匯圖像題型剖解題思路

吳美剛

[摘 ? 要]為使學(xué)生掌握?qǐng)D像題的解題思路，教學(xué)中教師有必要做好相關(guān)題型的匯總，明確圖像題考查的知識(shí)點(diǎn)，并優(yōu)選經(jīng)典例題，與學(xué)生一起剖析，使其掌握解答圖像題的方法與技巧，以便在考試中能夠把握解題的關(guān)鍵點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)快速破題。

[關(guān)鍵詞]高中化學(xué);圖像題;解題思路

[中圖分類號(hào)] ? ?G633.8 ? ? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] ? ?A ? ? ? ?[文章編號(hào)] ? ?1674-6058（2020）32-0064-03

圖像題以圖像為媒介，能很好地融入知識(shí)，考查學(xué)生的讀圖能力和分析問(wèn)題的能力，因此，在高考化學(xué)中備受青睞。解答高中化學(xué)圖像題時(shí)，首先應(yīng)把握?qǐng)D像的一些關(guān)鍵點(diǎn)，包括縱軸、橫軸表示的含義，圖像的起點(diǎn)、拐點(diǎn)、終點(diǎn)等，思考圖像變化的原因，充分挖掘圖像中的隱含信息，然后結(jié)合題干，積極回顧所學(xué)知識(shí)，認(rèn)真分析，從而有效解題。

一、平衡移動(dòng)圖像題解題思路

平衡移動(dòng)圖像題類型較多，類型不同，考查的側(cè)重點(diǎn)也有所不同。解答平衡移動(dòng)圖像題的解題思路通常為：其一，觀察可逆反應(yīng)各物質(zhì)的狀態(tài)，結(jié)合圖像的變化找到物質(zhì)的量的變化規(guī)律，確定反應(yīng)系數(shù)之間的關(guān)系。其二，對(duì)比圖像與頭腦中記憶的圖像，分析引起圖像變化的因素：是增加了參與反應(yīng)的物質(zhì)，還是改變了壓強(qiáng)、溫度，或是加入了催化劑，等等。其三，如需計(jì)算相關(guān)參數(shù)，應(yīng)注重運(yùn)用三行式，找到物質(zhì)的起始濃度、變化濃度、平衡濃度，再運(yùn)用相關(guān)的計(jì)算公式進(jìn)行解答。計(jì)算時(shí)需要明確引起參數(shù)變化的因素，如平衡常數(shù)只受溫度影響，以此找到計(jì)算的切入點(diǎn)。

【例1】在2 L的恒容密閉容器中充入各1 mol的M和N氣體，發(fā)生反應(yīng)M（g）+N（g）?xP（g）+Q（s）。在t1時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。在t2、t3分別改變一個(gè)反應(yīng)條件，檢測(cè)到P濃度與時(shí)間的關(guān)系如圖1所示，則下列各項(xiàng)中正確的是（）。

A.可逆反應(yīng)中x的值為1

B.在t2時(shí)改變的條件為使用催化劑

C. t3改變的條件為移去了少量的Q

D. t1～t3間該反應(yīng)的平衡常數(shù)為4

把握?qǐng)D像的拐點(diǎn)是解決本題的關(guān)鍵。審題可知P在t2時(shí)濃度突然增大，但平衡并未發(fā)生移動(dòng)?？紤]到反應(yīng)所處的容器的容積恒定，因此，在t2時(shí)應(yīng)該是增大了壓強(qiáng)。增大壓強(qiáng)平衡不移動(dòng)，只能是反應(yīng)前后氣體體積不發(fā)生改變的反應(yīng)，即x=2，A、B兩項(xiàng)錯(cuò)誤?？紤]到Q為固體，因此Q的改變不會(huì)給平衡帶來(lái)影響，C項(xiàng)錯(cuò)誤。t1～t3間反應(yīng)溫度未發(fā)生改變，因此平衡常數(shù)相同。列出三行式，可解得平衡常數(shù)K=c2（P）/c（M）·c（N）=0.52/0.25×0.25=4，D項(xiàng)正確。

二、電化學(xué)圖像題解題思路

電化學(xué)圖像題通常以產(chǎn)生的氣體、出現(xiàn)的沉淀的量繪制相關(guān)的圖像，考查的知識(shí)點(diǎn)較多。解答此類題型時(shí)應(yīng)有明確的思路：其一，認(rèn)真審題，明確溶液中的溶質(zhì)，判斷是原電池還是電解池。其二，根據(jù)所學(xué)判斷出兩極，并結(jié)合金屬活動(dòng)性順序找到對(duì)應(yīng)電極上的放電先后順序。其三，明確圖像縱軸、橫軸表示的含義，并根據(jù)圖像的拐點(diǎn)找到放電的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，計(jì)算對(duì)應(yīng)物質(zhì)的量以及電子轉(zhuǎn)移的量，從而計(jì)算出相關(guān)的物質(zhì)的量或物質(zhì)的量濃度。

