实验1—探究水的沸腾实验(解析版)

实验一、探究“水的沸腾"实验
【实验器材】：铁架台、酒精灯、火柴、石棉网、烧杯、中心有孔的纸板、温度计、水、秒表
【实验装置】：
【实验步骤】：
①按装置图安装实验仪器；
②用酒精灯给水加热并观察；
③当水温接近90℃时每隔1min 记录一次温度，并观察水的沸腾现象。

④完成水沸腾时温度和时间关系的曲线。

【实验现象】水沸腾时的现象：剧烈的汽化现象，大量的气泡上升、变大，到水面破裂，里面的水蒸气散发到空气中。

虽继续加热，它的温度不变。

水沸腾前水沸腾后
3.沸点：液体沸腾时的温度。

4.液体沸腾的条件：（1）温度达到沸点；（2）继续吸收热量。

【实验补充】
实验剖析
（1）液体沸腾需要一定的温度，在标准大气压下不同的液体沸点不同。

（2）液体沸腾前吸收热量温度升高，沸腾后吸收热量温度保持不变。

（3）液体的沸点还与大气压有关，气压越高液体的沸点越高，高压锅就是利用了这一原理。

（4）蒸发和沸腾的异同：
【考点方向】：
1、水沸腾的条件：达到沸点，继续吸热。

2、由图像描点，水沸腾时特点：温度不变，继续吸热。

3、开始加热到沸腾时间过长，改进：①用温水；②减少水的质量；
4、石棉网作用：使烧杯底部受热均匀。

5、酒精灯拿开后，沸腾继续，原因：石棉网有余热，水断续吸热；
6、水沸点98度，原因：低于1个标准大气压。

7、沸水降温至室温，温度变化特点：先快后慢。

8、若无论加热多长时间，水都不能沸腾，原因：火力太小，吸收热量小于热损失。

9、安装装置时顺序：自下而上。

10、水沸腾前，烧杯内上升的气泡是由大变小的；
水沸腾时，烧杯内上升的气泡由小变大，因为上升过程中，水对气泡压强变小。

11、烧杯的纸盖上留有两个小孔，穿过温度计的那个孔作用：固定温度计。

另外一个孔的作用是使水面上方大气压强与外界相同，使水的沸点测量值更准确；若不留小孔对实验结果产生的影响是如果没有小孔，会使里面气压增大，测出的水的沸点偏高。

如图甲是“探究水沸腾时温度变化的特点”的实验装置。

（1）图甲实验装置的组装顺序应为___________（选填“自上而下”或“自下而上”）。

其中石棉网的作用是。

带孔硬纸板的作用是。

（2）实验中某次温度计的示数如图乙，为________℃。

根据实验数据绘制的水的温度随加热时间变化的图像如图丙，由图可知本实验中水的沸点为_____℃。

在0-2min内时，烧杯内的水（选填吸收/放出）热量，温度（选填不变/升高/降低）。

2-3min 内水（选填吸收/放出）热量。

（3）实验中发现温度计上部出现许多小水珠，这些小水珠是___________形成的。

实验过程中沸腾前观察到烧杯内的气泡在上升过程中；声音比沸腾后。

（4）该实验可以得出水沸腾的条件是、。

（5）撤去酒精灯后，水仍能继续沸腾一小段时间，其原因是_________________。

（6）同学们在做实验时，最后发现每一小组测量的水的沸点都低于100℃，则水的沸点可能与有关。

（7）实验结束后，有一个小组发现同样初温的水达到沸腾的时间比其他几个小组要长，你的改进措施是。

【答案】
（1）自下而上；使烧杯受热均匀；减少热量散失，缩短加热时间，同时固定温度计位置。

（2）92；98；吸收；升高；吸收；
（3）水蒸气液化；沸腾前烧杯内的气泡上升过程中逐渐变小；声音越来越大。

（4）达到沸点、继续吸热。

（5）石棉网的温度仍高于水的沸点，水能继续吸热；
（6）气压。

（7）减少水杯里的水的量（质量）
【解析】
（1）实验中，酒精灯需用外焰加热，所以要放好酒精灯，再固定铁圈的高度；而温度计的玻璃泡要全部浸没到液体中，且不能碰到容器壁和容器底，所以放好烧杯后，再调节温度计的高度，因此实验装置的组装
顺序应为自下而上的顺序进行。

石棉网的作用是使烧杯受热均匀，防止因加热不均导致烧杯破裂。

带孔纸板能够减少热量的损失，使的沸腾所需要的时间缩短。

（2）图乙中温度计的分度值为1℃，则温度计的示数为92℃；
由图丙，水在第2min开始沸腾，沸腾时，不断吸收热量，温度保持98℃不变，所以本实验中水的沸点为98℃；在0-2min中时水还没有沸腾，此时水继续保持吸热，温度不断升高。

