初中化学中考专题突破(一)　坐标图像题 教师版 (1)

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题型突破
题型一 pH图像
1．酸性、碱性溶液的稀释
(1)稀释后溶液的酸碱性及pH变化
(2)酸性溶液加水稀释不会变成中性或碱性溶液，碱性溶液加水稀释也不会变成中性或酸性溶液，酸性、碱性溶液稀释后溶液的pH都只能无限接近7而不可能等于7。
2．酸碱中和反应
(以HCl+NaOH=NaCl+H2O为例)各点对应溶液中的溶质如下表：
例1 下图是稀盐酸和NaOH溶液反应的pH变化曲线，以下说法正确的是( )
A．该反应是稀盐酸滴入NaOH溶液中
B．ag是指加入氢氧化钠固体的质量
C．A点溶液的溶质为HCl和NaCl
D．向B点溶液中滴加紫色石蕊溶液会变红
【答案】C
【解析】由反应图像可知，图像起点的pH<7，因此，起始溶液是稀盐酸，加入的是氢氧化钠溶液，故A错误；ag是指加入氢氧化钠溶液的质量，不是氢氧化钠固体质量，故B错误；A点溶液的pH<7，溶液呈酸性，说明溶液中的溶质是氯化钠和氯化氢，故C正确；B点溶液pH>7，溶液呈碱性，碱性溶液能使紫色石蕊溶液变蓝，故D错误。
3．向酸和盐的混合溶液中加入碱性溶液
如：向盐酸和氯化钙的混合溶液中加入碳酸钠溶液时，溶液pH的变化图像如下：
题型二 金属与酸产生氢气的图像
活泼金属与酸反应，假设生成物中金属元素的化合价为+a，金属的相对原子质量为Ar。若纵坐标表示氢气质量，横坐标表示的物理量不同，图像表示的意义不同。
(一)横坐标表示反应时间，纵坐标表示氢气质量。
(二)横坐标表示金属质量，纵坐标表示氢气质量。
(三)横坐标表示酸的质量，纵坐标表示氢气的质量。
例2 下列图像能正确反映其对应变化关系的是 (填序号)。
①等质量、等浓度的稀硫酸分别与足量的锌粉和铁粉反应
②等质量的铁粉和锌粉分别与足量等浓度的稀硫酸反应
③等质量、等浓度的稀硫酸中分别加入锌粉和铁粉
④等质量、等浓度的稀硫酸中分别加入镁粉和铝粉
⑤等质量的镁粉、铝粉中分别加入等浓度的稀硫酸
⑥等质量的镁粉、铁粉中分别加入等浓度的稀硫酸
【答案】②③⑤
【解析】①金属足量，酸相等时，最终产生氢气的质量一定相等，故图像错误；②等质量的金属分别与足量等浓度的稀硫酸反应，铁产生氢气的质量比锌多，锌反应速率比铁快(锌图像出现拐点早)，故图像正确；③横坐标表示金属质量，当产生相等质量氢气时，消耗掉的铁的质量比锌少(铁出现拐点早)，故图像正确；④横坐标表示金属质量，等质量、等浓度的酸分别与等质量的镁、铝反应时，铝产生氢气的质量比镁多，故图像错误；图⑤和图⑥纵坐标表示氢气质量，金属的相对原子质量与化合价的比值越大，产生的氢气质量越少，则消耗掉的酸的质量越少，则出现拐点越早；且当金属均未反应完时，加入酸的质量相等时，产生氢气的质量相等，因此图⑤正确，图⑥错误。本题正确的选项为②③⑤。
题型三 金属和混合盐溶液的反应图像
金属与盐溶液反应的通式可表示为：金属1+盐溶液1→金属2+盐溶液2(金属活动性：金属1>金属2)。反应后溶液和固体的质量变化是：若相对原子质量金属1>金属2，则反应后溶液质量增加，固体质量减小；若相对原子质量金属1<金属2，则反应后溶液质量减小，固体质量增加。
例3 向一定质量FeCl2和CuCl2的混合溶液中加入锌粉。反应过程中，溶液的质量与加入锌粉的质量关系如图所示。有关该反应过程中溶液和固体的说法正确的是( )
A．a点时，溶液中只含有两种溶质
B．c点时，向固体中滴加稀盐酸，无气泡产生
C．d点时，溶液中的溶质为ZnCl2
D．e点时，固体中只含有2种物质
【答案】C
