题目内容
【题目】夏天,小华发现爸爸将水和防冻液(主要成分是不易蒸发、密度为1.11g/cm3的乙二醇)混合后加入汽车水箱,他很不解:夏天为什么还要加防冻液?他思考后认为,加防冻液后,混合液的凝固点和沸点都可能发生变化.汽车在行驶时,发动机的温度会升得很高.为了确保安全,可用水循环进行冷却。实际上,水中往往还要加入不易挥发的防冻液(原液),加入防冻液后的混合液冬天不容易凝固,长时间开车也不容易沸腾.
(1)有关资料表明,防冻液与水按不同的比例混合,混合液的凝固点、沸点不同,具体数值参见下表(表中防冻液含量是指防冻液在混合液中所占体积的百分比).在给汽车水箱中加防冻液时,宜使混合液的凝固点比本地常年最低气温低10~15℃.通常,混合液中防冻液的含量不宜过高.
①在混合液中,如果防冻液含量由30%逐渐增大到90%,则混合液凝固点的变化情况是( )
A.逐渐升高 B.逐渐降低
C.先升高后降低 D.先降低后升高
②若某地常年最低气温为-15℃,对该地区汽车来说,在下列不同防冻液含量的混合液中,宜选( )
A.30% B.40% C.60% D.90%
(2)小华对混合液的沸点与含水量作了进一步思考,觉得混合液的沸点可能随含水量(水在混合液中所占体积之比)的变化而变化.为此,他在图甲装置的两支相同试管中分别加入质量相同、含水量不同的混合液,通过实验进行验证.
小华继续探究混合液沸点与含水量的关系,测得数据如下:
含水量W/% | 50 | 40 | 30 | 20 | 10 | 5 |
混合液沸点t/℃ | 107 | 110 | 116 | 124 | 141 | 160 |
①请在图乙中,描点作出含水量W与混合液沸点t的关系图线.
②混合液的含水量为15%时,沸点是 ℃.
③为什么混合液的沸点会随含水量变化而变化呢?小华提出猜想:可能是混合液沸腾过程中水大量汽化导致混合液沸点发生变化.
为验证猜想是否正确,他设计了以下方案:将混合液加热至沸腾,分别测出沸腾过程中不同时刻的温度,若猜想正确,实验时可观察到 .
【答案】(1)①D;②B;(2)①含水量W与混合液沸点t的关系图线见解答图;②130;③温度计示数升高
【解析】试题分析:(1)①观察表中数据得出,当防冻液含量由30%逐渐增大到90%时,混合液凝固点先降低后升高,故选D;②某地常年最低气温为-15℃,由于混合液的凝固点比本地常年最低气温低10~15℃,则混合液的凝固点约为-30~-25℃,由表中数据可知选择40%和90%的防冻液,而混合液中防冻液的含量不宜过高,所以选择40%的防冻液较为合适,故选B。
(2)①描出(50,107)(40,110)(30,116)(20,124)(10,141)(5,160)用光滑的曲线连接各点,如图:
②由图知当混合液浓度为15%时,沸点为130℃;③由于分子间有间隙,所以混合液总体积变小;与原来相比,水箱内的水由于汽化而减少,防冻液的含量增大,使混合液的沸点升高,故温度计示数升高。