专题04 坐标曲线题-备战中考化学必备解题模板系列
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解答坐标曲线题,要结合题目所给条件,分析图像的变化趋势,做到“五看”:一看坐标(纵、横坐标的含义)、二看起点(图象的起点)、三看拐点(图象的拐点及终点)、四看比例(看图象中横纵坐标的比例关系)、五看特征(看图象的走向,如上升还是下降)。其次把图象表示的意义与化学知识结合起来,找出与相关知识的具体关系。
一、化学反应中物质的质量变化曲线
1.反应物的质量变化
图1 | 图1:开始不为零,随着反应的进行,反应物的质量不断减少,直至不变,表明反应物有剩余。(不完全反应,反应结束); |
图2 | 图2:开始不为零,随着反应的进行,反应物的质量不断减少,直至为零,反应物没有剩余,完全反应); |
2.生成物的质量变化
图3 | 图3:随着反应的进行,生成物的质量达到最大,有一种反应物质量为零,此后该生成物的质量不再变化(反应结束); |
图4 | 图4:在反应过程中使用催化剂,不影响生成物的质量,只影响反应的速率,由图像的斜率可以看出,加入催化剂后反应速率明显加快,但生成物质量保持不变; |
图5 | 图5:向两种混合溶液中加入一种溶液,应遵循优先反应原则(优先发生中和反应,再发生其他反应),如将NaOH溶液加到H2SO4和CuSO4混合溶液中,生成物(沉淀)的质量,不从原点开始,但若沉淀为不溶于酸的BaSO4,时,曲线从原点开始。 |
3.金属与酸反应生成氢气的质量
图6 | 金属足量、酸不足时,生成氢气的质量由酸的质量来决定,所以生成氢气的质量相等,根据金属活动性顺序,排在前面的反应速率快 |
图7 | 等质量Mg、Zn、Fe与足量酸反应,生成氢气的质量(由量价比决定)由多到少的顺序为Mg、Fe、Zn,生成氢气越多,消耗的酸也越多;反应速率(由金属活泼性决定)由快到慢的顺序为Mg、Zn、Fe |
4.化学反应中物质总质量(或元素种类,或催化剂质量)
在密闭容器中,随着反应的进行,反应物和生成物的质量总和不会发生变化。
例1:(2022湖南邵阳中考)有关下列图像的描述,正确的是( )
A.图①表示向硫酸铜溶液中不断滴入氢氧化钡溶液
B.图②表示将两份质量相等的固体物质分别加热制取氧气
C.图③表示向一定温度下氢氧化钙的饱和溶液中加入少量氧化钙固体
D.图④表示向等质量的镁条和铝条中分别加入足量的溶质质量分数相同的稀硫酸
【答案】A
【解析】A、向硫酸铜溶液中不断滴入氢氧化钡溶液,硫酸铜和氢氧化钡溶液反应生成硫酸钡沉淀和氢氧化铜沉淀,随着反应的进行,溶液的质量逐渐只减少,至完全反应减少至0,继续滴加氢氧化钡溶液,溶液的质量又开始增加,故选项图象正确。
B、将两份质量相等的固体物质中,纯氯酸钾中含有的氯酸钾多,最终纯氯酸钾产生的氧气的质量多;有催化剂的反应速率快,至完全反应所需时间短,故选项图象错误。
C、氧化钙能与水反应生成氢氧化钙,溶液中溶剂质量减少,有氢氧化钙析出,则溶液质量减少,故选项图象错误。
D、向等质量的镁条和铝条中分别加入足量的溶质质量分数相同的稀硫酸,若消耗硫酸相同,则生成氢气质量相同,故开始两斜线重合,后因硫酸过量,铝消耗的硫酸多,生成的氢气多,拐点高些,故选项错误
1.(2022山东济宁中考)相同质量的镁、铁、锌三种金属,分别与足量的、相同质量分数的稀硫酸充分反应,生成氢气质量与反应时间关系见如图,分析图像判断,下面说法正确的是( )
A.金属锌反应速率最大
B.金属锌的活动性最强
C.金属镁生成氢气质量最多
D.金属铁消耗稀硫酸质量最多
【答案】C
【解析】A、由图象可知,至完全反应,镁用的时间最短,则金属镁反应速率最大,故选项说法错误。
B、由图象可知,至完全反应,镁用的时间最短,则金属镁的活动性最强,故选项说法错误。
C、纵坐标表示生成氢气的质量,则金属镁生成氢气质量最多,故选项说法正确。
D、由质量守恒定律,生成的氢气中氢元素的质量来自于硫酸中氢元素的质量,金属镁与稀硫酸反应生成氢气质量最多,则金属镁消耗稀硫酸质量最多,故选项说法错误。
