27.(4分)如图,台秤上放置一个装有适量水的烧杯,已知烧杯和水的总重力为2 N,将一重力为1.2 N的长方体实心物块A用细线吊着,将其一半浸入水中,台秤的示数为3 N,则A受到的浮力为
1
N,长方体实心物块A的密度为$0.6×10^3$
kg/m³。答案
27. 1 $0.6×10^3$
解析
【分析】首先,台秤的示数反映的是烧杯、水以及物体对台秤的总压力。当物块A一半浸入水中时,根据力的作用是相互的,水对A的浮力等于A对水的反作用力,这个反作用力会使台秤示数增加,因此浮力等于台秤示数的增加量。接着利用阿基米德原理求出排开水的体积,进而得到物块A的体积,再结合物块重力求出质量,最终计算密度。
【解析】
1. 计算A受到的浮力:
台秤初始示数为烧杯和水的总重力2N,A一半浸入水中后台秤示数为3N,台秤示数的增加量等于A对水的反作用力,根据力的作用是相互的,该反作用力大小等于浮力,因此:
$F_{浮}=3N - 2N=1N$。
2. 计算物块A的密度:
根据阿基米德原理$F_{浮}=ρ_{水}gV_{排}$,可得排开水的体积:
$V_{排}=\frac{F_{浮}}{ρ_{水}g}=\frac{1N}{1.0×10^3kg/m^3×10N/kg}=1×10^{-4}m^3$。
因为A一半浸入水中,所以A的总体积:
$V=2V_{排}=2×1×10^{-4}m^3=2×10^{-4}m^3$。
物块A的质量:
$m=\frac{G}{g}=\frac{1.2N}{10N/kg}=0.12kg$。
则A的密度:
$ρ=\frac{m}{V}=\frac{0.12kg}{2×10^{-4}m^3}=0.6×10^3kg/m^3$。
【答案】1;$0.6×10^3$
【知识点】浮力计算、密度计算、阿基米德原理
【点评】本题结合台秤示数变化考查浮力与密度的综合计算,核心是理解“台秤示数增加量等于物体受到的浮力”,再结合阿基米德原理和密度公式求解,属于中等难度的力学综合题。
【难度系数】0.5
【解析】
1. 计算A受到的浮力:
台秤初始示数为烧杯和水的总重力2N,A一半浸入水中后台秤示数为3N,台秤示数的增加量等于A对水的反作用力,根据力的作用是相互的,该反作用力大小等于浮力,因此:
$F_{浮}=3N - 2N=1N$。
2. 计算物块A的密度:
根据阿基米德原理$F_{浮}=ρ_{水}gV_{排}$,可得排开水的体积:
$V_{排}=\frac{F_{浮}}{ρ_{水}g}=\frac{1N}{1.0×10^3kg/m^3×10N/kg}=1×10^{-4}m^3$。
因为A一半浸入水中,所以A的总体积:
$V=2V_{排}=2×1×10^{-4}m^3=2×10^{-4}m^3$。
物块A的质量:
$m=\frac{G}{g}=\frac{1.2N}{10N/kg}=0.12kg$。
则A的密度:
$ρ=\frac{m}{V}=\frac{0.12kg}{2×10^{-4}m^3}=0.6×10^3kg/m^3$。
【答案】1;$0.6×10^3$
【知识点】浮力计算、密度计算、阿基米德原理
【点评】本题结合台秤示数变化考查浮力与密度的综合计算,核心是理解“台秤示数增加量等于物体受到的浮力”,再结合阿基米德原理和密度公式求解,属于中等难度的力学综合题。
【难度系数】0.5
28.实验室要配制50 g溶质质量分数为6%的氯化钠溶液。操作步骤如下:
(1)计算:需要氯化钠质量为3 g,需要水的体积为
(2)称取氯化钠:调节天平平衡后,在两端托盘上分别放上质量相同的纸片,再用镊子移动游码调整到所需刻度。然后向天平左盘的纸片上加氯化钠,直到天平平衡。若称量过程中天平指针左偏,此时应该进行的操作是
(3)量取水:用
(4)溶解:用玻璃棒轻轻搅拌,使氯化钠完全溶解。
(5)转移:配好氯化钠溶液后,将溶液转移到老师指定的、贴有标签的容器内。
