初中化學圖像題解法探析

鄭之遠

圖像題因能較好地考查學生信息提煉、收集與處理的能力，檢測學生理解知識的層次，折射出學生的思維水平，而成為各地化學中考試題的“新寵”。現(xiàn)結(jié)合2014年各地中考試題，分類對圖像題的解法進行剖析。

一、解題步驟

（1）閱讀題干文字內(nèi)容，明確試題已知條件。

（2）對照題干進行識圖，將文字和圖像進行對應。

（3）根據(jù)答題要求，結(jié)合已知條件和圖像分析答題。

二、讀圖指南

一要看清坐標軸所代表的含義；二要理解圖像所反映的化學意義；三要理解圖像中曲線的變化趨勢；四要弄清曲線中起點、交點、折點、終點的含義。

三、真題解析

1.溶解度曲線類型

例1（貴州省安順市）下圖中甲是A、B、C三種固體物質(zhì)的溶解度曲線圖。

（1）甲圖中，t2℃時，A、B、C三種物質(zhì)中，溶解度最大的是，P點所表示的含義為。

（2）①將t2℃時A、B、C三種物質(zhì)的飽和溶液降溫到t1℃時，三種物質(zhì)的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)由大到小的順序是。

②如乙圖所示，20℃時，把試管放入盛有X的飽和溶液的燒杯中，在試管中加入幾小段鎂條，再加入5mL稀鹽酸，立即產(chǎn)生大量的氣泡，同時燒杯中出現(xiàn)渾濁，則X可能為A、B、C三種固體物質(zhì)中的哪一種？。

（3）t℃時，將B物質(zhì)的不飽和溶液轉(zhuǎn)變成飽和溶液，可采取的方法有、（寫兩種方法）。

解析：讀題干和圖像甲可知：A、B兩物質(zhì)的溶解度隨溫度的升高而增大，C物質(zhì)的溶解度隨溫度升高而減??；B、C兩物質(zhì)的溶解度曲線交于點P，此時溫度為t1℃；在t2℃時，A、B、C三種物質(zhì)的溶解度的大小關(guān)系為A>B>C。

（1）在t2℃時，曲線A上對應點的縱坐標最大，所以A物質(zhì)的溶解度最大。兩條溶解度曲線的交點，表示在相應溫度下兩物質(zhì)的溶解度相等，所以P點表示在t1℃時B、C兩物質(zhì)的溶解度相等。（2）①一定溫度下飽和溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)=溶解度/（溶解度+100克）×100%，溶解度越大，其溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)越大。當溫度從t2℃降到t1℃時，A、B兩物質(zhì)的飽和溶液中有固體析出，此時溶液仍為飽和溶液，而C物質(zhì)在溫度從t2℃降到t1℃時，溶解度是增大的，變?yōu)榱瞬伙柡腿芤海淙苜|(zhì)、溶劑的質(zhì)量都未發(fā)生變化，溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)也就沒變，等于t2℃時飽和溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)。在圖像上可以看出，C物質(zhì)在t2℃時溶解度的數(shù)值大于A物質(zhì)在t1℃時溶解度的數(shù)值，小于B物質(zhì)在t1℃時溶解度的數(shù)值，因此，降溫到t1℃時三種溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)的大小關(guān)系為B>C>A。②鎂條與鹽酸反應放熱，使溶液溫度上升，也就是說X的飽和溶液因溫度的升高而析出溶質(zhì)出現(xiàn)渾濁，即X物質(zhì)的溶解度隨溫度的升高而減小，對應的為C物質(zhì)。（3）在一定溫度下，不飽和溶液還可以繼續(xù)溶解該溶質(zhì)，只要向不飽和溶液中加溶質(zhì)到不能溶為止，即變成飽和溶液，所以“加入B物質(zhì)”是一定可行的辦法；另外，把里面多的溶劑除掉也是可行的辦法，因此，還可用“恒溫蒸發(fā)溶劑”的方法；又因為B物質(zhì)的溶解度隨溫度的升高而增大，所以，采用“降低溫度”的方法可以使B物質(zhì)的溶解度減小，從而使不飽和溶液變?yōu)轱柡腿芤骸?/p>

