专题17 坐标图像题（全国通用）（第02期）（含答案）【好题汇编】2025年中考化学真题分类汇编（全国通用）

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考点01 pH变化曲线
考点02 产生气体或沉淀的变化曲线
考点03 溶解度曲线
考点04 坐标曲线综合考查
考点01 pH变化曲线
1．（2025·广东省深圳市）如图1通过针筒改变试管内压强，图2为pH值随气压变化的关系，下列说法错误的是
A．pH随气压增大而减小
B．当活塞吸气时，pH值变大，发生了反应②
C．当气压小到一定程度时，瓶内pH值会大于7
D．将剩余的水换成NaOH时，质量会减少
【答案】C
【详解】A、由图 2 可知，随着气压增大，pH值减小，该说法正确；
B、当活塞吸气时，气压减小，H2CO3分解为CO2和H2O（反应②），酸性减弱，pH值变大，该说法正确；
C、最初是CO2和水的体系，溶液因CO2与水反应生成碳酸呈酸性，pHm(NaCl)
C．t1℃时，取等质量的NaCl、NH4Cl固体分别溶于水配成饱和溶液，溶液的质量一定相等
D．t2℃时，10gNaHCO3固体能完全溶于50g水中
【答案】C
【详解】A、比较溶解度大小需要在一定温度下，没有指明温度，无法比较NH4Cl与其他物质溶解度的大小，故选项说法错误；
B、40℃时的NaCl、\NH4Cl饱和溶液分别降温至t1℃，虽然NH4Cl的溶解度受温度影响较大，但不知道两种饱和溶液的质量，无法确定析出晶体质量的大小关系，故选项说法错误；
C、t1℃时，NaCl、NH4Cl的溶解度相等，取等质量的NaCl、NH4Cl固体分别溶于水配成饱和溶液，溶剂质量相等，溶液质量=溶质质量+溶剂质量，所以溶液的质量一定相等，故选项说法正确；
D、t2℃时，NaHCO3的溶解度小于10g，50g水中最多溶解的NaHCO3质量小于5g，所以 10gNaHCO3固体不能完全溶于50g 水中，故选项说法错误；
故选：C。
9．（2025·广东省深圳市）和是两种常见的氮肥，二者溶解度曲线如图所示，下列说法正确的是
A．的溶解度比的溶解度小
B．将的饱和溶液升温至80℃，溶质质量分数会增大
C．时饱和溶液质量分数为45.8%
D．80℃时将加入200g水中，会形成不饱和溶液
【答案】D
【详解】A、比较溶解度大小需指明温度，未指明温度时，不能直接说NH4Cl的溶解度比(NH4)2SO4的溶解度小，该选项错误；
B、(NH4)2SO4的溶解度随温度升高而增大，将20℃的饱和(NH4)2SO4溶液升温至80℃，(NH4)2SO4溶解度增大，溶液由饱和变为不饱和，但溶质、溶剂质量不变，根据，溶质质量分数不变，该选项错误；
C、40℃时NH4Cl的溶解度是45.8g，其饱和溶液质量分数为，该选项错误；
D、80℃时(NH4)2SO4的溶解度是94.1g，即该温度下100g水中最多溶解94.1g (NH4)2SO4，那么200g水中最多溶解188.2g (NH4)2SO4，将94.1g (NH4)2SO4加入200g水中，形成不饱和溶液，该选项正确。
故选D。
10．（2025·甘肃省兰州市）海水中的镁元素主要以氯化镁和硫酸镁的形式存在，为探究氯化镁在水中的溶解情况，进行如图实验(不考虑溶剂的减少)。
下列说法不正确的是
A．氯化镁固体是易溶性物质
B．烧杯②的溶液中溶质的质量为29g
C．烧杯③的溶液为不饱和溶液
D．各烧杯溶液中溶质的质量分数大小关系为①硝酸钾
C．溶质质量分数：氯化钠=硝酸钾D．溶质质量：氯化钠>硝酸钾
【答案】(1)时，硝酸钾和氯化钠(或和)的溶解度相等。
(2)蒸发结晶
(3) 饱和 185.5
(4)BCD
【详解】（1）溶解度曲线交点的含义是在该温度下，两种物质的溶解度相等，观察可知，P点是硝酸钾和氯化钠溶解度曲线的交点，所以P点的含义是在t℃时，硝酸钾和氯化钠的溶解度相等；
（2）硝酸钾的溶解度受温度影响较大，氯化钠的溶解度受温度影响较小。当氯化钠中含有少量硝酸钾时，蒸发结晶，大部分氯化钠会结晶析出，而硝酸钾在较高温度下溶解度较大，不会大量析出，从而可以得到氯化钠；
