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中考化学总复习课件 题型突破03 曲线图像题 课件
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这是一份中考化学总复习课件 题型突破03 曲线图像题 课件，共58页。PPT课件主要包含了类型一坐标曲线型，图T3-1，答案D，图T3-2，答案B，方法点拨，图T3-3，图T3-4，图T3-5，图T3-6等内容，欢迎下载使用。
化学试题中常运用图像信息表示化学过程或相关的变化规律,称之为图像题。图像包含着丰富的信息知识,能直观形象、简明清晰地体现出化学知识的本质,能考查考生对各知识内容的综合理解和对学科之间知识的综合运用。从题型上来说,图像题在中考中常出现在选择题、填空题、计算题里。从内容上来说,主要包含质量守恒定律、金属与酸(或盐溶液)的反应、溶液的性质、酸碱盐之间的反应、微粒间的变化、反应速率等。突破方法:分析已知条件,读懂题目中有限的文字信息,对整个函数图像、模型图进行多角度认真分析,特别是图像的重要位置,模型图中粒子在反应前后的变化。1.理解横、纵坐标的含义。把握曲线的四个点,即起点、转折点、交点、终点。2.尽可能把分子、原子模型“翻译”成我们熟悉的化学符号。
角度1 金属与酸、盐溶液反应的图像题
例1 [2018·济宁] 分别向50 g FeSO4和CuSO4溶液中,加入一定质量Mg粉恰好完全反应。随Mg粉消耗,Mg粉与溶液中FeSO4、CuSO4的质量变化如图T3-1所示。请读取图像信息并结合金属活动性顺序分析,下面说法不合理的是( )
A.反应前,溶液中溶质质量分数:FeSO4B
[解析] 反应后,生成铜的质量大于生成铁的质量,因此硫酸亚铁和镁反应后溶液的质量大于硫酸铜和镁反应后溶液的质量,若FeSO4和CuSO4对应新溶液的溶质质量分数分别为A、B,则A小于B,D不正确。
例2 [2017·唐山路南区三模] 等质量的X、Y与足量同体积、同浓度的盐酸反应(生成的盐中,两种金属元素的化合价均为+2),产生气体的质量与时间、稀盐酸的质量的关系如图T3-2所示。下列说法中不正确的是( )
A.t1时,消耗盐酸的质量:X>YB.t3时,消耗盐酸的质量:X=YC.金属的相对原子质量:XY
[解析] 从题中左图可以看出等质量的X、Y与足量同体积、同浓度的盐酸反应时金属都消耗完,最终X生成气体的质量大于Y,所以X的相对原子质量小于Y。从题中右图可以看出t1、t2、t3时金属X生成的氢气都比Y多,则t1、t2、t3时消耗盐酸的质量均是X>Y。
此类题是过程与图像结合题,是对学生识图能力的考查。解题的关键是能正确地分析各个反应的过程并能结合图像分析问题。看金属是否与酸发生置换反应可以判断金属的活动性;将一种金属单质放入几种盐溶液的混合液中时,其中排在金属活动性顺序中最靠后的金属最先被置换出来,然后再依次置换出稍靠后的金属。简记为“在金属活动性顺序中,距离远,先反应”。
例3 [2017·黔东南] 某校化学小组在利用硫酸和氢氧化钾溶液探究酸碱中和反应时,利用数字化传感器测得烧杯中溶液pH的变化图像如图T3-3所示。下列说法正确的是( )
A.图中c点所示溶液呈碱性B.图中a点所示溶液中,含有的溶质是K2SO4和H2SO4C.该实验是将氢氧化钾溶液逐滴滴入到盛有硫酸的烧杯中D.由b点到c点的变化过程中没有发生化学反应
角度2 溶液pH的图像题
[解析] 由图可知c点时溶液的pH小于7,溶液显酸性;a点时溶液的pH大于7,显碱性,此时氢氧化钾过量,溶液含有的溶质是K2SO4和KOH;由图像可知,开始时溶液的pH由大于7逐渐地减小到7然后小于7,可知是向碱溶液中不断加入酸的过程,说明是把硫酸滴加到氢氧化钾溶液中;b点到c点,是恰好完全反应后继续滴加稀硫酸的过程,该过程中没有发生化学反应。
【方法点拨】 溶液稀释的pH曲线
图甲:碱性溶液稀释时,由于碱性溶液的pH>7,而水的pH=7,随着加入水的质量增加,pH不断减小,但不会小于或等于7。图乙:酸性溶液稀释时,由于酸性溶液的pH<7,而水的pH=7,随着加入水的质量增加,pH不断增大,但不会大于或等于7。图丙:酸入碱,在0点时,溶液的pH>7,此时溶液呈碱性;随着酸的加入,pH不断减小,当酸碱恰好中和时,溶液的pH=7;继续加入酸,溶液的pH<7,溶液呈酸性。图丁:碱入酸,跟“酸入碱”时情况相反。
例4 [2018·龙东] 甲、乙、丙三种物质的溶解度曲线如图T3-5所示,回答下列问题。
(1)三种物质中 (填“甲”“乙”或“丙”)的溶解度随温度变化趋势与气体溶解度变化相似。 (2)将t2℃时,甲、乙两种物质饱和溶液分别蒸发等质量的水,析出固体的质量甲 (填“>”“<”或“=”)乙。 (3)当甲中混有少量乙时,可采用 的方法提纯甲。 (4)将t2℃时等质量的甲、乙、丙三种物质的饱和溶液同时降温至t1℃,所得溶液中溶剂质量由大到小顺序为 。