答案：（1）At1℃時，B、C兩種物質(zhì)的溶解度相同（2）①B>C>A②C（3）降低溫度加入B物質(zhì)（合理即可）

2.金屬與酸反應類型

例2（貴州省畢節(jié)市）將等質(zhì)量的鋅粉和鐵粉分別與溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)相同且等質(zhì)量的稀硫酸充分反應，產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量與時間的關(guān)系如圖所示。請回答下列問題。

（1）表示鋅粉與稀硫酸反應的曲線是（填“a”或“b”）。

（2）對于曲線a表示的反應，（填化學式）有剩余。

（3）若有一種金屬剩余，則剩余的金屬一定是（填化學式）。

解析：讀題干和圖像可知：參與反應的兩種金屬質(zhì)量相等，兩份酸的質(zhì)量和質(zhì)量分數(shù)相等；a、b兩線的拐點對應的橫、縱坐標表示反應停止時所用時間和生成氫氣的質(zhì)量，曲線b表示的金屬與酸反應生成的氫氣多；折點以前的線段a比b的斜率大，說明曲線a表示的金屬與酸反應的速率快。

（1）金屬鋅比鐵與稀硫酸反應的速率快，所以鋅粉對應的曲線為曲線a。（2）生成的氫氣來自于硫酸中的氫元素，兩份酸是一樣的，鋅反應完后生成的氫氣少（曲線a），而鐵生成的氫氣多（曲線b），因此a表示的反應中稀硫酸一定有剩余。（3）反應停止后金屬有剩余，說明酸反應完了，據(jù)化學方程式可得：m（Zn）∶m（H2SO4）∶m（H2）=65∶98∶2，m（Fe）∶m（H2SO4）∶m（H2）=56∶98∶2，由上述數(shù)量關(guān)系可知，相同的酸消耗的金屬鋅比鐵多，因為兩種金屬的質(zhì)量相等，所以剩余的一定是鐵。

答案：（1）a（2）H2SO4（3）Fe

3.溶液pH變化類型

例3（湖北省宜昌市）數(shù)字化裝備正逐步進入宜昌市的各個校園。在鹽酸和氫氧化鈉反應的過程中，右圖是利用數(shù)字化傳感器得到的溶液pH變化圖像。

（1）反應的化學方程式為。此圖像表示的是（填序號）。

A.將鹽酸逐滴向氫氧化鈉溶液中滴加

B.將氫氧化鈉溶液逐滴向鹽酸中滴加

（2）當溶液呈中性時，所消耗氫氧化鈉溶液的體積是mL。

（3）圖中b點所示溶液中，含有的溶質(zhì)是（填化學式）。

解析：讀題干和圖像可知：鹽酸和氫氧化鈉溶液發(fā)生中和反應，溶液的pH由7以下逐漸上升到7以上；a點表示滴加溶液10mL時pH=7，此時恰好完全中和；b點表示滴加20mL溶液時pH>7，溶液呈堿性。

（1）鹽酸和氫氧化鈉反應生成氯化鈉和水；在滴加之前溶液的pH<7，隨著滴加，溶液的pH逐漸增大到大于7，即溶液由酸性逐漸變?yōu)閴A性，因此是將氫氧化鈉溶液向鹽酸中滴加（也可以根據(jù)橫坐標表示的氫氧化鈉的量逐漸增加來判斷）。（2）溶液呈中性時，其pH=7，此時NaOH溶液的體積為10mL。（3）b點所示溶液呈堿性，說明鹽酸完全反應，氫氧化鈉過量，因此，此時溶液中含有的溶質(zhì)一定有氫氧化鈉和反應后生成的氯化鈉。