2-3min段水已经达到沸腾，温度不在上升，但是继续吸热。

（3）水沸腾时，热的水蒸气遇到温度低的温度计液化形成小水珠，附着在温度计上。

由于水沸腾前，水下部的温度比上部的温度要高，水发生汽化形成气泡，在上升的过程中，水温逐渐降低，气泡内水蒸气遇冷液化成水，同时水液化过程中引起水的剧烈振动，发出声音较大。

沸腾后，气泡上升过程中由于上下温度一致不在发生液化，因此会在液面液化，引起液体的振动相对不太剧烈。

所以声音相对较小。

（4）由实验可以得知要实现沸腾满足两个条件达到沸点和继续吸热。

（5）酒精灯加热时，铁圈和石棉网的温度升高，高于水的温度。

撤去酒精灯后，水还会从铁圈和石棉网吸收热量，仍能继续沸腾一小段时间。

（6）气压越低，水的沸点越低，水沸腾时的温度均低于100℃，水的沸点可能与气压有关。

（7）影响水达到沸腾的时间因素，有水量的多少，水的初温，火力的大小（是否外焰加热），因此可以从这几个方面入手。

练习1：（2020·衡阳）小李同学为进一步探究液体沸腾规律，设计了如图所示的实验装置。

烧杯与试管内分别装入适量的水，甲、乙温度计分别测量烧杯和试管中水的温度。

（1）安装该实验装置的顺序是（选填“自上而下”或“自下而上”）。

（2）点燃酒精灯时，打开灯帽，可闻到淡淡的酒精味，这是现象，说明液态酒精发生（填物态变化名称）。

（3）当甲温度计的示数达到99℃时，烧杯中的水开始沸腾，说明当时大气压可能（选填“高于”、“低于”或“等于”）1标准大气压。

（4）当乙温度计示数达到99℃后，示数保持不变，但试管中的水始终没有沸腾，其原因是。

（5）当小李同学在烧杯的水中加入少量的食盐后，发现试管中的水能够沸腾，说明加入食盐后水的沸点真题演练
（选填“升高”、“降低”或“不变”）。

【答案】（1）自下而上；（2）扩散；汽化；（3）低于；（4）试管的水达到沸点后不能继续吸热；（5）升高。

【解析】
（1）酒精灯需用外焰加热，所以要放好酒精灯，再固定铁圈的高度；温度计的玻璃泡要全部浸没到液体中，但不能碰到容器壁和容器底，所以放好烧杯后，再调节温度计的高度；故安装实验器材时，应按照自下而上的顺序进行；
（2）打开酒精灯帽，可闻到淡淡的酒精味，是酒精分子不停地做无规则运动扩散到空气中；
液态酒精中分子进入空气中变为气态，这个过程是汽化；
（3）水的沸点跟气压有关，实验中测出的水的沸点小于100℃，说明当时的大气压低于1个标准大气压；（4）当试管中的水与烧杯中的水均达到沸点后，烧杯中的水可以从酒精灯继续吸热，能够沸腾。

由于温度相同，试管中的水无法从烧杯的水中继续吸热，因此试管中的水最终不会沸腾；
（5）在烧杯的水中加入少量的食盐后，发现试管中的水能够沸腾，说明烧杯中水的沸点高于99℃，即加入食盐后，水的沸点升高。

故答案为：（1）自下而上；（2）扩散；汽化；（3）低于；（4）试管的水达到沸点后不能继续吸热；（5）升高。

练习2：（2020·苏州）小明分别采用图甲、乙所示的实验装置探究烛蜡、冰的熔化特点。

（1）组装甲装置时，A、B两部件中应先固定部件；探究时采用“水浴法”而不直接用酒精灯加热除了能减缓升温速度，还能使试管；
（2）图乙中温度计的示数为℃；
（3）根据实验数据作出两者温度随时间变化的图象（如图丙），其中蜡烛的图象是图（①/②）；图①中bc段对应的时间内，试管里物质的内能（变大/变小/不变）。

【答案】（1）B；受热均匀；（2）﹣4；（3）②；变大。

【解析】
（1）在实验中需要用酒精灯的外焰加热，所以应先确定铁圈的高度，即先固定B；在调节过程中，要点燃酒精灯；水浴法能使物质均匀受热，减缓升温的速度；
（2）由图可知，温度计的分度值为1℃，温度在0℃以下，示数为﹣4℃；
（3）由图可知，图①中的物质在熔化时温度不变，为晶体，即为冰；图②中的物质吸热，温度一直升高，没有固定的熔点，为非晶体，即是蜡烛；
图①中bc段对应的时间内，试管里冰吸收热量，内能变大。

