4. 核心素养 科学探究 探究“碘的升华”实验.

(1)小红设计了图甲、乙所示的两种方案.已知碘的熔点为$113.5\ °\mathrm{C}$,酒精灯火焰的温度约为$500\ °\mathrm{C}$,一标准大气压下,水的沸点为$100\ °\mathrm{C}$,实验过程中两试管中均出现紫色的碘蒸气,方案甲中的碘蒸气可能是碘后又形成的(以上两空均填物态变化名称),因此选择方案(填“甲”或“乙”)实验能更好探究“碘的升华”.
(2)为了进一步探究升华现象,继续进行图丙实验,她向锥形瓶内放入适量干冰,向纸盘中倒入少量凉水,再将锥形瓶放于盘中,接着将气球套在瓶口,静置片刻,发现气球的体积增大,此时气球中的气体主要是(填“空气”“水蒸气”或“二氧化碳气体”).当气球胀破后发现瓶口迅速出现白霜,是因为转化为导致瓶口气体发生(填物态变化名称).

4.(1)熔化 汽化 乙 (2)二氧化碳气体 内能 机械能 凝华
解析:(1)固态碘吸收热量变成液态碘的过程叫熔化;液态碘吸收热量变成气态碘的过程叫汽化;酒精灯火焰的温度高于碘的熔点,导致出现的碘蒸气可能是碘先熔化,再汽化形成的;将装固态碘的试管放在沸水中加热,沸水的温度低于碘的熔点,所以碘的温度最多只能达到水的沸点,碘不会熔化,因此看得到碘蒸气只能是升华的结果;由上可知,为了避免碘出现从固态到液态再到气态的过程,应控制加热温度低于碘的熔点,故方案乙实验能更好探究“碘的升华”.
(2)干冰是固态的二氧化碳,容易升华,气球中的气体主要是干冰升华形成的二氧化碳气体;当气球胀破后发现瓶口迅速出现白霜,是因为气体对外做功,内能转化为机械能,内能减少,温度降低,导致瓶口水蒸气发生凝华,形成小冰晶.

【分析】
要解决这道题，需结合碘的熔点、酒精灯火焰温度和水的沸点，分析两种加热方案中碘的状态变化，明确升华的定义；同时结合干冰的物态变化、能量转化分析气球体积变化和白霜的形成原因。首先，判断碘是否熔化的关键是加热温度是否高于碘的熔点：方案甲用酒精灯加热（500℃）高于碘熔点（113.5℃），碘可能先熔化再汽化；方案乙水浴加热（水沸点100℃）低于碘熔点，碘不会熔化，直接升华，更适合探究升华。其次，干冰是固态二氧化碳，易升华成气态，气球内气体为二氧化碳；气球胀破时气体对外做功，内能转化为机械能，温度降低，瓶口水蒸气凝华成白霜。
【解析】
(1) 已知碘的熔点为113.5℃，酒精灯火焰温度约500℃，方案甲中，碘吸收热量温度达到熔点后先熔化为液态碘，液态碘继续吸热汽化为气态碘蒸气，因此方案甲的碘蒸气可能是碘熔化后又汽化形成的。方案乙采用水浴加热，一标准大气压下水的沸点为100℃，低于碘的熔点，碘的温度最高只能达到100℃，不会熔化，直接由固态变为气态（升华），因此方案乙能更好探究“碘的升华”。
(2) 干冰是固态二氧化碳，常温下易升华，向锥形瓶内放入干冰，干冰升华成气态二氧化碳进入气球，因此气球中的气体主要是二氧化碳气体。当气球胀破时，瓶内气体对外做功，内能转化为机械能，内能减少、温度降低，瓶口周围的水蒸气遇冷直接由气态变为固态（凝华），形成白霜。
【答案】
(1) 熔化；汽化；乙 (2) 二氧化碳气体；内能；机械能；凝华
【知识点】
物态变化；升华与凝华；内能的转化
【点评】
本题通过碘的升华实验和干冰的相关现象，考察物态变化的判断及实验方案的选择，需要学生理解控制加热温度对探究升华的重要性，同时结合能量转化分析现象，体现了科学探究的核心素养，难度适中。
【难度系数】
0.6

5. 新趋势 新情境实验 小明猜想,水中加入盐后,
物理八上（SK）
一定会对水的凝固点产生影响.
(1)为了验证这一猜想,他将一些盐水用容器盛好放入冰箱,研究盐水的凝固过程,每隔一定时间,小明就观察盐水状态、测出温度,并将记录的数据画成了图像(如图所示),则由此可知:该盐水的凝固点为.在10~20 min时间内,盐水(填“吸热”“放热”或“不吸放热”).

