有關離子反應的“量變”圖像題

羅中偉

圖像是高考試題的形象化語言，能有效的考查學生從圖像中接受、吸收、整合化學信息能力。化學圖像題以化學知識為載體，將化學問題抽象成數學問題，利用數學工具通過計算和推理，解決化學問題的題型，它體現了數學方法在解決化學問題中的應用。縱觀近幾年的高考化學試題，圖像題型考查范圍廣，中學化學中的所有內容，如元素化合物、化學基本概念和理論、化學實驗、化學計算等均可以此方法進行考查。本文著重對有關離子反應中的“量變”圖像進行探討。

試題分析：

【例題1】（2012安徽卷）已知室溫下Al（OH）3的Ksp或溶解度遠大于Fe（OH）3。向濃度均為0.1/L的Fe（NO）3和Al（NO）3混合溶液中，逐滴加入NaOH溶液。下列示意圖表示生成Al（OH）3的物質的量與加入NaOH溶液的體積的關系。合理的是 （ ）

【解析】試題以沉淀平衡及溶液中離子反應的先后順序，氫氧化鋁的兩性的等知識點為背景，考查學生對主干知識的掌握和從圖像中提取信息的能力；由題干中告知的信息KspAl（OH）3大于KspFe（OH）3可推知混合溶液中滴加NaOH時，首先產生Fe（OH）3的沉淀，當Fe（OH）3沉淀完全后才產生Al（OH）3沉淀；根據Al（OH）3的兩性及加入NaOH的量可推知沉淀Al（OH）3最后完全消失。結合圖像中的坐標含義可確定答案選擇C。

二、離子圖像試題的解析基本思路：

1.識圖像，看變化：圖像題的解答首先要關注圖像中“起點”、“折點（拐點）”、“終點”的含義；通常情況下“起點”在0點，若不在0點，一定搞清是什么原因造成的。對于有沉淀、氣體生成的反應，“起點”不在0點，一般是發生酸堿中和反應，沒有沉淀生成。對于可逆反應的反應速率，“起點”不在0點，反應不是從正反應開始的。“折點”表示第一個反應已經完成，第二個反應開始發生。“折點”多的表示化學反應眾多，每個“折點”代表不同的含義。“終點”表示整個反應歷程已經結束。其次看清圖像面的意義，關注其橫縱坐標表達的含義，通常來說橫坐標代表反應物用量，縱坐標代表生成物產量。最后關注曲線的變化趨勢，如斜率變化，標志反應速率發生變化；曲線升高，標志沉淀、氣體的量增多，曲線降低，標志沉淀、氣體的量減少。

2.找原理，細分析：根據題目所給已知信息和圖像中隱含的信息，提取“起點”、“折點”、“終點”的縱、橫坐標數據，結合相關的化學反應原理，寫出可能發生反應的化學方程式或離子方程式，根據反應中生成的氣體、沉淀的量，結合已知數據，探究化學反應的本質。尤其在分析圖像或作圖時不僅要注意加入的酸或堿的強弱，還要注意所加入的量和滴加的順序，因為滴加的順序不同可能產生的現象不同。若產生的沉淀有多種，則應仔細分析相關量間的關系，要特別關注沉淀是否同步生成，沉淀物是否溶于所加入的過量試劑中，同時要注意橫縱坐標的意義。

3.巧整合，規范答：在識圖、究原的基礎上，根據圖像中給定的量變關系，依據物質的性質、變化規律；進一步將圖像信息與反應原理結合起來，提取相關數據，找準切入點，進行推理、判斷，從而解決問題。

