【考点突破】专题11:根据化学方程式进行计算(pH图像型)2026-2027学年浙教版科学九年级上册
2026-09-19
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摘要:
**基本信息**
以pH图像为载体,系统整合酸碱反应原理、定量计算与曲线分析,突出科学思维与探究实践的结合。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|酸碱反应与pH图像|20题(含胃酸治疗、废液回收等情境)|结合pH曲线的综合计算,涉及反应阶段判断、溶质分析、方程式计算|从酸碱反应微观本质(H⁺与OH⁻结合)到pH曲线模型建构,再到定量计算与实际应用,形成“原理-模型-计算-应用”逻辑链|
内容正文:
【考点突破】专题11:根据化学方程式进行计算(pH图像型)
一、综合题
1.胃酸过多会引起消化系统疾病,影响人体健康。患者常服用抗酸药物来治疗,其主要原理是利用药物中的有效成分与胃液中的过量盐酸反应,来降低胃液酸性。
(1)图甲为小科画的“盐酸的性质”框架图,请写出一条金属氧化物和盐酸反应的化学方程式 。
(2)小明认为服用硝酸银可以治疗胃酸过多,同学们都认为不可行。请说明理由 。
(3)为测定药片中有效成分的含量,小科将2.0g氢氧化镁抑酸剂药片加入到10.0g14.6%的稀盐酸中,两者恰好完全反应,请计算其中氢氧化镁的质量分数。
(4)为了准确比较氢氧化镁和碳酸氢钠两种试剂的治疗效果,项目化小组取两种药片各1.0g 与足量的稀盐酸进行反应,用pH 传感器测出pH 随时间的变化关系如图乙。最佳药效的pH范围为3~5。根据实验结果,请你帮助胃酸过多患者选择药物,并说明理由: 。
2.科学小组同学参与“铅蓄废电池中硫酸回收”的研学项目,回收时需要测定电池废液中硫酸的质量分数。小组成员借助图1装置进行实验,图2是溶液混合过程中的pH变化曲线。其中氢氧化钠溶液的溶质质量分数为10%。请据图回答相关问题。
(1)配置上述实验用的氢氧化钠溶液时,氢氧化钠固体应放在玻璃器皿中称量的原因是 ;
(2)a点滴加紫色石蕊试液,溶液的颜色为 色;
(3)计算该电池废液中 的质量分数。
3.用9.8%的稀硫酸溶液50克和10%的氢氧化钠溶液进行反应时,反应过程中溶液的酸碱度变化如图所示:
(1)0点溶液中含有的溶质 (填“化学式”)。
(2)a点时溶液中溶质的质量多少克。
(3)当加入溶液的质量为50克时,问:反应后的溶液能与下列哪些物质发生化学反应( )。(多选)
A.铁 B.紫色石蕊 C.硫酸铜 D.氯化钡
E.碳酸钠
4.将 40 g 稀盐酸逐滴加入到 20 g 溶质质量分数为的氢氧化钠溶液中,边滴加边搅拌。随着稀盐酸的滴加,溶液的pH变化如图一所示,溶液的温度变化如图二所示(不考虑反应过程中热量损失)。试回答:
(1)图二从A到B过程中,溶液的pH逐渐 (填“增大”或“减小”);
(2)图二C点时溶液中溶质有 ;
(3)计算稀盐酸中溶质的质量分数。
5.科学小组参与“铅蓄废电池中硫酸回收”的研学项目,回收时需要测定电池废液中硫酸的质量分数。向装有5克废液的锥形瓶中加入质量分数为8%的氢氧化钠溶液,并充分搅拌,利用pH 计等电子设备采集信息并绘制的图像如图。请据图回答相关问题。
(1)该反应的微观本质是 。
(2)计算该电池废液中 H2SO4的质量分数。
(3)若实验所用的氢氧化钠溶液变质,则会导致测定废液中硫酸的质量分数结果 (选填“偏大”“不变”或“偏小”)。
6.利用中和反应可以测定酸或碱溶液中溶质的质量分数。如图为某次测定过程中,待测溶液的 pH与滴加的某标准溶液的质量关系图。
(1)根据图中曲线,可以判断这次测定是____。(填字母编号)
A.向酸溶液中滴加碱溶液 B.向碱溶液中滴加酸溶液
(2)在这次测定中,为了指示中和反应恰好完全进行,选用了酚酞试液作指示剂,即在待测溶液中先滴加几滴酚酞试液,然后在滴加另一种溶液时若看到 ,证明中和反应恰好完成。
(3)若某次实验中使用20g NaOH溶液作为待测液,溶质质量分数为10%稀 作为标准液,恰好完好反应时共消耗49克该稀硫酸,请计算待测 NaOH溶液中溶质的质量分数。
7.在制取二氧化碳气体后,得到盐酸与氯化钙的混合溶液,兴趣小组对此混合溶液继续进行探究。他们往混合溶液中逐渐加入碳酸钠溶液。
(1)用“化学方程式”解释图甲中 ce段pH不变的原因 。
(2)d点对应的溶液中含有的溶质是 。
(3)请在图乙中画出生成的氯化钠质量随加入的碳酸钠溶液质量的变化曲线。
