％）。反應(yīng)結(jié)束，瓶內(nèi)剩余的主要氣體的具有的化學(xué)

性質(zhì)是0

（拓展延伸2）“溫控保鮮”和“氣調(diào)保鮮”是兩類食品保鮮技術(shù)。它們通過降低溫

度和改變氣體成分，達到抑制儲藏物細(xì)胞呼吸的目的。如圖所示是工業(yè)上用膜分

離技術(shù)實現(xiàn)“氣調(diào)保鮮”的流程。

嘉氧空氣

（3）冰箱中常用的是“氣調(diào)保鮮”。在空氣分離后，進入冰箱保鮮室內(nèi)的氣體是

（填“富氧空氣”或“富氮空氣

（4）富氧空氣中氧氣和其他氣體的體積比可能是（填字母）。

A.1：3B.1：4C.1：5D.1：6

5.燃燒是我們生活中常見的現(xiàn)象，一組課外興趣小組同學(xué)將燒著的蠟燭深入到

裝滿空氣的集氣瓶中，發(fā)現(xiàn)蠟燭一會熄火。大家對蠟燭熄滅的原因產(chǎn)生了爭論，

做出猜想。

甲認(rèn)為：二氧化碳濃度大使蠟燭熄滅；乙認(rèn)為：集氣瓶中氧氣耗盡，蠟燭熄火。

甲用排水法收集一瓶20%的氧氣和80%的二氧化碳的混合體，將燒著的蠟燭伸

入集氣瓶中觀察到蠟燭燃燒很長時間，再緩慢熄火。得出猜想對的是。（填

“甲”或“乙”）

乙設(shè)計了如圖1所示的實驗裝置，在高燃燒匙上放一只蠟燭，低的燃燒匙上鋪有

生石灰（氧化鈣），生石灰上放一粒白磷，在高燃燒匙的正上方放置一個裝有水

的膠頭滴管，待蠟燭熄滅時，膠頭滴管中水滴入燃燒匙中，生石灰會和水反應(yīng)生

成氫氧化鈣，同時放出熱量，使白磷發(fā)生燃燒。寫出白磷燃燒的化學(xué)反應(yīng)方程

結(jié)論：乙同學(xué)猜想不正確，蠟燭燃燒熄滅后，集氣瓶中還有氧氣。

交流與反思：（1）生石灰與水反應(yīng)生成氫氧化鈣，該反應(yīng)的化學(xué)方程式

為0

（2）白磷燃燒熄滅后，用氧氣傳感器測得氧氣瓶中仍有3.4%的氧氣；所以蠟燭、

白磷熄滅的原因是o

（3）小組同學(xué)還設(shè)計如圖2所示實驗裝置，用數(shù)字實驗測定紅磷在密閉空氣中

燃燒過程中的壓強、溫度、氧氣濃度變化情況（如圖3）。根據(jù)圖象回答問題：

壓強曲線BC段曲線壓強升高的原因是,實驗結(jié)束打開活塞的過程中，壓

強曲線中對應(yīng)的線段是。圖3中x曲線表示的是（填“溫度”或“氧

氣濃度”）變化情況。

（4）如圖2實驗中測得的數(shù)據(jù)如下:

實驗前實驗后

測量項目燒杯中水的體燒杯中剩余水的體瓶中剩余氣體的體

積積積

體積/mL80.046.4126.0

根據(jù)實驗數(shù)據(jù)計算：測得的空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為（列出計算式即可）。

6.“空氣中氧氣含量測定，，再研究。

（回顧歷史）1774年，某科學(xué)家通過用金屬汞在空氣中加熱生成氧化汞等實驗,

第一次明確得出空氣是由氧氣和氮氣組成的結(jié)論。上文中這位科學(xué)家是o

A.阿伏加德羅B.道爾頓C.門捷列夫D.拉瓦錫

（原有實驗）實驗室常用紅磷燃燒的方法測定空氣中氧氣的含量（裝置如圖1）,

理論上實驗成功時的現(xiàn)象是：；實際上用該

方法測得的氧氣含量常常遠(yuǎn)低于理論值。

（提出問題）實驗中裝置內(nèi)部的情況是怎樣的，用紅磷然燒的方法為什么不能準(zhǔn)