(2)小明继续猜想:盐水的凝固点与盐水的浓度有关.接着他进行多次实验得出不同浓度盐水的凝固点,数据记录如表所示.分析表格中数据可知,当盐水浓度从0开始增大时,其凝固点;小明由表格数据判断:当浓度为21%时,盐水的凝固点最低,其值为$-18°C$,你认为他的判断准确吗?(填“准确”或“不准确”).

(3)通过实验探究,小明联想到:当积雪厚度在5~15 cm,气温在$0°C$左右时,路面上的冰雪常会呈“夜冻昼化”状态,汽车最容易发生事故.此时,护路工人常在路面上撒盐,从而(填“提高”或“降低”)冰雪的熔点.综合考虑各种因素,工人的撒盐量对应的盐水浓度,接近表中各浓度值的哪一个最为合适?.
题中题140

5.(1)-2 ℃ 放热 (2)先降低后升高 不准确 (3)降低 21%
解析:(1)由图像可知:该盐水的凝固点是-2 ℃.在10~20 min时间内,盐水处于凝固过程中,继续放热,温度不变.
(2)从表格中的数据可看出:盐水的浓度一直在变大,而盐水的凝固点是先降低后升高.盐水浓度为21%时凝固点为-18 ℃,盐水浓度在21%前后如19%、20%、22%、23%等其他浓度时凝固点未知,故他的判断不准确.
(3)从表格中的数据可看出:一定浓度盐水的熔点低于0 ℃,故护路工人常在路面上撒盐,从而降低冰雪的熔点.为避免“夜冻昼化”现象,应使撒盐后冰雪的熔点尽可能低,由表中数据可知,工人的撒盐量对应的盐水浓度应接近21%.

【分析】
本题围绕盐水凝固点的探究展开，需结合晶体凝固的特点、表格数据的变化规律分析：
(1) 晶体凝固时温度保持不变，该温度为凝固点；凝固过程持续放热，据此分析图像得出凝固点和吸放热情况。
(2) 观察表格中盐水浓度增大时凝固点的变化趋势，判断凝固点的变化；由于21%浓度前后的盐水凝固点未测定，无法确定其为最低，故判断不准确。
(3) 撒盐可降低冰雪的熔点，结合避免“夜冻昼化”需熔点尽可能低的需求，选择对应浓度。
【解析】
(1) 晶体凝固过程中温度不变，由图像可知，盐水凝固时温度保持-2℃不变，因此凝固点为-2℃；10~20 min内盐水处于凝固过程，晶体凝固时持续放热，温度不变，故盐水放热。
(2) 分析表格数据：盐水浓度从0开始增大时，凝固点先降低后升高；当浓度为21%时，凝固点为-18℃，但浓度在21%前后（如19%、20%、22%等）的盐水凝固点未测定，无法确定21%浓度时的凝固点是否为最低，因此判断不准确。
(3) 撒盐后冰雪的熔点会降低，使冰雪在0℃左右也不易凝固，从而避免“夜冻昼化”；为达到最佳效果，需选择使盐水凝固点最低的浓度，由表格可知该浓度接近21%。
【答案】
5.(1)-2 ℃ 放热 (2)先降低后升高 不准确 (3)降低 21%
【知识点】
晶体的凝固点、熔点与浓度的关系、晶体凝固的特点
【点评】
本题以新情境实验为载体，考查晶体凝固的特点及盐水浓度对凝固点的影响，要求学生能从图像和表格中提取有效信息并分析推理，侧重基础知识的应用，难度适中。
【难度系数】
0.6