角度3 有关溶解度曲线的图像题
[解析] (1)气体物质的溶解度随温度的升高而减小,根据溶解度曲线可知,三种物质中丙物质的溶解度随温度的升高而减小,变化趋势与气体溶解度变化相似。(2)t2℃时,甲的溶解度大于乙,说明等量的水中溶解甲的质量大于乙,所以甲、乙两种物质饱和溶液分别蒸发等质量的水,析出固体的质量甲大于乙。(3)甲的溶解度受温度影响变化较大,把甲的饱和溶液降温结晶,可以得到大量甲晶体,乙的溶解度受温度影响变化不大,所以,当甲中混有少量乙时,可采用降温结晶的方法提纯甲。(4)t2℃时,三种物质溶解度大小为甲>乙>丙,该温度时,等质量的甲、乙、丙三种物质的饱和溶液中所含溶剂质量大小为甲<乙<丙,同时降温至t1℃,甲、乙饱和溶液中有晶体析出,溶剂质量不变,丙的饱和溶液变为不饱和溶液,溶剂质量不变,则所得溶液中溶剂质量由大到小的顺序为丙>乙>甲。
[答案] (1)丙 (2)> (3)降温结晶 (4)丙>乙>甲
例5 [2018·岳阳] 下列图像中有关量的变化趋势正确的是( )
A.①图:向一定量的盐酸和氯化钡的混合溶液中,逐渐滴加碳酸钾溶液至过量B.②图:加热等质量的两份氯酸钾,一份加入二氧化锰,一份不加入二氧化锰C.③图:一定量的硫粉与过量的氧气在密闭容器内点燃并充分反应D.④图:向一定量的氯化亚铁和氯化铜的混合溶液中,逐渐加入镁粉至过量
[解析] 向一定量的盐酸和氯化钡的混合溶液中,逐渐滴加碳酸钾溶液至过量时,碳酸钾先和盐酸反应生成氯化钾、水和二氧化碳,随着反应进行,溶液酸性减弱,pH增大,盐酸反应完后,碳酸钾和氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钾,反应过程中溶液pH不变,完全反应后继续加入碳酸钾溶液时,碳酸钾溶液显碱性,溶液pH继续增大;加热等质量的两份氯酸钾,一份加入二氧化锰,一份不加入二氧化锰,只是反应速率不同,但是最终生成氧气质量相等;一定量的硫粉与过量的氧气在密闭容器内点燃并充分反应,硫完全反应,剩余硫粉质量为零;向一定量的氯化亚铁和氯化铜的混合溶液中,逐渐加入镁粉至过量时,镁先和氯化铜反应生成氯化镁和铜,反应过程中溶液质量减小,后和氯化亚铁反应生成氯化镁和铁,反应过程中溶液质量减小,但减小的幅度变小,完全反应后溶液质量不变。
例6 [2017·泰安] 下列四个图像中,能正确反映对应变化关系的是( )
A.向一定量的氢氧化钠溶液中逐滴加入pH=2的稀盐酸至过量B.某温度时,向一定量的饱和石灰水中加入少量生石灰C.向盐酸和氯化镁的混合溶液中滴加氢氧化钠溶液D.将水通电一段时间
[解析] 向一定量的氢氧化钠溶液中逐滴加入pH=2的稀盐酸至过量时,溶液的pH应该从大于7逐渐减小到小于7,但不会等于或小于2;向一定量的饱和石灰水中加入少量生石灰时,氧化钙和水反应生成氢氧化钙,同时放热,氢氧化钙的溶解度随着温度升高而减小,溶质质量减小,随着温度降低,氢氧化钙的溶解度增大,会溶解一部分氢氧化钙固体,溶液中溶质质量增大,恢复至室温时,溶液中溶质质量不再变化;向盐酸和氯化镁的混合溶液中滴加氢氧化钠,氢氧化钠先和盐酸反应生成氯化钠和水,再与氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠;电解水时,正极产生的是氧气,负极产生的是氢气,氧气和氢气的体积比约为1∶2,质量比是8∶1。
解答此类试题时,首先要做到“五看”:一看坐标(横、纵坐标的含义),二看起点(图像的起点),三看拐点(图像的拐点及终点),四看比例(看图像中横、纵坐标的比例关系),五看特征(看图像的走向,如上升还是下降等);其次把图像表示的意义与化学知识有效地结合起来,找出图像与相关化学知识的具体关系即可。
1.[2018·安徽] 实验室测定蜡烛在盛有一定体积空气的密闭容器内燃烧至熄灭过程中,O2和CO含量随时间变化曲线如图T3-8所示。通过分析该图可推理出的结论是( )
A.曲线①表示CO含量的变化B.蜡烛发生了不完全燃烧 C.蜡烛由碳、氢元素组成D.蜡烛熄灭时,容器内氧气耗尽
[解析] 本题考查的是对题目中的信息进行综合提炼的能力。由曲线图可知,曲线①表示的气体含量减少,则该曲线表示氧气含量的变化;曲线②表示的气体含量增加,则该曲线表示CO含量的变化,A错误;由于反应生成CO,故该过程蜡烛发生了不完全燃烧,B正确;该曲线只有氧气和CO含量的变化,不能说明蜡烛燃烧生成了水,即只能推断蜡烛中含有碳元素而不能说明其含有氢元素,C错误;由曲线①最终的值不为零可知,反应结束后容器内氧气并未完全被消耗,D错误。
2.向一定量硝酸银和硝酸亚铁的混合溶液中加入锌粉,充分反应后所得溶液的质量与加入锌粉的质量关系如图T3-9所示。下列说法正确的是( )
A.a点所得固体为银和铁B.b点所得溶液中的溶质为硝酸银、硝酸亚铁和硝酸锌C.c点所得溶液中的溶质为硝酸亚铁和硝酸锌D.d点所得固体为银、铁和锌
