(共44张PPT)
坐标曲线图像题
题型结构 利用直角坐标系来描述有关化学量之间的函数关系,以考查相关知识
思维模型
pH曲线
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1.稀释时pH变化曲线
(1)酸性溶液的稀释
如图,起点pH < (填“>”“<”或“=”)7,随着水的加入,H+的浓度逐渐 减小 ,酸性减弱,pH逐渐 增大 ,但不会大于或等于 7 。
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(2)碱性溶液的稀释
如图,起点pH > (填“>”“<”或“=”)7,随着水的加入,OH-的浓度逐渐
减小 ,碱性减弱,pH逐渐 减小 ,但不会小于或等于 7 。
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2.酸碱(中和)反应时pH变化曲线
(1)碱入酸中
如图,开始反应时,溶液的pH < (填“>”“<”或“=”)7,溶液呈 酸性 ;随着碱溶液的加入,pH逐渐 增大 ,当酸碱恰好完全反应时,溶液的pH = (填“>”“<”或“=”)7,溶液呈 中性 ;继续加入碱溶液,溶液的pH > (填“>”“<”或“=”)7,溶液呈 碱性 。
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(2)酸入碱中
如图,开始反应时,溶液的pH > (填“>”“<”或“=”)7,溶液呈 碱性 ;随着酸溶液的加入,pH逐渐 减小 ,当酸碱恰好完全反应时,溶液的pH = (填“>”“<”或“=”)7,溶液呈 中性 ;随着酸溶液的继续加入,溶液的pH < (填“>”“<”或“=”)7,溶液呈 酸性 。
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3.向盐酸和氯化钙的混合溶液中逐滴加入碳酸钠溶液时溶液的pH变化曲线(优先反应)
(1)A点:溶液的pH < (填“>”“<”或“=”)7,溶液显 酸 性。
(2)A~B段:碳酸钠先与盐酸反应,消耗盐酸,溶液pH逐渐 增大 。
(3)B点:盐酸恰好完全反应,溶液的pH = (填“>”“<”或“=”)7。
(4)B~C段:Na2CO3与CaCl2反应生成CaCO3沉淀和NaCl,溶液pH保持不变, C 点时,CaCl2反应完。
(5)C~D段:碳酸钠溶液过量,溶液显 碱 性,随着碳酸钠溶液的增加,溶液pH逐渐 增大 。
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典例1 (2025·郑州枫杨外国语三模)如图为硫酸和氢氧化钠溶液反应时溶液pH变化情况。
(1)加入甲溶液a mL时,溶液中溶质的化学式为 Na2SO4、H2SO4 。
(2)若将b mL甲溶液滴入与硫酸相同质量、相同质量分数的盐酸中反应后所得溶液的pH < (填“>”“=”或“<”)7。
金属与酸反应的变化曲线(详见微专题6)
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1.足量金属等量酸(如图1、图2)
等质量、等浓度的同种酸与足量的金属(Mg、Al、Zn、Fe)反应时,产生氢气的质量由 酸的质量 决定,最终生成氢气的质量一定 相等 ,消耗金属的质量关系为 Al类型1
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2.等量金属足量酸(如图3、图4)
(1)图3中,酸(浓度相同)足量,金属质量相等,金属的相对原子质量 越小 ,化合价 越高 ,产生氢气越多,消耗的酸 越多 ,产生的氢气 越多 。
(2)图4中,向等质量的铝、镁、铁、锌中逐滴滴入盐酸时,开始产生H2的质量由加入酸的质量决定,即产生的氢气质量 相等 。最终产生氢气的质量与金属化合价和 相对原子质量 有关,与反应速率无关。
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典例2 (2025·登封二模)将等质量的铁、锌、铜三种金属与足量的稀盐酸反应,下列图示正确的是( C )