故选:C。
2.(2022山东烟台中考)图像能直观表达化学反应中相关量的关系。下列图像能正确反映其对应关系的是( )
A.加水稀释盐酸 | B.向等质量的Mg和Al中分别加入足量相同溶质质量分数的稀盐酸 | C.向等质量的Mg和MgO中分别加入足量相同溶质质量分数的稀硫酸 | D.向一定质量的稀H2SO4和MgSO4的混合溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液 |
【答案】C
【解析】A、稀盐酸在稀释的过程中,pH逐渐增大,但是不会稀释成碱性溶液,故A错误;
B、向等质量的Mg和Al中分别加入足量相同溶质质量分数的稀盐酸,加入的稀盐酸较少时,稀盐酸完全反应,生成的氢气质量相等,稀盐酸过量时,铝生成的氢气较多,故B错误;
C、每24份质量的镁和硫酸反应生成120份质量的硫酸镁和氢气,每40份质量的氧化镁和硫酸反应生成120份质量的硫酸镁和水,所以向等质量的Mg和MgO中分别加入足量相同溶质质量分数的稀硫酸,镁生成的硫酸镁较多,故C正确;
D、硫酸根离子和钡离子一接触就会生成硫酸钡沉淀,所以向一定质量的稀H2SO4和MgSO4的混合溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液,沉淀质量应该从零开始逐渐增大,然后不变,故D错误。
故选:C。
3.(2022湖南岳阳中考)向 100g 硫酸铜和盐酸混合液中逐滴加入10%的氢氧化钠溶液,产生沉淀的质量与滴入氢氧化钠溶液的质量关系如图所示,其中 A 点坐标(40,0),下列说法不正确的是( )
A. OA 段与氢氧化钠反应的是盐酸
B. B 点对应的溶液中溶质是氢氧化铜
C. C 点对应溶液的 pH>7
D. 混合溶液中盐酸的溶质质量分数为 3.65%
【答案】B
【解析】A、向硫酸铜和盐酸混合液中逐滴加入氢氧化钠溶液,氢氧化钠会先和盐酸反应,当盐酸消耗完后,氢氧化钠继续与硫酸铜反应,故OA 段与氢氧化钠反应的是盐酸,选项正确,不符合题意;
B、OA 段是氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠和水,AB段是氢氧化钠与硫酸铜反应生成硫酸钠和氢氧化铜沉淀,故B 点对应的溶液中溶质是氯化钠和硫酸钠,选项错误,符合题意;
C、向硫酸铜和盐酸混合液中逐滴加入氢氧化钠溶液,氢氧化钠会先和盐酸反应,当盐酸消耗完后,氢氧化钠继续与硫酸铜反应,B点氢氧化钠硫酸铜恰好完全反应,C点氢氧化钠过量,溶液显碱性pH>7,选项正确,不符合题意;
D、由图像可知与混合液中盐酸反应的氢氧化钠质量为40g×10%=4g,设参加反应HCl的质量为x,
x=3.65g
混合溶液中盐酸的溶质质量分数,选项正确,不符合题意。
故选B。
二、溶液中溶质的质量分数曲线
1.不发生化学反应的溶液
图1:一定温度下,向某溶质的不饱和溶液中加入该溶质,(若向水中加溶质起点为零,)溶质的质量(溶质的质量分数)不断增加,当溶液达到饱和时,溶质的质量(溶质的质量分数)不再增加。 | |
一定温度下,向某一饱和的溶液中加入相同的溶质,溶液的溶质质量分数不变 | |
溶液稀释时,溶质的质量不变,而水的总质量不断增加,所以溶质质量分数不断减小 |
2.发生反应的溶液
反应物为溶质时,随着反应的进行,溶质质量不断减小,直到完全反应,此时溶质质量分数为零 | |
生成物为溶质时,随着反应的进行,溶质质量不断增加,溶质质量分数不断增大,直至反应结束,此时溶质质量分数达到最大 |
例2:(2022湖南娄底中考)下列图像能正确反映其对应变化关系的是( )
A.向一定量的AgNO3、Cu(NO3)2混合溶液中加入Zn粉至过量 | B.向一定量的NaOH溶液中逐滴加入稀盐酸至过量 | C.在体积不变的密闭容器中用红磷燃烧来测定空气中氧气的含量 | D.向等质量的水中分别加入等质量的NH4NO3固体和NaOH固体 |
