錢華萍
G633.8
化學(xué)坐標(biāo)曲線題是近年來中考的熱點(diǎn)題之一,常出現(xiàn)在選擇題最后一題,且有一定難度,常屬控制滿分類題,也是考試過程中學(xué)生容易丟分的題。這類題的特點(diǎn)是給出具體的文字?jǐn)⑹?,并利用直角坐?biāo)系來描述有關(guān)化學(xué)量之間的函數(shù)關(guān)系,要求學(xué)生選出能正確對(duì)應(yīng)或不能正確對(duì)應(yīng)的選項(xiàng)。
通過對(duì)近兩年全國(guó)各地的中考試題中坐標(biāo)曲線選擇題的分析,我們會(huì)發(fā)現(xiàn)??疾榈淖鴺?biāo)曲線選擇題分以下幾類:PH變化曲線、化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)質(zhì)量的變化曲線、溶液中相關(guān)量的變化曲線、電解水生成氣體體積曲線等。針對(duì)學(xué)生在考試過程中坐標(biāo)曲線題容易丟分的這一問題,筆者將自己教學(xué)中對(duì)解答坐標(biāo)曲線圖像題的一些方法進(jìn)行歸納整理,希望對(duì)提高學(xué)生對(duì)這類題解答有很大的幫助作用。
一、PH變化曲線
1.溶液稀釋的PH變化曲線
(1)堿性溶液稀釋時(shí),由于堿性溶液的pH>7,而水的pH=7,隨著水的質(zhì)量的增加,pH不斷減小,但不會(huì)小于或等于7,變化曲線如圖1。(2)酸性溶液稀釋時(shí),由于酸性溶液的pH<7,而水的pH=7,隨著水的質(zhì)量的增加,pH不斷增大,但不會(huì)大于或等于7,變化曲線如圖2。
學(xué)生做題時(shí)只要明確,酸加水稀釋依然是酸,PH<7;堿加水稀釋依然是堿,pH>7,所以隨著水的不斷加入,曲線只會(huì)不斷的接近7,但不會(huì)躍過7。
2. 化學(xué)反應(yīng)過程中溶液的pH曲線
(1)向酸性溶液中(如稀鹽酸)加入堿性溶液(如NaOH溶液或碳酸鈉溶液),在0點(diǎn)時(shí)溶液呈酸性,溶液的pH<7;當(dāng)恰好完全反應(yīng)時(shí),溶液呈中性,溶液的pH=7;隨著堿性溶液的繼續(xù)加入,溶液呈堿性,溶液的pH>7,變化曲線如圖3。
(2)向堿性溶液中加入酸性溶液時(shí),在0點(diǎn)時(shí)溶液呈堿性,溶液的pH>7;當(dāng)酸、堿恰好完全反應(yīng)時(shí),溶液呈中性,溶液的pH=7;隨著酸性溶液的繼續(xù)加入,溶液呈酸性,溶液的pH<7,變化曲線如圖4。
(3)圖5所示變化曲線則是,向酸性溶液和某鹽溶液的混合溶液中加入堿性溶液,在0點(diǎn)時(shí),堿性溶液先與酸性溶液反應(yīng),溶液pH增大,當(dāng)酸性溶液消耗完時(shí),溶液的pH=7,如B點(diǎn),然后堿性溶液與混合液中的鹽溶液反應(yīng),此過程中溶液的pH不變(如BC段),此后隨著堿性溶液的加入,溶液呈堿性pH>7。
解答此類題首先要明確,是向酸性溶液中加入堿性溶液,還是向堿性溶液中加入酸性溶液。若是向酸性溶液中加入堿性溶液,那開始時(shí)溶液的pH<7,隨后增大pH>7;若是向堿性溶液中加入酸性溶液,那那開始時(shí)溶液的pH>7,隨后減小pH<7;若是類似圖三的情況,結(jié)合具體情況應(yīng)用前兩種方法分析。
二、化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)質(zhì)量的變化曲線
1. 化學(xué)反應(yīng)中反應(yīng)物質(zhì)量的變化
隨著反應(yīng)的進(jìn)行,反應(yīng)物質(zhì)量不斷減小,若反應(yīng)物有剩余,則圖像如圖6所示;若反應(yīng)物完全反應(yīng),則圖像如圖7所示。
解答此類題一定要結(jié)合題目所敘述的具體內(nèi)容,和所涉及的相關(guān)化學(xué)反應(yīng)分析,看反應(yīng)物是否會(huì)有剩余來判斷。
2. 化學(xué)反應(yīng)中生成物質(zhì)量的變化
(1)隨著反應(yīng)的進(jìn)行,生成物的質(zhì)量不斷增加,當(dāng)反應(yīng)結(jié)束時(shí),生成物的質(zhì)量達(dá)到最大,且不再隨反應(yīng)物加入的質(zhì)量(或時(shí)間)發(fā)生變化,曲線如圖8。