反应前后的质量变化曲线
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1.反应物的质量变化
(1)反应物有剩余(如图1):随着反应的进行,反应物的质量不断减小,当减小到一定程度后反应停止,质量保持 不变 。
(2)反应完全(如图2):随着反应的进行,反应物的质量不断减小,直到反应结束后为 0 。
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2.生成物的质量变化
(1)如图3,开始时没有生成物,起点为原点;随着反应的进行,生成物的质量不断增加,反应结束后,生成物的质量达到最大,且 不再变化 。
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(2)如图4,一种物质与两种物质反应,根据反应的优先顺序,先发生反应(或同时发生反应)的生成物曲线通常从 原点 开始,后发生反应的生成物曲线通常从原点之后开始(如酸和盐的混合物中加入碱,一般酸碱反应优先于碱与盐的反应;同理酸碱反应优先于酸与盐的反应;金属与两种盐反应时优先与不活泼金属的盐反应)。
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【知识拓展】将Ba(OH)2溶液加入一定量的硫酸钠和稀盐酸的混合溶液中,分析可知两个反应同时进行、互不干扰,因此不存在优先反应顺序,产生的沉淀从原点开始。
3.反应物和生成物总质量的变化
反应在密闭的容器中进行,根据质量守恒定律可知,化学反应前后,物质的总质量不变。
图5
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4.固体物质与溶液中的溶质反应(金属与盐溶液反应的质量分析图像详见微专题7)
(1)若消耗的固体反应物的质量<溶液中析出的固体生成物的质量(如图6),随着反应进行,溶液或溶质质量不断 减小 ,至反应结束后不再变化。如将足量铁粉加入硫酸铜溶液中。
(2)若消耗的固体反应物的质量>溶液中析出的固体生成物的质量(如图7),随着反应进行,溶液或溶质质量不断 增大 ,至反应结束后不再变化。如将足量锌粉加入氯化亚铁溶液中。
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5.一定温度下,向饱和澄清石灰水中加入少量氧化钙,溶液中各成分的变化曲线
(1)如图8,氧化钙会与水反应,消耗溶剂水,溶剂水的质量会减少,当反应完毕后,溶剂水的质量不再变化。
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(2)如图9,氧化钙会与水反应生成氢氧化钙且放热,溶液温度升高,原溶液中溶剂的质量 减小 ,可以溶解的氢氧化钙的质量 减小 ,且氢氧化钙的溶解度随温度升高而减小,会有氢氧化钙固体 析出 ,故溶质和溶液的质量都 减小 ;反应完全后恢复至室温,氢氧化钙的溶解度增大,溶液和溶质质量都 增大 ,但由于水的质量减小,故溶质和溶液的质量都 小于 原来的质量。
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图10
6.一定温度下,向饱和澄清石灰水中加入足量的氧化钙
如图10,随着反应的进行,当溶液中的水被完全消耗,溶液和溶质的质量逐渐减小为0。
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典例3 下列图像能正确表示对应关系的是( D )
A.向氢氧化钠溶液中加入大量的水
B.向饱和氢氧化钙溶液中加入少量的氧化钙
C.等质量的镁、铝分别与相同浓度的稀硫酸反应
D.等质量的红磷和氧气在密闭容器中充分反应
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反应速率的变化曲线