[解析] a点所得固体为硝酸银和锌反应生成的银;b点时硝酸银完全反应,所得溶液中的溶质是没有反应的硝酸亚铁和反应生成的硝酸锌;c点时硝酸亚铁完全反应,所得溶液中的溶质为反应生成的硝酸锌;d点所得固体为反应生成的银、铁和过量的锌。
3.[2018·衡阳] 现有盐酸和CaCl2的混合溶液,向其中逐滴滴入Na2CO3溶液,生成沉淀质量与滴入Na2CO3溶液质量的变化关系如图T3-10所示。下列说法错误的是( )
[解析] 滴加碳酸钠溶液质量至b g时,含有的溶质有氯化钠和氯化钙两种,不是三种。
4.[2017·重庆A] 某实验小组将Ba(OH)2溶液逐滴滴入硫酸中,溶质的质量与加入的Ba(OH)2溶液的质量关系如图T3-11所示。下列说法错误的是( )
A.a点溶液为酸性B.b点恰好完全反应C.c点溶液的溶质为硫酸D.b、c两点沉淀质量相等
5.向一定质量的甲中连续加入乙至过量,此过程中溶液的总质量与加入乙的质量之间的关系符合如图T3-12所示曲线的是( )
[解析] 稀硫酸中加入NaOH溶液发生中和反应,溶液总质量应该是随着NaOH的加入而不断上升的,图像不会有水平阶段;向稀盐酸中加入碳酸钙,开始时,溶液的总质量就是盐酸的质量,加入碳酸钙,碳酸钙和盐酸反应,溶液总质量增加,当盐酸全部反应完时,再加入碳酸钙就不反应了,且碳酸钙是固体,溶液的总质量不变;锌置换出氢,显然溶液质量增加,当盐酸反应完后,锌是固体,所以溶液总质量不再增加;铜粉置换银,由化学反应方程式可知,开始反应时,溶液总质量是减小的,反应完全后,溶液总质量不变。
6.[2018·威海] 下列四个图像分别对应四个变化,其中正确的是( )
A.将水通电一段时间后B.向氢氧化钾和碳酸钾的混合溶液中滴加过量稀盐酸C.向一定质量分数的氢氧化钠溶液中不断加水D.分别向等质量的铁粉和锌粉中加入过量的相同质量分数的稀硫酸
[解析] 将水通电一段时间后,产生氢气与氧气的体积比约为2∶1;向氢氧化钾和碳酸钾的混合溶液中滴加稀盐酸,稀盐酸先与氢氧化钾溶液反应,所以开始不产生气体,当氢氧化钾完全反应后,再滴加稀盐酸才产生气体;向一定质量分数的氢氧化钠溶液中不断加水,碱性减弱,pH减小,但不会≤7;锌的金属活动性比铁强,反应速率大,等质量的铁粉和锌粉与过量的相同质量分数的稀硫酸反应,铁生成的氢气多。
7.下列能正确反映相关实验过程中量的变化关系(如图T3-14)的是( )
A.图甲表示一定压强下,氧气在水中的溶解度B.图甲表示一定压强下,氢氧化钙在水中的溶解度C.图乙表示一定温度下,向不饱和硝酸钾溶液中加入硝酸钾D.图乙表示一定温度下,向水中加入硝酸钾
8.[2018·宿迁] 下列选项中相关量的变化与图像不相符的是( )
[解析] 向一定量饱和食盐水中加水,氯化钠质量不变,水的质量增加,溶质、溶剂质量的变化与图像不符,故A符合题意;锌与稀硫酸反应产生氢气,当锌反应完后,氢气质量不再改变,与图像相符,故B不符合题意;向氯化铜溶液中加氢氧化钠溶液,氢氧化钠与氯化铜反应生成氢氧化铜沉淀,当氯化铜反应完后,沉淀质量不再增加,与图像相符,故C不符合题意;向一定量水中加硝酸钾晶体,硝酸钾溶于水形成溶液,当溶液达到饱和状态时,硝酸钾晶体不再溶解,溶质质量分数不再改变,与图像相符,故D不符合题意。
9. [2017·福建] 常温下,往盛放适量M物质的烧杯中逐渐加入N物质并充分搅拌,如图T3-15,横坐标x表示N物质的质量,纵坐标y表示烧杯中的某物理量(见下表),下列实验与图像对应关系合理的是( )
10.[2018·宁波] 向盛有20 g 10%氢氧化钠溶液的烧杯中逐滴滴入7.3%的稀盐酸,下列是关于溶液总质量或溶液pH随盐酸质量变化的关系图(Q点表示恰好完全反应)。其中正确的是( )
11.[2018·徐州] 某化学兴趣小组借助氧气传感器探究微粒的运动,数据处理软件可实时绘出氧气体积分数随时间变化的曲线。收集一塑料瓶氧气进行以下三步实验:①敞口放置; ②双手贴在塑料瓶外壁上;③将塑料瓶的瓶口朝下。
三步实验中测得氧气的体积分数随时间变化的曲线依次为图T3-17乙中的MN段、NP段和PQ段。
(1)能够说明氧分子不断运动的曲线是 。 A.MN段B.NP段C.PQ段(2)MN段和NP段相比较,说明 。 (3)随着实验的进行,传感器测出氧气的体积分数约为 时几乎不再变化。
[答案] (1)AB (2)温度越高,分子运动越快 (3)21%
[解析] (1)敞口放置,氧分子扩散,氧气体积分数减小,能够说明氧分子在不断运动;双手贴在塑料瓶外壁上,气体受热膨胀,也会造成气体体积减小,能够说明氧分子在不断运动; 将塑料瓶的瓶口朝下,因氧气的密度大于空气,氧气的体积分数随时间减小,不能说明氧分子在不断运动。(2)MN段和NP段相比较,NP段表示的氧气的体积分数随时间变化的幅度大,说明温度越高,分子运动越快。(3)随着实验的进行,当塑料瓶内的气体与空气的组成相同时,传感器测出氧气的体积分数几乎不再变化。
