高中化學(xué)圖像類題型初探

摘?? 要：主要介紹了在某一反應(yīng)體系中的某一種離子或者某一種類物質(zhì)的量有關(guān)的圖像，以及根據(jù)給出的某一種或幾種物質(zhì)的具體量推斷發(fā)生哪種化學(xué)反應(yīng)的圖像兩種類型在實(shí)際題目中的應(yīng)用，以期幫助學(xué)生更好的解答與之相關(guān)類的題型.

關(guān)鍵詞：化學(xué)圖像；解題分析；解題思路;高中化學(xué)

中圖分類號(hào)：G632???????? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A???????? 文章編號(hào)：1008-0333（2023）07-0134-03

既然是解答與圖像有關(guān)的題型，那么解題的關(guān)鍵就在于弄懂題目所給的圖像.如何讀懂所給的圖像，第一步就需要學(xué)生對(duì)所給的圖像或者圖表進(jìn)行觀察和分析，以獲得對(duì)解答相關(guān)題目有用的條件，這就對(duì)觀察和分析能力有一定的要求；第二步就是根據(jù)實(shí)際題目的問題結(jié)合圖像進(jìn)行分析，或者是將能夠獲得的化學(xué)信息經(jīng)過整理成為具有一定共性的規(guī)律或原則，并且充分運(yùn)用該規(guī)律揮著原則解決問題，這對(duì)于思維能力也有一定的要求；第三步就是要有機(jī)地將課本上所學(xué)過的知識(shí)與實(shí)際題目所給的條件等相融合進(jìn)行分析，進(jìn)而得到解決問題的新方法或新思路，這也就對(duì)同學(xué)們的學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新創(chuàng)造能力有一定的要求，并且對(duì)于學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰σ财鸬揭欢ǖ目疾樽饔?所以，與化學(xué)圖像有關(guān)的題目，近年來一直是備受人們關(guān)注的一個(gè)題型，對(duì)于學(xué)生化學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)具有重要作用.

1 與某種物質(zhì)或者離子的量的變化有關(guān)

一般來講，這類型的圖像題中，表達(dá)某一化學(xué)反應(yīng)的從量變到質(zhì)變的過程，可以用所給的圖像中的曲線的轉(zhuǎn)折點(diǎn)來表示，而需要解決的問題一般也與所給圖像中的曲線的某一個(gè)點(diǎn)的“量”有關(guān).

這類型的題目的提問方式，一般為當(dāng)某一個(gè)固定的反應(yīng)體系中的某一種化學(xué)反應(yīng)物質(zhì)的量增加或者減少的過程中，所對(duì)應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)如何實(shí)現(xiàn)從發(fā)生反應(yīng)到完成反應(yīng)，并且向著另外的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行轉(zhuǎn)化的過程.在大部分題目中，發(fā)生某化學(xué)反應(yīng)以后某種產(chǎn)物的量一般用縱坐標(biāo)來表示，進(jìn)而表示該化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度，而發(fā)生這一化學(xué)反應(yīng)的某一種反應(yīng)物的量就用橫坐標(biāo)來表示，并且也表示出當(dāng)該反應(yīng)物的量發(fā)生變化的過程中，該化學(xué)反應(yīng)是如何轉(zhuǎn)化為另外的一個(gè)反應(yīng)的.以可溶解的鋁鹽溶液和強(qiáng)堿性的溶液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀為例，這個(gè)反應(yīng)的大致趨勢(shì)就是應(yīng)該是沉淀先緩慢增加后逐漸減小.

在解答這類型的相關(guān)圖像題時(shí)，需要學(xué)生知道：首先應(yīng)該要定性地對(duì)具體題目所給的圖像進(jìn)行分析，明確在圖像中所對(duì)應(yīng)的曲線的起始點(diǎn)、拐點(diǎn)和終點(diǎn)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)有哪些；其次就是要明確所給出的圖像中的每一段曲線對(duì)應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)具體是什么，并盡量用化學(xué)方程式表示出來；再者就是要注意將曲線上指定的某一些點(diǎn)的坐標(biāo)值和所進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)的程度相結(jié)合進(jìn)行分析；最后就是要知道什么時(shí)候需要分析曲線的斜率的變化情況及其對(duì)應(yīng)的化學(xué)意義是什么：當(dāng)曲線的走勢(shì)相同并且有拐點(diǎn)出現(xiàn)的時(shí)候.對(duì)于這類型的題目可以以中學(xué)化學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)作為設(shè)計(jì)的出題背景.