【答案】A
【解析】A、向一定量的AgNO3、Cu(NO3)2混合溶液中加入Zn粉至过量,先与硝酸银溶液反应,反应的化学方程式为Zn+2AgNO3═Zn(NO3)2+2Ag,由反应时的质量比可知,每65份质量的锌可置换出216份质量的银,溶液的质量先减少;再与硝酸铜溶液反应生成硝酸锌溶液和铜,反应的化学方程式为Zn+Cu(NO3)2═Zn(NO3)2+Cu,由反应时的质量比可知,每65份质量的锌可置换出64份质量的铜,溶液的质量增加;完全反应后不再发生改变,故选项图象正确。
B、向一定量的NaOH溶液中逐滴加入稀盐酸至过量,盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠和水,溶液中钠离子的质量不变,故选项图象错误。
C、红磷燃烧放出大量的热,温度升高,压强增大;随着反应的进行氧气被消耗,温度恢复至室温,压强逐渐减小,最终压强一定比反应前小,故选项图象错误。
D、NH4NO3固体和NaOH固体溶于水分别吸热、放热,使温度分别降低、升高,故选项图象错误。
故选:A。
4.(2022湖南邵阳中考)有关下列图像的描述,正确的是( )
A. 表示向硫酸铜溶液中不断滴入氢氧化钡溶液
B. 表示将两份质量相等的固体物质分别加热制取氧气
C. 表示向一定温度下氢氧化钙的饱和溶液中加入少量氧化钙固体
D. 表示向等质量的镁条和铝条中分别加入足量的溶质质量分数相同的稀硫酸
【答案】A
【解析】A、向硫酸铜溶液中不断滴入氢氧化钡溶液,硫酸铜和氢氧化钡溶液反应生成硫酸钡沉淀和氢氧化铜沉淀,随着反应的进行,溶液的质量逐渐只减少,至完全反应减少至0,继续滴加氢氧化钡溶液,溶液的质量又开始增加,故选项图像正确;
B、将两份质量相等的固体物质中,纯氯酸钾中含有的氯酸钾多,最终纯氯酸钾产生的氧气的质量多;有催化剂的反应速率快,至完全反应所需时间短,故选项图像错误;
C、氧化钙能与水反应生成氢氧化钙,溶液中溶剂质量减少,有氢氧化钙析出,则溶液质量减少,故选项图像错误;
D、向等质量的镁条和铝条中分别加入足量的溶质质量分数相同的稀硫酸,若消耗硫酸相同,则生成氢气质量相同,故开始两斜线重合,后因硫酸过量,根据公式的值与产生氢气质量成正比,则铝消耗的硫酸多,生成的氢气多,拐点高些,故选项图像错误;
故选:A。
三、pH变化曲线
1.酸碱反应的pH变化
起始时,溶液的pH<7,溶液呈酸性;当酸碱恰好完全反应时,溶液的pH=7;随着碱的继续加入,溶液的pH>7,溶液呈碱性 | |
起始时,溶液的pH>7,此时溶液呈碱性;当酸碱恰好完全反应时,溶液的pH=7;随着酸的继续加入,溶液的pH<7,溶液呈酸性 |
2.稀释溶液时的pH变化
酸性溶液加水稀释时,因酸性溶液的pH<7,水的pH=7,随着加入水的质量的增加,pH不断增大,但不会大于7 | |
碱性溶液加水稀释时,因碱性溶液的pH>7,水的pH=7,随着加入水的质量的增加,pH不断减小,但不会小于7 |
例3:(2022河北中考)向含有酚酞的氢氧化钠溶液中慢慢滴加稀硫酸,该过程中溶液pH的变化如图3所示。下列分析正确的是
A.N点时的溶液一定呈红色
B.P点时的溶液能与纯碱发生反应
C.M→N过程中溶液的碱性逐渐增强
D.M→P过程中生成的硫酸钠不断增加
【答案】B
【解析】A.N点时,溶液的pH等于7,不能使酚酞溶液变红色,所以A错误;
B.P点时,稀硫酸过量,能与纯碱反应,所以B正确;
C.M→N过程中溶液的pH减小,由碱性逐渐变成中性,所以C错误;
D.M→N过程中,氢氧化钠与硫酸反应,生成的硫酸钠不断增加,但N点时,氢氧化钠已经耗尽,所以N→P过程中,并不能生成硫酸钠,D错误。
5.(2022年四川省南充市中考)下列图像与对应的操作过程相符的是( )
A. ①表示向pH=12的NaOH溶液中滴加pH=2的稀盐酸
B. ②表示电解水
C. ③表示向一定量H2O2溶液中加入MnO2固体
D. ④表示分别向等质量镁粉和铁粉中加入足量溶质质量分数相同的稀硫酸