12.[2018·东营] 我国化学家侯德榜创立的侯氏制碱法为纯碱工业技术的发展作出了杰出的贡献。在制备纯碱的过程中涉及Na2CO3、NaCl、NH4Cl、NaHCO3等物质。请结合表格数据回答下列问题。
(1)表中三种物质中,溶解性属于可溶的物质是 。 (2)在50 ℃时,向100 g水中加入48 g Na2CO3充分搅拌所得溶液质量为 ;保持烧杯中各物质质量不变,降温至40 ℃时,所得溶液溶质的质量分数会 (填“变大”“变小”或“不变”)。 (3)请根据表格中数据,在图T3-18中绘制出碳酸钠的溶解度曲线。
(4)根据溶解度曲线回答下列问题。①60 ℃时,向等质量的上述四种固体物质中分别加水配成饱和溶液,所得溶液质量由大到小的顺序是 。 ②侯氏制碱法的关键步骤是:先向饱和食盐水中通入氨,制成饱和氨盐水,氨盐水吸收二氧化碳后生成碳酸氢钠和氯化铵,其化学方程式为NaCl+NH3+H2O+CO2 NH4Cl+NaHCO3。请问生成的碳酸氢钠和氯化铵,哪种物质首先析出? ,理由是 。
[答案] (1)碳酸氢钠(或NaHCO3) (2)147.3 g 变大 （3）
(4)①NaHCO3、NaCl、Na2CO3、NH4Cl(或NaHCO3>NaCl>Na2CO3>NH4Cl)②碳酸氢钠(或NaHCO3)NaHCO3的溶解度远小于NH4Cl的溶解度(或NaHCO3的溶解度较小或反应生成的碳酸氢钠质量大于氯化铵,且相同温度下NaHCO3的溶解度远小于NH4Cl的溶解度)
[解析] (1)20 ℃时,溶解度大于1 g小于10 g的物质属于可溶物质,所以表中三种物质中,溶解性属于可溶的物质是碳酸氢钠(或NaHCO3)。(2)50 ℃时,碳酸钠的溶解度是47.3 g,100 g的水中最多溶解47.3 g Na2CO3。向100 g水中加入48 g Na2CO3充分搅拌所得溶液质量为100 g+47.3 g=147.3 g。保持烧杯中各物质质量不变,降温至40 ℃时,碳酸钠溶解度变大,烧杯中未溶解的碳酸钠继续溶解,所得溶液的溶质质量分数会变大。(3)依据表中的数据绘制出碳酸钠的溶解度曲线如图所示。
类型二 分子、原子模型图像题
例7 [2018·达州] 一氧化碳在氧气中燃烧,火焰呈蓝色,同时放出大量的热,其反应的微观过程如图T3-19所示,根据此图判断,下列说法正确的是( )
A.该反应是置换反应B.化学反应前后元素的种类不变C.化学反应前后分子的种类和数目都不变D.发生反应前,一氧化碳和氧气的质量比是7∶4
[解析] 该反应的反应物是两种,生成物是一种,属于化合反应;从图示看出,该反应中共有两种不同的小球,代表两种不同的原子,故该反应中共有两种元素,反应前后元素种类不变;由微粒的变化可知,化学反应前后分子的种类和数目都发生了变化;从图示可以看出,发生反应前,一氧化碳和氧气的质量比是(28×2)∶(32×4)=7∶16。
此类题目涉及的知识点包括物质组成的基本概念、化学式、质量守恒定律、化学方程式的书写与配平、化学反应的 基本类型等。
1.化学概念间有包含、并列、交叉等不同关系。下列选项符合如图T3-20所示关系的是( )
2.[2018·遂宁] 一氧化碳与氢气在一定条件下发生反应的微观示意图如图T3-21所示。下列分析不正确的是( )
A.该反应前后分子的种类发生了改变B.物质甲由碳、氢、氧三种原子构成C.该反应的反应物和生成物中共有2种氧化物D.物质甲中碳、氢、氧元素质量比为12∶3∶8
[解析] 由质量守恒定律可知,一个甲分子由两个碳原子、一个氧原子、六个氢原子构成。
3.[2018·南通] 如图T3-22为金属钠与水反应的示意图。
(2)写出该反应的化学方程式: 。
(1)保持水的化学性质的最小粒子是 。
4.[2018·黄石] 汽车尾气催化转换器可减少有害气体的排放,其中某一反应过程的微观变化如图T3-23所示。请回答下列问题。
(1)化学反应前后,物质总质量是否发生改变? (填“是”或“否”);种类发生改变的微粒是 (填“分子”或“原子”)。 (2)丙微粒中碳元素的化合价为 。 (3)已知丁是一种单质,则丁是 (写化学式)。 (4)该反应的化学方程式为 。
[解析] (1)化学反应过程中分子分解成原子,原子不能再分,重新组合成新分子,因此,反应中发生改变的微粒是分子。(2)丙是二氧化碳(CO2),二氧化碳中氧元素显-2价,则碳元素的化合价为+4。(3)根据化学反应前后原子种类和数目不变,得出丁的化学式为N2。(4)反应物甲是一氧化氮,乙是一氧化碳,生成物是二氧化碳和氮气。
5.[2018·滨州] 走进化学变化的微观世界,在“宏观—微观—符号”之间建立联系,有利于我们进一步认识化学变化。图T3-24是某化学变化的微观示意图,请根据图示回答下列问题。