【解析】向FeCl2和CuCl2的混合溶液中加入锌粉，锌粉先与CuCl2反应，锌的相对原子质量比铜的略大，故反应后溶液质量略有增加，至b点CuCl2反应完全，故a点时，溶液中存在ZnCl2、FeCl2和CuCl2三种溶质，A错误；锌与CuCl2反应结束后，再与FeCl2反应，锌的相对原子质量大于铁，故反应后溶液质量增大较多，至d点锌与FeCl2恰好完全反应，故c点时固体是铜和铁，向固体中滴加稀盐酸，有气泡产生，B错误；d点时，锌与混合溶液的反应恰好全部完成，溶液中的溶质只有ZnCl2，故C正确；e点表示锌过量的情况，此时固体中含有铜、铁、锌三种物质，故D错误。
题型四 反应物和生成物质量的变化图像
▶特别提醒 若反应后生成的沉淀是碳酸盐或碱，起始混合液中含有酸时，则此类沉淀不能在酸性溶液中存在，图像起点不可能为原点；若生成的沉淀是硫酸钡或氯化银，因为二者不能溶于酸，则图像起点为原点。
例4 加热混有二氧化锰的氯酸钾固体制氧气时，下图表示某变量y随时间的变化趋势，y表示的是( )
A．生成氧气的质量
B．固体中氧元素的质量
C．固体中氯元素的质量分数
D．固体中二氧化锰的质量分数
【答案】B
【解析】氯酸钾在二氧化锰的催化作用下，受热后分解开始产生氧气，因此氧气的质量应逐渐增多，故A错误；固体分解之前氯酸钾和二氧化锰中都含有氧元素，加热后氯酸钾逐渐分解变为氯化钾，氧元素质量减小，但二氧化锰的质量不变，因此氧元素的质量减小到一定值后保持不变，故B正确；氯元素、二氧化锰的质量在反应前后均不会发生改变，但固体质量随着氯酸钾的分解会逐渐变小，因此氯元素、二氧化锰的质量分数均会变大，故C、D均错误。
专题训练
一、选择题
1．下列图像分别与选项中的操作相对应，其中合理的是( )
A．向pH为13的氢氧化钠溶液中加水
B．向一定质量二氧化锰固体中加一定质量过氧化氢溶液
C．温度不变，向一定质量饱和氢氧化钙溶液中加入氧化钙
D．向一定质量硫酸和硫酸铜的混合溶液中加入氢氧化钠溶液
1．D【解析】A项，向氢氧化钠溶液中加水，溶液pH只能无限接近7，不能小于或等于7，该图像错误；B项，二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂，其本身的质量不会变化，该图像错误；C项，向一定质量的饱和氢氧化钙溶液中加入氧化钙，氧化钙与溶液中的水发生反应生成氢氧化钙，使溶剂质量减小，氢氧化钙固体析出，则溶质质量随之减小，故溶液的总质量减小，该图像错误；D项，向一定质量的硫酸和硫酸铜的混合溶液中加入氢氧化钠溶液，氢氧化钠先与硫酸反应后与硫酸铜反应，因此反应一段时间后，才开始产生沉淀,直至反应结束，沉淀质量不变，该图像正确。
2．向盛有HCl和CuCl2混合溶液的烧杯中逐滴加入NaOH溶液至过量。在该过程中，下列4个图像能正确反映烧杯内物质的某些物理量变化趋势的是( )
A．①③ B．①②④ C．②④ D．①②③
2．B【解析】向HCl和CuCl2混合溶液中逐滴加入氢氧化钠溶液时，氢氧化钠首先与HCl反应生成氯化钠和水，然后跟CuCl2反应产生蓝色沉淀，故沉淀过一会儿才会产生，故①正确；氢氧化钠与混合溶液完全反应后，氯元素完全转化到氯化钠中，根据质量守恒定律可知，反应前后氯元素的质量不会改变，故②正确；根据HCl+NaOH=NaCl+H2O、CuCl2+2NaOH=Cu(OH)2↓+2NaCl判断，反应后溶质的总质量先增大、后减小，故③错误；氢氧化钠与HCl反应时有水生成，溶剂质量增大，加入的过量氢氧化钠溶液中也含有水，溶剂的质量也会随之增加，故④正确。
3．向盛有一定量固体的烧杯中加入某溶液，固体质量变化与下图相符的是( )
A．MnO2中加入H2O2溶液
B．Cu-Zn合金中加入稀HCl
C．CuO中加入稀H2SO4
D．BaCO3中加入稀HNO3