（3）由图可知，50℃时硝酸钾的溶解度是85.5g，即50℃时，100g水中最多溶解85.5g硝酸钾。将90g硝酸钾加入100g水中，充分溶解后，溶解的硝酸钾质量为85.5g，有90g-85.5g=4.5g硝酸钾未溶解，所以所得溶液是饱和溶液，溶液的质量是100g+85.5g=185.5g；
（4）A、由图可知，t℃时，氯化钠和硝酸钾的溶解度相等，故选项说法错误；
B、时，硝酸钾的溶解度大于氯化钠，则等质量的硝酸钾饱和溶液和氯化钠饱和溶液中，氯化钠溶液中溶剂质量更大，则时，分别将等质量的硝酸钾饱和溶液和氯化钠饱和溶液降温至，溶剂质量不变，则时，溶剂质量：氯化钠>硝酸钾，故选项说法正确；
C、氯化钠和硝酸钾的溶解度都随温度降低而减小，时，分别将等质量的硝酸钾饱和溶液和氯化钠饱和溶液降温至，二者还是饱和溶液，t℃时，氯化钠和硝酸钾的溶解度相等，饱和溶液的溶质质量分数=，则t℃时，溶质质量分数：氯化钠=硝酸钾，故选项说法正确；
D、t℃时，氯化钠和硝酸钾的溶解度相等，二者还是饱和溶液，且时，溶剂质量：氯化钠>硝酸钾，则溶质质量：氯化钠>硝酸钾，故选项说法正确；
故选：BCD。
15．（2025·黑龙江省绥化市）KNO3和NaCl的溶解度曲线如图所示。
(1) 的溶解度受温度影响变化较大。
(2)时，KNO3的溶解度 NaCl的溶解度(填“>”“”“7，向氢氧化钠溶液中加水，溶液碱性逐渐减弱，pH逐渐减小，但始终pH>7，不会小于7，B 选项图像错误。
C、在密闭容器中加热铜粉和氧气，根据质量守恒定律，密闭容器内物质的总质量不变，故C 选项图像正确。
D、向一定质量的过氧化氢溶液中加入少量的二氧化锰，过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，根据质量守恒定律，反应前后元素的质量不变，即反应前后氢元素的质量不变，氧气逸出，溶液质量逐渐减小，当过氧化氢完全分解后，溶液质量为水的质量，不再变化，溶液中氢元素的质量分数=，故溶液中氢元素的质量分数先增大后不变，故D 选项图像错误。
故选C。
21．（2025·四川省广元市）下列图像能正确反映对应过程中相关量变化趋势的是
A．碳在密闭容器(容积不变，充满空气)中燃烧
B．C与CuO在高温条件下反应
C．等质量、等浓度的稀盐酸分别与足量的Mg、Fe反应
D．向一定量的稀硫酸中滴加溶液
【答案】B
【详解】A、碳在密闭容器（容积不变，充满空气）中燃烧，消耗氧气生成二氧化碳等气体，开始时燃烧放热，温度升高，压强增大；反应结束后温度降低，压强减小，根据、，反应后气体增多，恢复室温后压强应大于起始压强，图像不能反映，A 错误；
B、C与CuO在高温条件下反应生成铜和二氧化碳，即，反应后固体质量会因生成二氧化碳气体而减小，但剩余固体一定含有Cu，质量不会减小到 0，图像能反映，B 正确；
C、等质量、等浓度的稀盐酸分别与足量的Mg、Fe反应，根据、，生成氢气质量由酸决定，酸完全反应，最终生成氢气质量相等，图像不能反映，C 错误；
D、稀硫酸显酸性，pH＜7，向一定量的稀硫酸中滴加BaCl2溶液，发生反应，盐酸也显酸性，反应后pH不会等于 7，图像不能反映，D 错误。
故选B。
22．（2025·黑龙江省龙东地区）下列图像能正确反映其对应变化关系的是
A．等质量的铝粉和锌粉分别与足量的稀盐酸反应
B．向两份等质量的水中分别加入相同质量的NaOH和固体
C．一定温度下，向NaCl饱和溶液中加入NaCl固体并搅拌
D．向一定质量的HCl和的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液
【答案】AD
【详解】A、铝的金属活动性比锌强，所以铝与稀盐酸反应速率更快，单位时间内生成的氢气多，曲线陡峭；根据化学方程式、 ，每54份质量的铝能反应生成6份质量的氢气，即每18份质量的铝能反应生成2份质量的氢气，每65份质量的锌能反应生成2份质量的氢气，等质量的铝粉和锌粉与足量稀盐酸反应，最终铝反应产生氢气的质量比锌大，该图像能正确反映对应变化关系；