三、中學教材中涉及的量變的離子反應：

（一）反應物的用量不同反應不同；

1.鐵（少量、過量）與稀硝酸的反應：

Fe+NO3-+4H+=Fe3++NO↑+2H2O

2Fe3++Fe=3Fe2+

2.澄清石灰水中通入二氧化碳（少量、過量）：

Ca2++2OH-+CO2=CaCO3↓+H2O

CaCO3+H2O+CO2=Ca2++2HCO3-

3.溴化亞鐵溶液與氯氣（少量、過量）的反應；

2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- 2Br-+Cl2=Br2+2Cl-

4.碘化亞鐵溶液中通入氯氣（少量、過量）的反應：

2I-+Cl2=I2+2Cl- 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-

5.硝酸銀溶液中逐滴滴入氨水（少量、過量）：

Ag++NH3·H2O=AgOH↓+NH4+

AgOH+2NH3·H2O=Ag[（NH3）2]++OH-+H20

（二）試劑滴加的順序不同引起量的不同，反應現象不同：

1.鋁鹽溶液中逐滴滴入氫氧化鈉（少量、過量）溶液，先產生白色絮狀沉淀，后沉淀消失。

Al3++3OH-===Al（OH）3↓

Al（OH）3+OH-===AlO2-+2H2O

2.氫氧化鈉溶液中逐滴滴入鋁鹽（少量、過量）溶液，則開始并無沉淀生成，直到鋁鹽過量時才會出現沉淀且沉淀不消失。Al3++4OH-===AlO2-+2H2O 3AlO2-+Al3++6H2O===4Al（OH）3

3.偏鋁酸鹽溶液中逐滴加入稀鹽酸至過量：先產生白色絮狀沉淀，后沉淀消失。

AlO2-+H++H2O===Al（OH）3↓

Al（OH）3+H+===Al3++3H2O

4.稀鹽酸溶液中逐滴加入偏鋁酸鹽至過量，則開始并無沉淀生成，直到鋁鹽過量時才會出現沉淀且沉淀不消失：

AlO2-+4H+===Al3++2H2O

3AlO2-+Al3++6H2O===4Al（OH）3↓

5.碳酸鈉溶液中逐滴加入稀鹽酸至過量，先無氣體生成，后有氣泡產生：

CO32-+H+=HCO3-

HCO3-+H+=H2O+CO2↑

（三）化學反應中物質的量濃度變化，化學反應發生變化：

1.活潑金屬（如：鋅）與濃硫酸的反應，先產生SO2，后濃度變稀，生成氫氣；

Zn+2H2SO4（濃）=ZnSO4+SO2↑+H2O

Zn+2H2SO4=ZnSO4+H2↑

2.銅與濃硝酸的反應，先反應生成NO2，后濃度變稀，生成NO；

Cu+4HNO3（濃）=Cu（NO3）2+NO2↑+2H2O

3Cu+8HNO3=3Cu（NO3）2+NO↑+4H2O

（作者單位：貴州省遵義縣第一中學）

圖像是高考試題的形象化語言，能有效的考查學生從圖像中接受、吸收、整合化學信息能力。化學圖像題以化學知識為載體，將化學問題抽象成數學問題，利用數學工具通過計算和推理，解決化學問題的題型，它體現了數學方法在解決化學問題中的應用。縱觀近幾年的高考化學試題，圖像題型考查范圍廣，中學化學中的所有內容，如元素化合物、化學基本概念和理論、化學實驗、化學計算等均可以此方法進行考查。本文著重對有關離子反應中的“量變”圖像進行探討。

試題分析：

【例題1】（2012安徽卷）已知室溫下Al（OH）3的Ksp或溶解度遠大于Fe（OH）3。向濃度均為0.1/L的Fe（NO）3和Al（NO）3混合溶液中，逐滴加入NaOH溶液。下列示意圖表示生成Al（OH）3的物質的量與加入NaOH溶液的體積的關系。合理的是 （ ）

【解析】試題以沉淀平衡及溶液中離子反應的先后順序，氫氧化鋁的兩性的等知識點為背景，考查學生對主干知識的掌握和從圖像中提取信息的能力；由題干中告知的信息KspAl（OH）3大于KspFe（OH）3可推知混合溶液中滴加NaOH時，首先產生Fe（OH）3的沉淀，當Fe（OH）3沉淀完全后才產生Al（OH）3沉淀；根據Al（OH）3的兩性及加入NaOH的量可推知沉淀Al（OH）3最后完全消失。結合圖像中的坐標含義可確定答案選擇C。

