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微专题29 无机反应图像题及综合应用
用图像来描述化学过程或者呈现化学背景知识是高中化学的基本表达方式之一，而高考
试题中通过图像把化学问题抽象为数学问题来考查考生从图像中获取、评价、整合和应
用信息的综合分析能力的做法已成常态。全国高考化学图像题在“证据推理与模型认
知”化学学科核心素养的考查颇具特色。试题的新颖度、难度和区分度在一定程度上都
借助于图像的创新得以体现。所以，我们以无机化学中化学图像试题出现较多的两部分
内容为例，体现出无机反应图像及综合应用在高考中对考生各项能力的考查。
一、CO 与盐溶液反应产物或现象的判断
2
1．一般从强酸制弱酸的角度去分析：
由于碳酸比硅酸、次氯酸、苯酚、Al(OH) (偏铝酸)的酸性强，因此可用CO 制取上述弱
3 2
酸，常涉及的变化如下：
CO ＋Na SiO ＋H O=Na CO ＋H SiO ↓ (或CO ＋Na SiO ＋2H O===H SiO ↓＋Na
2 2 3 2 2 3 2 3 2 2 3 2 4 4
CO )
2 3
CO ＋Ca(ClO) ＋HO=CaCO ↓＋2HClO
2 2 2 3
CO+C HONa+H O＝C HOH+NaHCO
2 6 5 2 6 5 3
CO(过量)＋NaAlO ＋2HO===Al(OH) ↓＋NaHCO
2 2 2 3 3
CO(少量)＋2NaAlO ＋3HO===2Al(OH) ↓＋NaCO
2 2 2 3 2 3
【易错点】
把CO 通入到CaCl 和NaOH的混合溶液中或者通入到CaCl 和氨水的混合溶液中，则有
2 2 2
白色沉淀，因为CO 通入到CaCl 和NaOH的混合溶液中，先和碱反应生成碳酸钠和水，
2 2然后碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀，若通入CaCl 和氨水的混合溶液中，则先和氨
2
水反应生成碳酸铵，然后碳酸铵与氯化钙反应生成碳酸钙白色沉淀。
二、CO 与碱反应产物的判断
2
(1)CO 与单一组分反应(如CO 通入NaOH 溶液)产物的分析
2 2
①反应原理
CO ＋2NaOH=Na CO ＋H O
2 2 3 2
CO ＋NaOH=NaHCO
2 3
②反应后溶质成分的判断
( )
x= 溶质成分
( )
𝑛 NaOH
x≤𝑛1∶CO12 NaHCO
3
1∶12∶1 NaOH、Na CO
2 3
③用数轴来表示
(2)CO 与多组分[如CO 通入NaOH 、Ca(OH) 的混合溶液]反应的顺序：
2 2 2①Ca(OH) ＋CO =CaCO ↓＋H O
2 2 3 2
②2NaOH ＋CO =Na CO ＋H O
2 2 3 2
③Na CO ＋CO ＋H O=2NaHCO
2 3 2 2 3
④CaCO ＋CO ＋H O=Ca(HCO )
3 2 2 3 2
二、铝及其化合物的相互转化
1．Al3＋、Al(OH) 、AlO之间的转化关系
3
实现上述各步转化的离子方程式：
(1)①Al3＋＋3NH ·H O===Al(OH) ↓＋3NH
3 2 3
②Al3＋＋3AlO＋6HO===4Al(OH) ↓
2 3
③Al3＋＋3OH－===Al(OH) ↓
3
(2)Al(OH) ＋3H＋===Al3＋＋3HO
3 2
(3)Al3＋＋4OH－===AlO＋2HO
2
(4)AlO＋4H＋===Al3＋＋2HO
2
(5)①AlO＋CO＋2HO===Al(OH) ↓＋HCO ②AlO＋H＋＋HO===Al(OH) ↓
2 2 3 2 3
(6)Al(OH) ＋OH－===AlO＋2HO
3 2
2．与Al(OH) 沉淀生成有关的图象分析
3
(1)可溶性铝盐溶液与NaOH溶液反应的图象(从上述转化关系中选择符合图象变化的离子
方程式，下同)。