(2)反應(yīng)時(shí)加入催化劑(加快反應(yīng)速率型),反應(yīng)的速率會(huì)加快或反應(yīng)的總時(shí)間會(huì)縮短,但生成物的總質(zhì)量不會(huì)發(fā)生變化,如圖9。
(3)一種物質(zhì)能和兩種物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),首先判斷反應(yīng)發(fā)生的先后順序,然后判斷生成物的質(zhì)量。若橫坐標(biāo)所示物質(zhì)開始加入就能發(fā)生反應(yīng)的生成物的曲線從原點(diǎn)開始,如圖10所示;若要等另一物質(zhì)反應(yīng)完后才能發(fā)生反應(yīng)的生成物的曲線從原點(diǎn)后開始,如圖11所示。
3. 化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)總質(zhì)量(或元素種類或催化劑質(zhì)量)不變
反應(yīng)在密閉容器中進(jìn)行時(shí),根據(jù)質(zhì)量守恒定律,該反應(yīng)過程物質(zhì)的總質(zhì)量不變?nèi)鐖D12;元素種類不變?nèi)鐖D13;加熱一定量氯酸鉀和二氧化錳的混合物時(shí),由于二氧化錳是該反應(yīng)的催化劑,不參與反應(yīng),故此過程中二氧化錳的質(zhì)量保持不變?nèi)鐖D14。
三、溶液相關(guān)量的變化曲線
1. 溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)
(1)在一定溫度下,向某溶液的不飽和溶液中繼續(xù)加入某溶質(zhì),該溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨著溶質(zhì)的增加而增大,當(dāng)溶液達(dá)到飽和時(shí),溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變,如圖15。
(2)溶液稀釋時(shí),溶質(zhì)的質(zhì)量不變,而溶劑的總質(zhì)量不斷增加,所以溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)不斷減小,如圖16。
(3)溶質(zhì)為反應(yīng)物時(shí),隨著反應(yīng)的進(jìn)行,溶質(zhì)質(zhì)量不斷減小,直到反應(yīng)物完全反應(yīng),此時(shí)溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為零,如圖17。
(4)溶質(zhì)為生成物時(shí),隨著反應(yīng)的進(jìn)行,溶質(zhì)質(zhì)量不斷增加,溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)不斷增大,直至反應(yīng)結(jié)束,此時(shí)溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到最大值且不再增大,如圖18。
2.溶液中溶質(zhì)質(zhì)量曲線
(1)一定溫度下,向一定質(zhì)量溶劑(如水)中加入某種溶質(zhì),溶質(zhì)質(zhì)量不斷增大,當(dāng)溶液達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí),溶質(zhì)質(zhì)量不再增加,如圖19所示。
(2)一定溫度下,向某種物質(zhì)的接近飽和的溶液中繼續(xù)加入該物質(zhì),當(dāng)溶液未達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí),溶質(zhì)質(zhì)量不斷增大;當(dāng)溶液達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí),溶質(zhì)質(zhì)量不再增加,如圖20。
(3)一定溫度下,向某種物質(zhì)的飽和溶液中加入該物質(zhì)(或加溶劑稀釋)或向不飽和溶液中加溶劑稀釋,溶質(zhì)質(zhì)量保持不變,如圖21。
四、電解水生成氣體體積曲線
電解水生成氣體的體積比是氫氣(V)∶氧氣(V)=2∶,。
五、 解答坐標(biāo)曲線題時(shí)注意事項(xiàng)