二、離子圖像試題的解析基本思路：

1.識圖像，看變化：圖像題的解答首先要關注圖像中“起點”、“折點（拐點）”、“終點”的含義；通常情況下“起點”在0點，若不在0點，一定搞清是什么原因造成的。對于有沉淀、氣體生成的反應，“起點”不在0點，一般是發生酸堿中和反應，沒有沉淀生成。對于可逆反應的反應速率，“起點”不在0點，反應不是從正反應開始的。“折點”表示第一個反應已經完成，第二個反應開始發生。“折點”多的表示化學反應眾多，每個“折點”代表不同的含義。“終點”表示整個反應歷程已經結束。其次看清圖像面的意義，關注其橫縱坐標表達的含義，通常來說橫坐標代表反應物用量，縱坐標代表生成物產量。最后關注曲線的變化趨勢，如斜率變化，標志反應速率發生變化；曲線升高，標志沉淀、氣體的量增多，曲線降低，標志沉淀、氣體的量減少。

2.找原理，細分析：根據題目所給已知信息和圖像中隱含的信息，提取“起點”、“折點”、“終點”的縱、橫坐標數據，結合相關的化學反應原理，寫出可能發生反應的化學方程式或離子方程式，根據反應中生成的氣體、沉淀的量，結合已知數據，探究化學反應的本質。尤其在分析圖像或作圖時不僅要注意加入的酸或堿的強弱，還要注意所加入的量和滴加的順序，因為滴加的順序不同可能產生的現象不同。若產生的沉淀有多種，則應仔細分析相關量間的關系，要特別關注沉淀是否同步生成，沉淀物是否溶于所加入的過量試劑中，同時要注意橫縱坐標的意義。

3.巧整合，規范答：在識圖、究原的基礎上，根據圖像中給定的量變關系，依據物質的性質、變化規律；進一步將圖像信息與反應原理結合起來，提取相關數據，找準切入點，進行推理、判斷，從而解決問題。

三、中學教材中涉及的量變的離子反應：

（一）反應物的用量不同反應不同；

1.鐵（少量、過量）與稀硝酸的反應：

Fe+NO3-+4H+=Fe3++NO↑+2H2O

2Fe3++Fe=3Fe2+

2.澄清石灰水中通入二氧化碳（少量、過量）：

Ca2++2OH-+CO2=CaCO3↓+H2O

CaCO3+H2O+CO2=Ca2++2HCO3-

3.溴化亞鐵溶液與氯氣（少量、過量）的反應；

2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- 2Br-+Cl2=Br2+2Cl-

4.碘化亞鐵溶液中通入氯氣（少量、過量）的反應：

2I-+Cl2=I2+2Cl- 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-

5.硝酸銀溶液中逐滴滴入氨水（少量、過量）：

Ag++NH3·H2O=AgOH↓+NH4+

AgOH+2NH3·H2O=Ag[（NH3）2]++OH-+H20

（二）試劑滴加的順序不同引起量的不同，反應現象不同：

1.鋁鹽溶液中逐滴滴入氫氧化鈉（少量、過量）溶液，先產生白色絮狀沉淀，后沉淀消失。

Al3++3OH-===Al（OH）3↓

Al（OH）3+OH-===AlO2-+2H2O

2.氫氧化鈉溶液中逐滴滴入鋁鹽（少量、過量）溶液，則開始并無沉淀生成，直到鋁鹽過量時才會出現沉淀且沉淀不消失。Al3++4OH-===AlO2-+2H2O 3AlO2-+Al3++6H2O===4Al（OH）3