可溶性铝盐溶液中逐滴加入NaOH NaOH溶液中逐滴加入可溶性铝盐
操作
溶液至过量 溶液至过量立即产生白色沉淀→渐多→最多→ 无沉淀(有但即溶)→出现沉淀→渐
现象
渐少→消失 多→最多→沉淀不消失
图象
方程式序号 AB：(1)③BD：(6) AB：(3)BC：(1)②
(2)偏铝酸盐溶液与盐酸反应的图象。
偏铝酸盐溶液中逐滴加入稀盐酸至 稀盐酸中逐滴加入偏铝酸盐溶液至
操作
过量 过量
立即产生白色沉淀→渐多→最多→ 无沉淀→出现沉淀→渐多→最多→
现象
渐少→消失 沉淀不消失
图象方程式 AB：(5)② AB：(4)
序号 BC：(2) BC：(1)②
3.可溶性铝盐与强碱反应的计算规律
(1)求产物Al(OH) 的量
3
①当n(OH－)≤3n(Al3＋)时，n[Al(OH) ]＝n(OH－)；
3
②当3n(Al3＋)＜n(OH－)＜4n(Al3＋)时，n[Al(OH) ]＝
3
4n(Al3＋)－n(OH－)；
③当n(OH－)≥4n(Al3＋)时，n[Al(OH) ]＝0，无沉淀。
3
(2)求反应物碱的量
①若碱不足(Al3＋未完全沉淀)，n(OH－)＝3n[Al(OH) ]；
3
4．向HCl、MgCl 、AlCl 、NH Cl溶液中(假设各1 mol)，逐滴加入NaOH溶液，沉淀的
2 3 4
物质的量随NaOH溶液体积变化的图象如下。(假设Mg2＋、Al3＋结合OH－能力相同)
分析图象的变化情况，依次写出各阶段的离子方程式：
(1)OA：___________________________________。
(2)AB：_____________________________________。
(3)BC：_____________________________________。
(4)CD：____________________________________。
【答案】
(1)H＋＋OH－===H O
2
(2)Al3＋＋3OH－===Al(OH) ↓，Mg2＋＋2OH－===Mg(OH) ↓
3 2
(3)NH＋OH－===NH·H O
3 2
(4)Al(OH) ＋OH－===AlO＋2HO
3 25．向NaOH、NaCO 、NaAlO 溶液中(假设各1 mol)，逐滴加入HCl溶液，产生沉淀的
2 3 2
物质的量随HCl溶液体积变化的图象如下：
分析图象的变化情况，写出各阶段的离子方程式：
(1)OA：________________________________。
(2)AB：___________________________________。
(3)BC：______________________________________。
(4)CD：____________________________________。
【答案】
(1)OH－＋H＋===H O
2
(2)AlO＋H＋＋HO===Al(OH) ↓
2 3
(3)CO＋H＋===HCO，HCO＋H＋===CO ↑＋HO
2 2
(4)Al(OH) ＋3H＋===Al3＋＋3HO
3 2
6．与Al3＋、AlO有关的离子反应的一般规律
(1)当溶液中有多种离子时，要考虑离子之间的反应顺序，如向含有H＋、NH、Mg2＋、Al3
＋的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，OH－先与H＋反应，再与Mg2＋、Al3＋反应生成沉淀，
再与NH反应，最后才溶解Al(OH) 沉淀。
3
(2)AlO与HCO的反应不属于水解相互促进的反应，而是HCO电离出的H＋与AlO发生反
应：AlO＋HCO＋HO===Al(OH) ↓＋CO。
2 3
【典例精析】
将足量的CO 不断通入KOH、Ba(OH) 、KAlO 的混合溶液中,生成沉淀与通入CO 的量
2 2 2 2
的关系可表示为( )【答案】 D
【解析】