例1?? 將適量的稀鹽酸（HCl）逐滴緩慢的滴加到固定量的碳酸鉀（K2CO3）溶液中，滴加過程中不斷地?cái)嚢?而原本的溶液中的離子數(shù)目也因?yàn)榈渭拥南←}酸（HCl）而發(fā)生了相應(yīng)的變化.具體如圖1所示，那么關(guān)于圖中的四條曲線所對(duì)應(yīng)的溶液里的離子的關(guān)系的表述，正確的是（????? ）.

A.a：Cl-，b：K+，c：CO2-3，d：HCO-3

B.a：K+，b：CO2-3，c：Cl-，d：HCO-3

C.a：K+，b：CO2-3，c：HCO-3，d：Cl-

D.a：K+，b：HCO-3，c：Cl-，d：CO2-3

分析?? 這個(gè)題目所給的圖像的四條曲線，其中a、b、d的大致走勢(shì)能一眼就觀察到，但c曲線是由兩段曲線組成的，從原點(diǎn)O到c、d的相交的曲線即使曲線d的一部分也是曲線c的一部分，在最開始的時(shí)候，在不考慮CO2-3發(fā)生水解生成HCO-3的情況下，溶液里面是只含有K+和CO2-3這兩種離子，并且已知CO2-3的數(shù)目只有K+數(shù)目的一半，根據(jù)這個(gè)關(guān)系就可以知道，表示K+的是曲線a，CO2-3為曲線b.加入稀鹽酸（HCl），CO2-3+H+HCO-3，CO2-3減少但HCO-3和Cl-增加，當(dāng)曲線b中CO2-3的數(shù)量等于0時(shí)，HCO-3的數(shù)量最多，繼續(xù)滴加稀鹽酸，HCO-3+H+CO2+H2O，因此HCO-3的數(shù)量逐漸減少為0，那么HCO-3就為曲線c，而Cl-不與溶液中的任何離子發(fā)生反應(yīng)，隨著稀鹽酸的增加而增加，當(dāng)HCO-3與H+剛好完全反應(yīng)產(chǎn)生CO2時(shí)，此時(shí)溶液中只含有Cl-、K+，且Cl-=K+，因此正確答案為C選項(xiàng).

例2?? 如圖2所示，在25mL 0.1mol/L 的NaOH溶液中滴入0.2mol/L的CH3COOH，下列選項(xiàng)中有關(guān)粒子濃度的關(guān)系正確的是（????? ）.

A.如圖2所示，在A、B兩點(diǎn)之間的任意一點(diǎn)中存在c（Na+）>c（CH3COO-）>c（OH-）>c（H+）

B.B點(diǎn)處a>12.5，存在c（Na+）=c（CH3COO-）=c（OH-）=c（H+）

C.C點(diǎn)處存在c（CH3COO-）>c（Na+）>c（H+）>c（OH-）；

D.D點(diǎn)存在c（CH3COO-）+c（CH3COOH）=2c（Na+）

分析?? 這一例題考查酸堿混合溶液定性判斷，側(cè)重考查了學(xué)生圖像分析的能力，明確混合溶液中溶質(zhì)成分及其性質(zhì)時(shí)是解題的關(guān)鍵.首先A選項(xiàng)中，可以從圖中判斷出A到B的任意一點(diǎn)中溶液呈堿性，所以c（OH-）>c（H+），并根據(jù)電荷守恒可以得到c（CH3COO-）>c（Na+），但是靠近A點(diǎn)的溶液中NaOH的濃度較大.對(duì)于B選項(xiàng)來說，醋酸鈉是強(qiáng)堿弱酸鹽，所以水溶液呈堿性，如果要使得溶液為中性，就需要加入過量的醋酸CH3COOH，所以c（OH-）=c（H+），并根據(jù)電荷守恒c（Na+）=c（CH3COO-），但是水的電離程度較小.C點(diǎn)處的溶液溶質(zhì)為醋酸鈉和醋酸，所以其溶液是酸性的，所以存在c（H+）>c（OH-），結(jié)合電荷守恒定律可以得到c（CH3COO-）>c（Na+）.而D點(diǎn)處的溶液體積增大一倍，但是其濃度降為原來的一半.