3.偏鋁酸鹽溶液中逐滴加入稀鹽酸至過量：先產生白色絮狀沉淀，后沉淀消失。

AlO2-+H++H2O===Al（OH）3↓

Al（OH）3+H+===Al3++3H2O

4.稀鹽酸溶液中逐滴加入偏鋁酸鹽至過量，則開始并無沉淀生成，直到鋁鹽過量時才會出現沉淀且沉淀不消失：

AlO2-+4H+===Al3++2H2O

3AlO2-+Al3++6H2O===4Al（OH）3↓

5.碳酸鈉溶液中逐滴加入稀鹽酸至過量，先無氣體生成，后有氣泡產生：

CO32-+H+=HCO3-

HCO3-+H+=H2O+CO2↑

（三）化學反應中物質的量濃度變化，化學反應發生變化：

1.活潑金屬（如：鋅）與濃硫酸的反應，先產生SO2，后濃度變稀，生成氫氣；

Zn+2H2SO4（濃）=ZnSO4+SO2↑+H2O

Zn+2H2SO4=ZnSO4+H2↑

2.銅與濃硝酸的反應，先反應生成NO2，后濃度變稀，生成NO；

Cu+4HNO3（濃）=Cu（NO3）2+NO2↑+2H2O

3Cu+8HNO3=3Cu（NO3）2+NO↑+4H2O

（作者單位：貴州省遵義縣第一中學）

圖像是高考試題的形象化語言，能有效的考查學生從圖像中接受、吸收、整合化學信息能力。化學圖像題以化學知識為載體，將化學問題抽象成數學問題，利用數學工具通過計算和推理，解決化學問題的題型，它體現了數學方法在解決化學問題中的應用。縱觀近幾年的高考化學試題，圖像題型考查范圍廣，中學化學中的所有內容，如元素化合物、化學基本概念和理論、化學實驗、化學計算等均可以此方法進行考查。本文著重對有關離子反應中的“量變”圖像進行探討。

試題分析：

【例題1】（2012安徽卷）已知室溫下Al（OH）3的Ksp或溶解度遠大于Fe（OH）3。向濃度均為0.1/L的Fe（NO）3和Al（NO）3混合溶液中，逐滴加入NaOH溶液。下列示意圖表示生成Al（OH）3的物質的量與加入NaOH溶液的體積的關系。合理的是 （ ）

【解析】試題以沉淀平衡及溶液中離子反應的先后順序，氫氧化鋁的兩性的等知識點為背景，考查學生對主干知識的掌握和從圖像中提取信息的能力；由題干中告知的信息KspAl（OH）3大于KspFe（OH）3可推知混合溶液中滴加NaOH時，首先產生Fe（OH）3的沉淀，當Fe（OH）3沉淀完全后才產生Al（OH）3沉淀；根據Al（OH）3的兩性及加入NaOH的量可推知沉淀Al（OH）3最后完全消失。結合圖像中的坐標含義可確定答案選擇C。

二、離子圖像試題的解析基本思路：

1.識圖像，看變化：圖像題的解答首先要關注圖像中“起點”、“折點（拐點）”、“終點”的含義；通常情況下“起點”在0點，若不在0點，一定搞清是什么原因造成的。對于有沉淀、氣體生成的反應，“起點”不在0點，一般是發生酸堿中和反應，沒有沉淀生成。對于可逆反應的反應速率，“起點”不在0點，反應不是從正反應開始的。“折點”表示第一個反應已經完成，第二個反應開始發生。“折點”多的表示化學反應眾多，每個“折點”代表不同的含義。“終點”表示整個反應歷程已經結束。其次看清圖像面的意義，關注其橫縱坐標表達的含義，通常來說橫坐標代表反應物用量，縱坐標代表生成物產量。最后關注曲線的變化趨勢，如斜率變化，標志反應速率發生變化；曲線升高，標志沉淀、氣體的量增多，曲線降低，標志沉淀、氣體的量減少。