B、氢氧化钠溶于水放热，溶液温度会先升高，之后逐渐恢复至室温；硝酸铵溶于水吸热，溶液温度会先降低，之后逐渐恢复至室温。此选项图像中温度变化趋势错误，不能正确反映对应变化关系；
C、一定温度下，氯化钠饱和溶液不能再继续溶解氯化钠固体。向饱和NaCl溶液中加入NaCl固体并搅拌，溶液中溶质质量分数应保持不变，而图像中溶质质量分数先增大后不变，不能正确反映对应变化关系；
D、向HCl和MgCl2的混合溶液中滴加NaOH溶液，NaOH先与HCl发生中和反应，此时无沉淀产生；当HCl完全反应后，NaOH再与MgCl2反应：，产生Mg(OH)2沉淀，沉淀质量随NaOH溶液加入而增加，当MgCl2完全反应后，沉淀质量不再变化，该图像能正确反映对应变化关系。
故选AD。
23．（2025·吉林省）下图为我国某地环境监测站2012年和2022年记录的大气中的浓度数据，下列说法正确的是
A．2022年该地大气中已经没有
B．2012年2月和2022年2月浓度差异最小
C．2012年冬季大气中浓度明显高于其他季节
D．煤的使用有利于减少的排放
【答案】C
【详解】A、从图中可以看到，2022 年大气中SO2浓度数值不为 0 ，说明大气中是有SO2​存在的，A 选项错误；
B、观察图中数据，对比 2012 年 2 月和 2022 年 2 月SO2​浓度，二者差异较大，并非差异最小，B 选项错误；
C、冬季一般指 12、1、2 月，从图中明显看出 2012 年这几个月SO2浓度值较高，明显高于其他季节，C 选项正确；
D、煤中往往含有硫元素，燃烧煤会产生SO2​，会增加SO2​的排放，而不是减少，D 选项错误。
故选C。
24．（2025·甘肃省兰州市）阅读材料，回答问题。
泡菜是一种风味独特的乳酸发酵制品，营养丰富，深受人们喜爱。
蔬菜易富集硝酸盐，在腌制初期，蔬菜中的硝酸盐在杂菌(如肠杆菌)的硝酸盐还原酶作用下转化为亚硝酸盐。腌制过程中，蔬菜表面的天然乳酸菌在无氧环境下大量繁殖，将蔬菜中的糖类物质分解为乳酸(C3H6O3)。随着发酵进行，乳酸积累量增加，pH逐渐降低，酸性环境抑制蔬菜中维生素C的氧化分解，还抑制了产生亚硝酸盐的杂菌，同时乳酸菌可能会分泌亚硝酸盐还原酶，将亚硝酸盐分解为无害的氮气或氨，其变化关系如图1所示。
腌制时通常会加入食盐，可以抑制杂菌的生长，还能增强风味，但盐浓度过低(15%)则抑制乳酸菌，发酵停滞。泡菜成熟后，浸泡、漂洗，进行有关数据测定，数值如表1所示。
表1浸泡、漂洗前后硝酸盐、亚硝酸盐含量
泡菜的“利”与“弊”并非绝对，适量、科学地食用，既能享受发酵食品的风味与营养，也能规避潜在风险，使其成为均衡饮食的有益补充。
——节选自《中学生物教学》2023年3月上旬、《食品安全导刊》2019年01期
(1)泡菜中常见的亚硝酸盐是亚硝酸钠(NaNO2)，其中氮元素的化合价为 。
(2)下列说法正确的是_____。
A．腌制泡菜时为了防腐，食盐越多越好
B．亚硝酸盐含量随发酵时间的延长而逐渐增多
C．泡菜中的亚硝酸盐主要来自于蔬菜中的硝酸盐
D．酸性环境促进维生素C的分解，导致泡菜中维生素C含量降低
(3)用化学方法设计实验鉴别氯化钠溶液和硝酸钠溶液 。
(4)日常食用泡菜时为了有效避免摄入过多的亚硝酸盐，食用前应该 。
【答案】(1)+3
(2)C
(3)分别取少量两种溶液于两支试管中，向其中滴加少量AgNO3溶液，产生白色沉淀的是氯化钠溶液，无明显现象的是硝酸钠溶液
(4)浸泡、漂洗（或延长腌制时间等合理答案）
【详解】（1）在化合物中，各元素化合价代数和为零。在NaNO2中，钠元素显+1价，氧元素显−2价，设氮元素化合价为x，则，解得x=+3。
（2）A、腌制泡菜时，食盐浓度过高 (>15%) 会抑制乳酸菌，使发酵停滞，并非越多越好，A 错误；
B、由图1可知，亚硝酸盐含量先增多后减少，B 错误；
C、根据材料，蔬菜易富集硝酸盐，在腌制初期，蔬菜中的硝酸盐在杂菌的硝酸盐还原酶作用下转化为亚硝酸盐，所以泡菜中的亚硝酸盐主要来自于蔬菜中的硝酸盐，C 正确。
D、材料中提到酸性环境抑制蔬菜中维生素C的氧化分解，D 错误。
故选C。