答案：（1）NaOH+HCl=NaCl+H2OB

（2）10（3）NaCl、NaOH

4.綜合判斷類型

例4（廣東?。┫铝袌D像能正確反映對應的實驗操作的是（）

A.向一定量的飽和石灰水中加入氧化鈣

B.加熱一定量高錳酸鉀固體產(chǎn)生氧氣

C.用一定量的過氧化氫溶液制取氧氣

D.向一定量的硝酸銀溶液中插入銅絲

解析：將圖像與選項逐一對應分析：A項，氧化鈣會與飽和石灰水中的水反應，使溶劑減少，溶質(zhì)析出，且該反應放熱，會使溶液溫度升高，熟石灰的溶解度隨溫度的升高而減小，使原飽和溶液中的溶質(zhì)析出，上述兩個原因都會使溶質(zhì)減少，錯誤。B項，加熱高錳酸鉀固體生成氧氣的同時還會生成固體錳酸鉀和二氧化錳，在反應過程中會因放出氧氣而使固體質(zhì)量減小，但不會一直減小，當反應完后，固體生成物的質(zhì)量不再發(fā)生變化，錯誤。C項，用過氧化氫溶液制氧氣時，催化劑只會改變反應速率，而不會改變生成氣體質(zhì)量的多少，最終反應完生成氣體的質(zhì)量應該是一樣的，錯誤。D項，在反應過程中，溶劑質(zhì)量不變，溶質(zhì)由硝酸銀逐漸變?yōu)橄跛徙~，根據(jù)化學方程式可得二者的質(zhì)量比為340∶188，所以溶液質(zhì)量會減小，當全部轉(zhuǎn)化為硝酸銅溶液后質(zhì)量不再變化，正確。

答案：D

5.多物質(zhì)反應類型

例5（黑龍江省牡丹江區(qū)）將氫氧化鈉溶液逐滴滴入鹽酸和氯化銅的混合溶液中，并根據(jù)觀察到的現(xiàn)象繪制了如圖曲線，根據(jù)圖示回答問題。

（1）A點處溶液的溶質(zhì)是（填化學式）。

（2）請寫出AB段發(fā)生反應的化學方程式：。

（3）C點處溶液的pH（填“>”、“=”或“<”）7。

解析：讀題干和圖像可知：涉及氫氧化鈉與鹽酸、氫氧化鈉與氯化銅兩個化學反應；在混合溶液中滴加氫氧化鈉后，在A點處開始生成沉淀，在B點處停止生成沉淀。

（1）根據(jù)圖像分析，從O點到A點這一段內(nèi)無沉淀生成，為氫氧化鈉與鹽酸的反應，A點處二者恰好完全反應，溶質(zhì)為生成的氯化鈉和沒有開始反應的氯化銅。（2）AB段為生成沉淀的過程，即氫氧化鈉與氯化銅反應生成氫氧化銅沉淀與氯化鈉的過程。（3）到B點時，鹽酸、氯化銅都反應完全，C點處氫氧化鈉過量，溶液呈堿性，pH大于7。

答案：（1）NaCl、CuCl2（2）CuCl2+2NaOH=Cu（OH）2↓+2NaCl（3）>

6.多變量（同一反應中）判斷類型

例6（北京市）已知：Ca（HCO3）2△CaCO3+CO2↑+H2O。下列圖像表示一定質(zhì)量的Ca（HCO3）2受熱過程中某些量隨時間的變化趨勢（該過程中CaCO3不分解），其中不正確的是（）

解析：讀題干和圖像可知：碳酸氫鈣固體受熱，有碳酸鈣固體、二氧化碳氣體和水生成，需要判斷隨著加熱的進行，固體質(zhì)量、碳元素的質(zhì)量、碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)、二氧化碳氣體體積隨時間的變化關(guān)系。（注意：需加熱一段時間后反應才開始發(fā)生）

