07 曲线题
一、pH变化曲线
1. 溶液稀释
(1)酸的稀释:
开始时,溶液的pH<7,随着水的加入,酸性不断减弱(pH不断增大),但溶液始终为酸性,pH不会大于或等于7,只会无限接近7
(2)碱的稀释:
开始时,溶液的pH>7,随着水的加入,碱性不断减弱(pH不断减小),但溶液始终为碱性,pH不会小于或等于7,只会无限接近7
2. 酸碱中和反应
(1)酸入碱:
开始时溶液呈碱性,pH>7,随着酸的加入,pH逐渐减小,当酸碱刚好完全反应时,pH=7,溶液呈中性;随着酸的继续加入,溶液的pH<7,溶液呈酸性。
(2)碱入酸:
开始时溶液呈酸性,pH<7,随着碱的加入,pH逐渐增大,当酸碱恰好完全反应时,pH=7,溶液呈中性;随着碱的继续加入,溶液的pH >7,溶液呈碱性
3.向酸和盐的混合溶液中加入碱性溶液
例如:向盐酸和CaCl2的混合溶液中加入Na2CO3溶液,图像如下所示
分析:盐酸和氯化钙的混合溶液的pH小于7,碳酸钠溶液的pH大于7,当把碳酸钠溶液加入到盐酸和氯化钙的混合溶液中时,Na2CO3先和盐酸反应,溶液的pH逐渐增大,二者恰好完全反应时,溶液的pH为7,即图中的AB段,继续加入Na2CO3溶液,Na2CO3溶液和CaCl2反应生成CaCO3沉淀,至CaCl2被完全反应时,溶液的pH一直为7,即图中的BC段,继续滴加Na2CO3溶液,则溶液的pH会大于7,即图中的CD段。
例1.(2022四川眉州中考) 如图甲所示装置,同学们借助传感器监测溶液pH和温度的变化情况来探究稀盐酸和氢氧化钠溶液的反应,图乙为反应过程中溶液的pH变化曲线,图丙为反应过程中溶液温度的变化曲线,则下列说法正确的是( )
A. 该反应属于化合反应 B. 由图丙可知该反应为吸热反应
C. 图乙曲线的c点表示该反应恰好完全反应 D. 图乙曲线的d点溶液中溶质为NaCl
1.(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
2.(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
3.(2022广东广州市中考)某校学生用盐酸和碳酸钙制备CO2,产生了大量废液。兴趣小组通过以下探究确定废液处理方案。
(1)废液成分的确定
①写出制备CO2的化学方程式_______。
②推测废液所含溶质
推测一:_______ 推测二:CaCl2和HCl
③若要用一种药品验证哪种推测成立,可选择的有哪些?_______(填标号)
A.石蕊溶液 B.AgNO3溶液 C.锌粒 D.CuO粉末
(2)废液的处理
实验表明废液中的溶质是CaCl2和HCl,小组决定用Na2CO3除去它们。
【提出问题】如何估算Na2CO3固休的用量?
【进行实验】取100mL废液样品于烧杯中,逐滴滴加5.3%的Na2CO3溶液,用pH传感器测定滴加过程中溶液的pH。实验结果如图所示。
【结果讨论】
①a→b阶段,观察到烧杯中的现象是_______。
②b点后曲线平缓阶段,反应的化学方程式为_______。
③c点时,取少量烧杯中的清液于试管中,滴加CaCl2溶液,有白色沉淀生成,说明处理100mL废液,所需5.3%的Na2CO3溶液的体积_______120mL。(填“大于”“等于”或“小于”)
④将烧杯中的沉淀过滤、干燥、称重,质量为4g。若处理10L该废液,理论上需要Na2CO3固体___g。(实验所用Na2CO3溶液的密度近似看做1g/cm3)
4.(2022湖南荆州中考)“天宫课堂”上航天员做的泡腾片实验,让同学们再次感受到化学的魅力。泡腾片中含有碳酸钠或碳酸氢钠等物质,化学兴趣小组决定对它们的某些性质进行探究。
实验一:探究碳酸钠和碳酸氢钠溶液的酸碱度
【实验探究1】用pH试纸测得等浓度的碳酸氢钠溶液的pH为9,碳酸钠溶液的pH为11。
【实验结论1】两者均显碱性,且溶液碱性较强的是 _____。
实验二:探究碳酸钠和盐酸的反应
【实验探究2】向盛有碳酸钠溶液的烧杯中,逐滴加入一定浓度的稀盐酸并充分搅拌,测得pH变化与时间的关系如图1所示。观察到ab段无气泡产生,从b点开始产生气泡。经测定b点溶质只有碳酸氢钠和氯化钠,c点pH为7。
【实验结论2】碳酸钠和盐酸的反应是分两步发生的,ab段发生反应的化学方程式为 _____,c点溶液中的溶质为 _____。
实验三:探究碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性
【查阅资料】①碳酸氢钠受热分解成碳酸钠、水和二氧化碳;②碳酸钠受热不分解。
【实验验证】取一定量的碳酸氢钠放入试管中加热,如图2所示。
【交流反思】试管A管口向下倾斜的原因是 _____,试管B中出现 _____现象,证明有二氧化碳生成。
【实验结论3】碳酸钠的热稳定性强于碳酸氢钠。
【拓展应用】溶洞内钟乳石的形成原理与碳酸氢钠受热分解相似﹣﹣溶有碳酸氢钙[Ca(HCO3)2]的地下水,遇热或当压强突然变小时,碳酸氢钙会分解成碳酸钙沉积下来,天长日久就形成了千姿百态的钟乳石。请写出碳酸氢钙分解的化学方程式 _____。
二、热重曲线(TG曲线)
“热重曲线”类试题,能综合考察学生分析图像的能力、获取信息的能力,数据处理的能力以及文字表述的能力等。
