2026年九年级中考化学一轮系统复习专题突破: 金属与酸反应的图像分析(解析版)

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2026年九年级中考化学一轮系统复习专题突破: 金属与酸反应的图像分析(解析版)

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金属与酸反应的图像分析
命题预测 金属与酸反应的图像考查题型一般以选择题为主,少数穿插于填空、实验、流程等题型中。预测2026年中考趋势:以产生氢气质量与时间关系判断金属活动性强弱、氢气与金属/酸质量关系判断产生氢气的量为主,重点考查图像中曲线斜率及趋势、极值点、拐点、平台的意义。
一、解题思路
1. 先看坐标轴 :明确横纵坐标分别代表什么(如时间、酸/金属质量 vs 氢气质量)。
2. 再比斜率 :比较曲线起始段的陡峭程度,越陡说明金属活动性越强,反应速率越快。
3. 后看平台 :比较曲线最终的平台高度,平台越高说明生成的氢气总量越多。
4. 最后看拐点 :拐点位置能帮你判断哪种反应物(金属或酸)不足。
【口诀】 斜率看活泼,平台看产量;酸不足酸定产,金不足金定产
二、氢气质量-时间图像
等质量的金属(等化合价)与足量的酸反应 等质量的酸与足量的金属反应
说明:①酸是足量的,说明金属完全反应,所以最终生成氢气的质量要依据金属的质量来计算。②金属越活泼,图示反应物的曲线越陡,如Mg线比Zn线陡,Zn线比Fe线陡;③(简称价量比)比值越大能力越强④当金属在化合物中化合价相同时,金属的相对原子质量越小,与酸反应产生的氢气越多,曲线的拐点越高。可简单概括为:“越陡越活,越高越小” 说明:金属是足量的,说明酸完全反应,最终生成氢气的质量要依据酸的质量来计算,酸相等所以最终生成氢气的质量相等。如上图所示所示。
最终结论:Al>Mg>Fe>Zn 最终结论:Al=Mg=Fe=Zn
产生氢气的质量随反应时间变化的图像
(1)比较斜线的坡度:
图像中斜线的坡度表示产生氢气的速率,斜线坡度越陡,产生氢气越快,金属越活泼。
(生成H2的速率由金属活动性决定,金属越活泼,产生氢气的速率越快。)
(2)比较水平线对应的纵坐标
图像中的水平线对应的纵坐标表示反应结束产生氢气的质量,水平线越高,生成的氢气越多。
(3)产生氢气的质量=金属的质量×(简称价量比)(金属的化合价指生成的盐中金属元素的化合价)。
典例分析:
等质量的金属Mg、Zn、Fe、Al分别与足量的同种酸反应。(Mg-24 Zn-65 Fe-56 Al-27)
(1)生成氢气的速率(斜线的坡度):
Mg、Al、Zn、Fe四种金属的活动性顺序为Mg > Al > Zn > Fe,反应过程中斜线的坡度由大到小的顺序为Mg > Al > Zn > Fe。生成H2的速率由大到小的顺序为:Mg > Al > Zn > Fe。
(2)生成H2的质量(水平线的高度):
酸足量(过量),按金属质量计算生成的氢气质量。
Mg+2HCl=MgCl2+H2↑ Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑ 2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑ Fe+2HCl=FeCl2 +H2↑
24 2 65 2 54 6 56 2
m x1 m x2 m x3 m x4
x1= x2= x3= x4=
完全反应时,水平线由高到低为Al 、Mg 、 Fe、 Zn,生成氢气质量的大小关系为Al > Mg > Fe > Zn(等金不等氢),此时消耗酸的质量顺序为Al > Mg > Fe > Zn。
温馨提示
①当金属的化合价相等时,相对原子质量越小,产生的H2越多。
②【金属相对原子质量/金属化合价】(简称价量比)值越小,产生的H2质量越多。
③等质量的金属与足量的稀酸反应时,同为+2价金属,相对原子质量越小,生成的H2质量越大。
④一般来说,此类图像规律为“斜线表快慢,横线表多少”。
三、氢气质量-金属(酸)质量图像
等质量的酸与等质量的金属反应 等质量的酸与足量的金属反应
说明:①开始时金属质量较少,酸过量,产生氢气的质量由金属的质量决定,金属产氢能力越强,生成氢气越多(产氢能力:Al>Mg>Fe>Zn)②随着金属质量不断增加,最终金属过量,故最终生成氢气的质量由酸的质量决定,酸质量相等,所以最终氢气质量相等 说明:①a点前酸不足,产生氢气的质量由酸的质量决定,酸的质量相等故四种金属产生氢气相等②b点后,酸足量产生氢气的质量由金属的质量决定,最终产生氢气的质量为Al>Mg>Fe>Zn③横坐标不是时间,故该曲线无法表示反应速率,无法判断金属活动性强弱
最终结论:Al>Mg>Fe>Zn 最终结论:Al=Mg=Fe=Zn
【温馨提示】
该曲线无法表示反应速率,因此无法判断金属的活动性强弱。
典例分析:
等质量的金属Mg、Zn、Fe、Al分别与足量的同种酸反应。
(1)a点前,酸不足,产生氢气的质量为Al=Mg=Fe=Zn
(2)b点后,酸足量,产生氢气的质量为Al>Mg>Fe>Zn
(1)产生氢气的量谁不足由谁决定,酸不足时由酸决定,金属不足时由金属决定。
(2)氢气的氢元素只来源于酸,产生的氢气越多,则消耗的酸越多。
(3)横坐标为酸的质量或金属质量时,曲线的斜率不表示单位时间内产生氢气的质量,因此不能据此判断金属的活动性强弱。
(4)金属与酸反应的质量变化曲线:金属与酸反应,溶液质量一定增加,金属质量一定减小。
1.(2025·宁夏银川·一模)等质量的三种金属X、Y、Z(化合物中化合价均为+2价)分别与足量同浓度的稀盐酸反应,产生氢气的质量与反应时间的关系如图所示,下列有关说法正确的是
A.三种金属的活动性由强到弱:X> Z > Y
B.三种金属产生H2的质量X> Z > Y
C.三种金属最终消耗盐酸的质量相等
D.三种金属的相对原子质量大小关系是X>Y>Z
2.(2025·山东泰安·二模)下列图像不能正确反映对应实验操作的是
A.分别向等质量的锌、铁中加入足量等质量分数的稀盐酸
B.向一定质量硝酸银和硝酸铜的混合溶液中加入过量的锌粉
C.向饱和的硝酸钾溶液中不断加入硝酸钾
D.在盛有空气的密闭容器(体积不变)中点燃足量红磷
3.(2025·重庆巴南·二模)下列图像与反应过程的变化趋势对应正确的是
图像
反应过程 A.电解一定量的水 B.分别向等质量的锌粉与铁粉加入足量等体积等浓度的稀硫酸
图像
反应过程 C.向盛有和HCl混合溶液的烧杯中加入过量NaOH溶液 D.向一定质量的饱和石灰水中,加入少量的生石灰
A.A B.B C.C D.D
4.(2025·四川宜宾·三模)化学兴趣小组的同学利用数字化仪器测定了镁条与足量稀盐酸反应时的气体压强和温度的变化情况,实验结果如图所示。下列说法错误的是
A.0~50s内压强变化不明显,是因为没有除去镁条表面的氧化物
B.实验结束时间在120~130s
C.60~100s温度升高的原因是稀盐酸与镁反应生成氢气的过程中放出热量
D.实验过程中前50s没有明显现象,50s后开始产生气泡
5.(2025·四川德阳·二模)为探究锌与等体积不同浓度硫酸溶液的反应速率,某同学用图甲装置进行实验,利用压强传感器测得的数据如图乙所示。下列说法错误的是
A.捂热锥形瓶,传感器数据显著增大,说明装置气密性良好
B.压强增大,间接反映出生成的气体增多
C.相同条件下,硫酸溶液的浓度越大,产生气体的速率越快
D.与浓度为的硫酸溶液反应时,溶液中硫酸根离子数目始终保持不变
