李汝驛
圖像判斷題是將化學(xué)知識(shí)與數(shù)學(xué)中的坐標(biāo)圖像融為一體的一類題型,它具有形象、直觀、簡(jiǎn)明、清晰及綜合性強(qiáng)等特點(diǎn),它體現(xiàn)了學(xué)科間的滲透,以此考查學(xué)生的觀察、分析、判斷及綜合應(yīng)用能力。不少同學(xué)在求解中常常出錯(cuò),其原因雖各有不同,但主要原因是對(duì)圖像的理解和分析出現(xiàn)問題。為此提出求解的幾點(diǎn)想法供參考。
一、明確求解原則——“先清后斷”
圖像題的一個(gè)重要特點(diǎn)是寓題意于圖像的點(diǎn)、線及其變化之中,所以求解時(shí)一定要先看清、看懂題意和圖意,而后分析作答,即“先清后斷”。所謂題意,就是題設(shè)的內(nèi)容是什么,在題設(shè)中提供了哪些條件和信息,設(shè)問是什么等。所謂圖意,就是所給圖像的意義,圖像中點(diǎn)、線及其變化的特點(diǎn)是什么,它和題設(shè)條件是如何聯(lián)系的,它是如何反映題意內(nèi)涵的等;總之,搞清題意和圖意后,再結(jié)合所問去聯(lián)系所學(xué)知識(shí)進(jìn)行分析、推理,進(jìn)而形成求解思路,最后選擇簡(jiǎn)明、快捷的方法給出回答。
例1現(xiàn)有鹽酸和CaCl2的混合溶液,向其中逐滴加入過量某物質(zhì)X,溶液的pH隨滴入X的量的變化關(guān)系如圖所示。則X是()
A.水
B.澄清石灰水
C.純堿溶液
D.稀鹽酸
【解析】不少同學(xué)見題后,立刻選擇B澄清石灰水,認(rèn)為它中和HCl,使pH升至7,然后隨澄清石灰水的加入使pH又不斷上升。但圖像中的當(dāng)pH升至7后卻不再繼續(xù)上升,而是持續(xù)一段時(shí)間后才繼續(xù)上升,就無(wú)法解釋了。這就是沒有看清圖意的結(jié)果。由圖意可知,當(dāng)加入X將HCl完全反應(yīng)后pH沒有繼續(xù)上升,可知加入的X與CaCl2發(fā)生了反應(yīng),而使溶液呈中性,當(dāng)CaCl2被完全反應(yīng)后pH才繼續(xù)上升,這是Ca(OH)2所不能進(jìn)行的,而Na2CO3可以。Na2CO3與HCl反應(yīng)后生成的NaCl使pH為7,然后繼續(xù)與CaCl2反應(yīng),即Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl,pH不發(fā)生變化,當(dāng)CaCl2完全反應(yīng)后,隨著Na2CO3的加入使pH逐漸上升。所以應(yīng)選C項(xiàng)。
二、努力做到“三會(huì)”
在搞清題意和圖意中,應(yīng)努力做到“三會(huì)”,即會(huì)識(shí)圖、會(huì)析圖、會(huì)解圖。
1.會(huì)識(shí)圖
要求:一會(huì)看軸,二會(huì)看點(diǎn),三會(huì)看線。
(1)看軸是看清縱、橫坐標(biāo)軸所表示的意義。
(2)看點(diǎn)是看清曲線的起點(diǎn)(原點(diǎn))、交點(diǎn)和拐點(diǎn)(折點(diǎn))。起點(diǎn)在何處?是在坐標(biāo)的原點(diǎn)(如下圖A)還是在縱、橫軸上某一點(diǎn)(如下圖B、C),要明確其內(nèi)涵。這往往是求解的困惑點(diǎn),不弄清搞懂極易因形成錯(cuò)誤的思路而誤解。
交點(diǎn)往往是某兩種物質(zhì)在一特定條件(如溫度)下的相同情況,它包含有多種內(nèi)涵,如兩條溶解度曲線的交點(diǎn),就表示在相應(yīng)溫度下兩物質(zhì)的溶解度相同,其飽和溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)亦相同等。交點(diǎn)往往是求解過程中的要點(diǎn),也是易錯(cuò)點(diǎn),要看清、看準(zhǔn),防止誤入圈套。
拐點(diǎn)(折點(diǎn))往往是某一反應(yīng)或某一條件下的變化點(diǎn)。如氣體或沉淀的生成或消失、溶液pH變化等,它在求解中往往可提供重要信息和條件。