“热重曲线”(TG曲线)是指使用热天平记录的热分析曲线,纵坐标为试样质量或残留率,横坐标为温度或时间。通过对热重曲线的分析,我们可以知道样品及其可能产生的中间产物的组成、热稳定性、分解情况及生成的产物等与质量相联系的信息。对于含有结晶水的某固体M·xH2O热分解反应的过程主要有两个变化阶段:固体失去结晶水的过程、固体分解的过程。M固体可能为盐或氧化物,随着温度的升高,继续分解可能失去一些挥发性的物质,如氨气、二氧化碳、一氧化碳等气体,而金属一般以化合态残留在最终产物中。热重曲线问题的解题过程和方法:利用差量法分析固体减少的质量,如水(结晶水)、二氧化碳、氨气等;利用元素守恒和相对分子质量法分析,晶体质量之比=相对分子质量之比,即 =
例2.(2022年江苏省连云港市中考)CuSO4是化学实验中常见试剂。
(1)验证质量守恒定律。
步骤1:在锥形瓶中加入适量的CuSO4溶液,塞好橡胶塞。将几根铁钉用砂纸打磨干净,将盛有CuSO4溶液的锥形瓶和铁钉一起放在托盘天平上称量,记录所称质量为m1。
步骤2:将铁钉浸入到CuSO4溶液中,塞好橡胶塞。观察实验现象,待反应有明显现象后,将盛有CuSO4溶液和铁钉的锥形瓶一起放在托盘天平上称量,记录所称质量为m2
①用砂纸将铁钉打磨干净的作用是_______。
②步骤2中可观察到明显的实验现象是_______。该变化可说明Fe和Cu的金属活动性由强到弱的顺序是_______。
③若m1=m2,可证明参加反应的Fe和CuSO4的质量总和等于_______。
(2)探究CuSO4溶液对H2O2分解具有催化作用。
①若要证明CuSO4溶液对H2O2分解具有催化作用,除需证明CuSO4在反应前后化学性质和质量不发生改变外,还需证明的是_______。
②为探究CuSO4在反应前后质量是否发生改变,某同学设计如下实验:
向H2O2溶液中滴入10ga%的CuSO4溶液,待反应完全后,向试管中加入足量的BaCl2溶液,产生沉淀,过滤、洗涤、干燥,称量沉淀物为bg。
上述实验步骤中若缺少“洗涤、干燥”,则通过沉淀物bg计算出溶液中CuSO4的质量_______0.1ag。(填“大于”或“小于”或“等于”)
(3)将16.0gCuSO4置于坩埚中加热,固体质量与成分随温度变化的曲线如图所示。
①650℃时,CuSO4开始发生分解反应,生成CuO和另一种氧化物X,X的化学式为_______。
②1000℃时,CuO开始发生分解反应,生成Cu2O和O2.计算图中m的值____。(写出计算过程)
1.(2022广东中考)铁铜双金属粉末可用于生产机械零件。利用还原铁粉和CuSO4溶液制备该产品的工艺流程如图所示。
(1)“搅拌”时发生的反应利用了铁的金属活动性比铜的______(填“强”或“弱”)。
(2)“过滤”后滤液的主要成分是______(写化学式)。
(3)若用该工艺制备了1000g铁铜双金属粉末产品,其中Cu单质的质量分数为19.2%。计算置换这些Cu单质所需还原铁粉的质量(写出计算过程)。
(4)“干燥还原”可在不同的温度下进行,产品中氧元素的质量分数随温度的变化如图所示。若(3)中产品是在500℃时干燥还原后得到的,则其中最多含Fe元素______g(产品中只含三种元素)。
三、金属与酸的反应曲线
1.m(H2)-t曲线
(1)等质量的金属和足量的酸反应
产生氢气的质量由金属的质量决定,比值越小,则产生氢气越多
(2)足量金属与等质量的酸反应
产成氢气的质量由酸的质量决定,酸完全反应,产生的氢气质量相等,但反应速率不同,金属越活泼,完全反应所需的时间越短。
2.m(H2)—m(酸/金属)曲线
(1)向等质量的金属中分别滴加等溶质质量分数的稀盐酸至过量
开始时,金属过量,酸完全反应,生成的氢气质量相等,曲线重合;金属完全反应后,产生氢气的质量不再改变,相对原子质量越小的金属消耗的酸越多,最终产生氢气的质量越大,故最终生成氢气的质量由大到小的顺序为A1>Mg>Zn(A:A1 B:Mg C:Zn)。
(如图所示,横坐标为酸的质量,与反应速率无关)
(2)向等质量、等溶质质量分数的稀盐酸中分别加入过量的金属
开始时,酸过量,金属完全反应,相对原子质量越大,则等质量的金属消耗酸的
质量越小,生成氢气的质量越小,斜率越小。酸被完全反应后,最终生成氢气的质量
相等,则平台是一样高的(如图所示)。
例3.(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
1.(2022年四川省凉山州中考)下列图像不能正确反映化学反应原理的是( )
A.等质量、等质量分数的稀硫酸与足量镁、铁反应
B.高锰酸钾受热分解制氧气
C.碳酸钙在高温下分解
D.向氢氧化钠和碳酸钠的混合溶液中逐滴加入稀盐酸至过量
2.(2022年湖南省怀化市中考)现有质量相等的X、Y、Z三种金属,分别放入三份溶质质量分数相等的足量稀硫酸中,X不发生反应,Y、Z在生成物中均显+2价,Y、Z反应生成氢气的质量与反应时间的关系如图所示,则下列说法正确的是( )
A.X、Y、Z的金属活动性顺序为:Y>Z>X
B.相对原子质量:Y>Z
C.完全反应生成氢气的质量:YD.Y与H2SO4反应的化学方程式为:
四、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.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4.(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
1.(2022湖北宜昌中考)向装有一定量硝酸铜和硝酸银混合溶液的试管中,缓慢加入细铁粉,充分反应。下列关于试管中物质的变化关系图错误的是( )