6.(2025·河南安阳·二模)某兴趣小组同学利用数字化传感器测得密闭容器内质量、表面积相同的镁条与等体积、不同浓度的两种盐酸反应时压强随时间变化的图像如图所示。下列说法错误的是
A.压强增大是镁与盐酸反应生成气体并放热
B.a曲线表示盐酸浓度较小的反应
C.浓度较大的盐酸比浓度较小的盐酸反应速率快
D.a曲线在200s后压强减小是因为反应结束,温度逐渐恢复至室温
7.(2025·河南驻马店·三模)向等质量的金属X、Y中逐滴加入稀硫酸至过量(X、Y在化合物中的化合价都是+2价),生成氢气与消耗硫酸的关系如图所示。下列说法不正确的是
A.X、Y与稀硫酸的反应属于置换反应 B.b点时,消耗H2SO4的质量:X>Y
C.由图可知相对原子质量:XY
8.(2025·湖北武汉·模拟预测)向三个烧杯中分别装入等质量的镁、氧化镁、碳酸镁粉末,逐滴加入30g质量分数为9.8%的稀硫酸,某变量y随稀硫酸的变化趋势如图,a、b、c分别表示一个烧杯中的情况,下列说法正确的是
A.充分反应后碳酸镁一定有剩余
B.纵坐标y可能表示溶液中硫酸镁的质量分数
C.纵坐标y可能表示烧杯中镁元素的质量
D.过滤烧杯内混合物,向滤液中滴加NaOH溶液至恰好完全反应所得沉淀的质量相同
9.(2025·山西吕梁·三模)铁与稀硫酸的反应是工业制备硫酸亚铁的主要方法之一。向一定量的铁粉中滴加10%的稀硫酸制备硫酸亚铁,收集实验数据,计算后得到加入10%的稀硫酸和生成硫酸亚铁的质量关系如下。判断有关说法正确的是
稀硫酸质量/g 0 24.5 49 73.5 98 147
硫酸亚铁质量/g 0 3.8 7.6 11.4 15.2 15.2
A.反应结束后,铁有剩余 B.反应结束后,溶液显酸性
C.反应结束后,溶液中的溶质只有硫酸亚铁 D.滴加稀硫酸的全过程中,持续产生硫酸亚铁
10.(2025·内蒙古巴彦淖尔·一模)用如图甲所示装置进行实验,先检查装置气密性,再将橡胶塞连接压强传感器,烧瓶中放入铝片(足量)和稀硫酸,塞紧瓶塞并打开仪器,一段时间后,得到如图乙所示的气体压强与时间的关系曲线图。下列有关说法不正确的是
A.B、C点对应的溶液中Al2(SO4)3的质量分数:BB.曲线AB段压强变化不明显是因为铝片表面有Al2O3薄膜
C.曲线BC段压强变化趋势说明铝与稀硫酸反应会生成氢气
D.曲线CD段压强减小说明生成氢气的总质量在减少
11.(2025·贵州铜仁·二模)向等质量的金属镁和铝中加入等浓度等体积足量的稀盐酸后绘制如图所示的关系图。
①A是 (填“镁”或“铝”),的值为 ;
②能说明金属A的活动性弱于金属B的活动性的证据是 。
考向01 氢气质量-时间关系图像(等质量金属与足量酸)
【典例】(2025·黑龙江哈尔滨·中考真题)下列四个图像分别对应四个变化过程,其中正确的是
A.t℃时,向饱和硝酸钾溶液中加入硝酸钾晶体
B.向等质量的锌粉、镁粉中分别加入足量的相同溶质质量分数的稀硫酸
C.向氢氧化钠溶液中加水
D.30℃时,X的溶解度为60g
【变式】(2025·陕西商洛·三模)下列图像能正确反映对应变化关系的是
A.表示足量的红磷在体积不变的密闭容器中燃烧
B.表示向一定量的稀盐酸中不断滴加水
C.表示向等质量不同金属粉末中分别加入足量等浓度的稀硫酸
D.表示向一定温度下的饱和氢氧化钙溶液中不断加入氧化钙固体
考向02 氢气质量-时间关系图像(足量金属与等质量酸)
【典例】(2024·江苏镇江·中考真题)下列物质的用途主要与化学性质有关的是
A.用镁粉制作照明弹 B.用活性炭除冰箱异味
C.用铜制作电线电缆 D.用干冰进行人工降雨
【变式】(2025·内蒙古·模拟预测)下列图像与实验过程对应关系正确的个数为
①表示向等质量等浓度的稀硫酸中分别逐渐加入锌粉和铁粉至过量
②表示向的盐酸和氯化钙的混合溶液中不断滴加碳酸钠溶液至过量
③表示向和的混合溶液中滴加NaOH溶液至过量
④表示向氢氧化钠和氯化钡的混合溶液中滴加稀硫酸
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
考向03氢气质量-酸质量关系图像
【典例】(2025·四川内江·一模)下列四个图像能正确反映实验变化关系的是
A B C D
A.向两份完全相同的过氧化氢溶液中,一份加入MnO2,另一份不作任何操作
B.等质量的锌和铁中分别加入足量的等浓度的稀盐酸
C.向一定量的稀盐酸和硫酸钠的混合溶液中滴加氢氧化钡溶液
D.向一定量的稀盐酸中逐滴加入氢氧化钠溶液至过量
【变式】(2025·山东青岛·二模)下列图像与对应实验相符的是
A.用等质量等质量分数的过氧化氢溶液分别制取氧气
B.向等质量的锌和镁中分别加入等质量分数且足量的稀盐酸
C.加热一定质量的高锰酸钾固体至质量不再减轻
D.在密闭容器中用红磷测定空气中氧气的含量
考向04 氢气质量-金属质量关系图像
【典例】(2025·四川广元·中考真题)下列图像能正确反映对应过程中相关量变化趋势的是
A.碳在密闭容器(容积不变,充满空气)中燃烧
B.C与CuO在高温条件下反应
C.等质量、等浓度的稀盐酸分别与足量的Mg、Fe反应
D.向一定量的稀硫酸中滴加溶液
【变式】 (2025·山东烟台·一模)下列图像表示的反应过程与实际情况相符合的是
A.足量的镁粉和铝粉分别与等量等浓度的稀盐酸反应
B.向一定量稀盐酸、氯化钙混合溶液中滴加碳酸钠溶液
C.向稀硫酸、硫酸镁的溶液中滴加过量氢氧化钡溶液
D.向硝酸银溶液中滴加过量稀盐酸
考向05 气体压强-时间关系图像
【典例】(2024·四川德阳·中考真题)室温时,利用压强传感器研究质量相同的一块镁片和一块锌片分别与等浓度、等质量的稀盐酸反应的实验如图甲,压强传感器测得装置内压强随时间的变化关系如图乙。下列说法正确的是
A.根据压强变化推测两个反应都有热量放出
B.曲线①的压强上升比曲线②高,说明①产生H2总量更多
C.曲线②是Mg与稀盐酸反应的压强变化曲线
D.反应结束后Zn一定有剩余
【变式】(2025·山东滨州·一模)在密闭容器中分别放入打磨过的等质量的镁片、铁片、锌片和等体积、等浓度的足量稀硫酸,用压强传感器测得容器内气体压强与反应时间的变化曲线如下图所示。下列有关说法错误的是
A.三种金属消耗硫酸的质量:Mg>Zn>Fe
B.三种金属的活动性:Mg>Zn>Fe
C.三种金属最终产生气体的质量:Mg>Fe>Zn
D.铁的相对原子质量>镁的相对原子质量
考向06 金属-酸反应关系图像
【典例】(2025·黑龙江齐齐哈尔·三模)下图所示的四个图像能正确反映对应变化关系的是
A.在空气中加热一定质量的铜粉
B.一定温度下,向NH4Cl饱和溶液中加水稀释
C.室温下向pH=3的稀硫酸中不断加水
D.分别向等质量的锌粉和镁粉中逐滴加入等质量、等质量分数的稀盐酸至过量
【变式】(2025·山东青岛·一模)下列图像能正确反映对应关系的是
A.向pH=2稀盐酸中逐滴加入pH=12的氢氧化钠溶液至过量
B.向等质量的锌粉和镁粉中逐滴加入稀盐酸至过量
C.向硝酸银和硝酸亚铁的混合溶液中加入锌粉至过量
D.加热一定质量的高锰酸钾固体
考向07酸的质量-金属关系图像
【典例】(2025·黑龙江哈尔滨·中考真题)下列图像与相关叙述对应关系正确的是
A.向两份相同的稀硫酸中分别加入Mg和Fe
B.红磷在密闭且不会发生形变的容器中燃烧
C.高温条件下,充分煅烧固体
D.温度由℃降至℃时,甲、乙两种溶液的质量可能均不改变
考向08 不同形状的同种金属与酸反应图像
【典例】(2024·山东青岛·中考真题)下列图像表示的反应过程与实际情况相符合的是
A.向稀硫酸中滴加过量氢氧化钡溶液
B.向氢氧化钠溶液中滴加过量稀盐酸
C.向硝酸银溶液中滴加过量稀盐酸
