解讀坐標系圖像 提升化學解題效率

錢建忠

(江蘇省如皋市磨頭鎮磨頭初級中學 226500)

一、溶解度曲線

1.某一物質在某一個溫度下的溶解度可以用曲線上的某一個點來表示；

2.在某溫度下，當兩種物質的溶解度相同時，圖像中就表現為這兩物質的曲線在這個溫度下有交點，當兩種物質的溶解度或者飽和溶液中的溶質的質量分數相同時的溫度就可以用這個交點來判斷；

3.物質的溶解度被溫度所影響的大小可以用對應曲線的坡度來表示：如果一種物質受到溫度變化的影響很大，那么它所對應的曲線坡度就大，對于坡度大的曲線，最合適的分離方法就是使用降溫結晶法；如果一種物質受到溫度變化的影響很小，那么它所對應的曲線坡度就小，對于坡度小的曲線，最適合的分離方法就是蒸發溶劑法使之結晶再分離；

4.在某一溫度下某物質的過飽和溶液可以用曲線上方的點來表示，而某一溫度下某種物質的飽和溶液就可以用恰好在曲線上的點來表示，在某一溫度下某種物質的不飽和溶液就用曲線下方的點表示.

例1 已知KNO3和NaCl的溶解度曲線如圖1所示，請根據圖1回答下列問題：

(1)在溫度等于t1℃時，KNO3的溶解度為____，請嘗試表達出在這時KNO3飽和溶液的溶質質量分數的表達式：____；圖1中A點有什么意義？____.

1號崩塌體(B1)寬132. m，高85.0 m，厚約1～3 m，坡度30°～85°，局部陡直臨空，潛在崩塌方量約2.2×104 m3。2號崩塌體(B2)寬42.0 m，高40.0 m，厚約1～2 m，坡度45°～85°，局部陡直臨空，潛在崩塌方量約0.34×104 m3。兩處崩塌坡面主要由片巖、片麻巖構成，坡面巖體風化強烈，節理裂隙發育，十分破碎，在坡面分布有大量風化掉落的碎塊石，碎塊石粒徑一般0.05～0.3 m。坡面分布的破碎的崩塌體粒徑一般0.3～1.0 m，斜坡坡腳由于修建房屋開挖形成陡直的臨空面，斜坡坡面局部分布有人工種植的松樹、柏樹等。

(2)實驗室的李老師給出了以下操作步驟：①溶解，②加熱濃縮，③降溫，④過濾，⑤趁熱過濾.

假如某實驗人員不小心將少量的NaCl放進了KNO3晶體中，那么如何將KNO3提純？用序號表示出正確的操作步驟為____；

假如某實驗人員不小心將少量的KNO3加入到了NaCl晶體中，那么如何將NaCl提純？用序號表示出正確的操作步驟為____；

解析首先分析題目所給的圖像，根據溶解度曲線的有關涵義可得到：

在圖1中，兩種物質的溶解度曲線的交點是點A，這個交點的意義就是指當溫度為t2℃時，KNO3和NaCl的溶解度相同.

(2)如果是要將KNO3中的少量NaCl除去，那么就可以采用的步驟是先將其溶解，再利用KNO3和NaCl的溶解度不同的特點進行加熱濃縮，然后降溫處理，最后過濾即可，也就是①、②、③、④ 這4個步驟；如果是要將NaCl中的少量KNO3除去從而達到提純NaCl的目的，那么可以采用的步驟是先將其完全溶解，然后利用KNO3和NaCl的溶解度不同的特點進行加熱濃縮，最后趁熱過濾即可，也就是①、②、⑤這三個步驟.

二、pH變化曲線

根據所學的知識可以知道，如果一種溶液的pH越小，那么該溶液中的H+濃度就越大，而該溶液中的OH-也越小.當溶液里面的H+和OH-經過反應以后被消耗掉或者是將溶液稀釋以后，溶液的pH會隨之發生變化，這些變化都會體現在坐標系中相對應的曲線中.

例2中和反應就是指酸與堿之間相互作用生成鹽和水的反應.已知鹽酸(HCl)溶液與氫氧化鈉(NaOH)溶液中的一種分別用甲或乙表示，在甲中加入乙時溶液的pH變化曲線用圖2中的曲線表示.請問你能從這張曲線圖里面得出哪些信息：

(1)甲是____；(2)乙是____；

解析首先分析題目信息，根據pH曲線變化趨勢可得出，圖2的曲線代表的是在堿里面加入酸的pH變化曲線，因此甲就是氫氧化鈉(NaOH)而乙就是鹽酸(HCl).

通過仔細分析圖像還能得出的信息有：

(1)表示鹽酸(HCl)溶液與氫氧化鈉(NaOH)溶液剛好中和的點就是C點；

(2)C點的pH剛好等于7；

(3)pH變化快的時候是鹽酸(HCl)溶液與氫氧化鈉(NaOH)溶液剛好中和的附近時刻；

(4)在發生反應以前pH>7的是甲溶液；

(5)溶液的pH<7或者溶液呈酸性的時候是乙溶液過量以后；

(6)因為乙溶液的加入，溶液的pH會逐漸減小.

等等.

三、溶質的質量分數變化圖像

隨著溶質或者溶劑質量的改變，溶液中溶質的質量分數也會改變，這個變化會從坐標系的圖像中體現出來.

例3 已知有甲、乙、丙3種物質的溶解度曲線，如圖3所示，當甲、乙、丙3種物質在t2℃的飽和溶液降低溫度到t1℃，那么得到的溶液的溶質質量分數的關系表示正確的是( ).

A.甲>乙>丙 B.甲=乙=丙

C.甲=乙>丙 D.丙>甲=乙

解析首先觀察圖像，根據圖像可以知道，溫度越高，甲和乙的溶解度也越大，而丙的溶解度逐漸減小，并在當溫度為t1℃時，甲和乙的溶解度相同.當甲、乙、丙的飽和溶液的溫度t2℃降低到t1℃時，在t1℃時甲和乙2種溶液依舊是飽和溶液，因為它們的溶解度是相同的，因此它們的溶質質量分數也相同.而丙溶液卻會從飽和溶液轉化為不飽和溶液，但溶質的質量分數依舊不發生變化，依然是最小的.因此就可以得出甲、乙、丙3種溶液的溶質質量分數的大小關系應該是甲=乙>丙，符合要求的只有C選項，因此答案選C.

在近年來的中考化學試題中，運用圖像解答題目的題型越來越常見，作為中學生，應該盡量掌握這類題型.在解答這類與圖像相結合的題型時，最重要的解題突破口就是分析圖像，圖像中藏著能幫助解答題目的各種重要信息，同時也要掌握好化學學科的基礎知識，只有將分析圖像和靈活運用基礎知識相結合，才能快速簡便的求解出這類題型的正確答案.