【讨论】若所配溶液中氯化钠的质量分数偏小,可能原因有
A.氯化钠晶体不纯 B.转移已配好的溶液时,有少量液体溅出
C.用量筒取水时仰视读数 D.烧杯用蒸馏水润洗后再配制溶液
(1)计算:需要氯化钠质量为3 g,需要水的体积为
47 mL
。(2)称取氯化钠:调节天平平衡后,在两端托盘上分别放上质量相同的纸片,再用镊子移动游码调整到所需刻度。然后向天平左盘的纸片上加氯化钠,直到天平平衡。若称量过程中天平指针左偏,此时应该进行的操作是
用药匙从左盘取走少量氯化钠,直至天平平衡
。(3)量取水:用
50 mL
(填“10 mL”“50 mL”或“100 mL”)的量筒量取所需体积的水,并将其沿烧杯内壁倒入盛有氯化钠的烧杯中。(4)溶解:用玻璃棒轻轻搅拌,使氯化钠完全溶解。
(5)转移:配好氯化钠溶液后,将溶液转移到老师指定的、贴有标签的容器内。
【讨论】若所配溶液中氯化钠的质量分数偏小,可能原因有
ACD
。A.氯化钠晶体不纯 B.转移已配好的溶液时,有少量液体溅出
C.用量筒取水时仰视读数 D.烧杯用蒸馏水润洗后再配制溶液
答案
28. (1)47 mL (2)用药匙从左盘取走少量氯化钠,直至天平平衡 (3)50 mL 【讨论】ACD
解析
【分析】
要解决这道题,需掌握配制一定溶质质量分数溶液的步骤及各操作要点:先通过计算确定溶质和溶剂的量,再掌握天平、量筒的正确使用方法,最后结合溶质质量分数公式分析误差原因。
1. 计算:根据溶质质量=溶液质量×溶质质量分数算出氯化钠质量,再用溶液质量减去溶质质量得到水的质量,结合水的密度(1g/mL)换算成体积;
2. 称量氯化钠:天平使用时,指针左偏说明左盘药品过多,需调整药品量;
3. 量取水:量筒选择遵循“大而近”原则,即量程略大于所需液体体积;
4. 误差分析:溶质质量分数偏小的原因是溶质偏少或溶剂偏多,逐一分析选项即可。
【解析】
(1) 计算:氯化钠质量=50g×6%=3g,水的质量=50g-3g=47g,水的密度为1g/mL,故水的体积=47g÷1g/mL=47mL;
(2) 称量时天平指针左偏,说明左盘氯化钠质量大于砝码与游码总质量,应用药匙从左盘取走少量氯化钠,直至天平平衡;
(3) 量取47mL水,需选择量程接近的量筒,10mL量筒量程太小,100mL量筒量程过大误差大,故选50mL量筒;
【讨论】
A. 氯化钠晶体不纯,导致实际氯化钠质量偏小,溶质偏少,质量分数偏小;
B. 转移溶液时少量溅出,溶液具有均一性,剩余溶液质量分数不变;
C. 量筒取水时仰视读数,实际量取的水体积偏大,溶剂偏多,质量分数偏小;
D. 烧杯用蒸馏水润洗后残留水,溶剂偏多,质量分数偏小;故选ACD。
【答案】
(1)47 mL (2)用药匙从左盘取走少量氯化钠,直至天平平衡 (3)50 mL 【讨论】ACD
【知识点】
一定溶质质量分数溶液的配制;实验误差分析
【点评】
本题考查配制一定溶质质量分数氯化钠溶液的基础实验操作,涵盖计算、称量、量取等步骤的要点,以及误差分析,是初中化学实验的核心考点,需学生熟练掌握实验操作细节和误差判断方法。
【难度系数】
0.6
要解决这道题,需掌握配制一定溶质质量分数溶液的步骤及各操作要点:先通过计算确定溶质和溶剂的量,再掌握天平、量筒的正确使用方法,最后结合溶质质量分数公式分析误差原因。
1. 计算:根据溶质质量=溶液质量×溶质质量分数算出氯化钠质量,再用溶液质量减去溶质质量得到水的质量,结合水的密度(1g/mL)换算成体积;
2. 称量氯化钠:天平使用时,指针左偏说明左盘药品过多,需调整药品量;
3. 量取水:量筒选择遵循“大而近”原则,即量程略大于所需液体体积;
4. 误差分析:溶质质量分数偏小的原因是溶质偏少或溶剂偏多,逐一分析选项即可。
【解析】
(1) 计算:氯化钠质量=50g×6%=3g,水的质量=50g-3g=47g,水的密度为1g/mL,故水的体积=47g÷1g/mL=47mL;