D.向等质量锌片和锌粉中分别加足量且等溶质质量分数的稀硫酸
【变式】(2025·山东聊城·一模)下列图像表示的反应过程与实际情况相符合的是
A.向稀硫酸中滴加过量氢氧化钡溶液
B.向氢氧化钠溶液中滴加过量稀盐酸
C.向二氧化锰中滴加过量过氧化氢溶液
D.向等质量锌片和锌粉中分别加足量且等溶质质量分数的稀硫酸
考向9 金属质量-时间图像
【典例】(2025·黑龙江佳木斯·三模)下列图示能正确反映对应变化关系的是
A.①的溶解度与温度、压强的关系
B.②向饱和溶液中加少量
C.③在等质量、等质量分数的两份稀硫酸中,分别加入过量的铁粉、锌粉(铁粉与锌粉质量相等)
D.④向硫酸和硫酸铜的混合溶液中加入某浓度的溶液,四点对应的溶液中溶质种类由多到少的顺序为
考向10 生成盐质量与加入酸的图像
【典例】(2025·山东烟台·一模)下列四个实验中,“操作一图像”对应关系不正确的是
A B C D
操作 分别向等质量的镁粉和铁粉中逐滴加入同浓度的稀盐酸至过量 向等质量的水中分别加入等质量的NH4NO3固体和NaOH固体 向BaCl2和NaOH的混合溶液中加入稀硫酸 向H2SO4、MgSO4混合溶液中滴加NaOH溶液
图像
A.A B.B C.C D.D
【变式】(2025·河南鹤壁·一模)下列图象能正确表示对应关系的是
A.浓硫酸敞口放置一段时间
B.红磷在密闭容器中燃烧
C.向饱和的硝酸钾溶液中不断加入硝酸钾
D.分别向等质量的镁粉和锌粉中不断加入溶质质量分数相同的稀硫酸
答案和解析
一、解题思路
1. 先看坐标轴 :明确横纵坐标分别代表什么(如时间、酸/金属质量 vs 氢气质量)。
2. 再比斜率 :比较曲线起始段的陡峭程度,越陡说明金属活动性越强,反应速率越快。
3. 后看平台 :比较曲线最终的平台高度,平台越高说明生成的氢气总量越多。
4. 最后看拐点 :拐点位置能帮你判断哪种反应物(金属或酸)不足。
【口诀】 斜率看活泼,平台看产量;酸不足酸定产,金不足金定产
二、氢气质量-时间图像
等质量的金属(等化合价)与足量的酸反应 等质量的酸与足量的金属反应
说明:①酸是足量的,说明金属完全反应,所以最终生成氢气的质量要依据金属的质量来计算。②金属越活泼,图示反应物的曲线越陡,如Mg线比Zn线陡,Zn线比Fe线陡;③(简称价量比)比值越大能力越强④当金属在化合物中化合价相同时,金属的相对原子质量越小,与酸反应产生的氢气越多,曲线的拐点越高。可简单概括为:“越陡越活,越高越小” 说明:金属是足量的,说明酸完全反应,最终生成氢气的质量要依据酸的质量来计算,酸相等所以最终生成氢气的质量相等。如上图所示所示。
最终结论:Al>Mg>Fe>Zn 最终结论:Al=Mg=Fe=Zn
产生氢气的质量随反应时间变化的图像
(1)比较斜线的坡度:
图像中斜线的坡度表示产生氢气的速率,斜线坡度越陡,产生氢气越快,金属越活泼。
(生成H2的速率由金属活动性决定,金属越活泼,产生氢气的速率越快。)
(2)比较水平线对应的纵坐标
图像中的水平线对应的纵坐标表示反应结束产生氢气的质量,水平线越高,生成的氢气越多。
(3)产生氢气的质量=金属的质量×(简称价量比)(金属的化合价指生成的盐中金属元素的化合价)。
典例分析:
等质量的金属Mg、Zn、Fe、Al分别与足量的同种酸反应。(Mg-24 Zn-65 Fe-56 Al-27)
(1)生成氢气的速率(斜线的坡度):
Mg、Al、Zn、Fe四种金属的活动性顺序为Mg > Al > Zn > Fe,反应过程中斜线的坡度由大到小的顺序为Mg > Al > Zn > Fe。生成H2的速率由大到小的顺序为:Mg > Al > Zn > Fe。
(2)生成H2的质量(水平线的高度):
酸足量(过量),按金属质量计算生成的氢气质量。
Mg+2HCl=MgCl2+H2↑ Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑ 2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑ Fe+2HCl=FeCl2 +H2↑
24 2 65 2 54 6 56 2
m x1 m x2 m x3 m x4
x1= x2= x3= x4=
完全反应时,水平线由高到低为Al 、Mg 、 Fe、 Zn,生成氢气质量的大小关系为Al > Mg > Fe > Zn(等金不等氢),此时消耗酸的质量顺序为Al > Mg > Fe > Zn。
温馨提示
①当金属的化合价相等时,相对原子质量越小,产生的H2越多。
②【金属相对原子质量/金属化合价】(简称价量比)值越小,产生的H2质量越多。
③等质量的金属与足量的稀酸反应时,同为+2价金属,相对原子质量越小,生成的H2质量越大。
④一般来说,此类图像规律为“斜线表快慢,横线表多少”。
三、氢气质量-金属(酸)质量图像
等质量的酸与等质量的金属反应 等质量的酸与足量的金属反应
说明:①开始时金属质量较少,酸过量,产生氢气的质量由金属的质量决定,金属产氢能力越强,生成氢气越多(产氢能力:Al>Mg>Fe>Zn)②随着金属质量不断增加,最终金属过量,故最终生成氢气的质量由酸的质量决定,酸质量相等,所以最终氢气质量相等 说明:①a点前酸不足,产生氢气的质量由酸的质量决定,酸的质量相等故四种金属产生氢气相等②b点后,酸足量产生氢气的质量由金属的质量决定,最终产生氢气的质量为Al>Mg>Fe>Zn③横坐标不是时间,故该曲线无法表示反应速率,无法判断金属活动性强弱
最终结论:Al>Mg>Fe>Zn 最终结论:Al=Mg=Fe=Zn
【温馨提示】
该曲线无法表示反应速率,因此无法判断金属的活动性强弱。
典例分析:
等质量的金属Mg、Zn、Fe、Al分别与足量的同种酸反应。
(1)a点前,酸不足,产生氢气的质量为Al=Mg=Fe=Zn
(2)b点后,酸足量,产生氢气的质量为Al>Mg>Fe>Zn
(1)产生氢气的量谁不足由谁决定,酸不足时由酸决定,金属不足时由金属决定。
(2)氢气的氢元素只来源于酸,产生的氢气越多,则消耗的酸越多。
(3)横坐标为酸的质量或金属质量时,曲线的斜率不表示单位时间内产生氢气的质量,因此不能据此判断金属的活动性强弱。
(4)金属与酸反应的质量变化曲线:金属与酸反应,溶液质量一定增加,金属质量一定减小。
1.(2025·宁夏银川·一模)等质量的三种金属X、Y、Z(化合物中化合价均为+2价)分别与足量同浓度的稀盐酸反应,产生氢气的质量与反应时间的关系如图所示,下列有关说法正确的是
A.三种金属的活动性由强到弱:X> Z > Y
B.三种金属产生H2的质量X> Z > Y
C.三种金属最终消耗盐酸的质量相等
D.三种金属的相对原子质量大小关系是X>Y>Z
【答案】A
【详解】A、金属与酸反应的图像,当横坐标为时间,纵坐标为氢气时,曲线越陡,金属活动性越强,故三种金属的活动性顺序是X>Z>Y,故选项说法正确;
B、由图像可知,三种金属产生H2的质量是X>Y>Z,故选项说法错误;
C、金属与酸反应时,消耗酸的质量与反应生成氢气的质量成正比,由图像可知,三种金属产生H2的质量关系为X>Y>Z,故三种金属最终消耗盐酸的质量关系为X>Y>Z,故选项说法错误;
D、等量金属与足量酸反应时,若金属在化合物中化合价相同,最终产生氢气的质量与金属的相对原子质量成反比,由图像可知最终产生氢气的质量X>Y>Z,故三种金属的相对原子质量大小关系是Z>Y>X,故选项说法错误。
故选A。
2.(2025·山东泰安·二模)下列图像不能正确反映对应实验操作的是
A.分别向等质量的锌、铁中加入足量等质量分数的稀盐酸
B.向一定质量硝酸银和硝酸铜的混合溶液中加入过量的锌粉
