2014年版高考化学专题目13化学图像突破三轮冲刺试题目 7页

专题13 化学图像突破 ‎【母题1★★★】有一种透明溶液，其中可能含有Fe3+、Fe2+、Mg2+、Al3+、Cu2+,Na+,NH4+中的一种或几种，加入一种淡黄色固体粉末时，加热有刺激性气味的气体放出，同时产生白色沉淀，生成物的物质的量（纵轴）与所加淡黄色粉末的物质的量（横轴）的关系如图所示，试回答下列问题：‎ ‎（1）淡黄色固体粉末的名称是 ，所含化学键是 ；‎ ‎（2）溶液中一定没有的离子是 ；‎ ‎（3）溶液中一定存在的离子是，它们的物质的量分别为 。‎ ‎【分析】第一步：识图。横坐标表示反应物的物质的量，纵坐标表示沉淀、气体的物质的量，曲线都从0点开始，沉淀曲线有两个拐点，气体曲线有一个拐点，且都有相应的数据。‎ 第二步：究原。依题意产生剌激性气味气体，只有NH3，推知原溶液中含有NH4+；因为在加热条件下氢氧根与溶液中NH4+反应生成氨气，所以加入淡黄色固体粉末是过氧化钠，发生2Na2O2+2H2O＝4NaOH+O2↑；加入过氧化钠后产生白色沉淀，没有蓝色、红褐色或白色沉淀逐渐变成灰绿色，最后变成红褐色沉淀，故原溶液中一定没有Cu2+、Fe3+、Fe2+；由曲线变化可知，加入过氧化钠后，沉淀量达到最大值，随后沉淀又部分溶解，说明原溶液中一定含有Al3+、Mg2+，发生①3OH- + Al3+ =Al(OH)3↓；②2OH- + Mg2+ =Mg(OH)2↓；③Al(OH)3 + OH- =AlO2- + 2H2O；因为NH4++AlO2-+H2O=NH3↑+Al(OH)3↓,所以，氢氧化铝溶解时，NH4+已反应完全。‎ 第三步：整合。根据曲线可知，当加入1.0molNa2O2，产生0.9molNH3，沉淀量达到最大值；当加入1.2molNa2O2沉淀溶解了一部分，产生1.0molNH3。因为2Na2O2+2H2O＝4NaOH+O2↑,1molNa2O2产生0.5molO2，所以加入1molNa2O2时产生氨气为0.9mol-0.5mol＝0.4mol。增加0.2molNa2O2，2Na2O2+2H2O＝4NaOH+O2，溶液增加0.4molOH-，氢氧化铝溶解完，Al(OH)3+OH-＝AlO2-+2H2O,所以原溶液中Al3+为0.4mol；根据加入1mol过氧化钠计算镁离子的物质的量：‎ ‎2Na2O2 + 2H2O ＝ 4NaOH+O2↑,‎ ‎1mol 2mol ‎ NH4+ + OH- ＝ NH3↑+H2O,‎ ‎0.4mol 0.4mol ‎ Al3+ + 3OH- ＝ Al(OH)3↓‎ ‎0.4mol 1.2mol Mg2+ + 2OH- ＝ Mg(OH)2↓‎ ‎0.2mol (2-0.4-1.2)mol 解得：n(Mg2+)＝0.2mol.‎ ‎【解答】（1）过氧化钠，离子键和非极性共价键；（2）Fe2+，Fe3+，Cu2+。‎ ‎(3)Al3+，Mg2+，NH4+ ；n(Al3+)＝0.4mol，n(Mg2+)＝0.2mol，n(NH4+)＝0.4mol。‎ ‎【点拨】解题时要将物质性质的推测与数据运用紧密联系在一起，不断地进行分析、比较、验证，要有足够的耐心和勇气，才能完成解答过程。‎ ‎【解题锦囊】化学图像题是以图像的形式将一些相关量之间的关系通过形象直观的曲线表示出来的题型。随着高考对学生综合能力要求的不断提高，这种以数学方法解决化学问题的题目不断增多。图像题的解答主要有三步：‎ 第一步：识图。一是弄清“起点”、“折点（拐点）”、“终点”的含义。通常情况下“起点”在0点，若不在0点，一定搞清是什么原因造成的。对于有沉淀、气体生成的反应，“起点”不在0点，一般是发生酸碱中和反应，没有沉淀生成。对于可逆反应的反应速率，“起点”不在0点，反应不是从正反应开始的。“折点”表示第一个反应已经完成，第二个反应开始发生。“折点”多的表示化学反应众多，每个“折点”代表不同的含义。“终点”表示整个反应历程已经结束；二是注意纵、横坐标的含义。通常来说横坐标代表反应物用量，纵坐标代表生成物产量。特别注意“起点”、“折点”、“终点”的纵横坐标，提取相关数据；三是理解曲线的变化。