3．B【解析】由图可知，该图表示加入某种液体后，固体的质量减小。A项，二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂，其质量不会减小；B项，稀盐酸和活泼金属锌反应，不和铜反应，当Zn反应完全后固体质量不再减小，与图像相符；C、D项，氧化铜与稀硫酸、碳酸钡与稀硝酸都可以完全反应，且生成易溶于水的物质，固体质量最终减小到0，与图像均不相符。
4．下列图像能正确反映对应变化关系的是( )
A．向一定量的稀硫酸中逐滴加入氢氧化钙溶液
B．向等质量的铝、锌中分别加入足量的等浓度稀盐酸
C．完全分解等质量等浓度的过氧化氢溶液
D．一定量的镁在过量的氧气中充分燃烧
4．D【解析】A项，起始溶液是酸，加入的是碱,图像起点应为pH<7的点，走势向上，图像错误；B项，横坐标表示盐酸的质量，当消耗等质量的盐酸时，产生的氢气质量相等，因此从开始反应到锌反应结束时，曲线应该重合；等质量的铝产生的氢气比锌多，铝对应曲线拐点出现得晚，图像错误；C项，催化剂不影响生成氧气的质量，只改变化学反应速率，两条曲线出现拐点时对应的氧气质量是一样的，图像错误；D项，镁燃烧的化学方程式为2Mg+O22MgO，氧气过量,故镁充分燃烧后，镁质量变为0，氧气有剩余，图像正确。
5．下列图像能正确体现对应关系的是( )
A．电解水 B．等质量的锌粉和铁粉加入足量的稀盐酸中
C．红磷在盛有空气的密闭容器中燃烧 D．加热一定量氯酸钾和二氧化锰的混合物
5．B【解析】电解水时，生成氢气和氧气的体积比是2∶1，质量比是1∶8，A错误。等质量的锌和铁分别与足量稀盐酸反应，铁产生的氢气比锌多，因此图像“平台”比锌高；锌比铁活泼，完成反应所需时间比铁短，因此图像出现“拐点”比铁早，B正确。红磷在密闭容器中燃烧，反应前后容器内物质质量不变，C错误。加热一定量氯酸钾和二氧化锰的混合物，二氧化锰的质量分数随着氯酸钾的分解而增大；但实验开始时，二氧化锰的质量分数不是0，D错误。
8．下列图像能正确反映对应变化关系的是( )
A．向稀盐酸中不断加水
B．向盐酸和氯化钙的混合溶液中逐滴加入纯碱溶液至过量
C．向盐酸和氯化镁的混合溶液中滴加氢氧化钠溶液
D．向等质量的镁、铝中分别加入等溶质质量分数的稀硫酸至过量
8．B【解析】向稀盐酸中不断加水，溶液的pH会逐渐增大并无限接近7，但不可能大于7，故A图像错误。向盐酸和氯化钙的混合溶液中加入纯碱溶液，盐酸先与纯碱反应，溶液的pH增大，待盐酸恰好完全反应时，溶液呈中性，pH=7；之后氯化钙与纯碱反应，生成碳酸钙沉淀和氯化钠，溶液仍然呈中性，pH保持不变；至纯碱加入过量时，溶液呈碱性，pH>7，故B图像正确。向盐酸和氯化镁的混合溶液中加入氢氧化钠溶液，氢氧化钠先与盐酸反应，后与氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀，故图像起点不应为原点，C图像错误。D图中横坐标表示稀硫酸的质量，纵坐标表示产生的氢气质量，在金属镁未完全反应之前，每消耗等质量的硫酸，一定产生相等质量的氢气；因此，从开始反应到金属镁反应完成时，两条线应重合在一起，之后铝继续和硫酸反应产生氢气，直到完全反应，故D图像不正确。
10．下列图像能正确描述对应关系的是( )
10．C【解析】A项，向氢氧化钡溶液中滴加稀硫酸，起始溶液为氢氧化钡溶液，图像起点应为纵坐标上大于7的某一点，滴加硫酸后溶液pH变小，图像走势应向下，故图像错误；B项，氢氧化钠先与盐酸反应，后与氯化铁反应生成沉淀，图像起点不应为原点，故图像错误；C项，反应前后锰元素质量不变，而高锰酸钾分解后固体的质量变小，因此，固体中锰元素的质量分数变大，图像正确；D项，等质量的锌和镁与足量的酸反应，镁产生氢气的质量大于锌，且镁的活动性比锌强，反应时间应比锌短，故图像错误。