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1.催化剂(以一定量的过氧化氢溶液中加入二氧化锰为例)
如图,反应时加入催化剂,催化剂只能改变 化学反应的速率 ,但 不影响 生成物的质量,催化剂的质量不变。
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2.固体颗粒大小(以等质量、颗粒大小不同的碳酸钙或金属粉末与相同浓度等质量的足量稀盐酸反应为例)
如图,其他条件相同,固体颗粒越大,反应速率越慢。
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3.反应物浓度(以等质量、颗粒大小相同的碳酸钙或活泼金属与不同浓度的足量稀盐酸反应为例)
如图,其他条件相同,反应物浓度越大,反应速率越 快 。
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4.电解水
如图,电解水时,产生氢气的速率比氧气快,任意时刻生成氢气和氧气的体积比约为2∶1。
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典例4 某兴趣小组为探究影响化学反应速率的因素,使用等量的同种钙片和白醋开展四组实验,分别测得产生的二氧化碳浓度随时间的变化曲线如图所示。选取CO2的浓度从0~8%为研究对象,下列对实验结果的分析,错误的是( B )
A.对比①③,温度越高,反应速率越快
B.对比②③,反应物接触面积越小,反应速率越慢
C.对比③④,反应物接触面积越大,反应速率越快
D.对比①②③④,④的反应速率最慢
“价态-类别”二维图
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如图,“价态—类别”二维图是以元素化合价为纵坐标,物质类别为横坐标绘制的图像;从“价”和“类”两个方面分析。
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典例5 价类二维图反映的是元素化合价与物质类别之间的关系,下图是氮元素的价类二维图。下列说法错误的是( C )
A.a点物质可用于食品防腐
B.b点物质属于空气污染物
C.c点物质的化学式为HNO3
D.d点物质可能是复合肥KNO3
1.(2024·河南)某同学用pH传感器测定稀硫酸滴入稀氢氧化钡溶液的过程中pH的变化,测定的结果如右图所示。硫酸与氢氧化钡反应的化学方程式为 H2SO4+Ba(OH)2══BaSO4↓+2H2O ;c点所表示的溶液中溶质为
硫酸(或H2SO4) ;在a点所表示的溶液中滴加酚酞溶液,溶液会显 红 色。(提示:BaSO4难溶于水)
2.(2021·河南)下列四个图像分别与选项中的操作相对应,其中可能合理的是( D )
A.电解一定质量的水
B.向一定质量的氢氧化钠溶液中滴加水
C.向一定质量的饱和氢氧化钙溶液中加入氧化钙
D.向一定质量的盐酸和氯化钙混合溶液中滴加碳酸钠溶液
3.(2019·河南备卷)向硫酸中加入Ba(OH)2溶液,溶质质量变化如图所示,下列说法不正确的是( C )
A.a点处溶液的pH<7
B.b点处溶液中只有一种溶质
C.c点处溶液中含较多Ba2+、OH-、、H+
D.d点处溶液中滴加酚酞溶液,溶液变红色
4.向一定量盐酸和氯化钙混合溶液中逐滴加入碳酸钠溶液,用数字化实验设备测得溶液的pH变化情况如图。下列有关说法错误的是( C )
A.AB段反应现象为有气泡产生
B.BC段反应现象为有白色沉淀生成
C.CD段溶液中含有的溶质为碳酸钠和氯化钙
D.CD段溶液pH大于7是因碳酸钠溶液显碱性
5.(2025·焦作二模)下列实验探究的变化趋势能用图中曲线表示的是( B )
A.溶液温度变化 B.引燃红磷后锥形瓶内固体质量变化
C.锥形瓶中压强变化 D.溶液质量变化
6.(2025·方城二模)下列所示图像能正确反映对应的实验或事实的是( D )
A.向硫酸铜和稀硫酸的混合溶液中不断加入氢氧化钠溶液
B.等质量的碳酸钠粉末和块状碳酸钙分别与等体积等浓度足量的稀盐酸反应