(3)看線是看曲線的“平、緩、陡”及其變化。如右圖中A、B、C三種物質(zhì)的溶解度曲線,就表明A的溶解度隨溫度的升高而逐漸增大,B的溶解度隨溫度的改變而變化不大,C的溶解度隨溫度的升高而逐漸減小。線往往是某一化學(xué)現(xiàn)象的真實(shí)反映,要在仔細(xì)觀察中去領(lǐng)悟。
總之,會(huì)識(shí)圖是觀察能力和思維能力的體現(xiàn),平時(shí)應(yīng)注意培養(yǎng)和訓(xùn)練,逐漸得到提高而形成一定的能力。
2.會(huì)析圖
析圖是指在看清圖像后,能聯(lián)系所學(xué)知識(shí)進(jìn)行仔細(xì)分析和推理,從而理解其題意和設(shè)問,并由此形成解題的思路。因此,析圖是綜合分析能力的體現(xiàn)。
3.會(huì)解圖
解圖是指在識(shí)圖、析圖的基礎(chǔ)上抓住關(guān)鍵,運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行準(zhǔn)確的解答,這是綜合運(yùn)用能力的體現(xiàn)。
三、熟知試題類型
1.溶解度曲線型
例2右圖是甲、乙兩種固體物質(zhì)(不含結(jié)晶水)的溶解度曲線,下列敘述錯(cuò)誤的是()
A.t1℃時(shí),甲、乙兩種物質(zhì)的溶解度都是50g
B.t2℃時(shí),在兩種飽和溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量甲一定大于乙
C.將甲的t2℃時(shí)的飽和溶液降溫至t1℃,其溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小
D.甲溶液中含有少量乙,可以用冷卻熱飽和溶液的方法提純甲
【解析】在先搞清題意和圖意的情況后分析各選項(xiàng):A項(xiàng),在t1℃時(shí),甲、乙兩物質(zhì)的溶解度曲線相交于一點(diǎn),這表明其溶解度相等,為50g,故正確。B項(xiàng),在t2℃時(shí),甲、乙兩物質(zhì)的溶解度是甲>乙,但并沒有說(shuō)明溶液質(zhì)量是多少,所以也就無(wú)法比較甲、乙兩溶液中的溶質(zhì)質(zhì)量的大小,故錯(cuò)誤。C項(xiàng),甲物質(zhì)的溶解度是隨溫度的升高而增大的,所以從t2℃降溫至t1℃,其飽和溶液中必會(huì)有溶質(zhì)析出,其溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨之而減小,故正確。D項(xiàng),從圖像可看出甲物質(zhì)的溶解度受溫度影響較大,而乙物質(zhì)的溶解度受溫度影響較小,用冷卻熱飽和溶液的方法提純甲是可行的,故正確。所以應(yīng)選B項(xiàng)。
2.金屬與酸反應(yīng)型
例3有等質(zhì)量的A、B兩金屬,相對(duì)原子質(zhì)量Ar(A)<Ar(B),將A放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的稀硫酸中,B放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的稀鹽酸中,在反應(yīng)中A、B均為正二價(jià),產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量隨反應(yīng)時(shí)間變化曲線如右圖。下列說(shuō)法正確的是()
A.產(chǎn)生氫氣的速率A<B
B.反應(yīng)后A、B一定都有剩余
C.消耗的稀硫酸和稀鹽酸質(zhì)量一定不相等
D.消耗B的質(zhì)量一定小于A的質(zhì)量
【解析】在先搞清題意和圖意的情況后分析各選項(xiàng):A項(xiàng),產(chǎn)生H2的速率應(yīng)是A>B,錯(cuò)誤。B項(xiàng),題設(shè)中沒有說(shuō)明參加反應(yīng)酸的質(zhì)量,雖然產(chǎn)生H2的質(zhì)量相等,但不能判斷A、B兩金屬在反應(yīng)結(jié)束后有剩余,故錯(cuò)誤。C項(xiàng),題設(shè)中A、B的相對(duì)原子質(zhì)量是A<B,由于兩種酸的相對(duì)分子質(zhì)量也不同,當(dāng)然消耗的質(zhì)量也不一樣,故正確。D項(xiàng),由于產(chǎn)生H2的質(zhì)量相等,則相對(duì)原子質(zhì)量越大的金屬消耗的越多,故錯(cuò)誤。所以應(yīng)選C項(xiàng)。