11．在一定质量的甲溶液中逐渐加入乙至过量，反应过程中溶液的总质量与加入乙的质量关系，能用下列图像表示的是( )
A．①② B．②③ C．①②④ D．①③④
11．A【解析】题中图像表示反应后溶液的质量增大。①稀盐酸与铁反应生成氯化亚铁和氢气，反应的铁的质量大于放出氢气的质量，溶液的质量增大，故图像符合；②稀硫酸与氢氧化镁(固体)反应生成硫酸镁和水，溶液的质量增大，图像符合；③氯化钠溶液和硝酸银溶液反应生成沉淀，溶液的总质量减小，图像不符合；④硝酸钾与碳酸钠不发生复分解反应，溶液总质量不变，图像不符合。因此选A。
12．下表中，有关量的变化图像与其对应叙述相符的是( )
12．B【解析】浓硫酸具有吸水性，敞口放置会使溶质质量分数减小，A错误。氧化铁与稀盐酸反应生成氯化铁和水，溶液质量不断增加，增加量为加入的稀盐酸和反应的氧化铁质量之和；当恰好完全反应后再继续加入稀盐酸，溶液质量增加的量只有加入的稀盐酸的质量，B正确。向AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加锌粉，析出固体质量开始为0，C错误。二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂，随着过氧化氢溶液的不断加入，生成氧气的质量一直增大，D错误。
13．足量的Mg、Zn、Fe三种金属分别与等质量、等浓度的稀硫酸反应，放出H2的质量(m)与反应时间(t)的关系的图像正确的是( )
13．B【解析】金属足量,酸等量时，最终产生氢气的质量相等，排除选项A、C；横坐标表示反应时间时，拐点出现越早，说明金属活动性越强，锌的金属活动性比铁强，排除D，故应选B。
14．两个烧杯中装有等质量的金属锌和镁，然后分别逐渐加入同浓度的稀硫酸，产生氢气的质量与加入稀硫酸的质量关系如图所示。下列说法正确的是( )
A．该图反映出镁比锌的金属活动性强
B．a点时，两个烧杯中的酸都恰好完全反应
C．b点时，两个烧杯中产生氢气的质量相等
D．c点时，两个烧杯中都有金属剩余
14．D【解析】题图中，横坐标表示加入稀硫酸的质量，纵坐标表示产生氢气的质量,故无法比较金属的活动性，A错误；等质量的镁、锌分别与稀硫酸完全反应，镁产生氢气的质量大于锌，则镁消耗的酸多于锌，a点时，表示镁与酸恰好完全反应，但放锌的烧杯中还有过量的酸，B错误；由题图可知，b点时，两个烧杯中产生氢气的质量不相等，镁产生氢气的质量大于锌，C错误；由题图可知，c点时，两个烧杯中产生氢气的质量均没有达到最大值，说明两种金属都没有完全反应，烧杯中都有金属剩余，故D正确。
二、简答题
16．将一定质量的锌粉逐渐加入到硝酸镁、硝酸铜和硝酸银的混合溶液中，溶液的质量随加入锌的质量变化的图像如图所示：
(1)写出a点溶液中溶质的化学式。
(2)写出bc段发生反应的化学方程式。
(3)小茗同学猜想d点的固体有镁、锌、铜、银四种物质，小华认为该猜想不合理，请你帮助解释原因。
16．(1)AgNO3、Cu(NO3)2、Mg(NO3)2、Zn(NO3)2
(2)Zn+Cu(NO3)2=Zn(NO3)2+Cu
(3)锌的活动性小于镁，不能把镁从它的盐溶液中置换出来
【解析】(1)由图像分析和“远距离先置换”的规律可知，从反应开始到b点的曲线是锌与硝酸银溶液的反应，bc段是锌与硝酸铜溶液的反应，cd段是锌过量，反应停止；因此a点的溶液中一定存在硝酸银、硝酸铜、硝酸镁和硝酸锌四种溶质。(2)bc段发生反应的化学方程式为Zn+Cu(NO3)2=Zn(NO3)2+Cu。(3)镁的金属活动性大于锌，不能被锌从其盐溶液中置换出来，所以d点的固体中不可能有镁。
起始溶液pH
pH>7
pH<7