A. B. C. D.
2.(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%
五、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5.(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
1.(2022湖南湘潭中考) 向一定量的氢氧化钠溶液中逐滴加入稀硫酸至过量。水的质量、氢氧化钠质量、硫酸钠质量随稀硫酸质量变化关系如图所示。下列说法错误的是( )
A. 丙代表硫酸钠的质量 B. 加入m克稀硫酸时,两者恰好完全反应
C. a点对应的溶液中溶质种类为三种 D. b点对应的溶液能使紫色石蕊溶液变红
2.(2022湖南郴州)下列各图的变化趋势与选项要求相符的是( )
A. 向稀盐酸中不断加水稀释时,溶液pH的变化
B. 在恒温条件下,将接近饱和的KNO3溶液蒸发水,溶液中溶质的质量分数的变化
C. 电解水时,产生气体的体积与反应时间的变化
D. 往硫酸铜溶液中不断滴加氢氧化钠溶液时,产生沉淀的质量变化
3.(2022湖南常德)下列图像能正确反映对应的实验操作的是( )
A. 将一定质量的铁粉加入足量的硝酸银溶液中
B. 向一定质量的氢氧化钠溶液中逐滴加入硫酸铜溶液至过量
C. 将硫酸逐滴滴入氢氧化钡溶液中至过量
D. 分别加热等质量的氯酸钾和混有少量二氧化锰的氯酸钾
六、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6.(2022北京中考)下图是硝酸钾和氯化钾的溶解度曲线,下列说法不正确的是
A. 氯化钾的溶解度随温度的升高而增大
B. t1℃时,硝酸钾和氯化钾的溶解度相等
C. 将t1℃时的硝酸钾饱和溶液升温至t2℃,溶质质量不变
D. t2℃时,硝酸钾饱和溶液中溶质与溶剂的质量比为11:21
1.(2022江苏苏州中考)碳酸钠的溶解度曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A. 碳酸钠的溶解度随温度升高而增大
B. 将20℃的碳酸钠饱和溶液升温至30℃,溶质质量分数不变
C. 30℃时,将25g碳酸钠加入50g水中,所得溶液质量为75g
D. 40℃时,碳酸钠饱和溶液的溶质质量分数为50%
2.(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
3.(2022湖南邵阳中考)(6分)如图是甲、乙、丙三种固体物质的溶解度曲线图。
请回答下列问题:
(1) ℃时,甲、丙两种物质的溶解度相等;
(2)三种物质中, 物质的溶解度随温度的升高而减小;
(3)t3℃时,将甲、乙、丙三种物质的饱和溶液分别降温到t1℃,所得溶液的溶质质量分数由大到小的顺序是 。
4.(2022山东临沂中考)如图是a、b、c三种固体物质的溶解度曲线,回答下列问题:
(1)在_____℃时,a、c两种物质的溶解度相等。
(2)在t1℃时:向盛有30g a物质的烧杯中加入50g水。充分溶解后,所得溶液的质量为______g。
(3)若a物质中混有少量b物质,最好采用______(填“降温结晶”或“蒸发结晶”)的方法提纯a。
(4)t2℃时,a、b、c三种物质的饱和溶液各100g,所含溶质质量由大到小的顺序为_______。07 曲线题
一、pH变化曲线
1. 溶液稀释
(1)酸的稀释:
开始时,溶液的pH<7,随着水的加入,酸性不断减弱(pH不断增大),但溶液始终为酸性,pH不会大于或等于7,只会无限接近7
(2)碱的稀释:
开始时,溶液的pH>7,随着水的加入,碱性不断减弱(pH不断减小),但溶液始终为碱性,pH不会小于或等于7,只会无限接近7
2. 酸碱中和反应
(1)酸入碱:
开始时溶液呈碱性,pH>7,随着酸的加入,pH逐渐减小,当酸碱刚好完全反应时,pH=7,溶液呈中性;随着酸的继续加入,溶液的pH<7,溶液呈酸性。
(2)碱入酸:
开始时溶液呈酸性,pH<7,随着碱的加入,pH逐渐增大,当酸碱恰好完全反应时,pH=7,溶液呈中性;随着碱的继续加入,溶液的pH >7,溶液呈碱性
3.向酸和盐的混合溶液中加入碱性溶液
例如:向盐酸和CaCl2的混合溶液中加入Na2CO3溶液,图像如下所示
分析:盐酸和氯化钙的混合溶液的pH小于7,碳酸钠溶液的pH大于7,当把碳酸钠溶液加入到盐酸和氯化钙的混合溶液中时,Na2CO3先和盐酸反应,溶液的pH逐渐增大,二者恰好完全反应时,溶液的pH为7,即图中的AB段,继续加入Na2CO3溶液,Na2CO3溶液和CaCl2反应生成CaCO3沉淀,至CaCl2被完全反应时,溶液的pH一直为7,即图中的BC段,继续滴加Na2CO3溶液,则溶液的pH会大于7,即图中的CD段。
例1.(2022四川眉州中考) 如图甲所示装置,同学们借助传感器监测溶液pH和温度的变化情况来探究稀盐酸和氢氧化钠溶液的反应,图乙为反应过程中溶液的pH变化曲线,图丙为反应过程中溶液温度的变化曲线,则下列说法正确的是( )
A. 该反应属于化合反应 B. 由图丙可知该反应为吸热反应
C. 图乙曲线的c点表示该反应恰好完全反应 D. 图乙曲线的d点溶液中溶质为NaCl
【答案】C
【解析】A、该反应是稀盐酸和氢氧化钠溶液的反应,生成氯化钠和水,属于复分解反应,故说法错误,不符合题意;
B、由图丙可知,反应开始后温度上升,故该反应为放热反应,说法错误,不符合题意;
C、图乙曲线的c点时溶液呈中性,说明盐酸和氢氧化钠恰好中和,故图乙曲线的c点表示该反应恰好完全反应,说法正确,符合题意;
D、图乙曲线的d点pH小于7,说明此时溶液呈酸性,故d点溶液中溶质除了NaCl,还有HCl,说法错误,不符合题意。
故选C。
1.(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。
2.(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。
3.(2022广东广州市中考)某校学生用盐酸和碳酸钙制备CO2,产生了大量废液。兴趣小组通过以下探究确定废液处理方案。
(1)废液成分的确定
①写出制备CO2的化学方程式_______。
②推测废液所含溶质
推测一:_______ 推测二:CaCl2和HCl
③若要用一种药品验证哪种推测成立,可选择的有哪些?_______(填标号)
A.石蕊溶液 B.AgNO3溶液 C.锌粒 D.CuO粉末
(2)废液的处理
实验表明废液中的溶质是CaCl2和HCl,小组决定用Na2CO3除去它们。
【提出问题】如何估算Na2CO3固休的用量?