8.胃酸过多会引起消化系统疾病,影响人体健康。患者常服用抗酸药物来治疗,其主要原理是利用药物中的有效成分与胃液中的过量盐酸反应,来降低胃液酸性。
(1)小科准备服用硝酸银治疗胃酸过多,同学们都认为不可行。请说明理由: 。
(2)为测定药片中有效成分的含量,小科将1.0g氢氧化镁抑酸剂药片加入到10.0g7.3%的稀盐酸中,两者恰好完全反应,请计算其中氢氧化镁的含量。(写出计算过程)
注:
(3)为了准确比较氢氧化镁和碳酸氢钠两种药品的治疗效果,小科同学取两种药片各1.0g与足量的稀盐酸进行反应,用pH传感器测出pH随时间的变化关系如图。最佳药效的pH范围为3~5。根据实验结果,说说胃酸过多患者往往都选择氢氧化镁药物的理由是: 。
9.在用稀盐酸和氢氧化钡溶液进行中和反应实验时,反应过程中溶液酸碱度变化及相关数据如图所示。
(1)根据此变化曲线,你认为实验操作是将 滴加到pH另一种溶液中。
(2)当加入溶液的质量是a克时,滴入无色酚酞试液,溶液呈 色,此时溶液中溶质是 (写化学式)
(3)求恰好完全反应时溶液中溶质的质量(需写出计算过程)
10.实验小组取一定量的稀盐酸于烧杯中,向其中逐滴加入氢氧化钠溶液。
(1)图1实验中,可用 .(填指示剂名称)指示盐酸被NaOH 反应完全。
(2)传感器可以更好地指示酸碱反应过程。通过数字传感器测得烧杯中溶液的pH和温度变化曲线如图所示。分析图2和图3的曲线,可知该反应属于 (填“吸热”或“放热”)反应,D点对应的时间:第 s。
(3)若烧杯中盛放10g溶质质量分数为3.65%的稀盐酸,计算恰好完全反应时,消耗氢氧化钠溶质的质量(写出计算过程)。
11.将5%的 NaOH溶液逐滴加入34g稀盐酸中,边加边搅拌,随着NaOH 溶液的加入,溶液pH的变化如图所示。请回答:
(1)当恰好完全反应时,消耗NaOH 溶液的质量为 。
(2) 加18gNaOH溶液时, 溶质成分为 。
(3)计算a点溶液中溶质的质量分数。
12.实验室有一瓶标签被腐蚀的稀硫酸溶液,小丽为了测定该稀硫酸溶液中溶质的质量分数,在烧杯中配制了16g 10%的氢氧化钠溶液,然后往烧杯中滴加该稀硫酸溶液.反应过程中溶液的pH与滴入 7稀硫酸溶液的质量关系如图所示.请回答下列问题:
(1)图中a点表示的意义是: .
(2)根据化学方程式及图中信息,计算该稀硫酸溶液的质量分数.(写出计算过程)
(3)当滴入10g稀硫酸溶液时,烧杯内溶液中钠元素的质量为 g.
13.实验室有一瓶标签破损的烧碱溶液,小科设计实验测定了其溶质质量分数。实验过程如图甲所示。请回答:(注:滴入酚酞的质量忽略不计)
(1)将稀盐酸逐滴滴入锥形瓶的过程中,边滴加稀盐酸边振荡锥形瓶,当观察到 时,恰好完全反应,停止滴液。
(2)如图乙所示,此实验过程对应的图像是 (填“a”或“b”)。
(3)通过计算确定该瓶烧碱溶液的溶质质量分数。(写出计算过程)
14.实验小组取一定量的稀盐酸于烧杯中,向其中逐滴加入氢氧化钠溶液,通过数字传感器测得烧杯中溶液的pH和温度变化曲线如图所示。
(1)分析图1的曲线,当反应进行至C点时,溶液呈 性。
(2)分析图1和图2的曲线,可知该反应属于 (选填“吸热”或“放热”)反应,D点对应的时间:第 s。
(3)若烧杯中盛放10g溶质质量分数为3.65%的稀盐酸,计算恰好完全反应时,消耗氢氧化钠的质量。(写出计算过程)
15.市面上售卖的低钠盐通过添加一定量的MgSO4,可以帮助改善体内钠、镁的平衡状态,预防高血压。某同学欲测定某低钠盐中MgSO4的质量分数,进行如下实验。称量40.0g低钠盐溶于适量的水配得溶液,滴加10%的氢氧化钠溶液,同时用pH传感器监测溶液酸碱度,并绘制了溶液pH随时间变化的图像。过滤、洗涤、干燥后测得生成沉淀的质量为1.74g。
(1)该同学认为该低钠盐溶液呈酸性,他的判断依据是 ;
(2)图像中表示Mg(OH)2沉淀生成的是____段;
A.a-b B.b-c C.c-d D.b-d
(3)请计算该低钠盐中硫酸镁的质量分数。
16.实验室欲测定一瓶标签破损的稀盐酸的溶质质量分数。现取10g稀盐酸样品,将5%的氢氧化钠溶液逐滴加入样品中,边加边搅拌,随着氢氧化钠溶液加入,溶液的pH的变化如图所示。试回答:
(1)a点溶液中的溶质有 (填化学式)。
(2)当pH=7时,消耗氢氧化钠溶液中溶质NaOH的质量为 。
(3)计算该盐酸样品中溶质的质量分数(写出计算过程)。
17.小育用如图甲所示的药品进行如图乙所示的酸和碱的反应,烧杯中溶液的酸碱度变化及相关数据如图丙所示.
(1)根据图丙可知,图乙所示的胶头滴管中的溶液是
(2)恰好完全反应时,溶液中溶质的质量为多少克?(写出计算过程).