将足量的CO 不断通入KOH、Ba(OH) 、KAlO 的混合溶液中,发生反应的先后顺序为
2 2 2
Ba(OH) + CO=BaCO ↓+ H O、2KOH+ CO =K CO + H O、2KAlO + CO+3 H O
2 2 3 2 2 2 3 2 2 2 2
=2Al(OH) ↓+ K CO 、K CO + CO+ H O ==2KHCO 、BaCO + CO+ H O ==
3 2 3 2 3 2 2 3 3 2 2
Ba(HCO ) ,根据物质的溶解性可知,只有D项符合题意。
3 2
2．向0.1 L浓度均为0.1 mol·L－1的NaOH和NaAlO 混合溶液中逐滴加入同浓度的盐酸。
2
下列图象正确的是( )【答案】B
【解析】
往混合液中滴加盐酸，NaOH首先反应，然后 NaAlO 与HCl反应产生Al(OH) ，最后
2 3
Al(OH) 溶解变为AlCl ，有关化学方程式为NaOH＋HCl===NaCl＋HO，NaAlO ＋HCl＋
3 3 2 2
HO===Al(OH) ↓＋NaCl，Al(OH) ＋3HCl===AlCl ＋3HO，结合数值关系，可知B正确。
2 3 3 3 2
【专题精练】
一、CO 与盐或碱溶液反应产物的判断图象题
2
1．向等量的NaOH溶液中分别通入CO 气体。因CO 的通入量不同，得到组分不同的溶
2 2
液M。若向M中逐滴加入盐酸，产生的气体体积V(CO )与加入盐酸的体积V(HCl)关系如
2
下，(注：①假设CO 全部逸出；②C图中oa＝ab)。其中M中只有1种溶质的是
2
A．只有① B．只有③ C．②④ D．①③
【答案】D
【分析】
NaOH和二氧化碳反应方程式为NaOH+CO =NaHCO、2NaOH+CO =Na CO+H O，生成
2 3 2 2 3 2
的碳酸氢钠、碳酸钠与稀盐酸反应方程式为：NaCO+HCl=NaHCO +NaCl、
2 3 3
NaHCO +HCl=NaCl+H O+CO↑，如果溶液M中溶质为一种，则可能是NaCO 或
3 2 2 2 3
NaHCO ，如果是NaCO，滴加稀盐酸时先不生成气体、后生成气体，且两部分消耗盐酸
3 2 3
物质的量相等，如果溶质为NaHCO ，则只要加入稀盐酸就立即产生气体，据此分析解答。
3
【解析】
NaOH和二氧化碳反应方程式为NaOH+CO =NaHCO、2NaOH+CO =Na CO+H O，生成
2 3 2 2 3 2
的碳酸氢钠、碳酸钠与稀盐酸反应方程式为：NaCO+HCl=NaHCO +NaCl、
2 3 3
NaHCO +HCl=NaCl+H O+CO↑，如果溶液M中溶质为一种，则可能是NaCO 或
3 2 2 2 3
NaHCO ；
3如果是NaCO，发生的反应为NaCO+HCl=NaHCO +NaCl、
2 3 2 3 3
NaHCO +HCl=NaCl+H O+CO↑，根据方程式知，滴加稀盐酸时先不生成气体、后生成气
3 2 2
体，且两部分消耗盐酸物质的量相等，即0-a、a-b的距离相等，则③正确；
如果溶质为NaHCO ，发生反应NaHCO +HCl=NaCl+H O+CO↑，则只要加入稀盐酸就立
3 3 2 2
即产生气体，即①正确；
①和③正确，故答案为D。
2．向NaOH和Ba(OH) 的混合溶液中逐渐通入足量CO 气体，生成沉淀的质量（y）与通
2 2
入CO 的质量（x）关系正确的是
2
A． B．
C． D．
【答案】D
【解析】
试题分析：向氢氧化钠和氢氧化钡溶液中逐渐通入二氧化碳气体，二氧化碳能与氢氧化
钡反应生成碳酸钡沉淀，后与氢氧化钠反应生成碳酸钠，过量的二氧化碳能与碳酸钠反
应生成碳酸氢钠，再和碳酸钡反应生成碳酸氢钡，沉淀溶解，所以选D．
考点：碱的性质
3．物质的量浓度相等的两种一元酸的钠盐溶液，现向两种盐溶液中分别通入少量CO，
2
发生的反应为：NaX + CO + H O = HX + NaHCO ;2NaY + CO + H O = 2HY + Na CO;下