故答案为：（1）B；受热均匀；（2）﹣4；（3）②；变大。

练习3：（2020·阜新）在探究“海波熔化时温度的变化规律”的实验中，使用的实验装置如图甲所示：
(1)组装实验器材时，合理的顺序是______（填序号）。

①温度计②石棉网③装水的烧杯④酒精灯⑤装有海波的试管
(2)为了使试管中的海波受热均匀，应选择______的海波进行实验（选填“大颗粒”或“小颗粒”）。

(3)图乙是某时刻温度计的示数，温度是______℃。

(4)图丙是根据实验数据绘制的海波熔化时温度随时间变化的图像，图像中的_____段（选填“AB”或“BC”）表示海波的熔化过程。

海波在B点的内能______C点的内能（选填“大于”“等于”或“小于”）。

(5)由实验可知，当海波的温度处于48℃时，其状态是_______。

A.固态
B.固液共存状态
C.可能固态、液态，也可能固液共存状态
【答案】(1)④②③⑤①；(2)小颗粒；(3)42；(4)BC；(5)小于；(6)C；
【解析】
(1)[1]酒精灯要使用外焰加热，所以合理顺序应先放好酒精灯，由其外焰高度确定铁圈及石棉网的高度；将装水的烧杯放到石棉网上，安装装有海波的试管，最后安装温度计，其合理的顺序是：④②③⑤①。

(2)[2]实验中宜选用小颗粒的海波，能使海波均匀受热。

(3)[3]图乙中温度计的分度值是1℃，温度计的示数是42℃。

(4)[4]从图丙中可知，海波在熔化过程中温度保持48℃不变，BC段表示海波的熔化过程。

[5]海波熔化过程中，吸收热量，内能增大，所以海波在B点的内能小于C点的内能。

(5)[6]海波的熔点是48℃，所以48℃的海波可能是固态（达到熔点尚未熔化），可能是液态（刚刚熔化结束），也可能是固液混合态（熔化过程中），故选C。

练习4：（2020·福建）图甲是探究“水沸腾时温度变化的特点”的实验装置。

(1)组装实验装置时，应当先调整图甲中______（选填“A”或“B”）的高度；
(2)某小组用相同的装置先后做了两次实验，绘出如图乙所示的a、b两条图线。

由图可知：实验中水的沸点为______℃；沸腾过程中水的温度保持______；若两次实验所用水的质量分别为m a、m b，则m a______m b（选填“＞”“＝”或“＜”）；
(3)撤去酒精灯后，水很快停止沸腾，说明水在沸腾过程中需要持续____ __；
(4)各实验小组发现，水沸腾时的温度均低于100℃。

那么，水的沸点可能与______有关。

【答案】(1) B；(2)98；(3)不変；(4) ＜；(5)吸热；(6)气压。

【解析】
（1）安装实验器材时需要先固定下面的B位置，能够利用酒精灯的外焰给烧杯充分加热，然后再调整上面的位置，使温度计的玻璃泡完全接触水，并且不要碰到烧杯壁和烧杯底。

（2）由图乙可知，实验中水的沸点为98℃，水在沸腾过程中吸收热量，温度不变。

在同样加热的情况下，由图丁可知，b杯水的升温较慢，其原因是b杯水的质量多于a杯水，即：m a<m b。

（3）实验中，当撤去酒精灯后，发现水很快停止沸腾，说明水在沸腾过程中需要不断吸热。

（4）气压越低，水的沸点越低，水沸腾时的温度均低于100℃，水的沸点可能与气压有关。

练习5：（2020·眉山）为了探究水的沸腾，科学小组进行了下面的实验：
（1）如图甲所示，安装实验器材时，应按照（选填“自下而上”或“自上而下”）的顺序进行。

温度计的示数是。

（2）加热时，杯底有“气泡”形成，上升到水面破裂，有“白雾”冒出，“白雾”是水蒸气形成的。

由图乙可知，水沸腾过程中不断吸热，温度（选填“升高”、“降低”或“保持不变”）。

（3）实验结束后，移开酒精灯，发现烧杯内的水没有立即停止沸腾，可能的原因是：。

把水在沸腾的高压锅从灶上拿下来以后，水不再沸腾，但打开锅盖，水又会重新沸腾，原因是。

【答案】（1）自下而上；75℃；（2）液化；保持不变；（3）石棉网的温度较高，水继续从石棉网吸热；气压减小沸点降低。

【解析】
（1）因为要用酒精灯的外焰加热，所以安装器材时，先安装下面器材，再安装上面器材；
温度计的分度值是1℃，示数是75℃；
（2）加热时，杯底有“气泡”形成，上升到水面破裂，有“白雾”冒出，“白雾”是水蒸气遇冷后液化成小水滴；水在沸腾过程中，虽然不断吸热，但温度保持不变。