18.胃酸过多会引起不适,患者常用碳酸氢钠片和铝碳酸镁片来治疗,其主要原理是利用药物中的有效成分与胃液中的过量盐酸反应,减弱胃酸的酸性。请回答相关问题:
(1)碳酸氢钠片的有效成分是碳酸氢钠,其水溶液呈 性(填“酸”或“碱”),因此可以减弱胃酸的酸性。
(2)常见口服碳酸氢钠片其有效成分碳酸氢钠的质量分数要求在95%以上。为测定该品牌碳酸氢钠片(如图甲)有效成分是否符合要求,兴趣小组取10片碳酸氢钠片研磨成粉,用图乙装置将20g稀盐酸分两次加入装有粉末的大烧杯。请用图中数据,判断该品牌有效成分是否符合要求。
(3)为了进一步比较药效,兴趣小组取等量的碳酸氢钠片和铝碳酸镁片分别与足量稀盐酸反应,利用pH传感器测出容器内溶液pH变化,得到图丙所示曲线图。结合曲线图分析,你认为哪种药物治疗胃酸过多的效果更好,并说明理由 。
19.欲测定盐酸与氯化钙的混合溶液中氯化钙的质量分数,进行了如下实验:取混合溶液100g于锥形瓶中,向其中逐渐加入一定溶质质量分数的碳酸钠溶液(如图1),并不断测定锥形瓶中溶液的pH。反应过程中所得溶液的pH与锥形瓶中物质的总质量的关系如图2所示。其中,当锥形瓶中溶液的质量增加至x时,共消耗溶质质量分数为10.6%的碳酸钠溶液质量50g。(忽略二氧化碳在水中溶解的量;氯化钙溶液显中性。)
(1)随着不断加入碳酸钠溶液,可以观察到_______
A.先有气泡后有沉淀 B.无明显现象 C.溶液变红
(2)结合图2,写出ab段发生反应的化学方程式 。
(3)请计算原混合溶液中的质量分数(写计算过程)。
20.小科同学向一定质量的石灰石中(杂质不与酸反应且不溶于水)加入7.3%的稀盐酸来制取二氧化碳,测得反应过程中溶液的pH与加入的稀盐酸的关系如图1所示。
(1)配置7.3%的稀盐酸1000克,需要36.5%的浓盐酸多少毫升?(浓盐酸的密度为1.17g/cm3)(保留一位小数)
(2)该实验产生的二氧化碳的质量是多少?(写出计算过程)
(3)小科同学把制取气体后的废液过滤,向滤液中加入10.6%的Na2CO3溶液,测得加入的Na2CO3溶液与产生的沉淀数据如下:则m=_______。
Na2CO3溶液质量/g
10
20
30
40
50
60
70
沉淀质量/g
0
1
n
3
4
5
m
(4)在滤液中加入10gNa2CO3溶液发生的现象是_______。
(5)请在图2中画出向废液中加入Na2CO3溶液时加入的Na2CO3溶液与产生的沉淀的曲线?
答案解析部分
1.【答案】(1)CuO+2HCl=CuCl2+2H2O(合理即可)
(2)硝酸银有毒或硝酸银与盐酸反应生成硝酸,酸性并没有减弱
(3)解:设抑酸剂药片中氢氧化镁的质量为x,
;
解得:x=1.16g;
则其中氢氧化镁的质量分数为:。
(4)选择Mg(OH)2,因为药效时间长或能保持在最佳药效pH范围
【知识点】溶质的质量分数及相关计算;书写化学方程式、文字表达式;根据化学反应方程式的计算;酸的化学性质
【解析】【分析】(1)根据反应物、反应条件和生成物,确定反应的方程式;
(2)可从药物是否有毒性,以及服用后是否会降低酸性分析;
(3)写出氢氧化镁和稀盐酸反应的方程式,根据稀盐酸的溶质质量计算参加反应的氢氧化镁的质量,最后与药片质量做比即可;
(4)根据乙图分析两种药物能够维持有效pH范围的时间长短即可。
【解答】 (1)氧化铜为金属氧化物,它和盐酸反应生成氯化铜和水,化学方程式为:CuO+2HCl=CuCl2+2H2O(合理即可)。
(2)硝酸银本身有毒,它与盐酸反应会生成硝酸,酸性并没有减弱或硝酸银有毒,所以同学们都认为服用硝酸银治疗胃酸过多不可行。
(4)根据图乙可知,胃酸过多患者选择药选择Mg(OH)2,因为药效时间长且能保持在最佳药效pH范围。
2.【答案】(1)氢氧化钠固体易潮解,有腐蚀性
(2)红
(3)解: 设 H2SO4的质量为x
x=1.617克
答:该电池废液中 H2SO4的质量分数是 16.17%。
【知识点】根据化学反应方程式的计算;酸碱指示剂及其性质;碱的物理性质及用途
【解析】【分析】本题围绕 “测定电池废液中硫酸的质量分数” 展开,结合实验操作、酸碱指示剂性质和化学计算进行考查。
【解答】(1) 氢氧化钠固体易吸收空气中的水分而潮解,且具有强腐蚀性,会腐蚀托盘天平的托盘,因此应放在玻璃器皿(如烧杯)中称量。
(2) a 点时溶液的pH 小于7,呈酸性,酸性溶液能使紫色石蕊试液变为红色。
(3)当 pH=7 时(b 点),硫酸与氢氧化钠恰好完全反应,此时消耗的氢氧化钠溶液质量为13.2g。
计算参与反应的 NaOH 质量:m(NaOH)=13.2 g×10%=1.32 g。设废液中 H2SO4的质量为x
,根据化学方程式计算:80/98= 1.32 g/x,x=1.617 g,计算废液中 H2SO4的质量分数:ω(H2SO4)= 1.617 g/10 g×100%=16.17%。
3.【答案】(1)H2SO4
(2)a点时溶液的pH=7,说明稀硫酸与氢氧化钠恰好完全反应,50克9.8%的稀硫酸中H2SO4的质量为50克×9.8%=4.9克