確地測定空氣中氧氣的含量？

①氧氣濃度傳感器

②氣體壓強傳感器

③溫度傳感器

圖2

（進行實驗）查閱資料后，學(xué)習(xí)小組進行如下實驗：

將數(shù)顯設(shè)備（電腦等）、三種傳感器（壓強、溫度、。2濃度）、測量裝置（反應(yīng)

容器為蒸儲水瓶）按圖2所示進行連接。

打開導(dǎo)管活塞，向燒杯內(nèi)加入適量的水，雙手緊貼蒸儲水瓶外

壁，，則說明裝置氣密性良好.

打開瓶口橡皮塞，加水并調(diào)節(jié)使蒸儲水瓶和燒杯內(nèi)液面相平，關(guān)閉活塞，打開并

調(diào)試好傳感器和數(shù)顯設(shè)備。用酒精燈將足量的紅磷點燃，立即將燃燒匙伸入瓶中

并塞緊橡皮塞。燃燒結(jié)束后，裝置冷卻到室溫，打開導(dǎo)管活塞，待瓶內(nèi)液面不再

上升后再向燒杯內(nèi)加入一定量的水，使燒杯和瓶內(nèi)的液面相平，在數(shù)顯設(shè)備上得

到的曲線圖（縱坐標(biāo)為02濃度，橫坐標(biāo)為時間，壓強和溫度曲線僅表示該段時

間內(nèi)對應(yīng)的變化情況）如圖3所示。

（數(shù)據(jù)分析）

（1）壓強曲線A點表示紅磷開始在集氣瓶中燃燒，主要判斷依據(jù)是：

A.A點對應(yīng)的氧氣的濃度開始下降

B.A點以后蒸儲水瓶內(nèi)氣體含量下降

C.A點以后蒸儲水瓶內(nèi)的溫度開始上升

（2）壓強曲線EF段略低于0A段是因為o

A.蒸儲水瓶中的氣體比原來少了

B.燒杯內(nèi)液面與蒸僧水瓶中的液面不相平

C.蒸儲水瓶中的氣體沒有冷卻至室溫

（實驗結(jié)論）用紅磷然燒的方法不能準(zhǔn)確測定空氣中氧氣含量的原因是

（反思拓展）甲同學(xué)認(rèn)為應(yīng)該將蒸儲水瓶液面上的容積劃分為5等份并加以標(biāo)

記，乙同學(xué)認(rèn)為沒有必要，理由是一0

7.小明學(xué)習(xí)了“催化劑”知識后，對雙氧水分解催化劑的種類進行了如下探究:

（1）寫出實驗室用雙氧水和二氧化鋅混合制取氧氣的文字表達

式0

（提出問題）雙氧水分解只能用二氧化鎰作為催化劑嗎？

（猜想與假設(shè)）能作為雙氧水分解催化劑的物質(zhì)不一定只有二氧化鎰一種。

（設(shè)計實驗）實驗裝置如圖1：（取用10mL5%的雙氧水）

實驗編號溫度物質(zhì)種類（取0.15g）待測數(shù)據(jù)

①20℃1a

②20℃氯化鐵b

③20℃硫酸銅C

（2）實驗前檢查該裝置氣密性的方法是o

（3）實驗編號①的作用是；要定量比較反應(yīng)快慢，

可測量相同時間生成氣體的。

（4）通過比較發(fā)現(xiàn)，在相同時間，a<c,小明認(rèn)為硫酸銅可以做雙氧水分解的催

化劑，你是否贊同他的觀點，說明理

由_____________________________________________O

（得出結(jié)論）實驗結(jié)束后，得出氯化鐵和硫酸銅都可以做雙氧水分解的催化劑。

（5）小明用壓強傳感器測出加入FeCL后，雙氧水分解的壓強變化曲線（見圖2）,

請你分析a點后曲線略有下滑的原因________________________________。

（6）在FeCb溶液中，小明認(rèn)為是鐵離子（Fe