（3）氯化钠溶液中的氯离子能与AgNO3溶液中的银离子结合生成氯化银白色沉淀，而硝酸钠溶液与AgNO3溶液不反应，利用此性质可鉴别二者，实验方案是：分别取少量两种溶液于两支试管中，向其中滴加少量AgNO3溶液，产生白色沉淀的是氯化钠溶液，无明显现象的是硝酸钠溶液。
（4）由表可知，浸泡、漂洗能降低泡菜中硝酸盐和亚硝酸盐含量；从腌制过程分析，延长腌制时间，乳酸菌分泌的硝酸盐还原酶可将亚硝酸盐分解为无害物质，也可减少亚硝酸盐摄入。
25．（2025·甘肃省兰州市）化学实验是化学学习的基础和保证。回答问题。
(1)仪器①的名称 。
(2)实验室用A装置制取氧气的化学方程式是 ，若要用B装置所示收集氧气，请在虚线框内补充画出图中其他部分 。
(3)图C是某制氧装置的工作示意图，反应仓中生成的氧气通过加湿仓后被人体吸入。下列说法正确的是_____。
A．反应仓中的液体试剂可以是过氧化氢溶液
B．加湿仓利用了氧气能溶于水的物理性质
C．设计供氧器需要综合考虑便捷、安全、环保等因素
(4)离子浓度越大，电导率越大，溶液导电性越强。进行图甲实验，测得烧杯中溶液电导率变化如图乙所示。
图甲锥形瓶中发生的化学方程式为 ，从微观角度解释图乙中ab段电导率下降的原因 。
【答案】(1)试管
(2)
(3)AC
(4) 随着反应进行，溶液中的钙离子、氢氧根离子与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀、水，使溶液中离子浓度减小，电导率下降
【详解】（1）根据图像，仪器①是试管。
（2）A 装置是固体加热型发生装置，且试管口有棉花，是用高锰酸钾制取氧气，高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，化学方程式为；
氧气密度比空气大，可用向上排空气法收集，使用 B 装置收集氧气，氧气从长管通入，将空气从短管排出，作图为。
（3）A、过氧化氢溶液在二氧化锰催化作用下能分解产生氧气，不需要加热，所以反应仓中的液体试剂可以是过氧化氢溶液，A 正确；
B、氧气不易溶于水，加湿仓是让氧气通过水来湿润氧气，不是利用氧气能溶于水的性质，B 错误；
C、设计供氧器时，需要考虑使用便捷、保障安全、符合环保要求等多方面因素，C 正确。
故选AC。
（4）图甲中锥形瓶内是石灰石（主要成分碳酸钙）与稀盐酸反应，生成氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式为。
烧杯中发生的反应是，开始时溶液中离子浓度较大，电导率高。反应中钙离子、氢氧根离子与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀、水，离子浓度降低，根据 “离子浓度越大，电导率越大，溶液导电性越强”，所以电导率下降。
26．（2025·吉林省长春市）化学小组以NaOH为例，从定性和定量两个维度研究物质及其变化。
维度一：定性认识NaOH及其溶液
(1)NaOH属于“酸”或“碱”中的 。
(2)将NaOH暴露在空气中，可观察到表面潮湿并逐渐溶解。该现象反映出NaOH的性质有 （答一条）。
(3)向稀NaOH溶液中滴加酚酞溶液，振荡。可观察到溶液由无色变为 色。
维度二：定量研究NaOH溶液与不同物质的反应
Ⅰ．酸碱度视角
25℃时，利用装置（图1）测定NaOH溶液与稀盐酸反应过程中pH的变化，测定结果如图2所示（控制反应过程中温度不变）。
(4)烧杯中预先盛装的溶液是 。
(5)当滴入液体的体积为 mL时，烧杯内溶液中的溶质只有NaCl。
Ⅱ．能量视角
(6)利用传感器测定NaOH溶液与反应过程中温度的变化，测定结果如图3所示，水为对照组。由图3可知，NaOH与的反应属于 （选填“放热反应”或“吸热反应”）。
Ⅲ．压强视角
【提出问题】如何通过气体压强变化认识NaOH溶液与的反应？
【查阅资料】
①可以通过反应物的减少或生成物的增加判断反应的发生情况；
②影响密闭体系内气体压强的因素有气体分子数、气体所占体积和温度。
【实施实验】利用气密性良好的装置（图4）进行实验。打开传感器，待压强平稳后将水匀速注入充满的集气瓶中，压强稳定后再匀速注入等体积的NaOH溶液。测得气体压强变化如图5所示。