斜率变化，标志反应速率发生变化；曲线升高，标志沉淀、气体的量增多，曲线降低，标志沉淀、气体的量减少。 ‎ 第二步：究原。所谓化学图像就是将变化过程中的某些量的变化以曲线、直线的形式表示出来，这类题目具有形象直观、简明清晰、知识面广、综合性强等特点。图像题不仅能考查同学们对化学基础知识的掌握程度，而且还能考查观察、想像、分析、综合应用知识的能力，因此备受各类考试的青睐，同时也是同学们感到最棘手的一类题。就其内容而言，主要有溶解度、溶液稀释、溶液导电性、沉淀量、化学反应过程等图像题；从形式上来看，有单线图像题、多线图像题。根据题目所给已知信息和图像信息，提取“起点”、“折点”、“终点”的纵、横坐标数据，结合相关的 化学反应原理，写出可能发生反应的化学方程式或离子方程式，根据反应中生成的气体、沉淀的量，结合已知数据，探究化学反应的本质。‎ 第三步：整合。在解答这类题目时要注意仔细观察、分析图像，准确理解题意，弄清图像题中与曲线或直线变化的有关量的关系，并且能根据图像中给定的量变关系，依据物质的性质、变化规律或通过计算解答。在识图、究原的基础上，进一步将图像信息与反应原理结合起来，提取相关数据，找准切入点，进行推理、判断，从而解决问题。‎ ‎【衍生1★★★】取一定量的NaBr和NaI的混合物平均分成五等份，分别加水配成溶液，再分别向溶液中通入VL、2VL、3VL、4VL、5VL氯气。将反应后所得溶液蒸干、灼烧，得到的固体冷却后称量，记录所得的数据并画成如图所示的曲线。‎ ‎（1）写出上述通入2VLCl2的溶液中所发生反应的离子方程式： 。‎ ‎（2）每份混合物中NaBr、NaI的物质的量之和为 mol。‎ ‎（3）标准状况下VLCl2的体积为 L。‎ ‎（4）原混合物中NaBr、NaI的物质的量之比为 。‎ ‎【解析】结合题意和图像中曲线的变化趋势及氧化还原反应中的先后规律（还原性：NaBr＜NaI）可知，AB段发生的反应为2NaI＋Cl2=2NaCl＋I2；B点时NaI恰好完全反应；BC段发生的反应为2NaBr＋Cl2=2NaCl＋Br2；C点时NaBr恰好完全反应。‎ ‎（2）C点时得到的29.25g固体应是NaCl。根据Na＋守恒可得原混合物中n（NaI）＋n（NaBr）= n（Na＋）=0.5mol。‎ ‎（3）利用差量法求解。‎ ‎2NaI＋Cl2=2NaCl＋I2 △m ‎ ‎22.4L 183g ‎ V L （54.62－43.64）g 解得：V=1.344。‎ ‎（4）由图像可知，B点时NaI恰好完全反应，此时通入氯气3.36L（0.15mol），所以原混合物中n（NaI）=0.3mol。再由钠元素守恒可得：n（NaBr）= n（Na＋）-n（NaI）=0.2mol。‎ ‎【答案】（1）C12＋2I－=2Cl－＋I2 （2）0.5 （3）1.344 （4）2:3‎ ‎【点拨】注意图像中纵横坐标以及起点、折点的含义。‎ ‎【衍生2★★★】某稀溶液中含有Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3，若向其中逐渐加入铁粉，溶液中Fe2+的浓度和加入铁粉的物质的量之间的关系如下图所示。则稀溶液中Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3的物质的量之比为（ ）‎ A.1:1:1 B. 1:3:‎1 ‎‎ C. 3:3:8 D. 1:1:4‎ ‎4‎ ‎3‎ ‎2‎ ‎1‎ ‎4‎ ‎3‎ ‎2‎ ‎1‎ O n(Fe)/mol n(Fe2+)‎ ‎/mol ‎【解析】设n1(Fe)、n2(Fe)、n3(Fe)分别表示三个阶段所消耗的Fe的物质的量。由于氧化性HNO3＞Fe3+＞Cu2+，所以0mol＜n(Fe)≤1mol时发生反应为4H++Fe+NO3-=NO↑+Fe3++2H2O①，1mol＜n(Fe)≤2mol时发生反应为Fe+2Fe3+=3Fe2+②，2mol＜n(Fe)≤3mol时发生反应为Fe+2Cu2+= Fe2++Cu③。根据反应①可知n(HNO3)=n(H+)=4n1(Fe)=4mol；根据反应②可知n(Fe3+)=2n2(Fe)-n生(Fe3+)=2mol-1mol=1mol；根据反应③可知n(Cu)= n3(Fe)=1mol。