【进行实验】取100mL废液样品于烧杯中,逐滴滴加5.3%的Na2CO3溶液,用pH传感器测定滴加过程中溶液的pH。实验结果如图所示。
【结果讨论】
①a→b阶段,观察到烧杯中的现象是_______。
②b点后曲线平缓阶段,反应的化学方程式为_______。
③c点时,取少量烧杯中的清液于试管中,滴加CaCl2溶液,有白色沉淀生成,说明处理100mL废液,所需5.3%的Na2CO3溶液的体积_______120mL。(填“大于”“等于”或“小于”)
④将烧杯中的沉淀过滤、干燥、称重,质量为4g。若处理10L该废液,理论上需要Na2CO3固体___g。(实验所用Na2CO3溶液的密度近似看做1g/cm3)
【答案】 ①. ②. CaCl2 ③. ACD ④. 有气泡产生 ⑤. ⑥. 小于⑦. 530
【解析】
(1)①实验室用大理石(或 石灰石)和稀盐酸制取CO2,大理石的主要成分碳酸钙和盐酸反应产生氯化钙、水和二氧化碳,化学方程式:。
②碳酸钙和盐酸恰好完全反应时溶质只有氯化钙,则推测一:氯化钙;盐酸过量时推测二:CaCl2和HCl;
③根据推测,主要是证明盐酸的有无即可判断是哪种推测;
A、盐酸会使石蕊试液变红色;则样品滴加石蕊试液后变红了,则有盐酸,推测二成立;如果石蕊试液不变色,推测一成立;正确;
B、溶液中有氯化钙,提供了氯离子,硝酸银和氯化钙反应产生氯化银沉淀和硝酸,盐酸和硝酸银也会产生氯化银沉淀,所以不能用硝酸银溶液验证是否有盐酸,错误;
C、盐酸和锌反应产生氯化锌和氢气,会产生气体;则锌粒中加入样品后产生气泡,则有盐酸,推测二成立;如果没有气泡,推测一成立;正确;
D、氧化铜和盐酸反应产生氯化铜和水,固体会减少或消失,溶液变蓝色;则氧化铜中加入样品后固体会减少或消失,溶液变蓝色,则有盐酸,推测二成立;如果固体不减少,溶液不变蓝色,推测一成立;正确;故选ACD。
(2)①废液中的溶质是CaCl2和HCl,向其中加入碳酸钠,碳酸钠先和盐酸反应产生氯化钠、水和二氧化碳,然后碳酸钠和氯化钙反应产生碳酸钙沉淀和氯化钠,根据图像a→b阶段,是碳酸钠和盐酸反应,则会观察到烧杯中有气泡产生。
②碳酸钠溶液显碱性,b点后曲线平缓阶段,是碳酸钠和氯化钙反应,氯化钠溶液显中性,反应的化学方程式为:。
③c点时,溶液显碱性,碳酸钠过量,结合图像分析,说明处理100mL废液,所需5.3%的Na2CO3溶液的体积小于120mL。
④100mL废液,产生碳酸钙的质量是4g,设要碳酸钠的质量是x。
所需碳酸钠溶液的体积为:4.24g÷5.3%÷1g/mL=80mL, 即80mL碳酸钠溶液中含有碳酸钠4.24g,故100mL碳酸钠溶液中含有碳酸钠4.24g×100mL÷80mL=5.3g,因此若处理10L(即:10000mL)该废液,理论上需要Na2CO3固体质量为10000mL÷100mL×5.3g=530g;
故答案为:530
4.(2022湖南荆州中考)“天宫课堂”上航天员做的泡腾片实验,让同学们再次感受到化学的魅力。泡腾片中含有碳酸钠或碳酸氢钠等物质,化学兴趣小组决定对它们的某些性质进行探究。
实验一:探究碳酸钠和碳酸氢钠溶液的酸碱度
【实验探究1】用pH试纸测得等浓度的碳酸氢钠溶液的pH为9,碳酸钠溶液的pH为11。
【实验结论1】两者均显碱性,且溶液碱性较强的是 _____。
实验二:探究碳酸钠和盐酸的反应
【实验探究2】向盛有碳酸钠溶液的烧杯中,逐滴加入一定浓度的稀盐酸并充分搅拌,测得pH变化与时间的关系如图1所示。观察到ab段无气泡产生,从b点开始产生气泡。经测定b点溶质只有碳酸氢钠和氯化钠,c点pH为7。
【实验结论2】碳酸钠和盐酸的反应是分两步发生的,ab段发生反应的化学方程式为 _____,c点溶液中的溶质为 _____。
实验三:探究碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性
【查阅资料】①碳酸氢钠受热分解成碳酸钠、水和二氧化碳;②碳酸钠受热不分解。
【实验验证】取一定量的碳酸氢钠放入试管中加热,如图2所示。
【交流反思】试管A管口向下倾斜的原因是 _____,试管B中出现 _____现象,证明有二氧化碳生成。
【实验结论3】碳酸钠的热稳定性强于碳酸氢钠。
【拓展应用】溶洞内钟乳石的形成原理与碳酸氢钠受热分解相似﹣﹣溶有碳酸氢钙[Ca(HCO3)2]的地下水,遇热或当压强突然变小时,碳酸氢钙会分解成碳酸钙沉积下来,天长日久就形成了千姿百态的钟乳石。请写出碳酸氢钙分解的化学方程式 _____。
【答案】 ①. 碳酸钠溶液 ②. ③. 氯化钠或 ④. 防止反应生成的水倒流使试管炸裂 ⑤. 澄清石灰水变浑浊 ⑥.