【分析解释数据】
(7)对比a点、b点及 点压强的大小，可证明NaOH与发生了反应。
(8)结合b点→c点的变化过程，解释b点、c点压强相同的原因： 。
【答案】(1)碱
(2)易潮解（合理即可）
(3)红
(4)氢氧化钠溶液
(5)10
(6)放热反应
(7)d
(8)在b→c的变化过程中：注入NaOH溶液，气体所占体积减小，压强增大； CO2与NaOH溶液反应放热，温度升高，压强增大；CO2与NaOH溶液反应，CO2分子数减少，压强减小。各种因素的影响相互抵消，b点与c点的压强相同。（合理即可）
【详解】（1）NaOH在水溶液中解离出的阴离子全部是氢氧根离子，属于碱。
（2）NaOH暴露在空气中表面潮湿并逐渐溶解，说明NaOH易潮解，具有吸水性。
（3）酚酞溶液遇碱性溶液变红，NaOH溶液显碱性，所以向稀NaOH溶液中滴加酚酞溶液，溶液由无色变为红色。
（4）由图 2 可知，反应开始时pH>7，随着反应进行pH减小，所以烧杯中预先盛装的溶液是NaOH溶液。
（5）NaOH溶液与稀盐酸发生的反应是。当pH=7时，NaOH溶液与稀盐酸恰好完全反应，此时滴入液体的体积为 10mL，烧杯内溶液中的溶质只有NaCl。
（6）由图 3 可知，NaOH溶液与CO2反应过程中温度升高，说明该反应属于放热反应。
（7）对比 a 点、b 点及 d 点压强的大小，d 点压强比 a、b 点压强小，可证明NaOH与CO2发生了反应。
（8）在b→c的变化过程中：注入NaOH溶液，气体所占体积减小，压强增大； CO2与NaOH溶液反应放热，温度升高，压强增大；CO2与NaOH溶液反应，CO2分子数减少，压强减小。各种因素的影响相互抵消，导致b点与c点的压强相同。
27．（2025·广东省）金属注射成型是一种精密器件的制造技术。某种制备铁镍合金器件的主要工序如图。
(1)原料制备
ⅰ.制铁粉：，则X为 ，参加反应的与的质量比为 。
ⅱ.制纯镍粉：（气态），示意图如图，则温度较高的是 （填“a”或“b”）区。
ⅲ.将铁粉、纯镍粉与石蜡黏结剂混合，制成原料颗粒。
(2)除蜡：若要加快溶剂对石蜡的溶解，可采取的措施是 。
(3)烧结：需在氮气环境下进行的原因是 。与纯铁相比，烧结后得到的铁镍合金的优点有 （写一条）。
(4)渗碳：通过渗碳技术可优化产品性能。对比图中不同温度下含碳量随渗层深度变化的曲线，可得出的结论是 （写一条）。某精密器件渗碳需要达到渗层深度为1.0mm、含碳量为0.6%的要求，图中三个温度中最适合的是 ℃。
【答案】(1) 3∶80 a
(2)适当升高温度或搅拌
(3) 作保护气，防止在烧结时，Fe、Ni被氧气氧化 硬度大（或强度大或耐腐蚀）
(4) 温度相同时，渗层深度越大，含碳量越低（或渗层深度相同时，温度越高，含碳量越高） 1000
【详解】（1）ⅰ.根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类和数目不变，反应物中含H、Fe、O的个数分别是6、2、3，生成物中含H、Fe、O的个数分别是0、2、0，故生成物中还应含6个H、3个O，故X的化学式为：H2O；
参加反应的氢气和氧化铁的质量比为：():160=3:80；
ⅱ.由图可知，a区转化为Ni，则a区温度较高；
（2）若要加快溶剂对石蜡的溶解，可采取的措施是适当升高温度，或是搅拌，增大石蜡与溶剂的接触面积；
（3）铁、镍高温下能与氧气反应，而氮气化学性质稳定，可作保护气，故需在氮气环境下进行的原因是：作保护气，防止在烧结时，Fe、Ni被氧气氧化；
合金比组成它的纯金属硬度大、耐腐蚀，故与纯铁相比，烧结后得到的铁镍合金的优点有：硬度大、耐腐蚀；
（4）由图可知，温度相同时，渗层深度越大，含碳量越低（或渗层深度相同时，温度越高，含碳量越高）；
某精密器件渗碳需要达到渗层深度为1.0mm、含碳量为0.6%的要求，由图可知，图中三个温度中最适合的是1000℃。
28．（2025·内蒙古）阅读科普短文，回答下列问题。