硫酸与氢氧化钠反应生成硫酸钠和水,则溶液中的溶质是硫酸钠;设a点时溶液中溶质硫酸钠的质量为x;
x=7.1g
(3)B;C;D
【知识点】根据化学反应方程式的计算;酸与碱的反应及用途;酸的化学性质
【解析】【分析】(1)溶液的酸碱性与溶质判断:pH<7 的溶液呈酸性,0 点时溶液 pH 小于 7,说明此时溶液中的溶质是稀硫酸,因为稀硫酸呈酸性。
(2)中和反应的化学方程式计算:稀硫酸与氢氧化钠发生中和反应生成硫酸钠和水,可根据参与反应的硫酸质量,结合化学方程式计算出生成的硫酸钠质量(即 a 点溶液的溶质质量)。
(3)反应后溶液的成分与物质反应规律:当加入的氢氧化钠溶液过量时,反应后溶液中的溶质为硫酸钠和氢氧化钠;需根据这两种物质的化学性质,判断能与其反应的物质。
【解答】(1)由图像可知,pH开始时小于7,逐渐增大到7,然后大于7,说明原溶液呈酸性,是将氢氧化钠溶液滴加到稀硫酸中,则0点溶液中含有的溶质为H2SO4。
(3)根据化学方程式2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O
可知,参加反应的NaOH和H2SO4的质量为80∶98=40∶49
而50克10%的氢氧化钠溶液中NaOH的质量为50克×10%=5克
50克9.8%的稀硫酸中H2SO4的质量为4.9克,说明氢氧化钠有剩余,反应后的溶液中的溶质是Na2SO4和NaOH;
A.铁与Na2SO4、NaOH都不反应,故A不符合题意;
B.NaOH溶液显碱性,能使紫色石蕊溶液变蓝,故B符合题意;
C.硫酸铜能与氢氧化钠反应生成氢氧化铜成和硫酸钠,故C符合题意;
D.氯化钡能与硫酸钠反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠,故D符合题意;
E.碳酸钠与Na2SO4、NaOH都不反应,故E不符合题意;
故选BCD。
(1)由图像可知,pH开始时小于7,逐渐增大到7,然后大于7,说明原溶液呈酸性,是将氢氧化钠溶液滴加到稀硫酸中,则0点溶液中含有的溶质为H2SO4。
(2)a点时溶液的pH=7,说明稀硫酸与氢氧化钠恰好完全反应,50克9.8%的稀硫酸中H2SO4的质量为50克×9.8%=4.9克
硫酸与氢氧化钠反应生成硫酸钠和水,则溶液中的溶质是硫酸钠;设a点时溶液中溶质硫酸钠的质量为x;
x=7.1g
(3)根据化学方程式2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O
可知,参加反应的NaOH和H2SO4的质量为80∶98=40∶49
而50克10%的氢氧化钠溶液中NaOH的质量为50克×10%=5克
50克9.8%的稀硫酸中H2SO4的质量为4.9克,说明氢氧化钠有剩余,反应后的溶液中的溶质是Na2SO4和NaOH;
A.铁与Na2SO4、NaOH都不反应,故A不符合题意;
B.NaOH溶液显碱性,能使紫色石蕊溶液变蓝,故B符合题意;
C.硫酸铜能与氢氧化钠反应生成氢氧化铜成和硫酸钠,故C符合题意;
D.氯化钡能与硫酸钠反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠,故D符合题意;
E.碳酸钠与Na2SO4、NaOH都不反应,故E不符合题意;
故选BCD。
4.【答案】(1)减小
(2)和
(3)解:由题意可知稀盐酸过量,氢氧化钠完全反应;
即,
当稀盐酸加到20g的时候两者恰好完全反应;
设:20g稀盐酸中含有的质量为x。
,解得x=0.73g
答:稀盐酸中溶质的质量分数为3.65%。
【知识点】根据化学反应方程式的计算;溶液的酸碱性与pH值的关系;酸与碱的反应及用途
【解析】【解析】(1)由图中信息可知是稀盐酸加入到氢氧化钠溶液中,氢氧化钠和稀盐酸发生中和反应放出热量;
(2)根据图中信息C点时,稀盐酸加到40g,温度降低,说明此时稀盐酸已经过量;
(3)根据图中信息40g稀盐酸加入到20g氢氧化钠溶液中,稀盐酸是过量的,根据氢氧化钠的质量分析算出盐酸的质量分数。
【分析】(1)根据图中信息从A到B点,稀盐酸加到20g,温度升高,结合图一PH=7,因此溶液的pH是减小的,故答案为:减小。
(2)根据图中信息可知B点温度最高,说明恰好完全反应,C点盐酸过量,因此溶质为过量的和反应生成的,故答案为:和。
5.【答案】(1)
(2)解: 设H2SO4的质量为x
x=0.98克
答:该电池废液中 H2SO4的质量分数是19.6%。
(3)不变
【知识点】质量守恒定律及其应用;根据化学反应方程式的计算;酸与碱的反应及用途
【解析】【分析】硫酸与氢氧化钠发生酸碱中和反应,其微观实质为:。
质量守恒定律:参加化学反应的各物质的质量总和,等于反应后生成的各物质的质量总和。化学反应中,各反应物之间要按一定的质量比相互作用,因此参加反应的各物质的质量总和不是任意比例的反应物质量的简单加和。①各物质间反应时的微粒个数比;②各物质间反应时的质量比。质量比等于化学方程式中各物质的相对分子质量与化学计量数乘积的比。所求质量比不用约分。