‎ ‎【答案】D ‎【点拨】注意图像中纵横坐标以及起点、折点、平台的含义。‎ ‎【衍生3★★★】将NaOH、MgCl2、AlCl3三种固体的混合物放入足量水中，得到浑浊液。向该浑浊液中逐滴加入1.00mol·L-1HCl，生成沉淀的质量与所加体积的关系如图所示。则原混合物中含MgCl2____g，含AlCl3____g，含NaOH____g，C点所加盐酸的体积为_____mL。‎ ‎ ‎ ‎1.16g ‎58g‎·mol-1‎ ‎【解析】由图像可知，三种固体的混合物放入水中时，NaOH过量，则：‎ n(MgCl2)=n[Mg(OH)2]＝ ＝0.02mol m(MgCl2)=0.02mol×‎95g·mol-1＝1.90g n(AlCl3)=n(AlO2—)=n (H+)=‎0.02L×1.00mol·L-1=0.02mol m(AlCl3)=0.02mol×133.5g·mol-1＝‎‎2.67g 因为B点沉淀达到最大值，说明Mg2+、Al3+已完全变为沉淀，溶液中仅含NaCl。则n(NaOH)=n(NaCl)=n(Cl-)=2n(MgCl2)+3n(AlCl3)+n(HCl)=2×0.02mol+3×0.03mol+0.03L×‎ ‎1.00mol·L-1=0.13mol，即混合物中m(NaOH)=0.13mol×‎40g·mol-1=‎5.2g 。‎ C点：沉淀恰好完全溶解，溶液中溶质为AlCl3、 MgCl2、NaCl，与起始的AlCl3、MgCl2、NaOH相比，AlCl3、MgCl2未发生任何变化，而NaOH转变为NaCl。因此，C点所加HCl可看作中和原有的NaOH。所以C点的体积为0.13mol÷1mol•L-1=‎0.13L，即130mL。‎ ‎【答案】1.90g ；2.67g ；5.2g；130mL ‎【点拨】注意图像起点、折点、终点的含义。‎ ‎【衍生4★★★】甲溶液中含Aa+离子浓度为0.10mol/L，乙溶液含Bb- 离子浓度为0.35 mol/L ，取不同体积的甲、乙两溶液的物质的量如图所示。则沉淀物的化学式为（ ） A、A2B3 B、A3B‎2 C、AB2 D、A2 B5‎ ‎【解析】第一步：识图。横坐标表示反应物的体积，纵坐标表示沉淀的物质的量，沉淀曲线从0点开始，逐渐增高，有一个拐点，逐渐降低，到达终点，且都有相应的数据。‎ 第二步：究原。根据题意，发生bAa+ + aBb- ＝AbBa 离子反应。 ‎ 第三步：整合。根据图像可知，在沉淀最大值时，表示两种离子恰好完全反应，此时消耗V(Aa+)＝70mL,V(Bb+)＝35mL。根据离子方程式，可得：‎ ‎ bAa+ + aBb- ＝ AbBa （以沉淀最大值时来计算）‎ bmol amol 1mol ‎0.1×70×10-3 0.35×30×10-3 3.1×10-3‎ 解得：b＝2.258 a＝3.387 a/b＝2/3，所以沉淀物的化学式为A3B2。‎ ‎【答案】B ‎【点拨】注意图像中纵横坐标以及起点、折点、终点的含义。‎ ‎【衍生5★★★】右图是恒温下某化学反应的反应速率随反应时间变化的示意图。下列叙述与示意图不相符合的是 （ ）‎ A.反应达平衡时，正反应速率和逆反应速率相等 ‎ B该反应达到平衡态I后，增大反应物浓度，平衡发生移动，达到平衡态 II ‎ C..该反应达到平衡态 I后，减小反应物浓度，平衡发生移动，达到平衡态 II ‎ D.同一种反应物在平衡态 I和平衡态 II时浓度不相等 ‎ ‎【解析】本题考查化学速率-时间图像与化学平衡原理结合能力 ‎。A项,平衡态I和平衡态II表示同一物质的正逆反应速率相等,选项A正确;根据图像知,平衡态I时,改变条件,正反应速率瞬时增大,逆反应速率随时增大,但逆反应速率没有脱离原平衡点,即增大反应物浓度,使平衡态I到平衡态II,选项B正确;若减少反应物浓度,正反应速率小于原平衡态速率,选项C错误；增加反应物达到新平衡,物质浓度发生了变化,产物浓度增大,加入该反应物浓度增大,其他反应物浓度减小。‎ ‎【答案】D ‎【点拨】解图像题的关键是理解图像含义，重点理解：原点、拐点、终点等；两轴表示含义、斜线、平台等。‎