起始溶液酸碱性
碱性
酸性
加水后图像走势
向下并无限接近7
向上并无限接近7
稀释后溶液pH
pH>7
pH<7
稀释后溶液酸碱性
碱性
酸性
图像中的点
A(起始点)
NaOH(pH>7)
HCl(pH<7)
B
NaOH、NaCl
HCl、NaCl
C(中性)
NaCl(pH=7)
NaCl(pH=7)
D
NaCl、HCl
NaCl、NaOH
溶液pH的变化图像
反应规律
碳酸钠先与盐酸反应(产生气体)，把盐酸消耗完后，再与氯化钙反应(产生沉淀)。
各线段含义
AB段
表示碳酸钠与盐酸反应溶液pH增大，反应至B点时，盐酸完全反应，溶液呈中性，pH=7。
BC段
表示碳酸钠与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀，溶液的pH不变，至C点时，氯化钙完全反应。
CD段
表示碳酸钠溶液过量，溶液显碱性，随着碳酸钠溶液的加入，溶液的pH逐渐增大。
等质量氢气图
等质量不等价金属生成氢气图
(1)可表示产生氢气的快慢：金属活动性越强(反应完成时需要的时间越短，图像拐点出现越早)，图像斜率越大，产生氢气越快。
(1)等质量镁、铝、锌、铁分别与足量酸反应生成的化合物中金属元素的化合价分别为+2、+3、+2、+2，此图反映出等质量不等价金属与酸反应的速率不同：图像出现拐点越早，反应速率越快。
(2)产生等质量氢气的情况有：
①足量的金属与等质量、等浓度的同种酸反应，产生氢气的多少由酸决定，即产生氢气的质量相等。
②酸足量，投放的金属与酸反应产生氢气的质量恰好完全相同，如将2.4g镁、1.8g铝、6.5g锌、5.6g铁分别投入足量的盐酸中，充分反应后产生氢气的质量均为0.2g。
▶注意 产生等质量氢气时，消耗金属的质量比等于“量价”之比。
(2)当金属质量相等时，产生氢气的质量只与“价量比”有关。氢气的质量可用下式计算：m(H2)=×m(金属)。
【小结】横坐标表示反应时间，纵坐标表示氢气质量时，图像反映出来的规律有：
①图像出现拐点越早，表示反应速率越快，金属的活动性越强；
②图像“平台”越高，表示产生氢气越多。
向足量等浓度的酸中分别加入镁、铝、锌和铁时，产生氢气的图像
等质量、等浓度的酸分别与足量金属反应产生氢气的图像
【小结】图像能比较产生氢气的多少、消耗金属的多少，但不能比较产生氢气的快慢。
向等质量的镁、铝、锌和铁中分别加入足量等浓度同种酸的图像
【小结】图像能比较产生氢气的多少，不能比较产生氢气的快慢。
反应物的质量图像
生成物的质量图像
反应物的质量随着反应的进行不断减小，反应物有剩余
反应物的质量随着反应的进行不断减小，反应物完全反应
(1)两种物质反应时，随着反应的进行，生成物的质量不断增大，反应结束时生成物的质量达到最大值(如一定量的Na2CO3和足量的盐酸反应产生CO2的质量)，如图所示。
(2)当两种物质和另一种物质反应时，若两个反应先后发生，第一个反应生成物的质量曲线从原点开始，第一个反应结束时，第一种生成物质量达到最大，曲线如图所示。
(3)当两种物质和另一种物质反应时，若两个反应先后发生，第二个反应在第一个反应结束时开始，所以第二个反应生成物的质量曲线不是从原点开始，而是从第一个反应结束时开始(如在盐酸和CaCl2的混合溶液中加入Na2CO3，产生CaCO3沉淀的质量)，如图所示。
序号
甲
乙
①
稀盐酸
金属铁
②
稀硫酸
氢氧化镁
③
氯化钠溶液
硝酸银溶液
④
硝酸钾溶液
碳酸钠溶液
A
B
C
D
浓硫酸敞口放置一段时间
向一定质量的氧化铁粉末中加入稀盐酸
向一定质量AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入Zn粉
向一定质量的二氧化锰中加入过氧化氢溶液