【解答】(1)硫酸(H2SO4)与氢氧化钠(NaOH)反应的微观本质是酸中的氢离子(H+)与碱中的氢氧根离子(OH-)结合生成水分子(H2O),同时硫酸根离子(SO42-)与钠离子(Na+)结合生成硫酸钠(Na2SO4)。离子方程式为:。
(3)氢氧化钠溶液变质:,碳酸钠与硫酸反应:,但无论是氢氧化钠和硫酸反应,还是碳酸钠和硫酸反应,钠离子的质量不变,则需要的硫酸根离子的质量就不变,因此对测定硫酸的质量分数没有影响,结果不变。
(4)故正确答案为:(1);(3)不变。
6.【答案】(1)B
(2)溶液由红色变为无色
(3)设氢氧化钠溶液中溶质的质量分数为x
,解得x=20%。
【知识点】溶质的质量分数及相关计算;根据化学反应方程式的计算;酸碱指示剂及其性质;溶液的酸碱性与pH值的关系;酸与碱的反应及用途
【解析】【分析】(1)常温下pH小于7的溶液呈酸性,pH等于7的溶液呈中性,pH大于7的溶液呈碱性。
(2)酚酞在碱性条件下变红,在中性和酸性条件下无色。
(3)根据方程式结合硫酸的质量计算氢氧化钠溶液中溶质的质量分数,注意方程式中物质的质量均为溶质的质量。
【解答】(1)由图可知,刚开始pH大于7,说明溶液呈碱性,可知是向碱溶液中滴加酸溶液。
故答案为:B。
(2)酚酞加在碱中会变红,相溶液中加酸,恰好完全反应时,溶液呈中性,将观察到溶液由红色变为无色。
7.【答案】(1)
(2)NaCl、CaCl2
(3)
【知识点】盐的性质及用途;酸的化学性质
【解析】【分析】(1)盐与盐的反应:碳酸钠与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,该反应是两种盐相互交换成分生成另外两种盐的复分解反应,反应过程中溶液的酸碱性不变(pH 不变)。
(2)物质的推断:根据反应的先后顺序(碳酸钠先与盐酸反应,再与氯化钙反应),分析不同阶段溶液中的溶质成分。
【解答】 (1)由甲图可知,开始pH小于7,说明混合溶液中盐酸过量,加入碳酸钠先与盐酸反应,之后在于氯化钙发生反应,当pH=7时,说明盐酸被反应完全,继续加入碳酸钠溶液,发生CaCl2+Na2CO3═2NaCl+CaCO3↓,当CaCl2反应完全后,继续加入碳酸钠,pH大于7;所以图甲中ce段pH保持不变的原因是:氯化钙和碳酸钠发生反应,化学方程式为CaCl2+Na2CO3═2NaCl+CaCO3↓;
(2)由甲图可知,开始pH小于7,说明混合溶液中盐酸过量,加入碳酸钠先与盐酸反应,之后再和氯化钙发生反应,d点时,碳酸钠与部分氯化钙反应,d点对应的溶液中含有的溶质是氯化钠和剩余的氯化钙;
(3)由题意可知,加入碳酸钠的质量为m2时,碳酸钠和盐酸恰好完全反应生成氯化钠、水和二氧化碳,加入碳酸钠的质量为m4时,碳酸钠和氯化钙恰好完全反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,由于生成的氯化钠中的钠来自于碳酸钠,所以生成氯化钠的质量和加入碳酸钠的质量成正比,加入碳酸钠溶液质量超过m4时,不再反应生成氯化钠,所以生成的氯化钠质量随加入的碳酸钠溶液质量的变化曲线如图所示:
8.【答案】(1)硝酸银(AgNO3)不可行,因为硝酸银与盐酸反应会生成氯化银沉淀和硝酸,虽然能消耗盐酸,但生成的硝酸仍然具有强酸性,无法有效降低胃液酸度,且氯化银沉淀可能对人体有害。
(2)设氢氧化镁的质量分数为x,
,
解得x=58%。
(3)氢氧化镁药片使胃液pH能更快、更稳定地维持在最佳药效范围(3~5),且作用时间更长;而碳酸氢钠药片虽然能快速中和胃酸,但pH波动大,可能短暂超过最佳范围,且作用时间较短。因此氢氧化镁更适合长期稳定的胃酸调节。
【知识点】溶质的质量分数及相关计算;根据化学反应方程式的计算;盐的性质及用途;酸的化学性质
【解析】【分析】(1)根据硝酸银和盐酸反应的方程式进行分析,可知酸性不能减弱,所以是不可行的。
(2)根据方程式结合盐酸的质量计算氢氧化镁的质量分数,注意方程式中盐酸的质量指的是溶质质量。
(3)结合图像和最适宜pH值、工作时间等方面进行说明。
【解答】 (1)硝酸银(AgNO3)不可行,硝酸银属于重金属盐,有毒,且硝酸银与盐酸反应会生成氯化银沉淀和硝酸,虽然能消耗盐酸,但生成的硝酸仍然具有强酸性,无法有效降低胃液酸度,且氯化银沉淀可能对人体有害。
(3) 结合图像进行分析,可知氢氧化镁药片使胃液pH能更快、更稳定地维持在最佳药效范围(3~5),且作用时间更长;而碳酸氢钠药片虽然能快速中和胃酸,但pH波动大,可能短暂超过最佳范围,且作用时间较短。因此氢氧化镁更适合长期稳定的胃酸调节。
9.【答案】(1)稀盐酸(HCl)
(2)红;BaCl2、Ba(OH)2
(3)设恰好完全反应时溶质的质量为x。
x=4.16g
答:恰好完全反应时溶质质量为4.16g。
【知识点】根据化学反应方程式的计算;酸与碱的反应及用途;酸的化学性质
【解析】【分析】(1)根据溶液初始的pH大于7,显碱性,随着另一种溶液的加入,pH逐渐减小到小于7来分析;