内蒙古的特色饮品奶茶是先用砖茶制成茶汤，后加牛奶再撒少许食盐熬制而成。砖茶中含有30多种酚类物质，总称为茶多酚。茶多酚是决定茶叶色、香、味的重要成分，有降血压、抗衰老等保健功能，易溶于温水，在潮湿的空气中易被氧化。
为适应快节奏生活，将制作奶茶的原料加工成奶茶粉，深受现代人们的喜爱。某种奶茶粉冲调时，溶解的茶多酚含量随水温的变化如图1所示。冲调后，恒温下测得溶解的茶多酚含量随搁置时间的变化如图2所示。
奶茶有补充营养、改善情绪等功效，但是过度饮用会导致糖分、脂肪等摄入过多，引起肥胖，不利于人体健康。
(1)熬制奶茶的原料中富含蛋白质的物质是 。
(2)茶多酚所属的物质类别为 （填“混合物”或“纯净物”）。
(3)结合短文，据图1分析，奶茶粉的最佳冲调温度为 ℃；据图2分析，茶多酚含量随着搁置时间延长逐渐减少，原因可能是 。
【答案】(1)牛奶
(2)混合物
(3) 70 茶多酚被氧化（或其他合理答案，如茶多酚发生分解等）
【详解】（1）砖茶主要含茶多酚等成分，牛奶富含蛋白质，食盐主要成分是氯化钠，所以熬制奶茶的原料中富含蛋白质的是牛奶。
（2）茶多酚是 30 多种酚类物质的总称，因此属于混合物。
（3）由图 1 可知，70℃时溶解的茶多酚含量最高，所以奶茶粉的最佳冲调温度为70℃；
根据短文信息茶多酚在潮湿空气中易被氧化，结合图 2 中茶多酚含量随搁置时间延长逐渐减少，推测原因可能是茶多酚被氧化，也可能是发生了分解等反应。
29．（2025·山东省青岛市）“追梦”小组在实验室中制取氧气并探究其性质，请回答下列问题：
(1)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气用于铁丝燃烧实验，从图一中选择最合适的发生和收集装置 (选填字母序号)，反应的化学方程式为 ，二氧化锰的作用是 。
(2)进行图二所示实验时，发现铁丝在空气中不燃烧，在氧气中剧烈燃烧、 ，放热，生成黑色固体，该反应的化学方程式为 。铁丝在空气中与在氧气中反应的剧烈程度明显不同、原因是 。
(3)为验证氧气的某些物理性质，小组同学收集一塑料瓶干燥的氧气，进行图三所示实验，测得氧气体积分数随时间变化曲线如图四所示。
①从微观角度分析AB段曲线下降的原因是 。
②BC段曲线下降幅度明显超过AB段，体现氧气的性质是 。
③图四中D点氧气的体积分数约为 %。
【答案】(1) BE 催化作用
(2) 火星四射 氧气具有助燃性，氧气浓度越大，燃烧越剧烈
(3) 分子在永不停息的做无规则运动 密度大于空气 21
【详解】（1）二氧化锰作催化剂分解过氧化氢溶液制取氧气属于固液不加热装置，所以发生装置选择B；铁丝在氧气中燃烧实验要求氧气纯净，最合适的收集装置是排水法装置，所以收集装置选择E，故填：BE；
二氧化锰作催化剂分解过氧化氢溶液生成氧气和水，反应方程式为：；
二氧化锰作为催化剂，它的作用是催化作用；
（2）由于空气中氧气浓度大约只有21%，浓度较小，铁丝在空气中不燃烧，铁丝在氧气中剧烈燃烧，可观察到的实验现象是：剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成黑色固体，故填：火星四射；
铁丝在氧气中燃烧，生成黑色的四氧化三铁，反应的化学方程式为：；
因为空气中具有助燃性的物质是氧气，空气中氧气浓度大约只有21%，浓度较小，铁丝无法燃烧，纯氧中氧气浓度大，所以铁丝可以燃烧，故填：氧气具有助燃性，氧气浓度越大，燃烧越剧烈；
（3）从微观角度分析AB段曲线下降的原因是瓶子正正放，瓶盖打开，少量氧气分子运动到瓶子外，导致氧气体积分数减小，故填：分子在永不停息的做无规则运动；
BC段曲线下降幅度明显超过AB段，是因为180s后瓶子倒放，氧气密度大于空气密度，所以氧气下沉，有大量氧气分子运动到空气中，故填：密度大于空气；
图四中D点氧气的体积分数基本保持不变，说明瓶中的氧气已完全逸出，瓶中是空气，空气中氧气的体积分数大约为21%，故填：21。
30．（2025·山东省青岛市）阅读下列资料，并回答问题。
二氧化钛()是一种无毒的白色粉末，作为光催化材料被广泛应用于降解污染物、分解水制氢等领域。