(1)乙物质在通常状况下是一种气体,要制取一瓶该气体可选用的收集方法是 (任写一种)。 (2)甲物质中碳、氢元素的质量比为 。 (3)下列关于该反应的说法中不正确的是 。 A.反应前后元素的种类不变B.反应前后原子个数不变,分子个数也没有变化C.反应前后各元素的质量都没有发生变化D.反应前后物质的种类没有改变(4)请写出该反应的化学方程式: 。
化学试题中常运用图像信息表示化学过程或相关的变化规律,称之为图像题。图像包含着丰富的信息知识,能直观形象、简明清晰地体现出化学知识的本质,能考查考生对各知识内容的综合理解和对学科之间知识的综合运用。从题型上来说,图像题在中考中常出现在选择题、填空题、计算题里。从内容上来说,主要包含质量守恒定律、金属与酸(或盐溶液)的反应、溶液的性质、酸碱盐之间的反应、微粒间的变化、反应速率等。突破方法:分析已知条件,读懂题目中有限的文字信息,对整个函数图像、模型图进行多角度认真分析,特别是图像的重要位置,模型图中粒子在反应前后的变化。1.理解横、纵坐标的含义。把握曲线的四个点,即起点、转折点、交点、终点。2.尽可能把分子、原子模型“翻译”成我们熟悉的化学符号。
角度1 金属与酸、盐溶液反应的图像题
例1 [2018·济宁] 分别向50 g FeSO4和CuSO4溶液中,加入一定质量Mg粉恰好完全反应。随Mg粉消耗,Mg粉与溶液中FeSO4、CuSO4的质量变化如图T3-1所示。请读取图像信息并结合金属活动性顺序分析,下面说法不合理的是( )
A.反应前,溶液中溶质质量分数:FeSO4
[解析] 反应后,生成铜的质量大于生成铁的质量,因此硫酸亚铁和镁反应后溶液的质量大于硫酸铜和镁反应后溶液的质量,若FeSO4和CuSO4对应新溶液的溶质质量分数分别为A、B,则A小于B,D不正确。
例2 [2017·唐山路南区三模] 等质量的X、Y与足量同体积、同浓度的盐酸反应(生成的盐中,两种金属元素的化合价均为+2),产生气体的质量与时间、稀盐酸的质量的关系如图T3-2所示。下列说法中不正确的是( )
A.t1时,消耗盐酸的质量:X>YB.t3时,消耗盐酸的质量:X=YC.金属的相对原子质量:X
[解析] 从题中左图可以看出等质量的X、Y与足量同体积、同浓度的盐酸反应时金属都消耗完,最终X生成气体的质量大于Y,所以X的相对原子质量小于Y。从题中右图可以看出t1、t2、t3时金属X生成的氢气都比Y多,则t1、t2、t3时消耗盐酸的质量均是X>Y。
此类题是过程与图像结合题,是对学生识图能力的考查。解题的关键是能正确地分析各个反应的过程并能结合图像分析问题。看金属是否与酸发生置换反应可以判断金属的活动性;将一种金属单质放入几种盐溶液的混合液中时,其中排在金属活动性顺序中最靠后的金属最先被置换出来,然后再依次置换出稍靠后的金属。简记为“在金属活动性顺序中,距离远,先反应”。
例3 [2017·黔东南] 某校化学小组在利用硫酸和氢氧化钾溶液探究酸碱中和反应时,利用数字化传感器测得烧杯中溶液pH的变化图像如图T3-3所示。下列说法正确的是( )
A.图中c点所示溶液呈碱性B.图中a点所示溶液中,含有的溶质是K2SO4和H2SO4C.该实验是将氢氧化钾溶液逐滴滴入到盛有硫酸的烧杯中D.由b点到c点的变化过程中没有发生化学反应
角度2 溶液pH的图像题
[解析] 由图可知c点时溶液的pH小于7,溶液显酸性;a点时溶液的pH大于7,显碱性,此时氢氧化钾过量,溶液含有的溶质是K2SO4和KOH;由图像可知,开始时溶液的pH由大于7逐渐地减小到7然后小于7,可知是向碱溶液中不断加入酸的过程,说明是把硫酸滴加到氢氧化钾溶液中;b点到c点,是恰好完全反应后继续滴加稀硫酸的过程,该过程中没有发生化学反应。
【方法点拨】 溶液稀释的pH曲线
图甲:碱性溶液稀释时,由于碱性溶液的pH>7,而水的pH=7,随着加入水的质量增加,pH不断减小,但不会小于或等于7。图乙:酸性溶液稀释时,由于酸性溶液的pH<7,而水的pH=7,随着加入水的质量增加,pH不断增大,但不会大于或等于7。图丙:酸入碱,在0点时,溶液的pH>7,此时溶液呈碱性;随着酸的加入,pH不断减小,当酸碱恰好中和时,溶液的pH=7;继续加入酸,溶液的pH<7,溶液呈酸性。图丁:碱入酸,跟“酸入碱”时情况相反。
例4 [2018·龙东] 甲、乙、丙三种物质的溶解度曲线如图T3-5所示,回答下列问题。
(1)三种物质中 (填“甲”“乙”或“丙”)的溶解度随温度变化趋势与气体溶解度变化相似。 (2)将t2℃时,甲、乙两种物质饱和溶液分别蒸发等质量的水,析出固体的质量甲 (填“>”“<”或“=”)乙。 (3)当甲中混有少量乙时,可采用 的方法提纯甲。 (4)将t2℃时等质量的甲、乙、丙三种物质的饱和溶液同时降温至t1℃,所得溶液中溶剂质量由大到小顺序为 。
角度3 有关溶解度曲线的图像题