(2)根据盐酸和氢氧化钡反应生成氯化钡和水,当加入溶液的质量是a克时,溶液的pH大于7呈碱性来分析。
(3)化学方程式的计算:利用化学方程式中各物质的质量比,结合已知反应物的质量,计算生成物的质量。
【解答】(1)由 pH 变化曲线可知,开始时溶液 pH 大于 7,随着溶液的加入,pH 逐渐减小,所以实验操作是将 稀盐酸(HCl)滴加到氢氧化钡溶液中。
(2) 由图可知,当加入溶液的质量是a克时,溶液的pH大于7,显碱性,滴入无色酚酞试液溶液呈红色;盐酸和氢氧化钡反应生成氯化钡和水,此时氢氧化钡未反应完,溶液中溶质是生成的BaCl2和未反应完的Ba(OH)2。
(3) 设恰好完全反应时溶质的质量为x。
x=4.16g
答:恰好完全反应时溶质质量为4.16g。
10.【答案】(1)紫色石蕊或酚酞
(2)放热;30
(3)设恰好完全反应时,消耗氢氧化钠溶质的质量的x
,解得x=0.4g。
【知识点】溶质的质量分数及相关计算;根据化学反应方程式的计算;酸碱指示剂及其性质;溶液的酸碱性与pH值的关系;酸与碱的反应及用途
【解析】【分析】(1)紫色石蕊在酸性条件下为红色,在中性条件下为紫色,在碱性条件下为蓝色。
酚酞在碱性条件下变红,在中性和酸性条件下无色。
(2)常温下pH小于7的溶液呈酸性,pH等于7的溶液呈中性,pH大于7的溶液呈碱性。
(3)根据方程式结合消耗盐酸的质量计算氢氧化钠溶液中溶质的质量。
【解答】(1)将紫色石蕊加入到盐酸中,石蕊变红,加入氢氧化钠,溶液颜色变为紫色,最终变为蓝色,说明溶液呈碱性,盐酸被氢氧化钠反应。
也可用酚酞,在酸碱中和反应中,酚酞是一种常用的指示剂。它在酸性溶液中无色,在中性或碱性溶液中变为粉红色。因此,当盐酸被氢氧化钠完全中和时,溶液会从酸性变为中性或微碱性,酚酞会从无色变为粉红色,从而指示反应终点。
(2)由图3可知,溶液温度逐渐升高,可知反应为放热反应。D点温度最高,表示恰好完全反应,此时溶质为氯化钠,溶液呈中性,pH值等于7,对应图2中的第30s。
11.【答案】(1)16g
(2)氯化钠和氢氧化钠
(3)解:加入氢氧化钠的质量16g×5%=0.8g,
,
解得x=1.17g
NaCl%=1.17g/ (16g+34g) =2.34%
【知识点】根据化学反应方程式的计算;碱的化学性质
【解析】【分析】(1)中和反应的 pH 变化:酸和碱发生中和反应时,溶液的 pH 会随着碱的加入发生变化,当 pH=7 时,酸和碱恰好完全反应,可根据图像判断此时消耗碱溶液的质量。
(2)中和反应的溶质成分:根据反应的进程,判断反应后溶液中的溶质,若碱过量,则溶质为生成的盐和过量的碱;若酸过量,则溶质为生成的盐和过量的酸;若恰好完全反应,溶质只有生成的盐。
(3)化学方程式的计算及溶质质量分数:利用化学方程式,根据参加反应的反应物质量计算生成的生成物质量,再结合溶液总质量计算溶质质量分数。
【解答】(1)当溶液 pH=7 时,氢氧化钠和稀盐酸恰好完全反应,由图像可知,此时消耗 NaOH 溶液的质量为 16g。
(2)加 18gNaOH 溶液时,NaOH 溶液过量,氢氧化钠与稀盐酸反应生成氯化钠和水,所以溶质成分为氯化钠和氢氧化钠。
12.【答案】(1)酸碱恰好完全反应
(2)设20g稀硫酸中硫酸的质量为x。
,
x=1.96g,
该硫酸的溶质质量分数为:,
(3)0.92
【知识点】根据化学反应方程式的计算;酸的化学性质
【解析】【分析】(1)溶液的 pH 与酸碱反应的关系:当溶液的 pH 等于 7 时,说明酸和碱恰好完全反应。
(2)化学方程式的计算:利用酸碱中和反应的化学方程式,根据已知的一种反应物的质量,计算另一种反应物的质量,进而求出溶质的质量分数。
(3)元素质量守恒:化学反应前后,元素的质量不变,所以钠元素的质量等于氢氧化钠中钠元素的质量。
【解答】 (1)图中a点的pH=7,表示酸碱恰好完全反应;
(3)当滴入10g硫酸时,烧杯内溶液中钠元素的质量为:。
13.【答案】(1)溶液由红色变为无色
(2)a
(3)盐酸溶液中溶质的质量为,氢氧化钠溶液的质量为60g-20g=40g。设氢氧化钠溶液中溶质的质量分数为x
,解得x=10%。
【知识点】溶质的质量分数及相关计算;根据化学反应方程式的计算;酸碱指示剂及其性质;溶液的酸碱性与pH值的关系;酸与碱的反应及用途
【解析】【分析】(1)酚酞遇碱性物质变红,在酸性和中性条件下无色。
(2)常温下pH小于7的溶液呈酸性,pH等于7的溶液呈中性,pH大于7的溶液呈碱性。
(3)根据图中信息得出氢氧化钠和盐酸溶液质量,结合方程式计算氢氧化钠溶液中溶质的质量分数。
【解答】(1) 酚酞在碱性溶液中呈红色,当溶液由碱性变为中性时,红色消失,说明氢氧化钠与盐酸恰好完全反应。
(2)实验是将盐酸滴加到氢氧化钠溶液中,可知溶液的pH值逐渐减小,至恰好完全反应时等于7,所以是图a。
14.【答案】(1)碱
(2)放热;30
(3)稀盐酸与氢氧化钠溶液发生的反应是HCl+NaOH=NaCl+H2O。