C.向饱和的硝酸钾溶液中不断加入硝酸钾
D.在盛有空气的密闭容器(体积不变)中点燃足量红磷
【答案】D
【详解】A、分别向等质量的锌、铁中加入足量等质量分数的稀盐酸,一开始酸不足,金属过量,酸完全反应,生成氢气的质量相等,后金属不足,酸过量,锌与稀盐酸反应:,铁与稀盐酸反应:,相对原子质量:Zn>Fe,故等质量的锌、铁完全反应,铁生成氢气的质量大,不符合题意;
B、金属活动性:Zn>Cu>Ag,向一定质量硝酸银和硝酸铜的混合溶液中加入过量的锌粉,锌先与硝酸银反应生成硝酸锌和银,即,65份质量的锌置换出216份质量的银,固体质量增加,溶液质量减小,待硝酸银完全反应后,锌和硝酸铜反应生成硝酸锌和铜,即,65份质量的锌置换出64份质量的铜,固体质量减小,溶液质量增加,待完全反应后,不再变化,不符合题意;
C、向饱和的硝酸钾溶液中不断加入硝酸钾,溶液已经饱和,不能继续溶解硝酸钾,故溶液的质量不变,不符合题意;
D、在盛有空气的密闭容器(体积不变)中点燃足量红磷,红磷燃烧放出热量,装置内气体受热膨胀,压强增大,待完全反应后,逐渐恢复至室温,由于消耗了氧气,装置内压强减小,最后压强低于原来的压强,符合题意。
故选D。
3.(2025·重庆巴南·二模)下列图像与反应过程的变化趋势对应正确的是
图像
反应过程 A.电解一定量的水 B.分别向等质量的锌粉与铁粉加入足量等体积等浓度的稀硫酸
图像
反应过程 C.向盛有和HCl混合溶液的烧杯中加入过量NaOH溶液 D.向一定质量的饱和石灰水中,加入少量的生石灰
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A、通电分解水生成氢气和氧气,生成氢气和氧气的体积之比为2:1,故选项图像错误;
B、分别向等质量的锌粉与铁粉加入足量等体积等浓度的稀硫酸,锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,化学方程式为,每65份质量的锌能置换出2份质量的氢气,铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,化学方程式为,每56份质量的铁能置换出2份质量的氢气,由于锌的金属活动性比铁强,反应速率快,至完全反应所需时间短;等质量的锌粉与铁粉分别和足量等体积等浓度的稀硫酸反应,产生氢气的质量为铁>锌,故选项图像错误;
C、向盛有CuCl2和HCl混合溶液的烧杯中加入过量NaOH溶液,氢氧化钠先与盐酸反应生成氯化钠和水,开始时不会生成沉淀,盐酸消耗完氢氧化钠再与CuCl2反应生成氢氧化铜沉淀,故沉淀的质量先是零,滴加一定量的氢氧化钠溶液后,再不断上升,最后形成一条水平直线,故选项图像正确;
D、生石灰与水反应生成氢氧化钙,放出热量,氢氧化钙的溶解度随温度的升高而减小,随着反应的进行,溶液中溶剂质量减少,有氢氧化钙析出,则溶液质量减少;随着反应结束,温度恢复至室温,氢氧化钙的溶解度随着温度的降低而增大,氢氧化钙的溶解度增大,溶液的质量又开始增加,由于反应消耗了溶剂水,则溶液质量一定比反应前少,故选项图像错误;
故选:C。
4.(2025·四川宜宾·三模)化学兴趣小组的同学利用数字化仪器测定了镁条与足量稀盐酸反应时的气体压强和温度的变化情况,实验结果如图所示。下列说法错误的是
A.0~50s内压强变化不明显,是因为没有除去镁条表面的氧化物
B.实验结束时间在120~130s
C.60~100s温度升高的原因是稀盐酸与镁反应生成氢气的过程中放出热量
D.实验过程中前50s没有明显现象,50s后开始产生气泡
【答案】B
【分析】镁的化学性质比较活泼,常温下,镁与空气中的氧气反应生成氧化镁,故0~50s内发生的反应没有产生明显的热量变化,且压强几乎不变,是因为此时是镁条表面的氧化镁与盐酸反应生成氯化镁和水;50s~100s镁和稀盐酸反应生成氯化镁和氢气,生成了气体,压强增大,并放出热量,温度升高;约100s后实验结束,压强减小、温度降低。
【详解】A、0~50s内压强变化不明显,是因为没有除去镁条表面的氧化物,是镁条表面的氧化镁与盐酸反应生成氯化镁和水,此过程中没有产生明显的热量变化,且压强几乎不变,选项说法正确;
B、由图像以及分析可知,实验结束时间约为100s时,因为约100s后,压强减小、温度降低,选项说法错误;
C、根据分析,60s~100s镁和稀盐酸反应生成氯化镁和氢气,则60s~100s温度升高的原因是稀盐酸与镁反应生成氢气的过程中放出热量,选项说法正确;
D、根据分析,镁的化学性质比较活泼,常温下,镁与空气中的氧气反应生成氧化镁,故0~50s内发生的反应没有产生明显的热量变化,且压强几乎不变,是因为此时是镁条表面的氧化镁与盐酸反应生成氯化镁和水;50s~100s镁和稀盐酸反应生成氯化镁和氢气,生成了气体,压强增大,并放出热量,温度升高,即实验过程中前50s没有明显现象,50s后开始产生气泡,选项说法正确;
故选:B。
5.(2025·四川德阳·二模)为探究锌与等体积不同浓度硫酸溶液的反应速率,某同学用图甲装置进行实验,利用压强传感器测得的数据如图乙所示。下列说法错误的是
A.捂热锥形瓶,传感器数据显著增大,说明装置气密性良好
B.压强增大,间接反映出生成的气体增多
C.相同条件下,硫酸溶液的浓度越大,产生气体的速率越快
D.与浓度为的硫酸溶液反应时,溶液中硫酸根离子数目始终保持不变
【答案】C
【详解】A、气体热胀冷缩,密闭装置中,气体膨胀压强增大,捂热锥形瓶,测得传感器数据显著增大,说明装置气密性良好,故选项说法正确;
B、压强增大来源于生成氢气增多,因而可用压强增大间接反映气体量的增多,故选项说法正确;
C、50%硫酸溶液浓度最大,但是锌与50%硫酸溶液混合,气体压强不变,几乎无气体产生,故相同条件下,硫酸溶液的浓度越大,产生气体速率不一定越快,故选项说法错误;
D、锌和硫酸反应生成硫酸锌和氢气,该反应的实质是锌和氢离子反应生成锌离子和氢气,所以Zn与浓度为20%的硫酸溶液反应时,溶液中硫酸根离子数目始终保持不变,故选项说法正确。
故选:C。
6.(2025·河南安阳·二模)某兴趣小组同学利用数字化传感器测得密闭容器内质量、表面积相同的镁条与等体积、不同浓度的两种盐酸反应时压强随时间变化的图像如图所示。下列说法错误的是
A.压强增大是镁与盐酸反应生成气体并放热
B.a曲线表示盐酸浓度较小的反应
C.浓度较大的盐酸比浓度较小的盐酸反应速率快
D.a曲线在200s后压强减小是因为反应结束,温度逐渐恢复至室温
【答案】B
【详解】A、0~200s压强增大,是因为镁与稀盐酸反应生成氯化镁和氢气,反应生成了气体,且该反应放出热量,不符合题意;
B、相同的时间内a曲线表示的压强大,说明产生的气体多,反应速率快,所以a曲线表示盐酸浓度较大的反应,符合题意;
C、相同条件下,浓度越大,反应速率越快,故浓度较大的盐酸比浓度较小的盐酸反应速率快,不符合题意;
D、镁条与盐酸完全反应时产生的气体最多,容器内压强达到最大,200 s后反应结束,温度逐渐恢复至室温,故压强减小,不符合题意。
故选B。
7.(2025·河南驻马店·三模)向等质量的金属X、Y中逐滴加入稀硫酸至过量(X、Y在化合物中的化合价都是+2价),生成氢气与消耗硫酸的关系如图所示。下列说法不正确的是
A.X、Y与稀硫酸的反应属于置换反应 B.b点时,消耗H2SO4的质量:X>Y
C.由图可知相对原子质量:XY
【答案】D
【详解】A、金属与稀硫酸的反应符合“一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物”的反应,属于置换反应,正确;