【例2】將CuSO4與NaCl溶液混合在一起后，使用惰性電極電解。測(cè)得標(biāo)準(zhǔn)狀況下兩電極上產(chǎn)生的氣體體積如圖2所示，則下列相關(guān)敘述正確的是（）。

A. a為陰極產(chǎn)生的氣體，t1之前產(chǎn)生Cl2

B.在t1時(shí)，溶液的體積為1 L時(shí)pH為13

C.原溶液體積為1 L，則開(kāi)始時(shí)c（SO42-）的物質(zhì)的量濃度為0.2 mol/L

D.原溶液中c（CuSO4）∶c（NaCl）=1∶1

解題時(shí)先搞清楚兩極發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是關(guān)鍵。其中在陰極發(fā)生的是還原反應(yīng)，反應(yīng)的順序?yàn)镃u2+先得電子生成單質(zhì)Cu，Cu2+反應(yīng)結(jié)束后，氫離子得電子生成H2。陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，反應(yīng)順序?yàn)镃l-先失去電子生成Cl2，而后OH-離子失去電子生成H2O和O2。由圖2可知，a一開(kāi)始就有氣體產(chǎn)生，表明a為陽(yáng)極，A項(xiàng)錯(cuò)誤。t1時(shí)，陰極生成單質(zhì)Cu，陽(yáng)極產(chǎn)生Cl2，溶液中的溶質(zhì)為Na2SO4和CuSO4，溶液呈酸性，B項(xiàng)錯(cuò)誤。根據(jù)圖2內(nèi)容可知，生成0.005 mol的Cl2氣體，轉(zhuǎn)移0.01 mol的電子，對(duì)應(yīng)NaCl的物質(zhì)的量為0.01 mol。t2時(shí)，銅離子放電結(jié)束，產(chǎn)生氧氣168-112=56 mL，對(duì)應(yīng)的物質(zhì)的量以及轉(zhuǎn)移的電子數(shù)分別為0.0025 mol、0.01 mol，由電子守恒可知，產(chǎn)生的Cu單質(zhì)為0.01 mol，對(duì)應(yīng)CuSO4的物質(zhì)的量為0.01 mol。若原溶液為1 L，則c（SO42-）的物質(zhì)的量濃度為[0.01 mol÷1 L=0.01 mol/L]，C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確。

三、電離平衡圖像題解題思路

電離平衡涉及的知識(shí)點(diǎn)較多，主要有物質(zhì)反應(yīng)、物質(zhì)電離、物質(zhì)水解等。解答此類題型的思路為：其一，根據(jù)圖像判斷弱酸或弱堿的電離程度，結(jié)合電離、水解知識(shí)分析溶液中的離子濃度大小。需要注意的是分析離子濃度時(shí)應(yīng)靈活應(yīng)用電荷守恒、質(zhì)子守恒、質(zhì)量守恒等定律，構(gòu)建正確的離子濃度等式關(guān)系，部分等式關(guān)系需要聯(lián)立起來(lái)分析。其二，明確圖中關(guān)鍵點(diǎn)表示的含義，正確理解與運(yùn)用相關(guān)概念進(jìn)行分析。如“酸堿恰好中和”與“溶液呈中性”兩個(gè)概念是不同的，應(yīng)注意辨別，前者表示中和的百分?jǐn)?shù)為100%，后者表示溶液中OH-和H+濃度相等。

【例3】常溫下，用相同濃度的KOH溶液分別滴定濃度均為0.1 mol·L-1的三種酸（HA、HB、HD）溶液，滴定曲線如圖3所示，以下判斷正確的是（）。

A.在100%的中和百分?jǐn)?shù)下，將三種溶液混合在一起，滿足：c（HA）+c（HB）+c（HD）=c（H+）+c（OH-）

B.在圖中P點(diǎn)時(shí)，溶液離子濃度大小為c（K+）>c（A-）>c（HA）>c（H+）>c（OH-）

C.同濃度的三種酸對(duì)應(yīng)的鹽溶液中KA的pH值最大

D.滴定三種酸至中和狀態(tài)時(shí)，HA消耗的KOH溶液體積最大，HD消耗的體積最小

在100%的中和百分?jǐn)?shù)下，各溶液的溶質(zhì)為KA、KB、KD，運(yùn)用質(zhì)子守恒進(jìn)行分析可知，c（HA）+c（HB）+ c（HD）=c（OH-）-c（H+），A項(xiàng)錯(cuò)誤。P點(diǎn)位置上HA和KA的物質(zhì)的量濃度相等，溶液為酸性，HA的電離程度較小，離子滿足的關(guān)系式為c（A-）>c（K+）>c（HA）> c（H+）>c（OH-），B項(xiàng)錯(cuò)誤。根據(jù)圖3可知，三種酸的電離程度由大到小依次為：HA、HB、HD。在濃度相同的條件下，A-、B-、D-的水解程度依次增大，對(duì)應(yīng)鹽溶液的pH值依次增大，KD的pH最大，C項(xiàng)錯(cuò)誤。當(dāng)三種酸的濃度相同時(shí)，由電離程度可知HD電離的H+濃度最小，因此，消耗的HD溶液的體積最小，D項(xiàng)正確。