2 2 3 2 2 2 3
列叙述错误的是
A．电离平衡常数大小关系：K(HX)>K(HY)
B．NaY与过量CO 反应的离子方程式为：Y- + CO + H O = HY + HC
2 2 2C．等体积上述两种盐溶液混合离子浓度大小关系： c(Y-) > c(X-) > c(OH-)>c(H+)
D．等体积上述两种盐溶液混合后离子浓度关系：c(H+)+ c(HX)= c(OH-)-c(HY)
【答案】C
【分析】
一般发生复分解反应时，由较强酸生成较弱酸，由NaX + CO + H O = HX + NaHCO 得到
2 2 3
酸性强弱是 ，由2NaY + CO + H O = 2HY + Na CO 得到酸性强弱
2 2 2 3
是 ，则酸性强弱顺序是 ，据此回答问
题。
【解析】
A． 酸性越强电离常数越大，因为酸性 ，电离平衡常数大小关系：
K(HX)>K(HY)，则故A不选；
B．过量的二氧化碳与碳酸根继续反应生成碳酸氢根离子，则 NaY与过量CO 反应的离
2
子方程式为：Y- + CO + H O = HY + HC ，故B不选；
2 2
C．酸越弱对应的酸根离子水解程度越大，消耗的酸根离子越多，由于酸性 ，
则，等体积上述两种盐溶液混合离子浓度大小关系： c(X-) > c(Y-) > c(OH-)>c(H+)，故C
选；
D．等体积上述两种盐溶液混合后，电荷守恒是 ，
物料守恒是 ，电荷守恒减去物料守恒得c(H+)+
c(HX)= c(OH-)-c(HY)，故D不选；
故选：C。
4．实验室用100mL0.500mol·L-1的NaOH溶液捕获CO；一定时间后，测定CO 的吸收量。
2 2
方法是用盐酸逐滴加入到吸收CO 后的溶液中，产生的CO 气体的物质的量与加入盐酸
2 2的体积示意图如下：
(1)盐酸的物质的量浓度是___________mol·L-1。
(2)吸收的CO 在标准状况下的体积是___________mL。
2
【答案】1.00 672
【分析】
通过吸收了CO 的NaOH溶液与HCl反应时，生成的CO 随加入HCl体积的变化反映了
2 2
吸收完成后产物的组成；根据守恒思想进行相关计算。
【解析】
(1) 碳酸钠和稀盐酸反应方程式为：NaCO+HCl=NaHCO +NaCl、
2 3 3
NaHCO +HCl=NaCl+H O+CO↑，根据图像，加入稀盐酸时没有气体生成，如果溶质完全
3 2 2
是碳酸钠，碳酸钠和稀盐酸反应生成碳酸氢钠、碳酸氢钠和稀盐酸反应生成二氧化碳时
消耗的稀盐酸体积应该相等，实际上两段消耗盐酸量是20mL和30mL，不等，说明溶液
中溶质有NaCO 和NaHCO 。当盐酸的体积为50mL时，溶液中的溶质为NaCl，根据钠
2 3 3
离子和氯离子守恒，n(NaOH)=n(HCl)，因此n(HCl)=0.1 L×0.5 mol/L=0.05 mol，c(HCl)=
=1.00mol/L，故答案为：1.00；
(2) 生成二氧化碳最多时消耗30mL盐酸，根据NaHCO +HCl=NaCl+H O+CO↑，可知CO
3 2 2 2
体积(标准状况下)为0.03 L×1mol/L×22.4 L/mol=0.672L=672mL，故答案为：672。
二、铝及其化合物转化图象题
5．向100 mL NaOH溶液中通入一定量的CO 气体，充分反应后，再向所得溶液中逐滴加
2
入2.0 mol/L的盐酸，产生CO 的体积与所加盐酸体积之间关系如图所示。回答下列问题：
2(1)图1中通入CO 后所得溶液的溶质成分为___________；
2
(2)图3中通入CO 后所得溶液的溶质成分为___________。
2
【答案】NaCO NaOH、NaCO
2 3 2 3
【分析】
向NaOH溶液中通入一定量的CO，可能发生的反应有：2NaOH+CO ═Na CO+H O或
2 2 2 3 2