B、a点时Y反应完,故b点时,消耗H2SO4的质量:X>Y。正确;
C、当金属元素在化合物中的化合价相同时,等质量的金属与过量稀硫酸反应,相对原子质量越小,产生氢气越多,生成氢气的质量:X>Y,故相对原子质量:XD、由图中信息无法得到两种金属与酸反应生成氢气的快慢,也无法判断两种金属的活动性顺序,错误。
故选D。
8.(2025·湖北武汉·模拟预测)向三个烧杯中分别装入等质量的镁、氧化镁、碳酸镁粉末,逐滴加入30g质量分数为9.8%的稀硫酸,某变量y随稀硫酸的变化趋势如图,a、b、c分别表示一个烧杯中的情况,下列说法正确的是
A.充分反应后碳酸镁一定有剩余
B.纵坐标y可能表示溶液中硫酸镁的质量分数
C.纵坐标y可能表示烧杯中镁元素的质量
D.过滤烧杯内混合物,向滤液中滴加NaOH溶液至恰好完全反应所得沉淀的质量相同
【答案】D
【分析】镁和硫酸反应生成硫酸镁和氢气,反应的化学方程式及其质量关系为:,氧化镁和硫酸反应生成硫酸镁和水,反应的化学方程式及其质量关系为:,碳酸镁和硫酸反应生成硫酸镁和水,反应的化学方程式及其质量关系为:,由上述质量关系可知,镁和硫酸反应没有生成水,但是硫酸溶液中有水,氧化镁、碳酸镁和硫酸反应都生成水,并且生成水的质量和硫酸的质量成正比,再结合图中信息可知,纵坐标y表示烧杯中水的质量,a、b烧杯中水的质量相等,都大于c烧杯中水的质量,所以a、b烧杯中分别装入的是氧化镁和碳酸镁,c烧杯中装入的是镁,每24份质量的镁和98份质量的硫酸恰好完全反应,每40份质量的氧化镁和98份质量的硫酸恰好完全反应,每84份质量的碳酸镁和98份质量的硫酸恰好完全反应,等质量的硫酸消耗碳酸镁的质量最大,又因为30g稀硫酸完全反应时a、b烧杯中水的质量相等,说明a、b烧杯中生成水的质量相等,所以硫酸完全反应,碳酸镁可能恰好完全反应,也可能有剩余,镁和氧化镁一定有剩余。
【详解】A、由分析可知,充分反应后碳酸镁可能有剩余,故选项说法不正确;
B、由分析可知,纵坐标y表示烧杯中水的质量,故选项说法不正确;
C、由分析可知,纵坐标y表示烧杯中水的质量,故选项说法不正确;
D、由反应的化学方程式可知,硫酸镁中的硫酸根全部来自于硫酸,硫酸完全反应并且质量相等,则生成硫酸镁的质量相等,过滤烧杯内混合物,所得滤液中硫酸镁的质量相等,所以向滤液中滴加NaOH溶液至恰好完全反应所得沉淀氢氧化镁的质量相同,故选项说法正确。
故选D。
9.(2025·山西吕梁·三模)铁与稀硫酸的反应是工业制备硫酸亚铁的主要方法之一。向一定量的铁粉中滴加10%的稀硫酸制备硫酸亚铁,收集实验数据,计算后得到加入10%的稀硫酸和生成硫酸亚铁的质量关系如下。判断有关说法正确的是
稀硫酸质量/g 0 24.5 49 73.5 98 147
硫酸亚铁质量/g 0 3.8 7.6 11.4 15.2 15.2
A.反应结束后,铁有剩余 B.反应结束后,溶液显酸性
C.反应结束后,溶液中的溶质只有硫酸亚铁 D.滴加稀硫酸的全过程中,持续产生硫酸亚铁
【答案】B
【分析】铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气。由表中数据可知,当加入稀硫酸质量为98g时,硫酸亚铁质量为15.2g,继续加入稀硫酸(147g时),硫酸亚铁质量不变,说明此时铁已完全反应。
【详解】A、因为继续加稀硫酸,硫酸亚铁质量不再增加,说明铁已完全反应,没有剩余,故说法错误;
B、反应结束后继续加稀硫酸,稀硫酸过量,稀硫酸呈酸性,所以溶液显酸性,故说法正确;
C、反应结束后,溶液中的溶质有生成的硫酸亚铁和过量的硫酸,故说法错误;
D、铁完全反应后,继续滴加稀硫酸,不再产生硫酸亚铁,故说法错误。
故选B。
10.(2025·内蒙古巴彦淖尔·一模)用如图甲所示装置进行实验,先检查装置气密性,再将橡胶塞连接压强传感器,烧瓶中放入铝片(足量)和稀硫酸,塞紧瓶塞并打开仪器,一段时间后,得到如图乙所示的气体压强与时间的关系曲线图。下列有关说法不正确的是
A.B、C点对应的溶液中Al2(SO4)3的质量分数:BB.曲线AB段压强变化不明显是因为铝片表面有Al2O3薄膜
C.曲线BC段压强变化趋势说明铝与稀硫酸反应会生成氢气
D.曲线CD段压强减小说明生成氢气的总质量在减少
【答案】D
【详解】A、C点铝与硫酸反应的质量大于B点,则生成的Al2(SO4)3的质量BB、铝化学性质活泼,表面有氧化铝膜,曲线AB段压强变化不明显是因为铝片表面的Al2O3薄膜先与硫酸发生反应,选项正确。
C、曲线BC段压强变化趋势说明铝与稀硫酸反应会生成氢气,使装置内压强增大,选项正确。
D、曲线CD段压强减小是由于反应放热,反应结束后温度降低,使压强减小,选项不正确。
故选D。
11.(2025·贵州铜仁·二模)向等质量的金属镁和铝中加入等浓度等体积足量的稀盐酸后绘制如图所示的关系图。
①A是 (填“镁”或“铝”),的值为 ;
②能说明金属A的活动性弱于金属B的活动性的证据是 。
【答案】(1) 铝 /
【详解】(1)①镁的金属活动性强于铝,故镁与盐酸反应速率快,故A是铝;镁与盐酸反应的化学方程式为,铝与盐酸反应的化学方程式为,24g镁与盐酸完全反应生成2g氢气,54g铝与盐酸反应生成6g氢气,故1g的镁和铝分别与足量盐酸反应生成氢气的质量为和,故的值为4:3。
②金属活动性强,与盐酸反应快,反应完全所用时间短,故能说明金属A的活动性弱于金属B的活动性的证据是;
考向01 氢气质量-时间关系图像(等质量金属与足量酸)
【典例】(2025·黑龙江哈尔滨·中考真题)下列四个图像分别对应四个变化过程,其中正确的是
A.t℃时,向饱和硝酸钾溶液中加入硝酸钾晶体
B.向等质量的锌粉、镁粉中分别加入足量的相同溶质质量分数的稀硫酸
C.向氢氧化钠溶液中加水
D.30℃时,X的溶解度为60g
【答案】D
【详解】A、t℃时向饱和硝酸钾溶液中加入硝酸钾晶体,硝酸钾晶体不能继续溶解,则溶质质量分数不变,图像错误,不符合题意;
B、向等质量的锌粉、镁粉中分别加入足量的相同溶质质量分数的稀硫酸,锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,镁与稀硫酸反应生成硫酸镁和氢气,镁的金属活动性比锌强,反应速率快,至完全反应所需时间短;根据化学方程式、,由于酸足量,所以金属完全消耗,等质量的锌、镁最终生成氢气的质量:Mg>Zn,图像错误,不符合题意;
C、氢氧化钠溶液显碱性,pH>7,向氢氧化钠溶液中加水,溶液的碱性变弱,pH减小,但溶液始终显碱性,所以溶液的pH不可能小于或等于7,图像错误,不符合题意;
D、由溶解度曲线图可知,30℃时X的溶解度为60g,说法正确,符合题意。
故选:D。
【变式】(2025·陕西商洛·三模)下列图像能正确反映对应变化关系的是
A.表示足量的红磷在体积不变的密闭容器中燃烧
B.表示向一定量的稀盐酸中不断滴加水
C.表示向等质量不同金属粉末中分别加入足量等浓度的稀硫酸
D.表示向一定温度下的饱和氢氧化钙溶液中不断加入氧化钙固体
【答案】C
【详解】A、红磷在体积不变的密闭容器中燃烧,红磷燃烧放热,容器内温度升高,气体压强增大;燃烧结束后,温度逐渐恢复至室温,且红磷燃烧消耗氧气,氧气被消耗,容器内压强减小,最终压强小于反应前压强,图中最终压强大于反应前压强,该图像不能正确反映变化关系;
B、向一定量稀盐酸中不断滴加水,溶液酸性减弱,pH增大,但溶液始终呈酸性,pH不会大于或等于7,而该图像中pH最终大于7,不能正确反映变化关系;