10g溶质质量分数为3.65%的稀盐酸中氯化氢质量=3.65%×10g=0.365g,
设恰好完全反应时,消耗氢氧化钠的质量为x
x=0.4g
答:恰好完全反应时,消耗氢氧化钠的质量为0.4g。
【知识点】酸碱指示剂及其性质;酸与碱的反应及用途
【解析】【分析】(1)根据溶液酸碱性与pH的关系分析,酚酞溶液在碱性溶液中呈红色;
(2)根据图2和图1分析;
(3)根据化学方程式进行计算。
【解答】 (1)图1中B点溶液pH=7,根据溶液酸碱性与pH的关系,pH=7时溶液呈中性;C点溶液pH>7,溶液呈碱性,酚酞溶液在碱性溶液中呈红色。
(2)由图2可知,开始加入NaOH溶液后,溶液温度升高,D点之后,继续加入NaOH溶液,但温度降低,说明该反应属于放热反应;图1中30s时pH=7,说明此时酸碱恰好完全反应,而酸碱中和反应放热,温度最高时也是恰好完全反应,所以D点对应的时间是第30s。
15.【答案】(1)开始实验时,低钠盐溶液的pH=6
(2)B
(3)由题意可知,完全反应后生成氢氧化镁沉淀的质量为1.74g;
设40.0g低钠盐中硫酸镁的质量为x。
x=3.6g
则该低钠盐中硫酸镁的质量分数为:
答:该低钠盐中硫酸镁的质量分数为9%。
【知识点】根据化学反应方程式的计算;溶液的酸碱性与pH值的关系
【解析】【分析】(1)溶液的酸碱性与 pH 的关系,当溶液的 pH 小于 7 时,溶液呈酸性。
(2)化学反应的进程与溶液 pH 的变化关系,硫酸镁与氢氧化钠反应生成氢氧化镁沉淀,此过程中溶液 pH 会保持稳定,反应结束后 pH 会上升。
【解答】(1)该同学判断低钠盐溶液呈酸性的依据是开始实验时,低钠盐溶液的 pH=6,pH 小于 7,溶液呈酸性。
(2)硫酸镁与氢氧化钠反应生成氢氧化镁沉淀,反应过程中溶液 pH 保持稳定,对应图像中的 b-c 段,故选 B。
(3) 由题意可知,完全反应后生成氢氧化镁沉淀的质量为1.74g;
设40.0g低钠盐中硫酸镁的质量为x。
x=3.6g
则该低钠盐中硫酸镁的质量分数为:
答:该低钠盐中硫酸镁的质量分数为9%。
16.【答案】(1)NaCl、HCl
(2)0.8g
(3)设该盐酸样品中溶质的质量分数为x。
x=7.3%
【知识点】根据化学反应方程式的计算;酸的化学性质
【解析】【分析】(1)根据a点时溶液显酸性,此时的溶质是生成的氯化钠和未反应完的盐酸来分析;
(2)根据溶质质量=溶液质量×溶质质量分数来分析;
(3)根据氢氧化钠的质量和化学方程式的计算来分析。
【解答】(1)盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠和水,a点时溶液显酸性,盐酸还未反应完,此时溶液中的溶质是生成的氯化钠和未反应完的盐酸,化学式为:NaCl、HCl。
(2)由图可知,当pH=7时,消耗氢氧化钠溶液的质量为16g,则其中溶质质量为:16g×5%=0.8g。
17.【答案】(1)盐酸
(2)当两者恰好完全反应时,溶液中溶质为氯化钡,溶液呈中性,可知此时加入盐酸的质量为200g。
设溶液中BaCl2的质量为x。
解得x=20.8g。
【知识点】根据化学反应方程式的计算;溶液的酸碱性与pH值的关系;酸与碱的反应及用途
【解析】【分析】(1)常温下pH小于7的溶液呈酸性,pH等于7的溶液呈中性,pH大于7的溶液呈碱性。
(7)pH等于7时恰好完全反应,可知此时所加稀盐酸的质量为200g,结合方程式计算生成氯化钡的质量,注意方程式中代入的是溶质的质量。
【解答】(1)由图丙可知,刚开始溶液呈碱性,可知是将盐酸滴加到氢氧化钡溶液中,则胶头滴管里的液体为盐酸。
(2)当两者恰好完全反应时,溶液中溶质为氯化钡,溶液呈中性,可知此时加入盐酸的质量为200g。再结合方程式计算反应生成的氯化钡的质量。
18.【答案】(1)碱
(2)两次共产生二氧化碳质量为 2.2g,设 10 片碳酸氢钠片中碳酸氢钠质量为 x
x=4.2g
每片碳酸氢钠片的质量为 0.5g,10 片的质量为 5g,
则每片药片中碳酸氢钠的质量分数为100%=84%,
由于 84%<95%,故不符合要求
(3)铝碳酸镁片,由图丙中 pH 变化曲线可知,铝碳酸镁片与胃酸反应后溶液的 pH 更高,说明铝碳酸镁片能使胃酸的酸性减弱得更明显,所以铝碳酸镁片治疗胃酸的效果更好
【知识点】质量守恒定律及其应用;根据化学反应方程式的计算;溶液的酸碱性与pH值的关系;盐的性质及用途
【解析】【分析】(1)酸碱之间发生中和反应,恰好完全反应时溶液呈中性。
(2)根据方程式和质量守恒定律计算碳酸氢钠的质量,在根据质量分数等于碳酸氢钠的质量除以总质量求解。
(3)药物治疗胃酸过多的效果更好应该看治疗后pH值,pH值越大,越接近7,说明酸性越弱。
【解答】(1)碳酸氢钠可以中和胃酸中的盐酸(HCl),说明两者之间发生了中和反应,即碳酸氢钠(NaHCO3)呈碱性,减弱胃酸的酸性。
(3)图丙的pH曲线显示:碳酸氢钠片与盐酸反应后,pH仍保持在2左右。铝碳酸镁片与盐酸反应后,pH迅速上升,在4以上,接近中性。所以铝碳酸镁片治疗胃酸的效果更好。