C.在40 ℃,将饱和的硝酸钾溶液恒温蒸发水分至有白色晶体析出
D.向一定量盐酸和氯化钙的混合溶液中逐滴加入碳酸钠溶液
7.(2025·郑州外国语一模改编)下列四个图像分别与选项中的操作相对应,其中合理的是( B )
A.分别向相等质量的锌、铁中加入等质量分数的盐酸
B.在密闭装置内点燃红磷
C.一定温度下,向一定量的饱和澄清石灰水中加入生石灰
D.向一定量的氢氧化钠和硝酸钡的混合溶液中滴加稀硫酸
8.(2025·江苏扬州)某催化剂可实现H2O与O2反应制备H2O2。向容器中加入100 g H2O和适量催化剂,并不断通入O2,保持其他条件不变,分别在20 ℃、40 ℃和60 ℃下进行实验①②③,测得H2O2的产量随时间的变化如图所示。下列说法不正确的是( D )
A.设计实验①②③的目的是探究温度对该催化反应的影响
B.实验①说明:20 ℃,在0~3 h内,随着时间的增加,该催化反应持续进行
C.比较实验①②可知,在0~3 h内,40 ℃比20 ℃对该催化反应更有利
D.实验③中2 h后,H2O与O2不再反应,生成的H2O2开始分解
9.元素化合价和物质类别是研究物质的两个重要维度。如图为碳元素的部分“价-类”二维图。下列说法正确的是( C )
A.M为“碱”
B.X点对应的物质只有两种
C.Y点对应的物质为CO2
D.CO可与Ca(OH)2反应生成CaCO3
10.(2025·新乡模拟)“价-类”二维图是以物质类别为横坐标、化合价为纵坐标绘制的图像。如图是含铁元素的物质的“价-类”二维图。
(1)人体中缺乏铁元素容易引起 贫血 (填“贫血”“龋齿”或“甲状腺肿大”)。
(2)C的名称为 氧化亚铁 。
(3)若F由两种元素组成,则B转化为F的化学方程式为 Fe2O3+6HCl══2FeCl3+3H2O 。
11.(2025·河师大附中三模)用Ba(OH)2溶液与稀盐酸进行中和反应实验,开始时滴入几滴酚酞溶液,测得溶液的pH变化如图所示。
(1)写出氢氧化钡与盐酸反应的化学方程式。 Ba(OH)2+2HCl══BaCl2+2H2O
(2)①a点溶液的颜色为 红 (填“红”或“无”)色。
②c点所对应的溶液中含有哪几种溶质
BaCl2、HCl(或氯化钡、氯化氢)
12.(2025·洛阳三模)某校化学小组利用盐酸和氢氧化钠溶液进行中和反应,测得烧杯中溶液pH的变化图像如图1所示,反应前后溶液中存在的主要离子种类如图2所示。
(1)该反应的化学方程式为 HCl+NaOH══NaCl+H2O 。
(2)当溶液呈中性时,所消耗氢氧化钠溶液的体积是 10 mL。
(3)图2所示 表示不同离子,则“○”表示的离子为 OH- (写离子符号)。
13.(2024·郑州外国语三模)向盛有一定量澄清石灰水的烧杯中,逐滴滴加稀盐酸,用pH传感器测得溶液的pH与加入稀盐酸的质量关系曲线如图所示。
(1)请写出该反应的化学方程式: Ca(OH)2+2HCl══CaCl2+2H2O 。
(2)若把烧杯中的澄清石灰水换为等质量、等浓度的氢氧化钠溶液进行该实验,则测得的pH曲线可能经过 a (填“a”“b”或“c”)点。
14.向含有9.5 g MgCl2和7.3 g HCl的混合溶液中,逐滴加入一定质量分数的NaOH溶液,溶液的pH随加入NaOH溶液的体积变化曲线如图所示。
(1)ab段反应的化学方程式为 HCl+NaOH══NaCl+H2O 。
(2)bc段反应现象为 产生白色沉淀 ;d点对应溶液中,氯元素的质量为 14.2 g。
15.(2025·四川达州)实验室取10 g由CaCl2和NaCl组成的混合物,配制成不饱和溶液,向该溶液中逐滴加入Na2CO3溶液,生成沉淀与加入Na2CO3溶液的质量关系如图所示,请回答:
(1)CaCl2完全反应后生成CaCO3的质量为 2 g。
(2)A点对应的溶液中溶质为 NaCl、Na2CO3 。
(3)求原混合物中CaCl2的质量分数(写出计算过程)。
[解]设:原混合物中CaCl2的质量分数为x。
CaCl2+Na2CO3══CaCO3↓+2NaCl
111 100
10 g×x 2 g
x=22.2%
答:原混合物中CaCl2的质量分数为22.2%。