NaOH+CO ═NaHCO ，假设反应后溶液中溶质只有NaCO，再向溶液中滴加盐酸，先发
2 3 2 3
生反应：NaCO+HCl=NaHCO +NaCl，没有气体产生，后发生反应：
2 3 3
NaHCO +HCl=NaCl+CO ↑+H O，产生气体，前后2个阶段消耗盐酸的体积相等。假设反
3 2 2
应后溶液中溶质只有NaHCO ，再向溶液中滴加盐酸，立即发生反应：
3
NaHCO +HCl=NaCl+CO ↑+H O，产生气体。
3 2 2
【解析】
(1)图1中加入盐酸，开始没有气体生成，加入一定条件的盐酸后生成气体，且前后2阶
段消耗盐酸体积相等，故通入CO 后所得溶液的溶质成分为：NaCO，故答案为：
2 2 3
NaCO；
2 3
(2)图3中加入盐酸，开始没有气体生成，加入一定条件的盐酸后生成气体，且前后2阶
段消耗盐酸体积之比为2：1，故通入CO 后所得溶液的溶质成分为：NaOH、NaCO，故
2 2 3
答案为：NaOH、NaCO。
2 3
5．向含Al (SO ) 和 AlCl 的混合溶液中逐滴加入1 mol/L Ba(OH) 溶液至过量，加入
2 4 3 3 2
Ba(OH) 溶液的体积和所得沉淀的物质的量的关系如图，下列说法不正确的是
2A．图中A点生成的沉淀是BaSO 和Al(OH)
4 3
B．原混合液中c[Al (SO )]：c(AlCl )=1：1
2 4 3 3
C．AB段反应的离子方程式为：Al3++3OH-=Al(OH) ↓
3
D．向D点溶液中通入CO 气体，立即产生白色沉淀
2
【答案】B
【分析】
向含Al (SO ) 和 AlCl 的混合溶液与Ba(OH) 溶液反应的实质是Al3+与OH-、Ba2+与
2 4 3 3 2
之间的离子反应，如下Ba2++ ═BaSO ↓，Al3++3OH-═Al(OH)↓，Al(OH) +OH-═
4 3 3
+2H O，假设1molAl (SO ) 中 完全被沉淀所需Ba(OH) 量为3mol，3molBa(OH) 提
2 2 4 3 2 2
供6molOH-，1molAl (SO ) 中含有2molAl3+，由反应Al3++3OH-═Al(OH)↓可知，
2 4 3 3
1molAl (SO ) 中的Al3+和 均沉淀完全，故从起点到A点，可以认为是硫酸铝与氢
2 4 3
氧化钡恰好发生反应生成3molBaSO 、2molAl(OH) 沉淀，A点时 完全沉淀，AB为
4 3
氯化铝与氢氧化钡的反应，B点时溶液中Al3+完全沉淀，产生沉淀达最大值，溶液中溶质
为BaCl ，BC为氢氧化铝与氢氧化钡反应，C点时氢氧化铝完全溶解，C点时氢氧化铝完
2
全溶解，据此分析解题。
【解析】
A．图中A点是Al (SO ) 和Ba(OH) 的反应，故生成的沉淀是BaSO 和Al(OH) ，A正确；
2 4 3 2 4 3B．前3LBa(OH) 溶液与溶液中Al (SO ) 反应，从3L-6L为Ba(OH) 溶液与溶液中AlCl
2 2 4 3 2 3
反应，二者消耗的氢氧化钡的物质的量相等为3L×1mol/L=3mol，由生成硫酸钡可知
3n[Al(SO )]=n[Ba(OH) ]，故n[Al(SO )]=1mol，由氯化铝与氢氧化钡生成氢氧化铝可知
2 4 3 2 2 4 3
3n(AlCl )=2n[Ba(OH) ]=6mol，故n(AlCl )=2mol，故原溶液中原混合液中c[Al (SO )]：
3 2 3 2 4 3
c(AlCl )=1：2，B错误；
3
C．AB段为氯化铝与氢氧化钡的反应，故离子方程式为Al3++3OH-═Al(OH)↓，C正确；
3
D．D点的溶液中含有 ，通入二氧化碳产生氢氧化铝白色沉淀，D正确；
故答案为：B。
6．现有AlCl 和MgSO 混合溶液，向其中不断加入0.1mol·L-1NaOH溶液，得到沉淀的物
3 4
质的量与加入NaOH溶液的体积如图所示。原溶液中Cl-与SO 2-的物质的量之比为