资料一：向中加入某些金属元素可以提高其光催化降解性能。我国科研人员制备了复合材料，并比较了它和对某污染物的光催化降解性能，实验结果如图(降解率越高，材料的光催化降解性能越强)。
资料二：利用催化材料可实现阳光下“一键分解”水分子制氢。当阳光照射时，晶体内部激发出光生电子和空穴，水分子在光生电子和空穴作用下分解。但是，光生电子和空穴在晶体内部横冲直撞，绝大多数在百万分之一秒内就会复合湮灭，导致光催化分解水的效率大幅降低。近日，我国科研人员用大小相近的钪离子替代部分钛离子，实现了有序收集光生电子和接收空穴。通过对晶体的结构改造，使制氢效率提高15倍，创造了该材料体系的新纪录。
(1)中钛元素的化合价是 。
(2)下列与属于同类材料的是 (填序号)。
①铜 ②玻璃钢 ③钛合金
(3)图中表示复合材料的曲线是 (填“a”或“b”)。图中材料用量达到 g时，两种材料的光催化降解性能开始趋于稳定。
(4)掺杂钪改造，其目的是 。
(5)阅读分析以上资料，下列理解正确的是 (填序号)。
①中加入任何元素均可提高其光催化性能
②可通过改变材料的结构，优化材料的性能
③“元素替代”是改变材料性能的一种途径
【答案】(1)+4
(2)②
(3) a 1.1
(4)提高制氢效率
(5)②③
【详解】（1）中氧元素的化合价为-2，根据在化合物中各元素化合价的代数和为零，则中钛元素的化合价为+4；
（2）由题干信息可知，属于复合材料，铜、钛合金属于金属材料，玻璃钢是由玻璃纤维与合成材料复合而成的特殊材料，属于复合材料，故填：②；
（3）由题干信息可知，向中加入某些金属元素可以提高其光催化降解性能，由图可知，相同条件下a的降解率比b高，降解率越高，材料的光催化降解性能越强，则表示复合材料的曲线是a；
由图可知，当材料用量达到1.1g时，两种材料的光催化降解性能开始趋于稳定；
（4）由题干信息可知，我国科研人员用大小相近的钪离子替代部分钛离子，实现了有序收集光生电子和接收空穴，通过对晶体的结构改造，使制氢效率提高15倍，故掺杂钪改造的目的是提高制氢效率；
（5）①由题干信息可知，向中加入某些金属元素可以提高其光催化降解性能，并不是中加入任何元素均可提高其光催化性能，说法错误，不符合题意；
②由题干信息可知，通过对晶体的结构改造，使制氢效率提高15倍，说明可通过改变材料的结构，优化材料的性能，说法正确，符合题意；
③由题干信息可知，我国科研人员用大小相近的钪离子替代部分钛离子，实现了有序收集光生电子和接收空穴，通过对晶体的结构改造，使制氢效率提高15倍，说明“元素替代”是改变材料性能的一种途径，说法正确，符合题意。
故选：②③。
31．（2025·四川省广元市）我国化学电池技术全球领先。电池的比能量(单位质量的电池所输出的电能)是衡量电池优劣的重要指标之一，常用电池的比能量：锂电池>镍氢电池>镍镉电池>铅蓄电池。锂电池具有轻便、比能量高的突出优点。生产含磷酸亚铁锂()的电池时，在电池材料中添加适量的石墨烯作导电剂，可有效提高电池性能，但过多的石墨烯会导致电池内阻增加，性能下降。我国科研团队就石墨烯含量对粉末电阻的影响进行研究，结果如图所示。
(1)石墨烯与金刚石的物理性质有很大差异，原因是 。
(2)中磷酸根的化合价为-3价，则锂元素的化合价为 价，磷原子的核内有15个质子，则磷原子的最外层电子数为 。
(3)手机使用锂电池而不使用铅蓄电池，原因是 。
(4)含的电池材料中添加的石墨烯含量为 时，电池性能最佳。
【答案】(1)碳原子排列方式不同
(2) +1 5
(3)锂电池轻便、比能量高
(4)4%
【详解】（1）金刚石碳原子排列方式为立体网状结构，而石墨烯碳原子的排列方式为层结构，网状结构更加稳定，所以碳原子排列方式不同，导致金刚石和石墨烯性质差异很大。
（2）①化合物中各元素的化合价代数和为0，磷酸亚铁锂()中PO4化合价为-3价，亚铁的化合价为+2价，设锂元素化合价为x，根据化合物中各元素正负化合价代数和为0，则x+(+2)+(−3)=0，解得x=+1，故锂元素的化合价为+1价。
②磷原子核内有15个质子，原子核外有15个电子，那么电子排布为第一层2个电子，第二层8个电子，最外层5个电子。