(2) 称量时天平指针左偏,说明左盘氯化钠质量大于砝码与游码总质量,应用药匙从左盘取走少量氯化钠,直至天平平衡;
(3) 量取47mL水,需选择量程接近的量筒,10mL量筒量程太小,100mL量筒量程过大误差大,故选50mL量筒;
【讨论】
A. 氯化钠晶体不纯,导致实际氯化钠质量偏小,溶质偏少,质量分数偏小;
B. 转移溶液时少量溅出,溶液具有均一性,剩余溶液质量分数不变;
C. 量筒取水时仰视读数,实际量取的水体积偏大,溶剂偏多,质量分数偏小;
D. 烧杯用蒸馏水润洗后残留水,溶剂偏多,质量分数偏小;故选ACD。
【答案】
(1)47 mL (2)用药匙从左盘取走少量氯化钠,直至天平平衡 (3)50 mL 【讨论】ACD
【知识点】
一定溶质质量分数溶液的配制;实验误差分析
【点评】
本题考查配制一定溶质质量分数氯化钠溶液的基础实验操作,涵盖计算、称量、量取等步骤的要点,以及误差分析,是初中化学实验的核心考点,需学生熟练掌握实验操作细节和误差判断方法。
【难度系数】
0.6
29.为了探究影响固体溶解性的因素,某同学设计了如下表的五组实验。

(1)分析上表,对比A、B组,实验研究的问题是
(2)在C组实验中,该同学按照如下步骤进行实验(溶液损失不计):
①用电子天平称取10 g硝酸钾,放入烧杯中。
②量取10.0 mL水,倒入上述烧杯中,称量烧杯、硝酸钾和水的总质量为$m_1$ g;搅拌至硝酸钾不再溶解为止。
③过滤,称量所得硝酸钾溶液和烧杯的总质量为$m_2$ g。
④计算:$m_1 - m_2 =$
(3)将溶质改成食盐,重复上述步骤进行实验。由本实验可推知,$20°\mathrm{C}$时食盐的溶解能力
(4)根据实验结果,小姚得出了固体物质的溶解性与溶剂质量有关的结论,但是小胡认为小姚的说法不对。你支持谁的观点?请利用本实验的数据来分析说明你的观点:
(1)分析上表,对比A、B组,实验研究的问题是
溶剂的种类对固体溶解性的影响
。(2)在C组实验中,该同学按照如下步骤进行实验(溶液损失不计):
①用电子天平称取10 g硝酸钾,放入烧杯中。
②量取10.0 mL水,倒入上述烧杯中,称量烧杯、硝酸钾和水的总质量为$m_1$ g;搅拌至硝酸钾不再溶解为止。
③过滤,称量所得硝酸钾溶液和烧杯的总质量为$m_2$ g。
④计算:$m_1 - m_2 =$
6.9
g(结合C实验数据进行分析)。(3)将溶质改成食盐,重复上述步骤进行实验。由本实验可推知,$20°\mathrm{C}$时食盐的溶解能力
>
(填“>”“<”或“=”)硝酸钾的溶解能力。(4)根据实验结果,小姚得出了固体物质的溶解性与溶剂质量有关的结论,但是小胡认为小姚的说法不对。你支持谁的观点?请利用本实验的数据来分析说明你的观点:
小胡;根据AC两组实验数据可知,当其他条件相同时,相同质量的溶剂最多能溶解的溶质是相等的(合理即可)
。答案
29. (1)溶剂的种类对固体溶解性的影响 (2)6.9 (3)> (4)小胡;根据AC两组实验数据可知,当其他条件相同时,相同质量的溶剂最多能溶解的溶质是相等的(合理即可)
解析
【分析】
本题通过控制变量法探究影响固体溶解性的因素,需对比各组实验的变量差异,结合溶解的相关概念分析问题:
(1) 对比A、B组,温度、固体种类、溶剂质量均相同,仅溶剂种类不同,据此确定研究问题;
(2) C组中20℃时10g水最多溶解3.1g硝酸钾,未溶解的硝酸钾质量为总硝酸钾质量减去溶解的质量,而m₁ - m₂即为未溶解的硝酸钾质量;
(3) 相同温度、相同溶剂质量下,比较溶解的食盐和硝酸钾的质量,判断溶解能力大小;
(4) 溶解性是物质的属性,与溶剂质量无关,需结合A、C组数据说明。
【解析】
(1) A、B组实验中,温度均为20℃,加入的固体均为硝酸钾,溶剂质量均为20g,仅溶剂种类不同(A为水,B为酒精),因此实验研究的问题是溶剂的种类对固体溶解性的影响。