【解析】
【实验结论1】碳酸氢钠溶液的pH为9,碳酸钠溶液的pH为11,碳酸氢钠溶液pH值小于碳酸钠溶液,则碳酸钠溶液的碱性更强,故填:碳酸钠溶液;
【实验结论2】根据题意,碳酸钠和盐酸的反应是分两步发生的,ab段加入盐酸后与碳酸钠反应生成氯化钠和碳酸氢钠,化学方程式为:;然后碳酸氢钠再与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,由c点时显中性说明此时恰好完全反应,故溶液中的溶质是氯化钠,故填:氯化钠或;;
实验三:【交流反思】根据题意,该反应由水生成,实验时试管口要略向下倾斜,防止反应生成的水倒流到试管底部,使试管受热不均而炸裂,故填:防止反应生成的水倒流使试管炸裂;
二氧化碳能使石灰水变浑浊,故试管B中澄清石灰水若变浑浊则证明有二氧化碳生成,故填:澄清石灰水变浑浊;
【拓展应用】根据题意可知,碳酸氢钙分解类似于碳酸氢钠分解,则溶有碳酸氢钙的地下水遇热或当压强突然变小时,会分解出碳酸钙、水和二氧化碳,化学方程式为:。
二、热重曲线(TG曲线)
“热重曲线”类试题,能综合考察学生分析图像的能力、获取信息的能力,数据处理的能力以及文字表述的能力等。
“热重曲线”(TG曲线)是指使用热天平记录的热分析曲线,纵坐标为试样质量或残留率,横坐标为温度或时间。通过对热重曲线的分析,我们可以知道样品及其可能产生的中间产物的组成、热稳定性、分解情况及生成的产物等与质量相联系的信息。对于含有结晶水的某固体M·xH2O热分解反应的过程主要有两个变化阶段:固体失去结晶水的过程、固体分解的过程。M固体可能为盐或氧化物,随着温度的升高,继续分解可能失去一些挥发性的物质,如氨气、二氧化碳、一氧化碳等气体,而金属一般以化合态残留在最终产物中。热重曲线问题的解题过程和方法:利用差量法分析固体减少的质量,如水(结晶水)、二氧化碳、氨气等;利用元素守恒和相对分子质量法分析,晶体质量之比=相对分子质量之比,即 =
例2.(2022年江苏省连云港市中考)CuSO4是化学实验中常见试剂。
(1)验证质量守恒定律。
步骤1:在锥形瓶中加入适量的CuSO4溶液,塞好橡胶塞。将几根铁钉用砂纸打磨干净,将盛有CuSO4溶液的锥形瓶和铁钉一起放在托盘天平上称量,记录所称质量为m1。
步骤2:将铁钉浸入到CuSO4溶液中,塞好橡胶塞。观察实验现象,待反应有明显现象后,将盛有CuSO4溶液和铁钉的锥形瓶一起放在托盘天平上称量,记录所称质量为m2
①用砂纸将铁钉打磨干净的作用是_______。
②步骤2中可观察到明显的实验现象是_______。该变化可说明Fe和Cu的金属活动性由强到弱的顺序是_______。
③若m1=m2,可证明参加反应的Fe和CuSO4的质量总和等于_______。
(2)探究CuSO4溶液对H2O2分解具有催化作用。
①若要证明CuSO4溶液对H2O2分解具有催化作用,除需证明CuSO4在反应前后化学性质和质量不发生改变外,还需证明的是_______。
②为探究CuSO4在反应前后质量是否发生改变,某同学设计如下实验:
向H2O2溶液中滴入10ga%的CuSO4溶液,待反应完全后,向试管中加入足量的BaCl2溶液,产生沉淀,过滤、洗涤、干燥,称量沉淀物为bg。
上述实验步骤中若缺少“洗涤、干燥”,则通过沉淀物bg计算出溶液中CuSO4的质量_______0.1ag。(填“大于”或“小于”或“等于”)
(3)将16.0gCuSO4置于坩埚中加热,固体质量与成分随温度变化的曲线如图所示。
①650℃时,CuSO4开始发生分解反应,生成CuO和另一种氧化物X,X的化学式为_______。
②1000℃时,CuO开始发生分解反应,生成Cu2O和O2.计算图中m的值____。(写出计算过程)
【答案】(1) 除去铁钉表面的铁锈 银白色的铁钉表面有红色固体出现,溶液由蓝色变为浅绿色 Fe>Cu 生成的Cu和FeSO4的质量总和
(2) CuSO4溶液能改变H2O2分解速率 大于
(3) SO3 7.2g
【解析】
(1)①用砂纸将铁钉打磨干净的作用是将铁钉表面的铁锈除去,防止影响实验;
将铁钉浸入到CuSO4溶液中,铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,现象为:银白色的铁钉表面有红色固体出现,溶液由蓝色变为浅绿色;
铁能将铜从其盐溶液中置换出来,说明金属活动性:Fe>Cu;
③m1为反应前盛有CuSO4溶液的锥形瓶和铁钉,m2为反应后盛有CuSO4溶液的锥形瓶和铁钉的质量,若m1=m2,说明参加反应的Fe和CuSO4的质量总和等于生成的Cu和FeSO4的质量总和;
(2)①催化剂能改变化学反应速率,且化学反应前后,催化剂的质量和化学性质不变,故还需证明的是CuSO4溶液能改变H2O2分解速率;
②上述实验步骤中若缺少“洗涤、干燥”,会导致沉淀物的质量偏大,计算得出的硫酸铜的质量偏大,则计算出溶液中CuSO4的质量大于0.1ag;
(3)①①650℃时,CuSO4开始发生分解反应,生成CuO和另一种氧化物X,根据质量守恒定律,化学反应前后,元素的种类和质量不变,另一氧化物中一定含硫元素,硫元素的质量为,则另一氧化物中氧元素的质量为:16.0g-3.2g-8.0g=4.8g,设该氧化物的化学式为:SxOy,则32x:16y=3.2g:4.8g,x:y=1:3,故该氧化物的化学式为:SO3;