[解析] (1)气体物质的溶解度随温度的升高而减小,根据溶解度曲线可知,三种物质中丙物质的溶解度随温度的升高而减小,变化趋势与气体溶解度变化相似。(2)t2℃时,甲的溶解度大于乙,说明等量的水中溶解甲的质量大于乙,所以甲、乙两种物质饱和溶液分别蒸发等质量的水,析出固体的质量甲大于乙。(3)甲的溶解度受温度影响变化较大,把甲的饱和溶液降温结晶,可以得到大量甲晶体,乙的溶解度受温度影响变化不大,所以,当甲中混有少量乙时,可采用降温结晶的方法提纯甲。(4)t2℃时,三种物质溶解度大小为甲>乙>丙,该温度时,等质量的甲、乙、丙三种物质的饱和溶液中所含溶剂质量大小为甲<乙<丙,同时降温至t1℃,甲、乙饱和溶液中有晶体析出,溶剂质量不变,丙的饱和溶液变为不饱和溶液,溶剂质量不变,则所得溶液中溶剂质量由大到小的顺序为丙>乙>甲。
[答案] (1)丙 (2)> (3)降温结晶 (4)丙>乙>甲
例5 [2018·岳阳] 下列图像中有关量的变化趋势正确的是( )
A.①图:向一定量的盐酸和氯化钡的混合溶液中,逐渐滴加碳酸钾溶液至过量B.②图:加热等质量的两份氯酸钾,一份加入二氧化锰,一份不加入二氧化锰C.③图:一定量的硫粉与过量的氧气在密闭容器内点燃并充分反应D.④图:向一定量的氯化亚铁和氯化铜的混合溶液中,逐渐加入镁粉至过量
[解析] 向一定量的盐酸和氯化钡的混合溶液中,逐渐滴加碳酸钾溶液至过量时,碳酸钾先和盐酸反应生成氯化钾、水和二氧化碳,随着反应进行,溶液酸性减弱,pH增大,盐酸反应完后,碳酸钾和氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钾,反应过程中溶液pH不变,完全反应后继续加入碳酸钾溶液时,碳酸钾溶液显碱性,溶液pH继续增大;加热等质量的两份氯酸钾,一份加入二氧化锰,一份不加入二氧化锰,只是反应速率不同,但是最终生成氧气质量相等;一定量的硫粉与过量的氧气在密闭容器内点燃并充分反应,硫完全反应,剩余硫粉质量为零;向一定量的氯化亚铁和氯化铜的混合溶液中,逐渐加入镁粉至过量时,镁先和氯化铜反应生成氯化镁和铜,反应过程中溶液质量减小,后和氯化亚铁反应生成氯化镁和铁,反应过程中溶液质量减小,但减小的幅度变小,完全反应后溶液质量不变。
例6 [2017·泰安] 下列四个图像中,能正确反映对应变化关系的是( )
A.向一定量的氢氧化钠溶液中逐滴加入pH=2的稀盐酸至过量B.某温度时,向一定量的饱和石灰水中加入少量生石灰C.向盐酸和氯化镁的混合溶液中滴加氢氧化钠溶液D.将水通电一段时间
[解析] 向一定量的氢氧化钠溶液中逐滴加入pH=2的稀盐酸至过量时,溶液的pH应该从大于7逐渐减小到小于7,但不会等于或小于2;向一定量的饱和石灰水中加入少量生石灰时,氧化钙和水反应生成氢氧化钙,同时放热,氢氧化钙的溶解度随着温度升高而减小,溶质质量减小,随着温度降低,氢氧化钙的溶解度增大,会溶解一部分氢氧化钙固体,溶液中溶质质量增大,恢复至室温时,溶液中溶质质量不再变化;向盐酸和氯化镁的混合溶液中滴加氢氧化钠,氢氧化钠先和盐酸反应生成氯化钠和水,再与氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠;电解水时,正极产生的是氧气,负极产生的是氢气,氧气和氢气的体积比约为1∶2,质量比是8∶1。
解答此类试题时,首先要做到“五看”:一看坐标(横、纵坐标的含义),二看起点(图像的起点),三看拐点(图像的拐点及终点),四看比例(看图像中横、纵坐标的比例关系),五看特征(看图像的走向,如上升还是下降等);其次把图像表示的意义与化学知识有效地结合起来,找出图像与相关化学知识的具体关系即可。
1.[2018·安徽] 实验室测定蜡烛在盛有一定体积空气的密闭容器内燃烧至熄灭过程中,O2和CO含量随时间变化曲线如图T3-8所示。通过分析该图可推理出的结论是( )
A.曲线①表示CO含量的变化B.蜡烛发生了不完全燃烧 C.蜡烛由碳、氢元素组成D.蜡烛熄灭时,容器内氧气耗尽
[解析] 本题考查的是对题目中的信息进行综合提炼的能力。由曲线图可知,曲线①表示的气体含量减少,则该曲线表示氧气含量的变化;曲线②表示的气体含量增加,则该曲线表示CO含量的变化,A错误;由于反应生成CO,故该过程蜡烛发生了不完全燃烧,B正确;该曲线只有氧气和CO含量的变化,不能说明蜡烛燃烧生成了水,即只能推断蜡烛中含有碳元素而不能说明其含有氢元素,C错误;由曲线①最终的值不为零可知,反应结束后容器内氧气并未完全被消耗,D错误。
2.向一定量硝酸银和硝酸亚铁的混合溶液中加入锌粉,充分反应后所得溶液的质量与加入锌粉的质量关系如图T3-9所示。下列说法正确的是( )
A.a点所得固体为银和铁B.b点所得溶液中的溶质为硝酸银、硝酸亚铁和硝酸锌C.c点所得溶液中的溶质为硝酸亚铁和硝酸锌D.d点所得固体为银、铁和锌
[解析] a点所得固体为硝酸银和锌反应生成的银;b点时硝酸银完全反应,所得溶液中的溶质是没有反应的硝酸亚铁和反应生成的硝酸锌;c点时硝酸亚铁完全反应,所得溶液中的溶质为反应生成的硝酸锌;d点所得固体为反应生成的银、铁和过量的锌。