3.酸、堿、鹽反應(yīng)型
例4某混合液由碳酸鈉、硫酸、氯化鎂、硝酸四種物質(zhì)中的兩種混合而成,向此溶液中滴加氫氧化鋇溶液,產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量與滴加氫氧化鋇溶液體積的關(guān)系如圖所示。
(1)若如圖甲所示,則混合液的組成可能是,不含另外物質(zhì)的原因是。
(2)若如圖乙所示,則混合液的組成為,不含另外物質(zhì)的原因是。
【解析】先看清題意,(1)混合液由Na2CO3、H2SO4、MgCl2和HNO3四種物質(zhì)中的兩種組成;(2)向混合液中滴加Ba(OH)2溶液可產(chǎn)生沉淀。由圖意可知,甲表示的是產(chǎn)生的沉淀由原點(diǎn)開始,而乙表示的是沉淀在反應(yīng)一段時(shí)間后才產(chǎn)生。
聯(lián)系所學(xué)知識(shí)可知,當(dāng)向混合液中滴加Ba(OH)2溶液,產(chǎn)生的沉淀有BaSO4、BaCO3、Mg(OH)2三種可能。其中,BaSO4是既不溶于水又不溶于酸的,而BaCO3和Mg(OH)2均可溶于酸中。所以,圖甲從原點(diǎn)開始有沉淀應(yīng)是BaSO4,組成中肯定有H2SO4。另外一種是什么呢?從所提供的四種物質(zhì)看,Na2CO3不能與其他三種物質(zhì)共存,因此排除,而其他兩種物質(zhì)均有可能,所以其組成可能為H2SO4和MgCl2,也可能是H2SO4和HNO3。由圖乙可知,不可能會(huì)有H2SO4,而Na2CO3又不能與其他三種共存,其沉淀只有是Mg(OH)2了,因?yàn)楫?dāng)加入Ba(OH)2時(shí)無(wú)沉淀生成,是因?yàn)槌恋硐缺凰嶂泻土?,這只能是HNO3,當(dāng)HNO3被完全中和后,Ba(OH)2再與MgCl2反應(yīng)產(chǎn)生Mg(OH)2沉淀。
4.綜合判斷型
例5下列實(shí)驗(yàn)過程與圖像描述相符合的一組是()
A.一定溫度下某飽和氫氧化鈣溶液中加入氧化鈣
B.向等質(zhì)量的鎂、鋅中加入稀硫酸
C.向稀鹽酸中加入氫氧化鈉溶液
D.向鹽酸和氯化銅混合溶液中加入氫氧化鈉溶液
【解析】在先搞清題意和圖意情況后分析各選項(xiàng):A項(xiàng),向飽和的Ca(OH)2溶液中加入CaO,CaO與水反應(yīng)生成Ca(OH)2,必會(huì)導(dǎo)致飽和溶液中水分減少,隨之必會(huì)有Ca(OH)2析出,這樣溶質(zhì)質(zhì)量會(huì)減少,故不對(duì)。B項(xiàng),向等質(zhì)量的Mg、Zn中加入稀H2SO4,當(dāng)其金屬完全反應(yīng)時(shí),產(chǎn)生的H2質(zhì)量應(yīng)是Mg>Zn,故正確。C項(xiàng),當(dāng)加入NaOH溶液過量時(shí)pH>7,故不對(duì)。D項(xiàng),向HCl和CuCl2混合液中加入NaOH溶液,依據(jù)優(yōu)先中和原則,NaOH應(yīng)先與HCl反應(yīng),當(dāng)HCl完全被中和后,才會(huì)與CuCl2反應(yīng),所以沉淀不應(yīng)起于原點(diǎn),故不對(duì)。所以應(yīng)選B項(xiàng)。
四、注意幾處“陷阱”
1.交點(diǎn)“陷阱”
例6根據(jù)右圖所示的溶解度曲線,判斷下列說(shuō)法中正確的是()
A.t1℃時(shí),A物質(zhì)的溶解度小于B物質(zhì)的溶解度
B.t2℃時(shí),A、B兩物質(zhì)的溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)相等
C.t2℃時(shí),A、B兩物質(zhì)的飽和溶液中含有的溶質(zhì)質(zhì)量相等
D.將t3℃時(shí)A、B兩物質(zhì)的飽和溶液降溫到t2℃時(shí),析出晶體的質(zhì)量相等