②解:设生成Cu2O的质量为z
z=7.2g
即m的值为7.2g
1.(2022广东中考)铁铜双金属粉末可用于生产机械零件。利用还原铁粉和CuSO4溶液制备该产品的工艺流程如图所示。
(1)“搅拌”时发生的反应利用了铁的金属活动性比铜的______(填“强”或“弱”)。
(2)“过滤”后滤液的主要成分是______(写化学式)。
(3)若用该工艺制备了1000g铁铜双金属粉末产品,其中Cu单质的质量分数为19.2%。计算置换这些Cu单质所需还原铁粉的质量(写出计算过程)。
(4)“干燥还原”可在不同的温度下进行,产品中氧元素的质量分数随温度的变化如图所示。若(3)中产品是在500℃时干燥还原后得到的,则其中最多含Fe元素______g(产品中只含三种元素)。
【答案】(1)强 (2)FeSO4
(3)解:1000g铁铜双金属粉末中铜的质量为1000g×19.2%=192g,设需还原铁粉的质量为x;
答:需还原铁粉的质量为168g;
(4)804
【解析】
(1)“搅拌”时铁能与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,是利用了铁的金属活动性比铜的强,故填:强;
(2)由流程图可知,最终产品是铁铜双金属粉末,说明加入的铁粉过量,则“过滤”后滤液的主要成分是硫酸亚铁,故填:FeSO4;
(3)见答案;
(4)产品中只含有铁、铜、氧三种元素,若是含铜的氧化物,则铁元素的质量最少,要使铁元素的质量最大,混合物中只能是铁的氧化物,根据质量守恒定律,铁铜双金属粉末产品中铁元素的质量最多为1000g-192g-1000g×0.4%=804g,故填:804
三、金属与酸的反应曲线
1.m(H2)-t曲线
(1)等质量的金属和足量的酸反应
产生氢气的质量由金属的质量决定,比值越小,则产生氢气越多
(2)足量金属与等质量的酸反应
产成氢气的质量由酸的质量决定,酸完全反应,产生的氢气质量相等,但反应速率不同,金属越活泼,完全反应所需的时间越短。
2.m(H2)—m(酸/金属)曲线
(1)向等质量的金属中分别滴加等溶质质量分数的稀盐酸至过量
开始时,金属过量,酸完全反应,生成的氢气质量相等,曲线重合;金属完全反应后,产生氢气的质量不再改变,相对原子质量越小的金属消耗的酸越多,最终产生氢气的质量越大,故最终生成氢气的质量由大到小的顺序为A1>Mg>Zn(A:A1 B:Mg C:Zn)。
(如图所示,横坐标为酸的质量,与反应速率无关)
(2)向等质量、等溶质质量分数的稀盐酸中分别加入过量的金属
开始时,酸过量,金属完全反应,相对原子质量越大,则等质量的金属消耗酸的
质量越小,生成氢气的质量越小,斜率越小。酸被完全反应后,最终生成氢气的质量
相等,则平台是一样高的(如图所示)。
例3.(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。
1.(2022年四川省凉山州中考)下列图像不能正确反映化学反应原理的是( )
A.等质量、等质量分数的稀硫酸与足量镁、铁反应
B.高锰酸钾受热分解制氧气
C.碳酸钙在高温下分解
D.向氢氧化钠和碳酸钠的混合溶液中逐滴加入稀盐酸至过量
【答案】D
【解析】
A、等质量、等质量分数的稀硫酸与足量镁、铁反应,说明稀硫酸完全反应,所以生成氢气的质量相等,因为氢气中的氢元素全部来自于硫酸中的氢;又因为镁比铁活泼,镁消耗完等质量的稀硫酸所需的时间比铁少,故A不符合题意;
B、高锰酸钾受热分解制氧气,反应前后固体中锰元素的质量守恒,故B不符合题意;
C、碳酸钙在高温下分解生成氧化钙和二氧化碳,固体的质量随着反应的进行不断的减少,当反应完全后,固体的质量不再变化,故C不符合题意;
D、向氢氧化钠和碳酸钠的混合溶液中逐滴加入稀盐酸至过量,稀盐酸先与氢氧化钠生成氯化钠和水,所以开始不产生二氧化碳,当把氢氧化钠完全反应后,稀盐酸再与碳酸钠反应,才产生二氧化碳气体,故D符合题意。
故选D。
2.(2022年湖南省怀化市中考)现有质量相等的X、Y、Z三种金属,分别放入三份溶质质量分数相等的足量稀硫酸中,X不发生反应,Y、Z在生成物中均显+2价,Y、Z反应生成氢气的质量与反应时间的关系如图所示,则下列说法正确的是( )
A.X、Y、Z的金属活动性顺序为:Y>Z>X
B.相对原子质量:Y>Z
C.完全反应生成氢气的质量:YD.Y与H2SO4反应的化学方程式为:
【答案】D
【解析】
A. 排在氢前面的金属可以和酸反应生成氢气;活动性越强的金属与酸反应越剧烈,即反应放出氢气的速度越快;X不发生反应,则X活动性最弱;由图可知,Z反应速率最快,则Z最活泼,X、Y、Z的金属活动性顺序为:Z> Y >X,错误;
B. 一定量金属与足量酸完全反应时,产生氢气质量=;Y、Z在生成物中均显+2价,且Y生成氢气质量大,则相对原子质量:YC. 由图可知,完全反应生成氢气的质量:Y>Z,错误;
D. Y、Z在生成物中均显+2价,则Y与H2SO4反应的化学方程式为:,正确;
故选D。