【答案】D
【解析】
A、向pH=12的NaOH溶液中滴加pH=2的稀盐酸,盐酸和氢氧化钠反应,碱性减弱溶液pH减小,当盐酸过量溶液显酸性,溶液pH小于7,加入的盐酸pH=2,盐酸和氢氧化钠反应后生成了水,故最终溶液的pH不可能小于2,说法不正确,不符合题意;
B、电解水生成氢气和氧气的体积比为2:1,质量比不是2:1,说法不正确,不符合题意;
C、过氧化氢在二氧化锰的催化下反应生成水和氧气,生成的水中含有氧元素,故反应后液体中氧元素质量分数不可能为0,说法不正确,不符合题意;
D、镁和硫酸反应生成硫酸镁和氢气,化学反应方程式为:Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑,反应中镁和氢气质量比为:24:2=12:1,铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,化学反应方程式为:Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑,反应中铁和氢气质量比为:56:2,等质量镁粉和铁粉与足量硫酸反应,生成氢气质量镁比铁多,说法正确,符合题意。
故选D。
6.(2022年四川省遂宁市中考)下列图像与描述不相符的个数有( )
图像 | 描述 |
向盛有HCl和BaCl2的混合溶液中,逐滴滴入一定溶质质量分数的NaOH溶液至过量 | |
1g硫和1g氧气在密闭容器中充分反应 | |
NaOH和NaCl固体分别溶于室温下足量的水中 | |
向氢氧化钙的饱和溶液中加入一定量的氧化钙固体 |
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】C
【解析】
向盛有HCl和BaCl2的混合溶液中,逐滴滴入一定溶质质量分数的NaOH溶液至过量,一开始盐酸显酸性,pH<7,滴入氢氧化钠,氢氧化钠和稀盐酸反应生成氯化钠和水,pH逐渐增大,恰好完全反应时,pH=7,后氢氧化钠过量,pH>7,错误;
根据质量守恒定律,化学反应前后,物质的总质量不变,故容器中物质的总质量不变,正确;
NaOH和NaCl固体分别溶于室温下足量的水中,氢氧化钠溶于水,放出大量的热,溶液温度升高,然后逐渐恢复至室温,氯化钠溶于水,温度变化不大,错误;
向氢氧化钙的饱和溶液中加入一定量的氧化钙固体,氧化钙和水反应生成氢氧化钙,消耗了水,且该反应放出大量的热,溶液温度升高,氢氧化钙的溶解度减小,有溶质析出,溶液质量逐渐减小,待完全反应后,逐渐恢复至室温,氢氧化钙的溶解度增加,溶液质量增加,但是由于消耗了水,最后溶液的质量小于原来溶液的质量,错误。
故与描述不相符的个数有3个。
故选C。
四、溶解度的变化曲线
1.气体溶解度曲线;
图1:气体的溶解度随温度的升高而减小;
图2: 气体的溶解度随压强的升高而增大;
2.固体物质的溶解度曲线。
①Q点的含义: 在t3℃时A物质的溶解度是120g。(固体溶解度曲线上任意一点的含义)
② P点的含义:在t2℃时A物质和C物质的溶解度相等都是60g 。(固体溶解度曲线上交点的含义)
③ t1℃时A、B、C的溶解度由大到小的顺序为C>B>A 。(同一温度下不同物质溶解度大小的比较)
④ t3℃时,A物质的饱和溶液中,溶质、溶剂、溶液的质量之比为 6:5:11。(从溶解度曲线上认识溶液的组成)
⑤ t℃时,将A物质的不饱和溶液转变成饱和溶液可采取的方法加溶质或蒸发溶剂(降低温度)。t℃时,将C物质的不饱和溶液转变成饱和溶液可采取的方法加溶质 或 蒸发溶剂(升高温度)。(不饱和溶液和饱和溶液之间的转化)
⑥ 在t2℃时,40g A物质加入到50g水中不断搅拌,形成80g溶液。(溶液能否全溶)
⑦ t3℃时A、B、C的饱和溶液各W克,降温到t1℃时,析出晶体最多的有 A 物质。(降温结晶)
⑧ 从A溶液中获取A晶体(即提纯甲晶体),可用降温结晶(冷却热饱和溶液)的方法。
从C溶液中获取C晶体(即提纯乙晶体),可用蒸发结晶的方法。(溶解度有明显差异的混合物的提纯)