四、沉淀平衡圖像題解題思路

沉淀平衡圖像題在高考中多有出現(xiàn)，解答此類題型的關(guān)鍵在于判斷反應(yīng)的先后順序，具體解題思路有：其一，在認(rèn)真審題的基礎(chǔ)上，積極聯(lián)系以往解題經(jīng)驗(yàn)，找到解題突破口。其二，部分習(xí)題會(huì)給出一些提示，如物質(zhì)的沉淀平衡常數(shù)等，搞清這些提示后再分析問(wèn)題。對(duì)沉淀平衡常數(shù)而言，物質(zhì)的這一數(shù)值越小表示越難溶，沉淀反應(yīng)也越先進(jìn)行。其三，結(jié)合所學(xué)，寫(xiě)出正確的化學(xué)反應(yīng)方程式，找到反應(yīng)參數(shù)之間的關(guān)系，即可分析出最終結(jié)果。

【例4】在25 ℃條件下，Ksp[Fe（OH）3]=4.0×10-38，Ksp[Al（OH）3]=1.0×10-33。逐滴將NaOH溶液滴入到Al（NO3）3和Fe（NO3）3的混合溶液中，生成Al（OH）3沉淀的物質(zhì)的量與加入的NaOH溶液的體積的關(guān)系如圖4所示，當(dāng)Fe3+完全沉淀時(shí)，Al3+恰好開(kāi)始沉淀。下列敘述正確的是（）。

A.原溶液中Fe3+與Al3+物質(zhì)的量濃度比為1∶1

B.可加入過(guò)量的NaOH溶液將Fe（NO3）3溶液中混有的Al（NO3）3除去

C.B點(diǎn)存在兩種沉淀物，且上層溶液中Al3+與Fe3+物質(zhì)的量濃度比為2.5×104∶1

D.C點(diǎn)的溶液中只含有NaAlO2這一溶質(zhì)

根據(jù)已知條件讀懂題目是解題的關(guān)鍵。將NaOH溶液滴入到Al（NO3）3和Fe（NO3）3的混合溶液中，先產(chǎn)生Fe（OH）3沉淀，后產(chǎn)生Al（OH）3沉淀，分別對(duì)應(yīng)圖4中的OA和AB段。由橫軸對(duì)應(yīng)的線段可知其消耗NaOH溶液的體積為2∶3，不難推出原溶液中Fe3+與Al3+物質(zhì)的量濃度比為2∶3，A項(xiàng)錯(cuò)誤。除雜過(guò)程中過(guò)量的NaOH溶液與Fe（NO3）3反應(yīng)生成Fe（OH）3沉淀，B項(xiàng)錯(cuò)誤。B點(diǎn)沉淀的值達(dá)到最大，表明存在Fe（OH）3和Al（OH）3兩種沉淀，因?yàn)镵sp[Al（OH）3]=c（Al3+）·c3（OH-），Ksp[Fe（OH）3]=c（Fe3+）·c3（OH-），因此Al3+與Fe3+物質(zhì)的量濃度比為2.5×104∶1，C項(xiàng)正確。C點(diǎn)時(shí)由離子守恒可知，溶液中還存在NaNO3，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

縱觀近年來(lái)的化學(xué)高考題不難發(fā)現(xiàn)，圖像在試卷中出現(xiàn)的頻率較高。但受多種因素影響，學(xué)生在解題過(guò)程中總是會(huì)出現(xiàn)各種錯(cuò)誤，因此，教師在教學(xué)中既要分析學(xué)生出錯(cuò)的原因，又要做好?？紙D像題題型的匯總，優(yōu)選經(jīng)典例題，并與學(xué)生一起剖析解題思路，使學(xué)生掌握分析解答各類題型的關(guān)鍵。同時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生在日常學(xué)習(xí)中多進(jìn)行練習(xí)、總結(jié)，不斷積累相關(guān)解題經(jīng)驗(yàn)及解題技巧，徹底鞏固這一重點(diǎn)題型。

[ ? 參 ? 考 ? 文 ? 獻(xiàn) ? ]

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（責(zé)任編輯 羅 ? 艷）