四、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.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4.(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。
1.(2022湖北宜昌中考)向装有一定量硝酸铜和硝酸银混合溶液的试管中,缓慢加入细铁粉,充分反应。下列关于试管中物质的变化关系图错误的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】根据金属的活泼性顺序铁>铜>银可知,硝酸铜和硝酸银的混合液中加入铁粉,铁先和硝酸银反应生成硝酸亚铁和银,当硝酸银消耗完全后铁和硝酸铜继续反应生成硝酸亚铁和铜,当硝酸铜液消耗完全后反应停止。发生的反应的方程式分别为、;
A、根据分析,铁粉加入一定量的混合液后,先有银单质析出,之后铁粉继续和硝酸铜反应有铜析出,最后铁粉过量时有铁剩余,则固体种类随着铁粉的加入,由银转变为银和铜,最终剩余固体为银、铜和铁三种,故A正确;
B、根据分析,未加入铁粉时混合液中溶质为硝酸银和硝酸铜两种;当加入少量铁粉后,铁和硝酸银反应生成硝酸亚铁,此时溶液中溶质包括硝酸银、硝酸铜、硝酸亚铁三种;当加入的铁粉恰好和硝酸银完全反应时,溶质包含硝酸亚铁和硝酸铜两种;当加入铁粉恰好和硝酸银、硝酸铜都恰好完全反应或者铁粉过量,反应后的溶液中溶质只有硝酸亚铁一种物质,故B正确;
C、根据分析可知,铁粉加入后先和硝酸银反应生成硝酸亚铁和银,56份质量的铁可以置换出216份质量的银,溶液质量快速减小;当铁和硝酸铜反应时,56份质量的铁可以置换出64份质量的铜,溶液质量较慢减小。当反应停止时,溶液总质量不再变化。故C正确;
D、根据分析可知,铁粉加入后先和硝酸银反应生成硝酸亚铁和银,56份质量的铁可以置换出216份质量的银,固体质量快速增大;当铁和硝酸铜反应时,56份质量的铁可以置换出64份质量的铜,溶液质量较慢增大。当反应停止时,随着铁粉的继续加入,固体质量会继续增大,而不是不变,故D错误;
故选D。
2.(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。
五、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5.(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。
1.(2022湖南湘潭中考) 向一定量的氢氧化钠溶液中逐滴加入稀硫酸至过量。水的质量、氢氧化钠质量、硫酸钠质量随稀硫酸质量变化关系如图所示。下列说法错误的是( )
A. 丙代表硫酸钠的质量 B. 加入m克稀硫酸时,两者恰好完全反应
C. a点对应的溶液中溶质种类为三种 D. b点对应的溶液能使紫色石蕊溶液变红
【答案】C
【解析】根据氢氧化钠和硫酸反应生成硫酸钠和水,有图像可知甲的质量随加入硫酸的质量增多而减少最终变为0,故判断甲表示氢氧化钠,如图当氢氧化钠完全反应后,乙的质量还在增加,说明乙是水,因为所加入的稀硫酸中含有水,随着加入稀硫酸的增多水的质量也在变大,而丙在氢氧化钠变为0后质量不再增加说明丙是生成的硫酸钠,据此解题。
A、根据分析可知,随着反应的发生丙的质量由0开始增多,反应停止后不再增加,丙表示的是硫酸钠质量,选项正确;
B、根据分析,甲表示氢氧化钠,如图加入m克稀硫酸时,氢氧化钠的质量刚好变为0,说明此时恰好完全反应,选项正确;
C、如图a点时表示氢氧化钠未完全反应,此时溶液中含有生成的硫酸钠以及剩余的氢氧化钠两种溶质,选项错误;
D、如图,b点为加入硫酸过量的时候,此时溶液中含有硫酸显酸性,能使石蕊试液变为红色,选项正确;
答案为:C。
2.(2022湖南郴州)下列各图的变化趋势与选项要求相符的是( )
A. 向稀盐酸中不断加水稀释时,溶液pH的变化
B. 在恒温条件下,将接近饱和的KNO3溶液蒸发水,溶液中溶质的质量分数的变化
C. 电解水时,产生气体的体积与反应时间的变化
D. 往硫酸铜溶液中不断滴加氢氧化钠溶液时,产生沉淀的质量变化
【答案】C
【解析】A、稀盐酸中不断加水稀释,溶液酸性减小,无限接近中性,所以溶液pH无限接近7但不会超过7,故A错误;
B、在恒温条件下,将接近饱和的KNO3溶液蒸发水,溶液由不饱和溶液逐渐变为饱和溶液,溶液中溶质的质量分数先逐渐变大,当溶液变为饱和溶液时,溶质质量分数不再变化,图像最后应保持水平,故B错误;
C、电解水时正极生成氧气,负极产生氢气,且氢气与氧气的体积比为2:1,图示正确,故C正确;
D、硫酸铜和氢氧化钠反应生成硫酸钠和氢氧化铜沉淀。所以往硫酸铜溶液中不断滴加氢氧化钠溶液时,随着反应的进行,沉淀的质量逐渐变大。当硫酸铜完全反应时,沉淀质量不再变化。但是在0时刻时,硫酸铜中没有沉淀,所以沉淀质量应该是从0开始逐渐增大,最后保持水平,故D错误;
故选C。
3.(2022湖南常德)下列图像能正确反映对应的实验操作的是( )
A. 将一定质量的铁粉加入足量的硝酸银溶液中
B. 向一定质量的氢氧化钠溶液中逐滴加入硫酸铜溶液至过量
C. 将硫酸逐滴滴入氢氧化钡溶液中至过量
D. 分别加热等质量的氯酸钾和混有少量二氧化锰的氯酸钾
【答案】B