⑨将t2℃时A、B、C三种物质的饱和溶液降温到t1℃时三种物质的溶质质量分数由大到小的顺序是 B>C >A ;(降温后溶液溶质质量分数的变化)
⑩ t 3 ℃ 时等质量的A、B、C三种物质的饱和溶液降温至 t 1 ℃,所得溶液中溶剂的质量由大到小的顺序为 C>B>A。(降温后溶液中溶剂的变化)
例4:(2022广东中考)根据下图,判断下列说法正确的是( )
A. t1℃时,50g甲能完全溶于50g水 B. 乙的溶解度随温度升高而降低
C. t2℃时,丙和丁的溶解度相同 D. 加压或升温能增加戊的溶解度
【答案】C
【解析】A.t1℃时,甲物质的溶解度为80g,也就是100g水中最多能溶解80g物质甲,所以50g甲中只有40g能完全溶于50g水,选项错误。
B.随着温度的升高,溶解后剩余固体的质量在减小,说明溶解的物质变多,所以乙的溶解度随温度升高而升高,选项错误。
C.t2℃时,丙和丁的溶解度相同,正确。
D.压强增大或者温度降低戊的溶解度在升高,所以加压或降温能增加戊的溶解度,选项错误。
故选:C。
7.(2022湖南岳阳中考)已知 A、B、C 三种物质的溶解度随温度的变化情况如图所示,现将 a gA、b gB、c gC 分别在 10℃。20℃、30℃时加入 100g 水中,下列分析正确的是( )
A. a、b、c 三点表示的溶液均为饱和溶液
B. 三种溶液中溶质质量分数最大的是A
C. c 点恰好形成无色、均一、稳定的溶液
D. 升温至 30℃时,三种溶液的溶质质量分数关系为:A=C>B
【答案】D
【解析】A、溶解度曲线上的点表示恰好饱和的溶液,溶解度曲线上方的点表示饱和溶液且有未溶解的溶质,溶解度曲线下方的点表示不饱和溶液,故a、c点表示饱和溶液,b点表示不饱和溶液,选项错误,不符合题意;
B、由图像可知b<a=c,10℃时agA不能全部溶于100g水中,30℃时cgC恰好溶于100g水中,20℃时bgB完全溶解在100g水中,故三种溶液中溶质质量分数最大的是C;
C、c点形成的是恰好饱和的溶液,溶液是均一、稳定的混合物,但不一定是无色的,与是否饱和无关,故选项错误,不符合题意;
D、升温至30℃时,A的溶解度大于ag,agA能够完全溶解在100g水中, C的溶解度等于cg,cgC能完全溶解在100g水中,B的溶解度大于bg,bgB也能完全溶解在100g水中。等量的溶剂中,溶质越多溶质质量分数越大,由图像可知a=c>b,故升温至 30℃时,三种溶液的溶质质量分数关系为A=C>B,选项正确,符合题意。
故选D。
8.(2022年四川省自贡市中考)甲、乙、丙三种固体物质的溶解度曲线如图所示。回答下列问题:
(1)在 _____℃时,甲、乙的溶解度相等。
(2)t2℃时,将甲溶液的状态由M点变为N点,可采用的方法是 _____(回答一种即可)。
(3)将t2℃甲、乙、丙的饱和溶液,分别降温到t1℃,所得溶液的溶质质量分数最大的是 _____。
(4)t2℃时,将等质量的甲、乙、丙的饱和溶液,均恒温蒸发等质量的水,析出溶质质量由多到少的顺序为 _____。
【答案】(1)t3 (2)增加溶质 (3)乙 (4)乙>甲>丙
【解析】
(1)据图通过分析溶解度曲线可知,在t3℃时,甲、乙的溶解度相等;
(2)据图可知,t2℃时,将甲溶液的状态由M点变为N点,即不饱和溶液转化成饱和溶液,可采用的方法是:增加溶质或恒温蒸发溶剂;
(3)将t2℃甲、乙、丙的饱和溶液,分别降温到t1℃,甲、乙物质的溶解度减小,都会析出晶体,甲、乙的溶质质量分数减小,丙物质的溶解度增大,不会析出晶体,应该按照t2℃时的溶解度计算,所得溶液的溶质质量分数最大的是乙;
(4)t2℃时,乙物质的溶解度最大,丙物质的溶解度最小,所以将等质量的甲、乙、丙的饱和溶液,均恒温蒸发等质量的水,析出溶质质量由多到少的顺序为:乙>甲>丙。
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