（3）根据文中信息可知，判断一种电池的优劣或是否适合某种用途，主要看这种电池的比能量（单位质量的电池所输出的电能）以及电池可储存时间的长短，常用电池的比能量：锂电池＞镍镉电池＞铅蓄电池，锂电池具有轻便、比能量高的突出优点，所以手机常使用锂电池而不使用铅蓄电池。
（4）生产锂电池时，在电池材料中添加适量的石墨烯（单层石墨）作导电剂，可以有效提高电池的性能，但过多的石墨烯会阻碍电池中锂离子的迁移，导致电池内阻增加，性能下降，所以图示中LiFePO4粉末电阻最小时，表示电池性能最佳，即为4%时。
32．（2025·四川省宜宾市）阅读下列科普短文。
神奇的玉米芯
近年来，低糖饮食逐渐成为人们关注的热点。人体每天需要摄入一定量的糖类物质，以维持血液中葡萄糖(C6H12O6)的正常浓度。如果血液中葡萄糖的浓度过低，易造成低血糖而出现乏力甚至休克；浓度过高，易造成高血糖而引发糖尿病。木糖醇(C5H12O5)是白色粉末，易潮解。1g木糖醇含有的热量为2.4卡，1g蔗糖含有的热量为4卡。木糖醇是一种低热量、可以替代蔗糖等糖类的非营养性甜味剂，可用于糖尿病患者的糖类替代品。工业上常用木聚糖与氢气反应生产木糖醇，生产木聚糖的原料是玉米芯。科研人员采用瞬间气流膨化技术破坏玉米芯中的木质素结构，再使用“酶解法”生产木聚糖，有关实验信息如下表所示。
谁能想到，剥玉米后废弃的玉米芯竟能为糖尿病患者带来“甜蜜”，在感叹玉米芯神奇的同时，不得不赞叹科技的力量。
【查阅资料】当膨化机内达到一定压强时，打开膨化机盖子，可使玉米芯瞬间膨化。无水条件下，当机内压强≥1.4MPa时，膨化机内温度较高，甚至能达到玉米芯的着火点。回答下列问题：
(1)木糖醇具有的物理性质是 (写出一点即可)。
(2)木糖醇的化学式为C5H12O5，其中“12”表示的含义是 。
(3)下列说法错误的是_______(填序号)。
A．木糖醇需要密封保存
B．木糖醇是一种低热量的甜味剂
C．日常生活中，木糖醇完全可以替代糖类
D．生产过程中，水量越多木聚糖产率越高
(4)对比上述两组实验，制取木聚糖的最佳条件是 。
(5)实验②中，压强为1.4MPa时木聚糖的产率比1.2MPa低，原因是 。
【答案】(1)白色粉末（或易潮解）
(2)1 个木糖醇分子中含有 12 个氢原子
(3)CD
(4)压强为1.4MPa、水量为10%
(5)无水条件下，当机内压强≥1.4MPa时，膨化机内温度较高，甚至能达到玉米芯的着火点，玉米芯燃烧（或发生其他反应），导致木聚糖产率降低
【详解】（1）物理性质是不需要化学变化表现出的性质，文中 “木糖醇(C5H12​O5)是白色粉末，易潮解”，白色粉末、易潮解属于物理性质。
（2）化学式中元素符号右下角数字表示一个分子中该原子的个数，所以C5H12​O5中 “12” 表示 1 个木糖醇分子含 12 个氢原子。
（3）A、木糖醇易潮解，所以需要密封保存，A 正确；
B、文中提到 “木糖醇是一种低热量、可以替代蔗糖等糖类的非营养性甜味剂”，B 正确；
C、人体需要摄入一定量糖类维持葡萄糖正常浓度，木糖醇是一种低热量、可以替代蔗糖等糖类的非营养性甜味剂，不能完全替代糖类，C 错误；
D、由实验①数据图可知，木聚糖产率随水量的增加先增大后减小，不是水量越多木聚糖产率越高，D 错误。
故选CD。
（4）由实验①数据图，压强1.4MPa、水量10%时木聚糖产率最高；实验②中压强1.2MPa时产率不如实验①中最佳情况，所以最佳条件是压强为1.4MPa、水量为10%。
（5）根据查阅资料，无水条件下，压强≥1.4MPa时，膨化机内温度高，达到玉米芯着火点，玉米芯燃烧（或发生其他反应），使木聚糖产率降低。
温度℃
20
30
40
60
80
100
溶解度/g
KCl
34.0
37.0
40.0
45.5
51.1
56.7
33.7
38.9
44.5
54.6
55.8
50.4
浸泡时间(min)
硝酸盐含量(mg/kg)
亚硝酸盐含量(mg/kg)
0
115
1.70
10
93
1.45
20
76
1.17
30
41
0.43
实验
①
②
实验条件
压强为1.4MPa，改变水量
膨化机内无水，改变压强
实验数据图