【解析】在看清題意和圖意后分析各選項(xiàng):A項(xiàng),在t1℃時(shí),兩物質(zhì)的溶解度A<B,故正確。B項(xiàng),在t2℃時(shí),A、B兩物質(zhì)的溶解度雖然相等,但題中沒有說(shuō)明溶液是否處于飽和狀態(tài),故不對(duì)。C項(xiàng),雖然A、B兩物質(zhì)的溶液都呈飽和狀態(tài),但沒有說(shuō)明它們?nèi)芤旱馁|(zhì)量相等,故不對(duì)。D項(xiàng),把t3℃A、B兩飽和溶液降溫至t2℃時(shí),析出晶體的質(zhì)量應(yīng)是A>B,故不對(duì)。所以應(yīng)選A項(xiàng)。
【點(diǎn)悟】此題易錯(cuò)選B、C、D三項(xiàng),其原因之一是被“交點(diǎn)”所迷惑。同學(xué)們似乎有一種“交點(diǎn)必等”的錯(cuò)誤觀念,在交點(diǎn)其溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)相等,溶質(zhì)質(zhì)量相等是可能的,但它有一定條件,只有在飽和溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)才相等;只有在相同質(zhì)量的飽和溶液中溶質(zhì)質(zhì)量才相等,命題者常在“交點(diǎn)”處設(shè)置一些迷惑性的選項(xiàng),誘使同學(xué)們往設(shè)置的圈套中回答。我們應(yīng)把“交點(diǎn)必等”化為“交點(diǎn)危險(xiǎn)”,以此提醒自己。
2.溶質(zhì)“陷阱”
例7向含CuCl2和HCl的100g混合溶液中逐滴加入溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的NaOH溶液,參加反應(yīng)的NaOH溶液質(zhì)量與生成沉淀的質(zhì)量關(guān)系如圖所示,僅考慮沉淀為Cu(OH)2。
(1)P點(diǎn)表示的意義是。
(2)P點(diǎn)所表示的溶液中的溶質(zhì)為。
(3)m1的數(shù)值為。
【解析】審清題意和圖意后可知,向CuCl2和HCl混合液中逐滴加入NaOH溶液,依據(jù)優(yōu)先中和原則,加入的NaOH先與HCl進(jìn)行反應(yīng),當(dāng)HCl被完全中和后,才會(huì)與CuCl2反應(yīng)而產(chǎn)生Cu(OH)2沉淀,所以P點(diǎn)之前表示NaOH與HCl反應(yīng)的過程,P點(diǎn)表示恰好反應(yīng)完全,此時(shí)的溶液中的溶質(zhì),包括NaOH與HCl反應(yīng)生成的NaCl和沒有參加反應(yīng)的CuCl2。
關(guān)于m1的數(shù)值可通過計(jì)算完成。
設(shè)與CuCl2完全反應(yīng)時(shí)NaOH溶液的質(zhì)量為x。
CuCl2+2NaOH=Cu(OH)2↓+2NaCl
8098
x×10%9.8g
80x×10%=989.8g x=80g
m1=80+40=120
【點(diǎn)悟】此題有兩個(gè)易錯(cuò)點(diǎn),一是P點(diǎn)的溶質(zhì),不少同學(xué)回答為NaCl而忽略了CuCl2的存在,出錯(cuò)原因是受“溶質(zhì)單一”的錯(cuò)誤觀念的影響,似乎所有溶液中的溶質(zhì)只有一種,根本不考慮CuCl2的存在,命題者常在反應(yīng)中的某一點(diǎn)進(jìn)行設(shè)問而設(shè)置陷阱,這必須引起注意。二是m1的數(shù)值,不少同學(xué)計(jì)算后回答80,對(duì)圖中P點(diǎn)40視而不見,這是審題不清、細(xì)節(jié)關(guān)注不夠、思維不嚴(yán)密而落入“陷阱”的結(jié)果。
總之,圖像判斷題的求解,既是對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的考查,又是對(duì)觀察、分析、判斷及運(yùn)用能力的考查,這正是我們所需要和提倡的。所以,在平時(shí)的學(xué)習(xí)中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)知識(shí)和能力的訓(xùn)練,使我們的學(xué)習(xí)成績(jī)不斷提高。