在解答坐標(biāo)曲線題時(shí),除了掌握好前面的分析方法,還需要注意以下幾點(diǎn):1.讀清楚題目中所敘述的條件、所涉及到的變化、所能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。題目所述內(nèi)容不同,所能呈現(xiàn)的坐標(biāo)曲線是不一樣的,下面以CaO溶于水過程中溶液質(zhì)量的變化情況為例說明。
(1)一定溫度,向水中加入CaO。CaO和水發(fā)生反應(yīng)初始階段,生成的氫氧化鈣完全溶解在水中,溶液質(zhì)量從零逐漸增大;當(dāng)溶液達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí),溶液質(zhì)量達(dá)到最大值;隨著CaO的繼續(xù)加入,CaO消耗了溶液中的水,氫氧化鈣析出,溶液質(zhì)量開始減??;當(dāng)CaO量足夠大時(shí)與水完全反應(yīng)時(shí),溶液的質(zhì)量減小為零,如圖22所示。
(2)向氫氧化鈣的不飽和溶液中加入CaO。CaO和溶液中的水發(fā)生反應(yīng)初始階段,生成物完全溶解在水中,溶液質(zhì)量逐漸增大;當(dāng)溶液達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí),溶液質(zhì)量達(dá)到最大值;隨著CaO的繼續(xù)加入,CaO繼續(xù)消耗溶液中的水,溶質(zhì)氫氧化鈣析出,溶液質(zhì)量開始減??;當(dāng)CaO足量,水被完全消耗時(shí),溶液質(zhì)量減小為零,如圖23所示。
(3)向氫氧化鈣的飽和溶液中加入CaO。反應(yīng)前,溶液已達(dá)到飽和狀態(tài),溶液質(zhì)量達(dá)到最大值;隨著CaO的加入,CaO消耗溶液中的水,溶質(zhì)氫氧化鈣析出,溶液質(zhì)量開始減小;當(dāng)CaO足量,水被完全反應(yīng)時(shí),溶液的質(zhì)量減小為零,如圖24所示。
2.看清楚坐標(biāo)曲線圖中橫縱坐標(biāo)上所標(biāo)的物理量,因?yàn)樽鴺?biāo)曲線圖中橫縱坐標(biāo)上所標(biāo)的物理量不同,所能呈現(xiàn)的坐標(biāo)曲線是不一樣的,下面以“向等質(zhì)量的鋅粉和鐵粉中分別滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同的足量稀鹽酸”為例說明。
(1)鋅比鐵活潑,二者與稀鹽酸反應(yīng)時(shí)鋅比鐵的反應(yīng)速率快,反應(yīng)中鋅與氫氣的質(zhì)量比為65:2,鐵與氫氣的質(zhì)量比為56:2,相同質(zhì)量的鋅、鐵分別與足量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同的稀鹽酸反應(yīng),最終鐵產(chǎn)生的氫氣質(zhì)量大,如圖25所示。
(2)等質(zhì)量的鋅、鐵分別與足量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同的稀鹽酸反應(yīng),當(dāng)金屬未反應(yīng)完時(shí),消耗質(zhì)量相等的稀鹽酸,所生成的氫氣質(zhì)量相等,當(dāng)金屬完全反應(yīng)后,鐵產(chǎn)生的氫氣比鋅的多,如圖26所示。
坐標(biāo)曲線這類題將化學(xué)基本概念、理論和其他基礎(chǔ)知識(shí)綜合起來,并將變化過程中的定量(或定性)關(guān)系以坐標(biāo)曲線表示出來,不僅考查學(xué)生看圖、識(shí)圖、發(fā)掘圖形的隱含性質(zhì)和相互聯(lián)系的能力,而且考查學(xué)生對(duì)圖形語(yǔ)言、符號(hào)語(yǔ)言和普通語(yǔ)言的理解和轉(zhuǎn)譯能力,更考查學(xué)生對(duì)化學(xué)變化過程的動(dòng)態(tài)分析能力。
解答這類題需抓住有關(guān)概念、物質(zhì)性質(zhì)、反應(yīng)規(guī)律、變化過程、圖像特征,分析辨識(shí)圖中“原點(diǎn)”、“交”、“轉(zhuǎn)折點(diǎn)”等的意義,對(duì)題目中的“數(shù)”、“形”、“義”、“性”進(jìn)行綜合思考,判斷出題目所敘述內(nèi)容與坐標(biāo)曲線圖之間的關(guān)系從而解題。