C、向等质量的不同金属粉末中分别加入足量等浓度稀硫酸,金属活动性越强,反应速率越快,三种金属活动性Mg>Zn>Fe,则反应速率Mg>Zn>Fe;另外,根据、、,每24份质量的镁能反应生成2份质量的氢气,每65份质量的锌能反应生成2份质量的氢气,每56份质量的铁能反应生成2份质量的氢气,相同质量的金属完全反应后,产生氢气的质量大小关系为Mg>Fe>Zn,该图像能正确反映变化关系;
D、向一定温度下的饱和氢氧化钙溶液中不断加入氧化钙固体,氧化钙与水反应生成氢氧化钙,溶剂质量减少,且反应放热,因此有氢氧化钙析出,溶质质量应减少;反应结束后,温度逐渐恢复室温,少量氢氧化钙溶解,溶质质量增大,但水较初始状态少,最终溶质质量小于初始值,而图像中溶质质量一直不变,不能正确反映变化关系。
故选C。
考向02 氢气质量-时间关系图像(足量金属与等质量酸)
【典例】(2024·江苏镇江·中考真题)下列物质的用途主要与化学性质有关的是
A.用镁粉制作照明弹 B.用活性炭除冰箱异味
C.用铜制作电线电缆 D.用干冰进行人工降雨
【答案】A
【详解】A、用镁粉制作照明弹,是因为镁燃烧发出耀眼白光,需要通过化学变化才能表现出来,利用的是其化学性质,符合题意;
B、用活性炭除冰箱异味,是因为活性炭结构疏松多孔,具有吸附性,吸附性不需要通过化学变化就能表现出来,属于物理性质,不符合题意;
C、用铜制作电线电缆,是因为铜具有良好的导电性,导电性不需要通过化学变化就能表现出来,属于物理性质,不符合题意;
D、用干冰进行人工降雨,是因为干冰升华吸热,能使周围温度降低,不需要通过化学变化就能表现出来,属于物理性质,不符合题意。
故选A。
【变式】(2025·内蒙古·模拟预测)下列图像与实验过程对应关系正确的个数为
①表示向等质量等浓度的稀硫酸中分别逐渐加入锌粉和铁粉至过量
②表示向的盐酸和氯化钙的混合溶液中不断滴加碳酸钠溶液至过量
③表示向和的混合溶液中滴加NaOH溶液至过量
④表示向氢氧化钠和氯化钡的混合溶液中滴加稀硫酸
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
【答案】B
【详解】①向等质量等浓度的稀硫酸中分别逐渐加入锌粉和铁粉至过量,开始酸足量,加入的金属全部反应,则产生氢气的质量由加入的金属计算,反应的质量关系为:、,所以开始等量的锌和铁,铁产生的氢气质量较大,最终金属过量,产生氢气的质量由酸计算,酸的质量相等,最终生成氢气的质量相等,故错误。
②向盐酸和氯化钙的混合溶液中不断滴加碳酸钠溶液至过量,碳酸钠先与盐酸反应:Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑,此过程溶液的pH逐渐增大,当盐酸完全反应后,碳酸钠与氯化钙反应:,此时溶液pH=7不变,当碳酸钠过量后,溶液pH大于7,但起点应该是pH=2的点,即起点在纵坐标上,故错误;
③氢氧化钠优先与硫酸反应生成硫酸钠和水,此时没有沉淀生成,当硫酸反应完全,氢氧化钠与硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠,此时有沉淀生成,当硫酸铜反应完全,再加氢氧化钠溶液沉淀质量不再改变,故错误;
④向氢氧化钠和氯化钡的混合溶液中滴加稀硫酸,氯化钡立即和稀硫酸反应生成白色沉淀硫酸钡和盐酸,氯化钡完全反应后不再产生沉淀,故正确。综上,④正确,正确的个数有1个。
故选:B。
考向03氢气质量-酸质量关系图像
【典例】(2025·四川内江·一模)下列四个图像能正确反映实验变化关系的是
A B C D
A.向两份完全相同的过氧化氢溶液中,一份加入MnO2,另一份不作任何操作
B.等质量的锌和铁中分别加入足量的等浓度的稀盐酸
C.向一定量的稀盐酸和硫酸钠的混合溶液中滴加氢氧化钡溶液
D.向一定量的稀盐酸中逐滴加入氢氧化钠溶液至过量
【答案】C
【详解】A、根据催化剂可以改变反应速率,不能改变生成物的质量,向两份完全相同的过氧化氢溶液中,一份加入二氧化锰,另一份不作任何操作,加入二氧化锰的反应速率快,至完全反应所需的时间短,最终生成氧气的质量相等,故选项图像错误;
B、等质量的锌和铁中分别加入足量的等浓度的稀盐酸,锌和盐酸反应生成氯化锌和氢气,化学方程式为,每65份质量的锌和73份质量的氯化氢反应生成2份质量的氢气,铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,化学方程式为,每56份质量的铁和73份质量的氯化氢反应生成2份质量的氢气,若消耗稀盐酸的质量相同,则生成氢气质量相同,故开始两斜线重合,后因盐酸过量,等质量的锌和铁完全反应,产生氢气的质量为铁>锌,故选项图像错误;
C、向一定量的稀盐酸和硫酸钠的混合溶液中滴加氢氧化钡溶液,硫酸根离子和钡离子一接触就会产生白色沉淀硫酸钡,硫酸钡不溶于酸,故从一开始就会产生沉淀,随着反应的进行,沉淀的质量逐渐增大,至硫酸钠反应完全,沉淀的质量不再发生变化,故选项图像正确;
D、稀盐酸显酸性,pH小于7,向一定量的稀盐酸中逐滴加入氢氧化钠溶液至过量,稀盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠和水,随着反应进行,酸性减弱,pH升高,恰好完全反应时pH=7,完全反应后继续加入氢氧化钠溶液,氢氧化钠溶液显碱性,pH大于7,故选项图像错误;
故选C。
【变式】(2025·山东青岛·二模)下列图像与对应实验相符的是
A.用等质量等质量分数的过氧化氢溶液分别制取氧气
B.向等质量的锌和镁中分别加入等质量分数且足量的稀盐酸
C.加热一定质量的高锰酸钾固体至质量不再减轻
D.在密闭容器中用红磷测定空气中氧气的含量
【答案】B
【详解】A、用等质量等质量分数的过氧化氢溶液分别制取氧气,有无催化剂只是改变反应速率,不影响最终生成氧气的质量,有催化剂反应速率快,先达到反应结束的状态,但最终生成氧气质量相等,错误;
B、等质量、等质量分数的稀盐酸与不同的金属反应后生成等质量的氢气,反应开始时,金属过量,酸完全反应,产生的氢气质量相等,图像重合;盐酸过量后,由化学方程式:Mg+2HCl=MgCl2+H2↑可知,每24份质量镁能生成2份质量氢气,由化学方程式:Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑可知,每56份质量铁能生成2份质量氢气,等质量的镁和铁与足量盐酸反应,镁生成的氢气质量更多,正确;
C、加热一定质量的高锰酸钾固体至质量不再减轻,高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,随着反应进行,固体质量不断减少,但不会减少至0,因为反应后剩余锰酸钾和二氧化锰固体,错误;
D、在密闭容器中用红磷测定空气中氧气的含量,红磷燃烧放热,使容器内压强增大,随着反应结束,温度降低,氧气被消耗,容器内压强减小,最终压强小于起始压强, 图像中压强最终大于起始压强,错误。
故选B。
考向04 氢气质量-金属质量关系图像
【典例】(2025·四川广元·中考真题)下列图像能正确反映对应过程中相关量变化趋势的是
A.碳在密闭容器(容积不变,充满空气)中燃烧
B.C与CuO在高温条件下反应
C.等质量、等浓度的稀盐酸分别与足量的Mg、Fe反应
D.向一定量的稀硫酸中滴加溶液
【答案】B
【详解】A、碳在密闭容器(容积不变,充满空气)中燃烧,消耗氧气生成二氧化碳等气体,开始时燃烧放热,温度升高,压强增大;反应结束后温度降低,压强减小,根据、,反应后气体增多,恢复室温后压强应大于起始压强,图像不能反映,A 错误;
B、C与CuO在高温条件下反应生成铜和二氧化碳,即,反应后固体质量会因生成二氧化碳气体而减小,但剩余固体一定含有Cu,质量不会减小到 0,图像能反映,B 正确;