（3）石棉网的温度高于水的沸点，水继续从石棉网吸热，所以水没有立即停止沸腾。

水的沸点与气压有关，气压越低沸点越低，把水在沸腾的高压锅从灶上拿下来以后，水不再沸腾，但打开锅盖，水面上的气压减小，水还能继续沸腾。

故答案为：（1）自下而上；75℃；（2）液化；保持不变；（3）石棉网的温度较高，水继续从石棉网吸热；气压减小沸点降低。

练习6：（2020·青海）如图所示，是“探究水沸腾时温度变化的特点”的实验装置。

(1)在组装器材时，温度计的玻璃泡碰到了烧杯底部，此时应当将______（填“A处向上”或“B处向下”）调整；
(2)某时刻温度计的示数如图所示，则该时刻的温度是______；
(3)当水的温度升高到88℃时，每隔一段时间记录一次温度计的示数，数据记录如下表所示。

分析数据可知，该地区水的沸点是______℃，该地区的大气压______（填“高于”、“低于”或“等于”）1标准大气压；
次数 1 2 3 4 5 6 7 8
水的温度/℃88 89 90 91 92 92 92 92
(4)实验中，温度计上部出现的小水珠是______现象形成的。

【答案】(1). A处向上；(2). 78℃；(3). 92 ；(4). 低于；(5). 液化；
【解析】
(1)实验中，温度计玻璃泡碰到了烧杯的底部，因此该小组应适当将A处向上调，使温度计的玻璃泡不能碰到容器底。

(2)由图可知，温度计的分度值是1℃，温度计的示数是78℃。

(3)由表格中数据可知，第5min后水吸热，温度保持在92℃不再升高，说明水已经沸腾，沸点为92℃；水的沸点低于100℃，该地区气压低于1标准大气压。

(4)温度计上部的小水珠水高温水蒸气遇冷液化形成的。

练习7：（2020·黔东南）如图是探究“水的沸腾”的实验装置。

当水温上升到90°C时，每隔1min 记录一次温度计的示数，直到水沸腾5min 后停止记录。

（1) 图乙中，表示水在沸腾时的现象是其中的图。

（2) 根据实验数据，作出了水的温度随时间变化的图象，如图丙所示，由图象可知，在当时条件下，水的沸点是℃.
（3) 水在沸腾过程中，需要热量，温度。

（4) 水沸腾时，杯口附近出现大量“白气”，“白气”是水蒸气遇冷形成的。

【答案】（1）A；（2）98；（3）吸收；不变；（4）液化。

【解析】
（1) 由图乙可知，A中气泡在上升过程中逐渐变大，是沸腾时的现象；B中气泡在上升过程中体积逐渐减小，是沸腾前的现象；
（2) 从图丙可知，水在沸腾过程中温度保持98℃不变，所以此时水的沸点为98°℃;
（3) 水沸腾时，不断吸收热量，温度保持不变；
（4) 白气是高温水蒸气遇冷形成的小水珠，是液化现象。

练习8：（2020·德州）如图甲所示，是小蕊同学探究“水沸腾时温度变化特点”的实验装置。

（1) 图甲的实验装置，安装时应按照（选填“由上到下”或“由下到上”）的顺序；实验中除了图甲的器材之外，还需要的测量工具是。

（2) 图甲装置中硬纸板的主要作用是。

（3) 小蕊用质量为m1的水做实验，根据记录的实验数据，绘出图乙中的a图线，由a图像可知：水沸腾时吸收热量，温度。

（4) 若换用初温相同的质量为m2（m2＞m1）的水做实验，得到的图线是图乙中的（选填“b”“c”或“d”）。

【答案】 (1)由下到上；秒表；(2)减少热量散失，缩短实验时间；(3)不变；(4)c；
【解析】
（1) 在该实验中，先安装下面器材，再安装上面器材，便于调节器材间的距离，且便于利用酒精灯的外焰
加热；
实验过程中需要测量加热时间，因此需要用到秒表。

（2) 在烧杯上覆盖的中心有孔的硬纸板的主要作用是减少热量散失，缩短实验时间。

（3) 由a图像可知：水沸腾时的特点是吸收热量，温度不变；
（4) 改变水的质量，水的沸点不变，只改变加热的时间，得到的图像可能是图乙中的C。