3.[2018·衡阳] 现有盐酸和CaCl2的混合溶液,向其中逐滴滴入Na2CO3溶液,生成沉淀质量与滴入Na2CO3溶液质量的变化关系如图T3-10所示。下列说法错误的是( )
[解析] 滴加碳酸钠溶液质量至b g时,含有的溶质有氯化钠和氯化钙两种,不是三种。
4.[2017·重庆A] 某实验小组将Ba(OH)2溶液逐滴滴入硫酸中,溶质的质量与加入的Ba(OH)2溶液的质量关系如图T3-11所示。下列说法错误的是( )
A.a点溶液为酸性B.b点恰好完全反应C.c点溶液的溶质为硫酸D.b、c两点沉淀质量相等
5.向一定质量的甲中连续加入乙至过量,此过程中溶液的总质量与加入乙的质量之间的关系符合如图T3-12所示曲线的是( )
[解析] 稀硫酸中加入NaOH溶液发生中和反应,溶液总质量应该是随着NaOH的加入而不断上升的,图像不会有水平阶段;向稀盐酸中加入碳酸钙,开始时,溶液的总质量就是盐酸的质量,加入碳酸钙,碳酸钙和盐酸反应,溶液总质量增加,当盐酸全部反应完时,再加入碳酸钙就不反应了,且碳酸钙是固体,溶液的总质量不变;锌置换出氢,显然溶液质量增加,当盐酸反应完后,锌是固体,所以溶液总质量不再增加;铜粉置换银,由化学反应方程式可知,开始反应时,溶液总质量是减小的,反应完全后,溶液总质量不变。
6.[2018·威海] 下列四个图像分别对应四个变化,其中正确的是( )
A.将水通电一段时间后B.向氢氧化钾和碳酸钾的混合溶液中滴加过量稀盐酸C.向一定质量分数的氢氧化钠溶液中不断加水D.分别向等质量的铁粉和锌粉中加入过量的相同质量分数的稀硫酸
[解析] 将水通电一段时间后,产生氢气与氧气的体积比约为2∶1;向氢氧化钾和碳酸钾的混合溶液中滴加稀盐酸,稀盐酸先与氢氧化钾溶液反应,所以开始不产生气体,当氢氧化钾完全反应后,再滴加稀盐酸才产生气体;向一定质量分数的氢氧化钠溶液中不断加水,碱性减弱,pH减小,但不会≤7;锌的金属活动性比铁强,反应速率大,等质量的铁粉和锌粉与过量的相同质量分数的稀硫酸反应,铁生成的氢气多。
7.下列能正确反映相关实验过程中量的变化关系(如图T3-14)的是( )
A.图甲表示一定压强下,氧气在水中的溶解度B.图甲表示一定压强下,氢氧化钙在水中的溶解度C.图乙表示一定温度下,向不饱和硝酸钾溶液中加入硝酸钾D.图乙表示一定温度下,向水中加入硝酸钾
8.[2018·宿迁] 下列选项中相关量的变化与图像不相符的是( )
[解析] 向一定量饱和食盐水中加水,氯化钠质量不变,水的质量增加,溶质、溶剂质量的变化与图像不符,故A符合题意;锌与稀硫酸反应产生氢气,当锌反应完后,氢气质量不再改变,与图像相符,故B不符合题意;向氯化铜溶液中加氢氧化钠溶液,氢氧化钠与氯化铜反应生成氢氧化铜沉淀,当氯化铜反应完后,沉淀质量不再增加,与图像相符,故C不符合题意;向一定量水中加硝酸钾晶体,硝酸钾溶于水形成溶液,当溶液达到饱和状态时,硝酸钾晶体不再溶解,溶质质量分数不再改变,与图像相符,故D不符合题意。
9. [2017·福建] 常温下,往盛放适量M物质的烧杯中逐渐加入N物质并充分搅拌,如图T3-15,横坐标x表示N物质的质量,纵坐标y表示烧杯中的某物理量(见下表),下列实验与图像对应关系合理的是( )
10.[2018·宁波] 向盛有20 g 10%氢氧化钠溶液的烧杯中逐滴滴入7.3%的稀盐酸,下列是关于溶液总质量或溶液pH随盐酸质量变化的关系图(Q点表示恰好完全反应)。其中正确的是( )
11.[2018·徐州] 某化学兴趣小组借助氧气传感器探究微粒的运动,数据处理软件可实时绘出氧气体积分数随时间变化的曲线。收集一塑料瓶氧气进行以下三步实验:①敞口放置; ②双手贴在塑料瓶外壁上;③将塑料瓶的瓶口朝下。
三步实验中测得氧气的体积分数随时间变化的曲线依次为图T3-17乙中的MN段、NP段和PQ段。
(1)能够说明氧分子不断运动的曲线是 。 A.MN段B.NP段C.PQ段(2)MN段和NP段相比较,说明 。 (3)随着实验的进行,传感器测出氧气的体积分数约为 时几乎不再变化。
[答案] (1)AB (2)温度越高,分子运动越快 (3)21%
[解析] (1)敞口放置,氧分子扩散,氧气体积分数减小,能够说明氧分子在不断运动;双手贴在塑料瓶外壁上,气体受热膨胀,也会造成气体体积减小,能够说明氧分子在不断运动; 将塑料瓶的瓶口朝下,因氧气的密度大于空气,氧气的体积分数随时间减小,不能说明氧分子在不断运动。(2)MN段和NP段相比较,NP段表示的氧气的体积分数随时间变化的幅度大,说明温度越高,分子运动越快。(3)随着实验的进行,当塑料瓶内的气体与空气的组成相同时,传感器测出氧气的体积分数几乎不再变化。
12.[2018·东营] 我国化学家侯德榜创立的侯氏制碱法为纯碱工业技术的发展作出了杰出的贡献。在制备纯碱的过程中涉及Na2CO3、NaCl、NH4Cl、NaHCO3等物质。请结合表格数据回答下列问题。