C、等质量、等浓度的稀盐酸分别与足量的Mg、Fe反应,根据、,生成氢气质量由酸决定,酸完全反应,最终生成氢气质量相等,图像不能反映,C 错误;
D、稀硫酸显酸性,pH<7,向一定量的稀硫酸中滴加BaCl2溶液,发生反应,盐酸也显酸性,反应后pH不会等于 7,图像不能反映,D 错误。
故选B。
【变式】 (2025·山东烟台·一模)下列图像表示的反应过程与实际情况相符合的是
A.足量的镁粉和铝粉分别与等量等浓度的稀盐酸反应
B.向一定量稀盐酸、氯化钙混合溶液中滴加碳酸钠溶液
C.向稀硫酸、硫酸镁的溶液中滴加过量氢氧化钡溶液
D.向硝酸银溶液中滴加过量稀盐酸
【答案】BD
【详解】A、足量的镁粉和铝粉分别与等量等浓度的稀盐酸反应,消耗盐酸的质量相等,则生成氢气的质量相等,根据、可知,当生成等质量的氢气时,消耗镁的质量要多,故A不符合题意;
B、向一定量稀盐酸、氯化钙混合溶液中滴加碳酸钠溶液,碳酸钠先与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,随着反应的进行溶液的pH逐渐增大至7,此时盐酸反应完全,碳酸钠再与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,溶液pH仍为7,当氯化钙完全反应后,继续加入碳酸钠(呈碱性),此时溶液pH逐渐增大,故B符合题意;
C、向稀硫酸、硫酸镁的溶液中滴加过量氢氧化钡溶液,先与硫酸反应生成硫酸钡和水,硫酸消耗完再与硫酸镁反应生成硫酸钡和氢氧化镁两种沉淀,反应中沉淀逐渐增加,与硫酸镁反应时,生成沉淀的速率大,斜线更陡,完全反应后,沉淀质量不变,故C不符合题意;
D、向硝酸银溶液中氯元素的质量为0,向其中滴加过量稀盐酸,稀盐酸与硝酸银反应生成氯化银沉淀和稀硝酸,完全反应后,滴加稀盐酸,溶液中氯元素的质量逐渐增大,故D符合题意。
故选BD。
考向05 气体压强-时间关系图像
【典例】(2024·四川德阳·中考真题)室温时,利用压强传感器研究质量相同的一块镁片和一块锌片分别与等浓度、等质量的稀盐酸反应的实验如图甲,压强传感器测得装置内压强随时间的变化关系如图乙。下列说法正确的是
A.根据压强变化推测两个反应都有热量放出
B.曲线①的压强上升比曲线②高,说明①产生H2总量更多
C.曲线②是Mg与稀盐酸反应的压强变化曲线
D.反应结束后Zn一定有剩余
【答案】A
【详解】A、镁、锌都能与稀盐酸反应生成氢气,根据图乙随着反应的进行,曲线①、曲线②的压强都是先增大,后小幅下降,可推测两个反应过程中都有热量放出,故选项说法正确;
B、根据图乙,曲线①、曲线②最后压强相等,说明两者产生的氢气质量相等,故选项说法不正确;
C、镁的活动性比锌强,则曲线①是镁与稀盐酸反应的压强变化曲线,故选项说法不正确;
D、最终压强相等,说明反应后生成氢气质量相等,生成氢气质量相等时,消耗镁、锌的质量比是24:65,因此镁片一定有剩余,而锌片不一定有剩余,故选项说法不正确;
故选A。
【变式】(2025·山东滨州·一模)在密闭容器中分别放入打磨过的等质量的镁片、铁片、锌片和等体积、等浓度的足量稀硫酸,用压强传感器测得容器内气体压强与反应时间的变化曲线如下图所示。下列有关说法错误的是
A.三种金属消耗硫酸的质量:Mg>Zn>Fe
B.三种金属的活动性:Mg>Zn>Fe
C.三种金属最终产生气体的质量:Mg>Fe>Zn
D.铁的相对原子质量>镁的相对原子质量
【答案】A
【详解】A、最终容器内气体压强由大到小的顺序是Mg>Fe>Zn,说明最终生成氢气的质量由大到小的顺序是Mg>Fe>Zn,金属与酸反应时氢气来源于酸中的氢元素,则三种金属消耗硫酸的质量:Mg>Fe>Zn,故选项说法错误;
B、金属越活泼,反应需要时间越短,由图中信息可知,三种金属的活动性:Mg>Zn>Fe,故选项说法正确;
C、最终容器内气体压强由大到小的顺序是Mg>Fe>Zn,说明最终生成氢气的质量由大到小的顺序是Mg>Fe>Zn,故选项说法正确;
D、最终容器内气体压强由大到小的顺序是Mg>Fe,说明最终生成氢气的质量由大到小的顺序是Mg>Fe,且镁、铁与稀硫酸反应生成+2价的硫酸盐,所以铁的相对原子质量>镁的相对原子质量,故选项说法正确。
故选A。
考向06 金属-酸反应关系图像
【典例】(2025·黑龙江齐齐哈尔·三模)下图所示的四个图像能正确反映对应变化关系的是
A.在空气中加热一定质量的铜粉
B.一定温度下,向NH4Cl饱和溶液中加水稀释
C.室温下向pH=3的稀硫酸中不断加水
D.分别向等质量的锌粉和镁粉中逐滴加入等质量、等质量分数的稀盐酸至过量
【答案】D
【详解】A、在空气中加热一定质量的铜粉,铜与氧气在加热条件下反应生成氧化铜,根据质量守恒定律,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,则生成氧化铜的质量等于参与反应的铜和氧气的质量之和,则反应后过程中固体质量逐渐增加,直至铜完全反应不再变化,图像错误,不符合题意;
B、一定温度下,向饱和溶液中加水稀释,由于温度不变,所以氯化铵的溶解度不变,图像错误,不符合题意;
C、室温下向pH=3的稀硫酸中不断加水,溶液被稀释,酸性减弱,则溶液的pH逐渐接近7,但不会大于7,图像错误,不符合题意;
D、分别向等质量的锌粉和镁粉中逐滴加入等质量、等质量分数的稀盐酸至过量,根据化学方程式、,则等质量的锌、镁与足量稀盐酸反应消耗稀盐酸的质量:,图像正确,符合题意。
故选:D。
【变式】(2025·山东青岛·一模)下列图像能正确反映对应关系的是
A.向pH=2稀盐酸中逐滴加入pH=12的氢氧化钠溶液至过量
B.向等质量的锌粉和镁粉中逐滴加入稀盐酸至过量
C.向硝酸银和硝酸亚铁的混合溶液中加入锌粉至过量
D.加热一定质量的高锰酸钾固体
【答案】BD
【详解】A、向pH=2稀盐酸中逐滴加入pH=12的氢氧化钠溶液至过量,稀盐酸与氢氧化钠反应生成氯化钠和水,稀盐酸被消耗,溶液酸性减弱,则溶液pH逐渐增大,当稀盐酸与氢氧化钠恰好完全反应时溶液呈中性,pH=7,继续滴加氢氧化钠溶液,溶液碱性增强,则pH逐渐增大至无限接近12,但不会超过12,图像错误,不符合题意;
B、向等质量的锌粉和镁粉中逐滴加入稀盐酸至过量,根据化学方程式、,则等质量稀盐酸消耗镁、锌的质量,因此锌减少的更快,等质量的锌、镁与足量稀盐酸反应消耗稀盐酸的质量,图像正确,符合题意;
C、向硝酸银和硝酸亚铁的混合溶液中加入锌粉至过量,根据金属活动性,锌先与硝酸银反应生成银和硝酸锌,根据化学方程式,则反应后溶液质量减少,该过程中硝酸亚铁质量不变,因此硝酸亚铁质量分数逐渐增大;硝酸银完全反应后,锌再与硝酸亚铁反应生成铁和硝酸锌,根据化学方程式,则反应后溶液质量增加,该过程中硝酸亚铁质量逐渐减少,因此硝酸亚铁质量分数逐渐减小,直至硝酸亚铁完全反应减少为零,图像错误,不符合题意;
D、高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,氧气是气体会逸散到空气中,则固体中氧元素的质量逐渐减少,由于锰酸钾、二氧化锰中含有氧元素,所以固体中氧元素的质量不会减少为零,直至高锰酸钾完全分解不再变化,图像正确,符合题意。
故选:BD。
考向07酸的质量-金属关系图像
【典例】(2025·黑龙江哈尔滨·中考真题)下列图像与相关叙述对应关系正确的是
A.向两份相同的稀硫酸中分别加入Mg和Fe
B.红磷在密闭且不会发生形变的容器中燃烧
C.高温条件下,充分煅烧固体
D.温度由℃降至℃时,甲、乙两种溶液的质量可能均不改变
【答案】D
