錢建忠
摘 要: 新課程的知識體系中,更加注重各學科之間的知識滲透,將多個學科的知識蘊含于一個題目中,增強了題目的綜合性,這類題型在近年來的中考化學試題中出現(xiàn)的頻率越來越高.針對如何應(yīng)用圖像法中的坐標系解答化學題目做了分析和探討,以幫助初中學生更好地掌握這類題型.
關(guān)鍵詞: 圖像解題;溶解度曲線;p變化曲線;初中化學
中圖分類號: G632?????? 文獻標識碼: A?????? 文章編號: 1008-0333(2021)35-0092-02
一、溶解度曲線
什么是溶解度曲線呢?隨著溫度的改變,物質(zhì)的溶解度也發(fā)生改變時所呈現(xiàn)出來的曲線就是溶解度曲線.在解答與溶解度曲線有關(guān)的題目時一定要先弄清楚以下溶解度曲線的涵義:
1.某一物質(zhì)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(zhì)的溶解度相同時,圖像中就表現(xiàn)為這兩物質(zhì)的曲線在這個溫度下有交點,當兩種物質(zhì)的溶解度或者飽和溶液中的溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)相同時的溫度就可以用這個交點來判斷;
3.物質(zhì)的溶解度被溫度所影響的大小可以用對應(yīng)曲線的坡度來表示:如果一種物質(zhì)受到溫度變化的影響很大,那么它所對應(yīng)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(jié)晶法;如果一種物質(zhì)受到溫度變化的影響很小,那么它所對應(yīng)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(fā)溶劑法使之結(jié)晶再分離;
4.在某一溫度下某物質(zhì)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(zhì)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(zhì)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(jù)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(zhì)質(zhì)量分數(shù)的表達式: ;圖1中A點有什么意義? .
(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(jù)溶解度曲線的有關(guān)涵義可得到:
(1)從圖像上可以看出,在溫度為t1℃時,KNO3的溶解度為b g,在這時KNO3飽和溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的表達式就可以表示為: b b+100 ×100%;
在圖1中,兩種物質(zhì)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、p變化曲線
根據(jù)所學的知識可以知道,如果一種溶液的p越小,那么該溶液中的+濃度就越大,而該溶液中的O-也越小.當溶液里面的+和O-經(jīng)過反應(yīng)以后被消耗掉或者是將溶液稀釋以后,溶液的p會隨之發(fā)生變化,這些變化都會體現(xiàn)在坐標系中相對應(yīng)的曲線中.
例2? 中和反應(yīng)就是指酸與堿之間相互作用生成鹽和水的反應(yīng).已知鹽酸(Cl)溶液與氫氧化鈉(NaO)溶液中的一種分別用甲或乙表示,在甲中加入乙時溶液的p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(jù)p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p變化曲線,因此甲就是氫氧化鈉(NaO)而乙就是鹽酸(Cl).
通過仔細分析圖像還能得出的信息有:
(1)表示鹽酸(Cl)溶液與氫氧化鈉(NaO)溶液剛好中和的點就是C點;
(2)C點的p剛好等于7;
(3)p變化快的時候是鹽酸(Cl)溶液與氫氧化鈉(NaO)溶液剛好中和的附近時刻;
(4)在發(fā)生反應(yīng)以前p>7的是甲溶液;
(5)溶液的p<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p會逐漸減小.
等等.
三、溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)變化圖像
隨著溶質(zhì)或者溶劑質(zhì)量的改變,溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)也會改變,這個變化會從坐標系的圖像中體現(xiàn)出來.
例3? 已知有甲、乙、丙3種物質(zhì)的溶解度曲線,如圖3所示,當甲、乙、丙3種物質(zhì)在t2℃的飽和溶液降低溫度到t1℃,那么得到的溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的關(guān)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(jù)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(zhì)質(zhì)量分數(shù)也相同.而丙溶液卻會從飽和溶液轉(zhuǎn)化為不飽和溶液,但溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)依舊不發(fā)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(zhì)質(zhì)量分數(shù)的大小關(guān)系應(yīng)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(yīng)該盡量掌握這類題型.在解答這類與圖像相結(jié)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(chǔ)知識,只有將分析圖像和靈活運用基礎(chǔ)知識相結(jié)合,才能快速簡便的求解出這類題型的正確答案.
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