2.找原理，細分析：根據題目所給已知信息和圖像中隱含的信息，提取“起點”、“折點”、“終點”的縱、橫坐標數據，結合相關的化學反應原理，寫出可能發生反應的化學方程式或離子方程式，根據反應中生成的氣體、沉淀的量，結合已知數據，探究化學反應的本質。尤其在分析圖像或作圖時不僅要注意加入的酸或堿的強弱，還要注意所加入的量和滴加的順序，因為滴加的順序不同可能產生的現象不同。若產生的沉淀有多種，則應仔細分析相關量間的關系，要特別關注沉淀是否同步生成，沉淀物是否溶于所加入的過量試劑中，同時要注意橫縱坐標的意義。

3.巧整合，規范答：在識圖、究原的基礎上，根據圖像中給定的量變關系，依據物質的性質、變化規律；進一步將圖像信息與反應原理結合起來，提取相關數據，找準切入點，進行推理、判斷，從而解決問題。

三、中學教材中涉及的量變的離子反應：

（一）反應物的用量不同反應不同；

1.鐵（少量、過量）與稀硝酸的反應：

Fe+NO3-+4H+=Fe3++NO↑+2H2O

2Fe3++Fe=3Fe2+

2.澄清石灰水中通入二氧化碳（少量、過量）：

Ca2++2OH-+CO2=CaCO3↓+H2O

CaCO3+H2O+CO2=Ca2++2HCO3-

3.溴化亞鐵溶液與氯氣（少量、過量）的反應；

2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- 2Br-+Cl2=Br2+2Cl-

4.碘化亞鐵溶液中通入氯氣（少量、過量）的反應：

2I-+Cl2=I2+2Cl- 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-

5.硝酸銀溶液中逐滴滴入氨水（少量、過量）：

Ag++NH3·H2O=AgOH↓+NH4+

AgOH+2NH3·H2O=Ag[（NH3）2]++OH-+H20

（二）試劑滴加的順序不同引起量的不同，反應現象不同：

1.鋁鹽溶液中逐滴滴入氫氧化鈉（少量、過量）溶液，先產生白色絮狀沉淀，后沉淀消失。

Al3++3OH-===Al（OH）3↓

Al（OH）3+OH-===AlO2-+2H2O

2.氫氧化鈉溶液中逐滴滴入鋁鹽（少量、過量）溶液，則開始并無沉淀生成，直到鋁鹽過量時才會出現沉淀且沉淀不消失。Al3++4OH-===AlO2-+2H2O 3AlO2-+Al3++6H2O===4Al（OH）3

3.偏鋁酸鹽溶液中逐滴加入稀鹽酸至過量：先產生白色絮狀沉淀，后沉淀消失。

AlO2-+H++H2O===Al（OH）3↓

Al（OH）3+H+===Al3++3H2O

4.稀鹽酸溶液中逐滴加入偏鋁酸鹽至過量，則開始并無沉淀生成，直到鋁鹽過量時才會出現沉淀且沉淀不消失：

AlO2-+4H+===Al3++2H2O

3AlO2-+Al3++6H2O===4Al（OH）3↓

5.碳酸鈉溶液中逐滴加入稀鹽酸至過量，先無氣體生成，后有氣泡產生：

CO32-+H+=HCO3-

HCO3-+H+=H2O+CO2↑

（三）化學反應中物質的量濃度變化，化學反應發生變化：

1.活潑金屬（如：鋅）與濃硫酸的反應，先產生SO2，后濃度變稀，生成氫氣；

Zn+2H2SO4（濃）=ZnSO4+SO2↑+H2O

Zn+2H2SO4=ZnSO4+H2↑

2.銅與濃硝酸的反應，先反應生成NO2，后濃度變稀，生成NO；

Cu+4HNO3（濃）=Cu（NO3）2+NO2↑+2H2O

3Cu+8HNO3=3Cu（NO3）2+NO↑+4H2O

（作者單位：貴州省遵義縣第一中學）