【详解】A、向两份相同的稀硫酸中分别加入Mg和Fe,由于稀硫酸相同,根据化学方程式Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑,Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑,硫酸完全反应;每24份质量镁消耗98份质量硫酸,每56份质量铁消耗98份质量硫酸,相同质量铁、镁完全反应,消耗硫酸质量是镁大于铁,而不是铁大于镁,错误;
B、红磷在密闭且不会发生形变的容器中燃烧,需消耗氧气,但容器内的气体体积不变,只是气体更稀薄(气体密度变小),错误;
C、高温煅烧碳酸钙生成氧化钙和二氧化碳,随着反应进行,碳酸钙质量逐渐减少,二氧化碳逸出,完全反应后固体为氧化钙,固体中元素种类由3种变为2种,错误;
D、根据溶解度曲线可知,温度由℃降至℃时,甲、乙溶解度最终是减小的,如果甲、乙两种溶液都是该温度下的不饱和溶液,且降温过程中没有晶体析出,那么温度由t2℃降至t1℃时,甲、乙两种溶液的质量可能均不改变,正确。
故选D。
考向08 不同形状的同种金属与酸反应图像
【典例】(2024·山东青岛·中考真题)下列图像表示的反应过程与实际情况相符合的是
A.向稀硫酸中滴加过量氢氧化钡溶液
B.向氢氧化钠溶液中滴加过量稀盐酸
C.向硝酸银溶液中滴加过量稀盐酸
D.向等质量锌片和锌粉中分别加足量且等溶质质量分数的稀硫酸
【答案】AC
【详解】A、向稀硫酸中滴加过量氢氧化钡溶液,硫酸能与氢氧化钡反应生成不溶于酸的硫酸钡沉淀和水,一开始就产生沉淀,过量氢氧化钡将硫酸完全反应,沉淀质量不在增加,图象正确;
B、向氢氧化钠中溶液滴加过量稀盐酸,碱性逐渐减弱,酸性逐渐增强,pH的变化是从大于7逐渐的减小到等于7、再小于7,图象错误;
C、向硝酸银溶液中滴加过量稀盐酸,硝酸银与盐酸反应生成氯化银沉淀和硝酸,所以一开始到反应结束溶液中氯元素质量都为0,过量稀盐酸将硝酸银完全反应后,稀盐酸有剩余,溶液中开始有氯元素,不断滴加过量稀盐酸,溶液中氯元素质量不断增加,图象正确;
D、向等质量锌片和锌粉中分别加足量且等溶质质量分数的稀硫酸,由于锌粉和锌片的质量相等,最终生成氢气的质量相等,但锌粉与稀盐酸接触面积大,反应的速率快,反应时间短,应先拐点,图象错误;
故选AC。
【变式】(2025·山东聊城·一模)下列图像表示的反应过程与实际情况相符合的是
A.向稀硫酸中滴加过量氢氧化钡溶液
B.向氢氧化钠溶液中滴加过量稀盐酸
C.向二氧化锰中滴加过量过氧化氢溶液
D.向等质量锌片和锌粉中分别加足量且等溶质质量分数的稀硫酸
【答案】A
【详解】A、硫酸和氢氧化钡反应生成硫酸钡和水,反应过程中有沉淀产生,且完全反应后,沉淀质量不变,该选项正确;
B、氢氧化钠溶液显碱性,溶液pH>7,且氢氧化钠和盐酸反应生成氯化钠和水,反应过程中pH不变减小,最终盐酸过量时,溶液显酸性,pH<7,该选项不正确;
C、过氧化氢制取氧气的反应中,二氧化锰为催化剂,反应前后质量不变,该选项不正确;
D、接触面积越大,反应越快,则锌粉反应比锌片快,但最终生成氢气的质量相同,该选项不正确。
故选A。
考向9 金属质量-时间图像
【典例】(2025·黑龙江佳木斯·三模)下列图示能正确反映对应变化关系的是
A.①的溶解度与温度、压强的关系
B.②向饱和溶液中加少量
C.③在等质量、等质量分数的两份稀硫酸中,分别加入过量的铁粉、锌粉(铁粉与锌粉质量相等)
D.④向硫酸和硫酸铜的混合溶液中加入某浓度的溶液,四点对应的溶液中溶质种类由多到少的顺序为
【答案】BC
【详解】A、CH4为甲烷,常温下为气体,它的溶解度随着压强的增加而增大,随着温度的升高而降低,图中T1>T2,同一压强下,T1下的溶解度大于T2下的溶解度,①不符合题意;
B、氧化钙与水反应生成氢氧化钙并放出热量,饱和溶液中溶剂减少,溶质氢氧化钙从饱和溶液中析出,溶质质量减小,由于放出热量,氢氧化钙的溶解度随着温度的升高而降低,溶质也会析出,溶质质量也会减小,当温度恢复到原温度,因放热而析出的溶质重新溶解,但溶质质量比原溶液中的溶质质量低,②符合题意;
C、根据题意,等质量且过量的金属铁粉、锌粉与等质量、等质量分数的稀硫酸反应,说明稀硫酸完全反应,则消耗的锌粉质量大于铁粉的质量,剩余的锌粉质量小于铁粉质量,且两者的金属活动性为锌大于铁,所以锌粉与酸反应的速率更快,直到反应结束所用的时间更短,故③符合题意;
④、氢氧化钠先与硫酸反应生成硫酸钠和水,再与硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠,a点对应的溶质有硫酸、硫酸铜、硫酸钠三种,b点对应的溶质有硫酸铜、硫酸钠两种,c点对应的溶质有硫酸钠、硫酸铜两种,d点对应的溶质只有一种硫酸钠,故四点对应的溶液中溶质种类由多到少顺序为a>b=c﹥d,④不符合题意。
故选BC。
考向10 生成盐质量与加入酸的图像
【典例】(2025·山东烟台·一模)下列四个实验中,“操作一图像”对应关系不正确的是
A B C D
操作 分别向等质量的镁粉和铁粉中逐滴加入同浓度的稀盐酸至过量 向等质量的水中分别加入等质量的NH4NO3固体和NaOH固体 向BaCl2和NaOH的混合溶液中加入稀硫酸 向H2SO4、MgSO4混合溶液中滴加NaOH溶液
图像
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A、根据反应关系、可知,分别向等质量的镁粉和铁粉中逐滴加入同浓度的稀盐酸至过量,最终生成的盐是氯化镁、氯化亚铁,其化学式分别是MgCl2、FeCl2,最终镁消耗的稀盐酸的质量多,生成的氯化镁的质量的多,故选项图像正确;
B、氢氧化钠溶于水放热,使温度升高;硝酸铵溶于水吸热,使温度降低;一段时间后温度均恢复至常温,故选项图像正确;
C、硫酸根离子和钡离子结合生成不溶于酸的硫酸钡沉淀,一开始就产生沉淀,故选项图像错误;
D、向H2SO4、MgSO4混合溶液中滴加NaOH溶液,先与硫酸反应生成硫酸钠和水,溶液的酸性逐渐减弱,pH逐渐增大,稀盐酸消耗完,溶液显中性,pH=7;NaOH溶液再与MgSO4反应生成氢氧化镁沉淀和硫酸钠,这一过程中pH=7;与硫酸镁完全反应后,继续滴加氢氧化钠溶液,溶液显碱性,pH大于7,故选项图像正确。
故选C。
【变式】(2025·河南鹤壁·一模)下列图象能正确表示对应关系的是
A.浓硫酸敞口放置一段时间
B.红磷在密闭容器中燃烧
C.向饱和的硝酸钾溶液中不断加入硝酸钾
D.分别向等质量的镁粉和锌粉中不断加入溶质质量分数相同的稀硫酸
【答案】C
【详解】A、浓硫酸具有吸水性,敞口放置一段时间,会吸收空气中的水蒸气,溶剂质量增加,溶质质量不变,溶质质量分数应不断减小,而不是先增大后保持一定数值,该图象不能正确表示对应关系;
B、红磷在密闭容器中燃烧,红磷与氧气反应生成五氧化二磷固体,反应放热使容器内压强先增大,反应结束后温度降低,且氧气被消耗,容器内压强应比反应前小,而不是恢复到原压强,该图象不能正确表示对应关系;
C、向饱和的硝酸钾溶液中不断加入硝酸钾,由于溶液已饱和,不能再继续溶解硝酸钾,溶液质量不变,该图象能正确表示对应关系;
D、分别向等质量的镁粉和锌粉中不断加入溶质质量分数相同的稀硫酸,发生的反应分别是、,每98份质量的H2SO4能反应生成120份质量的MgSO4或161份质量的ZnSO4,消耗等质量稀硫酸的情况下,锌反应生成盐的质量更大,该图象不能正确表示对应关系。
故选C。
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