故正确答案为:(1)碱;(2)不符合要求;(3)铝碳酸镁片,由图丙中 pH 变化曲线可知,铝碳酸镁片与胃酸反应后溶液的 pH 更高,说明铝碳酸镁片能使胃酸的酸性减弱得更明显,所以铝碳酸镁片治疗胃酸的效果更好。
19.【答案】(1)A
(2)Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2↑
(3)设:消耗溶质质量分数为10.6%的碳酸钠溶液质量50g时,生成二氧化碳的质量为x。
x=2.2g
图2坐标图中x的数值为:100+50﹣2.2=147.8;则:
和氯化钙反应的碳酸钠溶液的质量为247.8g﹣147.8g=100g;
设原混合溶液中CaCl2的质量分数为y。
y=11.1%
答:原混合溶液中CaCl2的质量分数为11.1%。
【知识点】根据化学反应方程式的计算;盐的性质及用途
【解析】【分析】酸的通性:(1) 酸溶液能与酸碱指示剂反应(2) 酸+活泼金属=盐+氢气(3) 酸+碱性氧化物=盐+水(4) 酸+碱=盐+水(5) 酸+盐=新盐+新酸;碱的通性:(1)碱溶液能跟酸碱指示剂起反应,紫色石蕊试液遇碱变蓝,无色酚酞试液遇碱变红。不溶性碱,如不能使酸碱指示剂变色。(2)碱能跟酸性氧化物起反应生成盐和水。(3)碱能跟酸起中和反应生成盐和水。(4)碱能跟某些盐起反应生成新碱与新盐。盐的通性:1 金属(比盐中金属活泼)+盐(溶于水)——新金属+新盐;2 酸+盐——新酸+新盐(条件:生成物有弱电解质,气体或沉淀);3 盐+盐——两新盐(条件:反应物皆溶于水,生成物必须有沉淀);4 碱+盐——新碱+新盐(条件同3);
【解答】(1)盐酸与氯化钙的混合溶液加入碳酸钠溶液时,碳酸钠先消耗盐酸,碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,当盐酸完全消耗后才消耗氯化钙,碳酸钠与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠。取混合溶液100g于锥形瓶中,向其中逐渐加入一定溶质质量分数的碳酸钠溶液,随着不断加入碳酸钠溶液,可以观察到先有气泡后有沉淀。
故选A;
(2)盐酸与氯化钙的混合溶液加入碳酸钠溶液时,碳酸钠先消耗盐酸,碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,反应的化学方程式:Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2↑。
(1)盐酸与氯化钙的混合溶液加入碳酸钠溶液时,碳酸钠先消耗盐酸,碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,当盐酸完全消耗后才消耗氯化钙,碳酸钠与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠。取混合溶液100g于锥形瓶中,向其中逐渐加入一定溶质质量分数的碳酸钠溶液,随着不断加入碳酸钠溶液,可以观察到先有气泡后有沉淀。
故选A;
(2)盐酸与氯化钙的混合溶液加入碳酸钠溶液时,碳酸钠先消耗盐酸,碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,反应的化学方程式:Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2↑;
(3)见答案。
20.【答案】解:(1)根据溶液稀释前后溶质质量不变,
设需要36.5%的浓盐酸体积为x,
可得:7.3%×1000g=1.17g/cm3×x×36.5%;
解得:x=170.9cm3=170.9mL。
故需要36.5%的浓盐酸170.9mL。
(2)根据图1可知,与碳酸钙反应的HCl的质量=50g×7.3%=3.65g,
设生成的二氧化碳的质量为x,生成氯化钙的质量为y
;
解得:x=2.2g,y=5.55g。
该实验产生的二氧化碳的质量2.2g。
(3)根据(2)中的分析可知,溶液中的氯化钙的质量为5.55g。
根据钙元素守恒可知,生成的碳酸钙的质量为,
即m=5。
(4)根据图表可知,前10gNa2CO3溶液加入后没有生成沉淀,是Na2CO3与过量的盐酸反应,因为会生成二氧化碳气体,所以实验现象是有气泡产生。
(5)根据数据可知,前10g碳酸钠溶液加入没有沉淀,之后每10g碳酸钠溶液对应1g沉淀,到60g碳酸钠溶液加入沉淀完全,如图所示:
【知识点】溶质的质量分数及相关计算;根据化学反应方程式的计算;盐的性质及用途
【解析】【分析】(1)根据溶液稀释前后溶质的质量不变进行分析;
(2)根据氯化氢的质量分数结合反应的方程式计算二氧化碳的质量;
(3)根据表格数据进行分析;
(4)根据加入碳酸钠后的反应分析;
(5)根据每加入20碳酸钠生成沉淀的质量分析。
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