(2) C组中,20℃时10g水最多溶解3.1g硝酸钾,加入的硝酸钾总质量为10g,未溶解的硝酸钾质量为10g - 3.1g = 6.9g。步骤②中m₁是烧杯、硝酸钾和水的总质量,步骤③中m₂是烧杯和硝酸钾溶液的总质量,因此m₁ - m₂即为未溶解的硝酸钾质量,结果为6.9g。
(3) 20℃时,10g水中最多溶解食盐3.6g,最多溶解硝酸钾3.1g,相同温度、相同溶剂质量下,溶解的食盐质量更大,因此20℃时食盐的溶解能力>硝酸钾的溶解能力。
(4) 支持小胡的观点。溶解性是指一定温度下,某固态物质在100g溶剂中达到饱和状态时所溶解的溶质质量,与溶剂质量无关。对比A、C两组实验,20℃时,20g水最多溶解6.2g硝酸钾,10g水最多溶解3.1g硝酸钾,即相同温度下,溶剂质量不同时,溶解的溶质与溶剂的比值相同,说明固体的溶解性与溶剂质量无关,因此小姚的说法错误。
【答案】
(1) 溶剂的种类对固体溶解性的影响
(2) 6.9
(3) >
(4) 小胡;根据AC两组实验数据可知,当其他条件相同时,相同质量的溶剂最多能溶解的溶质是相等的(合理即可)
【知识点】
固体溶解性的影响因素;控制变量法;溶解能力
【点评】
本题以探究固体溶解性的影响因素为载体,考查控制变量法的应用及对溶解性概念的理解,是化学探究实验的典型题型,需学生明确控制变量的核心,区分溶解性与溶解量和溶剂质量的关系,难度适中。
【难度系数】
0.6
本题通过控制变量法探究影响固体溶解性的因素,需对比各组实验的变量差异,结合溶解的相关概念分析问题:
(1) 对比A、B组,温度、固体种类、溶剂质量均相同,仅溶剂种类不同,据此确定研究问题;
(2) C组中20℃时10g水最多溶解3.1g硝酸钾,未溶解的硝酸钾质量为总硝酸钾质量减去溶解的质量,而m₁ - m₂即为未溶解的硝酸钾质量;
(3) 相同温度、相同溶剂质量下,比较溶解的食盐和硝酸钾的质量,判断溶解能力大小;
(4) 溶解性是物质的属性,与溶剂质量无关,需结合A、C组数据说明。
【解析】
(1) A、B组实验中,温度均为20℃,加入的固体均为硝酸钾,溶剂质量均为20g,仅溶剂种类不同(A为水,B为酒精),因此实验研究的问题是溶剂的种类对固体溶解性的影响。
(2) C组中,20℃时10g水最多溶解3.1g硝酸钾,加入的硝酸钾总质量为10g,未溶解的硝酸钾质量为10g - 3.1g = 6.9g。步骤②中m₁是烧杯、硝酸钾和水的总质量,步骤③中m₂是烧杯和硝酸钾溶液的总质量,因此m₁ - m₂即为未溶解的硝酸钾质量,结果为6.9g。
(3) 20℃时,10g水中最多溶解食盐3.6g,最多溶解硝酸钾3.1g,相同温度、相同溶剂质量下,溶解的食盐质量更大,因此20℃时食盐的溶解能力>硝酸钾的溶解能力。
(4) 支持小胡的观点。溶解性是指一定温度下,某固态物质在100g溶剂中达到饱和状态时所溶解的溶质质量,与溶剂质量无关。对比A、C两组实验,20℃时,20g水最多溶解6.2g硝酸钾,10g水最多溶解3.1g硝酸钾,即相同温度下,溶剂质量不同时,溶解的溶质与溶剂的比值相同,说明固体的溶解性与溶剂质量无关,因此小姚的说法错误。
【答案】
(1) 溶剂的种类对固体溶解性的影响
(2) 6.9
(3) >
(4) 小胡;根据AC两组实验数据可知,当其他条件相同时,相同质量的溶剂最多能溶解的溶质是相等的(合理即可)
【知识点】
固体溶解性的影响因素;控制变量法;溶解能力
【点评】
本题以探究固体溶解性的影响因素为载体,考查控制变量法的应用及对溶解性概念的理解,是化学探究实验的典型题型,需学生明确控制变量的核心,区分溶解性与溶解量和溶剂质量的关系,难度适中。
【难度系数】
0.6
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