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热点07 曲线题
坐标曲线类试题是中考常考的一种题型。坐标曲线是通过数学横纵坐标表示在化学实验操作或化学反应过程中物质的变化。这类题从不同角度、不同层面设置了图像来提供信息,体现了化学学科的特点,试题侧重考查学生的识图能力、信息提取以及数据处理能力,同时考查学生的综合分析能力。
主要有单独型曲线和综合型曲线两种考查方式,涉及的知识点相对综合。坐标曲线题的命题角度主要围绕以下几点:单独型曲线:金属与酸的反应、溶解度曲线;综合型曲线:反应物和生成物的质量变化、溶液pH的变化、化学反应速率、溶质质量(分数)的变化、化学反应中反应物和生成物的质量关系及压强、体积、温度的变化等
一、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 =
二、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)曲线上各点对应溶液中的离子
a
H+、Cl-
Na+、OH-
m
H+、Na+、Cl-
Na+、OH-、Cl-
b
Na+、Cl-
Na+、Cl-
c
Na+、OH-、Cl-
H+、Na+、Cl-
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。
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)。
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