2 與定量推斷化學(xué)反應(yīng)有關(guān)

這類型的題目所給的圖像的曲線，大部分都是在不同的條件下相同的反應(yīng)物發(fā)生的不同反應(yīng)作為出題的背景，需要解決的問題一般都是在給定某一物質(zhì)的量的條件下確定對(duì)應(yīng)的化學(xué)反應(yīng).

在解答這類型的相關(guān)圖像題時(shí)，需要

知道：首先每個(gè)曲線所表示的物質(zhì)是什么；其次就是知道在給定的條件下會(huì)產(chǎn)生哪些物質(zhì)；再者就是計(jì)算出在指定的條件下的每一種生成物的物質(zhì)的量或者它們的比值.

例3?? HNO3是一種非常重要的化工原料.在工業(yè)上生產(chǎn)HNO3一般運(yùn)用NH3催化氧化進(jìn)行制備，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的二氧化氮?dú)怏w是通過在密閉的容器里面經(jīng)過多次的循環(huán)再利用水將其吸收.

（1）與本知識(shí)無關(guān)，故略.

（2）運(yùn)用上述方式制備得到的HNO3是稀HNO3，對(duì)所制得的稀HNO3經(jīng)過用水稀釋、蒸餾或者是濃縮等操作以后就能得到濃度不一樣的HNO3.經(jīng)過實(shí)驗(yàn)證明：當(dāng)濃度不相等的HNO3和相同的金屬發(fā)生發(fā)布時(shí)，產(chǎn)生的還原氣體也是不一樣的.以鎂和硝酸反應(yīng)為例，測得的氣體產(chǎn)物中包含有：氫氣（H2）、N2、NO、NO2，而產(chǎn)生的液體包括：Mg（NO3）2、NH4NO3和水.產(chǎn)生上述產(chǎn)物的硝酸的濃度為：H2：c<6.6mol/L；N2和NH+4：c<10mol/L；NO：0.1mol/L0.1mol/L.其各個(gè)氣體產(chǎn)物的成分和含量隨HNO3濃度的變化的曲線如圖3所示.請(qǐng)寫出鎂單質(zhì)和11mol/L的HNO3反應(yīng)的化學(xué)方程式；當(dāng)960mg鎂單質(zhì)與足夠多的4mol/L的HNO3在足夠長的時(shí)間內(nèi)發(fā)生反應(yīng)，收集到的氣體體積為224mL，請(qǐng)通過計(jì)算寫出對(duì)應(yīng)的化學(xué)方程式.

分析????? 當(dāng)HNO3的濃度為11mol/L的時(shí)候，根據(jù)圖中所提供的曲線可知，只產(chǎn)生了還原氣體NO2，因此化學(xué)方程式：Mg+4HNO3Mg（NO3）2+2NO2↑+2H2O；當(dāng)HNO3的濃度為4mol/l的時(shí)

候，根據(jù)圖像可知，產(chǎn)生的氣體有H2、N2、NO、NO2，那么與鎂單質(zhì)反應(yīng)得到各自的產(chǎn)物的量為：n（NO）∶n（N2）∶n（NO2）∶n（H2）=5∶3∶1∶1，根據(jù)題意可知液體還原產(chǎn)物為NH+4，再由電子守恒原理計(jì)算可得各物質(zhì)的量，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：13Mg+

34HNO32NO+H2↑+2NO2↑+2NH4NO3+13Mg（NO3）2+12H2O.

解答與圖像有關(guān)的題目時(shí)，關(guān)注曲線的變化特點(diǎn)和它的變化趨勢(shì)，并對(duì)此進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆治觯俳Y(jié)合所學(xué)過的知識(shí)進(jìn)行解題即可.圖像分析題很考驗(yàn)學(xué)生的綜合能力，空閑時(shí)間可以多練習(xí)來提高自己的解題能力.

參考文獻(xiàn)：

［1］ 彭梭.高考化學(xué)圖像題的統(tǒng)計(jì)分析及教學(xué)策略研究［J］.武漢：華中師范大學(xué)，2016.

［2］ 金丹.借用高中化學(xué)圖像誘發(fā)“深度學(xué)習(xí)”［J］.中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2019（12）：30.

［責(zé)任編輯：季春陽］

收稿日期：2022-12-05

作者簡介：陳惠毓（1983.2-），男，福建省漳州人，本科，中學(xué)一級(jí)教師，從事高中化學(xué)教學(xué)研究.