4
（ ）
A．6：1 B．1：3 C．2：3 D．3：1
【答案】A
【解析】
由图可知加入0.04molNaOH时沉淀达最大量，沉淀组成为Mg(OH) 、Al(OH) ，根据氢氧
2 3
根守恒可知2n[Mg(OH) ]+3n[Al(OH) ]=n(OH-)=0.04mol，加入0.05molNaOH时，沉淀由最
2 3
大值减小为最小值，故0.01molNaOH恰好完全溶解氢氧化铝沉淀，根据反应
Al(OH) +NaOH=NaAlO +2H O可知，n[Al(OH) ]=n(NaOH)=0.01mol，所以n[Mg(OH) ]=
3 2 2 3 2
=0.005mol，溶液中n(Cl-)=3n[Al(OH) ]=0.03mol，原溶液中
3n(SO 2-)=n[Mg(OH) ]=0.005mol，所以原溶液中Cl-与SO 2-的物质的量之比为
4 2 4
0.03mol:0.005mol=6:1，故答案为A。
7．将一定质量的 合金投入 稀 溶液中，充分反应。向反应后的溶
液中逐滴加入一定物质的量浓度的 溶液，生成沉淀的质量与所加 溶液的体
积关系如图所示。下列说法正确的是
A．合金中 的质量比为
B．生成的气体体积为
C． ；
D．合金充分反应后，剩余硫酸的物质的量为
【答案】C
【分析】
由图可知，金属溶于硫酸时，硫酸过量，OA段发生 ，
AB段镁离子、铝离子均转化成沉淀，120mL-140mL段发生
，此段沉淀减少的物质的量为氢氧化铝即n(氢氧化
铝)=0.1，则氢氧化镁的物质的量为0.1mol，结合氢氧化铝的物质的量以及溶解消耗20mL
的氢氧化钠可求得氢氧化钠的浓度，据此分析。【解析】
A．由以上分析可知氢氧化铝和氢氧化镁的物质的量均为0.1mol，则合金中镁、铝的物质
的量也均为0.1mol，质量比为8:9，故A错误；
B．气体未指明状况，无法根据物质的量计算体积，故B错误；
C．120mL-140mL段消耗氢氧化钠20mL，发生 ，氢氧化
铝为0.1mol，则消耗的氢氧化钠也为0.1mol，氢氧化钠的浓度为 ；B
点时镁离子、铝离子完全沉淀，可知此时溶液为硫酸钠溶液，根据元素守恒：
，而B点时消耗的氢氧化钠为120mL，
，则 ，
，故C正确；
D．0.1mol镁离子沉淀消耗0.2molNaOH，0.1mol铝离子沉淀消耗0.3molNaOH，共消耗
0.5molNaOH，消耗的NaOH体积为 ，可求的A点体积为
20mL，剩余硫酸消耗的氢氧化钠为0.02×5=0.1mol，则剩余硫酸的物质的量为0.05mol，
故D错误；
故选：C。
8．将NaO 逐渐加入到含有Al3＋、Mg2＋、NH 的混合液中并微热，产生沉淀和气体的物
2 2质的量与加入NaO 的物质的量的关系如图所示，则原溶液中Al3＋、Mg2＋、NH 的物质
2 2
的量分别为
A．2 mol、3 mol、8 mol B．3 mol、2 mol、8 mol
C．2 mol、3 mol、4 mol D．3 mol、2 mol、4 mol
【答案】C
【解析】
将NaO 逐渐加入到含有Al3＋、Mg2＋、NH ＋的混合液中并微热，过氧化钠首先与水反应
2 2 4
生成氧气和氢氧化钠，生成的氢氧化钠先和Al3＋、Mg2＋、分别反应生成氢氧化铝、氢氧
化镁、再与NH 反应生成氨气，之后生成的氢氧化铝可以溶解在氢氧化钠溶液中。根据
图像可知溶解氢氧化铝消耗过氧化钠是1mol，1mol过氧化钠产生2mol氢氧化钠，则氢
氧化铝是2mol，根据铝原子守恒可知铝离子的物质的量也是2mol。加入8mol过氧化钠
产生16mol氢氧化钠、4mol氧气，则根据图像可知生成的氨气是8mol-4mol＝4mol，与铵
根反应的氢氧化钠是4mol，与铝离子反应的氢氧化钠是6mol，则与镁离子反应的氢氧化
钠是16mol-4mol＝6mol，所以镁离子的物质的量是3mol，则C正确；
答案选C。