【解析】A、将一定质量的铁粉加入足量的硝酸银溶液中,反应方程式为Fe+2AgNO3=Fe(NO3)2+2Ag ,由56份质量的Fe能置换出216份质量的Ag,固体质量是增加的,与图中的图像不对应,故A错误;
B、氢氧化钠与硫酸铜反应生成硫酸钠和氢氧化铜,向一定质量的氢氧化钠溶液中逐滴加入硫酸铜溶液至过量,生成沉淀的质量变化情况,与图中的图像对应,故B正确;
C、将硫酸逐滴滴入氢氧化钡溶液中至过量,溶液由碱性至中性至酸性,与图中的图像不对应,故C错误;
D、分别加热等质量的氯酸钾和混有少量二氧化锰的氯酸钾,产生氧气的质量前者大于后者,放出氧气速度前者小于后者,与图中的图像不对应,故D错误;
故选B。
六、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6.(2022北京中考)下图是硝酸钾和氯化钾的溶解度曲线,下列说法不正确的是
A. 氯化钾的溶解度随温度的升高而增大
B. t1℃时,硝酸钾和氯化钾的溶解度相等
C. 将t1℃时的硝酸钾饱和溶液升温至t2℃,溶质质量不变
D. t2℃时,硝酸钾饱和溶液中溶质与溶剂的质量比为11:21
【答案】D
【解析】
A、由硝酸钾和氯化钾的溶解度曲线图可知,氯化钾的溶解度随温度的升高而增大,故A正确;
B、由硝酸钾和氯化钾的溶解度曲线图可知,t1℃时,硝酸钾和氯化钾的溶解度曲线相交,硝酸钾和氯化钾的溶解度相等,故B正确;
C、硝酸钾的溶解度随温度的升高而增大,将t1℃时的硝酸钾饱和溶液升温至t2℃,溶质质量不变,故C正确;
D、t2℃时,硝酸钾的溶解度为110g,硝酸钾饱和溶液中溶质与溶剂的质量比为,故D不正确。故选D。
1.(2022江苏苏州中考)碳酸钠的溶解度曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A. 碳酸钠的溶解度随温度升高而增大
B. 将20℃的碳酸钠饱和溶液升温至30℃,溶质质量分数不变
C. 30℃时,将25g碳酸钠加入50g水中,所得溶液质量为75g
D. 40℃时,碳酸钠饱和溶液的溶质质量分数为50%
【答案】B
【解析】A.由图可知,碳酸钠的溶解度是先随温度的升高而增大,40℃后又随着温度的升高而减小,该选项说不正确;
B.将碳酸钠饱和溶液由20℃升温至30℃,碳酸钠的溶解度变大,则溶液由饱和变为不饱和,但溶质质量分数不变,该选项说法正确;
C.30℃时,碳酸钠的溶解度为40g,即该温度下,100g水中最多可溶解40g碳酸钠,则50g水中最多溶解,则将25g碳酸钠加入50g水中,所得溶液质量为20g+50g=70g,该选项说法不正确;
D.40℃时,碳酸钠的溶解度为50g,则碳酸钠饱和溶液的溶质质量分数为,而不是50%,该选项说法不正确,
故选B。
2.(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。
3.(2022湖南邵阳中考)(6分)如图是甲、乙、丙三种固体物质的溶解度曲线图。
请回答下列问题:
(1) ℃时,甲、丙两种物质的溶解度相等;
(2)三种物质中, 物质的溶解度随温度的升高而减小;
(3)t3℃时,将甲、乙、丙三种物质的饱和溶液分别降温到t1℃,所得溶液的溶质质量分数由大到小的顺序是 。
【答案】(1)t2;(2)丙;(3)甲=乙>丙。
【解析】(1)由溶解度曲线图可知,t2℃时,甲、丙两种物质的溶解度相等;
(2)三种物质中,丙物质的溶解度随温度的升高而减小;
(3)甲、乙的溶解度随温度的升高而增大,丙的溶解度随温度的升高而减小,所以将t3℃时甲、乙、丙三种物质的饱和溶液降温到t1℃,甲、乙溶解度减小,析出晶体,溶质的质量分数减小,t1℃时,甲、乙溶解度相等,则t1℃时甲、乙的饱和溶液溶质的质量分数相等,丙溶解度变大,由饱和溶液变为不饱和溶液,t1℃饱和溶液中溶质质量分数与t3℃时相同,又t3℃时丙溶解度小于甲、乙在t1℃时溶解度,所以丙降温后所得溶液中溶质的质量分数最小,则将t3℃的甲、乙、丙三种物质的饱和溶液都降温至t1℃,所得三种溶液中溶质质量分数的由大到小关系是甲=乙>丙。
4.(2022山东临沂中考)如图是a、b、c三种固体物质的溶解度曲线,回答下列问题:
(1)在_____℃时,a、c两种物质的溶解度相等。
(2)在t1℃时:向盛有30g a物质的烧杯中加入50g水。充分溶解后,所得溶液的质量为______g。
(3)若a物质中混有少量b物质,最好采用______(填“降温结晶”或“蒸发结晶”)的方法提纯a。
(4)t2℃时,a、b、c三种物质的饱和溶液各100g,所含溶质质量由大到小的顺序为_______。
【答案】(1)t1 (2)60 (3)降温结晶 (4)a>b>c
【解析】
(1)由溶解度曲线图可知,在t1℃时,a、c两种物质的溶解度曲线相交,所以对应的溶解度相等。
(2)在t1℃时,a物质的溶解度为20g,也就是100g水中最多溶解20ga物质,所以向盛有30g a物质的烧杯中加入50g水。充分溶解后,50g水中最多溶解10ga物质,所以所得溶液的质量为50g+10g=60g。
(3)若a物质中混有少量b物质,最好采用降温结晶的方法提纯a,因为a物质的溶解度随温度变化比较明显。
(4)t2℃时,a、b、c三种物质的溶解度关系为a>b>c,也就是同等溶质情况下对应溶剂的关系为ab>c。