(1)表中三种物质中,溶解性属于可溶的物质是 。 (2)在50 ℃时,向100 g水中加入48 g Na2CO3充分搅拌所得溶液质量为 ;保持烧杯中各物质质量不变,降温至40 ℃时,所得溶液溶质的质量分数会 (填“变大”“变小”或“不变”)。 (3)请根据表格中数据,在图T3-18中绘制出碳酸钠的溶解度曲线。
(4)根据溶解度曲线回答下列问题。①60 ℃时,向等质量的上述四种固体物质中分别加水配成饱和溶液,所得溶液质量由大到小的顺序是 。 ②侯氏制碱法的关键步骤是:先向饱和食盐水中通入氨,制成饱和氨盐水,氨盐水吸收二氧化碳后生成碳酸氢钠和氯化铵,其化学方程式为NaCl+NH3+H2O+CO2 NH4Cl+NaHCO3。请问生成的碳酸氢钠和氯化铵,哪种物质首先析出? ,理由是 。
[答案] (1)碳酸氢钠(或NaHCO3) (2)147.3 g 变大 （3）
(4)①NaHCO3、NaCl、Na2CO3、NH4Cl(或NaHCO3>NaCl>Na2CO3>NH4Cl)②碳酸氢钠(或NaHCO3)NaHCO3的溶解度远小于NH4Cl的溶解度(或NaHCO3的溶解度较小或反应生成的碳酸氢钠质量大于氯化铵,且相同温度下NaHCO3的溶解度远小于NH4Cl的溶解度)
[解析] (1)20 ℃时,溶解度大于1 g小于10 g的物质属于可溶物质,所以表中三种物质中,溶解性属于可溶的物质是碳酸氢钠(或NaHCO3)。(2)50 ℃时,碳酸钠的溶解度是47.3 g,100 g的水中最多溶解47.3 g Na2CO3。向100 g水中加入48 g Na2CO3充分搅拌所得溶液质量为100 g+47.3 g=147.3 g。保持烧杯中各物质质量不变,降温至40 ℃时,碳酸钠溶解度变大,烧杯中未溶解的碳酸钠继续溶解,所得溶液的溶质质量分数会变大。(3)依据表中的数据绘制出碳酸钠的溶解度曲线如图所示。
类型二 分子、原子模型图像题
例7 [2018·达州] 一氧化碳在氧气中燃烧,火焰呈蓝色,同时放出大量的热,其反应的微观过程如图T3-19所示,根据此图判断,下列说法正确的是( )
A.该反应是置换反应B.化学反应前后元素的种类不变C.化学反应前后分子的种类和数目都不变D.发生反应前,一氧化碳和氧气的质量比是7∶4
[解析] 该反应的反应物是两种,生成物是一种,属于化合反应;从图示看出,该反应中共有两种不同的小球,代表两种不同的原子,故该反应中共有两种元素,反应前后元素种类不变;由微粒的变化可知,化学反应前后分子的种类和数目都发生了变化;从图示可以看出,发生反应前,一氧化碳和氧气的质量比是(28×2)∶(32×4)=7∶16。
此类题目涉及的知识点包括物质组成的基本概念、化学式、质量守恒定律、化学方程式的书写与配平、化学反应的 基本类型等。
1.化学概念间有包含、并列、交叉等不同关系。下列选项符合如图T3-20所示关系的是( )
2.[2018·遂宁] 一氧化碳与氢气在一定条件下发生反应的微观示意图如图T3-21所示。下列分析不正确的是( )
A.该反应前后分子的种类发生了改变B.物质甲由碳、氢、氧三种原子构成C.该反应的反应物和生成物中共有2种氧化物D.物质甲中碳、氢、氧元素质量比为12∶3∶8
[解析] 由质量守恒定律可知,一个甲分子由两个碳原子、一个氧原子、六个氢原子构成。
3.[2018·南通] 如图T3-22为金属钠与水反应的示意图。
(2)写出该反应的化学方程式: 。
(1)保持水的化学性质的最小粒子是 。
4.[2018·黄石] 汽车尾气催化转换器可减少有害气体的排放,其中某一反应过程的微观变化如图T3-23所示。请回答下列问题。
(1)化学反应前后,物质总质量是否发生改变? (填“是”或“否”);种类发生改变的微粒是 (填“分子”或“原子”)。 (2)丙微粒中碳元素的化合价为 。 (3)已知丁是一种单质,则丁是 (写化学式)。 (4)该反应的化学方程式为 。
[解析] (1)化学反应过程中分子分解成原子,原子不能再分,重新组合成新分子,因此,反应中发生改变的微粒是分子。(2)丙是二氧化碳(CO2),二氧化碳中氧元素显-2价,则碳元素的化合价为+4。(3)根据化学反应前后原子种类和数目不变,得出丁的化学式为N2。(4)反应物甲是一氧化氮,乙是一氧化碳,生成物是二氧化碳和氮气。
5.[2018·滨州] 走进化学变化的微观世界,在“宏观—微观—符号”之间建立联系,有利于我们进一步认识化学变化。图T3-24是某化学变化的微观示意图,请根据图示回答下列问题。
(1)乙物质在通常状况下是一种气体,要制取一瓶该气体可选用的收集方法是 (任写一种)。 (2)甲物质中碳、氢元素的质量比为 。 (3)下列关于该反应的说法中不正确的是 。 A.反应前后元素的种类不变B.反应前后原子个数不变,分子个数也没有变化C.反应前后各元素的质量都没有发生变化D.反应前后物质的种类没有改变(4)请写出该反应的化学方程式: 。
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