A項，開始加熱時，由于反應沒發(fā)生，固體質(zhì)量不會變化，是一條水平線段，當反應開始時，由于有氣體和水生成，固體質(zhì)量會減少，應是一條逐漸下降的線段，當反應完全后，生成的固體質(zhì)量不會再減少，又是一條水平線，正確。B項，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，化學反應前后，元素的質(zhì)量不會變化，應是一條水平線，正確。C項，開始加熱時，由于還沒反應，沒有碳酸鈣生成，其質(zhì)量分數(shù)為0，當反應開始時，其質(zhì)量分數(shù)會增加，表現(xiàn)為一段上行的線段，當反應完全后，其質(zhì)量分數(shù)不會再增加，表現(xiàn)為一條水平線，錯誤。D項，開始加熱的一段時間沒反應，沒有二氧化碳生成，隨著反應的進行，生成二氧化碳的體積會增加，表現(xiàn)為一段上行的線段，當反應完全時，繼續(xù)加熱，氣體不再增加，表現(xiàn)為水平線，正確。

答案：C

7.提供計算數(shù)據(jù)類型

例7（山東省煙臺市）某興趣小組在實驗室發(fā)現(xiàn)一瓶敞口久置的氫氧化鈉和一瓶未標濃度的稀鹽酸。為測定氫氧化鈉的變質(zhì)情況和稀鹽酸的濃度，他們?nèi)?.3g變質(zhì)的氫氧化鈉樣品于錐形瓶中，加入50g水充分溶解，再向錐形瓶中滴加未知濃度的稀鹽酸。實驗測得加入稀鹽酸的質(zhì)量與錐形瓶中物質(zhì)的質(zhì)量關(guān)系如上圖所示。求：

（1）9.3g樣品中碳酸鈉的質(zhì)量。

（2）未知濃度的稀鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)。

解析：讀題干和圖像可知：向部分變質(zhì)的氫氧化鈉中滴加稀鹽酸，會發(fā)生氫氧化鈉和稀鹽酸、碳酸鈉和稀鹽酸兩個反應；反應前變質(zhì)氫氧化鈉的溶液質(zhì)量為50g+9.3g=59.3g，恰好完全反應時，錐形瓶內(nèi)溶液的總質(zhì)量為107.1g，此時加入稀鹽酸的質(zhì)量為50g。

分析三段圖像，隨著稀鹽酸的加入，錐形瓶中溶液的質(zhì)量都是增加的，只是在第二段中增加得要慢些，是因為碳酸鈉與稀鹽酸反應時會放出二氧化碳，所以可以得出，第一段圖像表示的是氫氧化鈉和稀鹽酸的反應，第二段圖像表示的是碳酸鈉和稀鹽酸的反應，第三段圖像表示的是反應停止后繼續(xù)加入稀鹽酸的情況。根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應剛好停止時，混合加入錐形瓶內(nèi)物質(zhì)的總質(zhì)量為50g+9.3g+50g=109.3g，而此時錐形瓶內(nèi)物質(zhì)的質(zhì)量為107.1g，從兩個化學反應的生成物可知，減少的2.2g（109.3g-107.1g）為碳酸鈉和稀鹽酸反應生成二氧化碳的質(zhì)量。

答案：（1）生成CO2的質(zhì)量為：50g+9.3g+50g-107.1g=2.2g

設(shè)樣品中Na2CO3的質(zhì)量為x，與Na2CO3反應的HCl的質(zhì)量為y，與NaOH反應的HCl的質(zhì)量為z。

Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑

1067344

xy2.2g

106x=442.2gx=5.3g

（2）73y=442.2gy=3.65g

樣品中NaOH的質(zhì)量為：9.3g-5.3g=4g

NaOH+HCl=NaCl+H2O

4036.5

4gz

404g=36.5zz=3.65g

稀鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為：3.65g+3.65g50g×100%=14.6%

答：略。

總之，圖像題的內(nèi)容廣泛、題材豐富，其核心是“變化”，其關(guān)鍵是“變量”。在解題過程中，同學們要先弄清兩個變量的含義，再厘清兩個變量間的關(guān)系，最后根據(jù)變化曲線對應兩個變量，即可正確解答圖像題。