借助數(shù)形結(jié)合 解答化學(xué)難題

王士杰

(安徽省桐城中學(xué) 231400)

高中化學(xué)習(xí)題靈活多變.為使學(xué)生掌握運(yùn)用數(shù)形結(jié)合思想解答不同習(xí)題的技巧，應(yīng)結(jié)合自身經(jīng)驗(yàn)做好經(jīng)典習(xí)題的積累，并在課堂上與學(xué)生一起分析，拓展學(xué)生視野的同時(shí)，養(yǎng)成運(yùn)用數(shù)學(xué)結(jié)合思想解題的良好習(xí)慣.

一、借助數(shù)形結(jié)合，解答實(shí)驗(yàn)類型的習(xí)題

圖1

A.由圖1(a)可知，廢水中初始Cu2+濃度越大，萃取效果越好

B.由圖1(b)可知，初始廢水pH>2，去除Cu2+的效果較好

C.由圖1(a)可知，Cu2+初始濃度為200mg/L時(shí)，Cu2+的萃率為97%

D.由圖1(b)可知，取初始濃度為200mg/L的Cu2+800mL，在pH=1.5條件下進(jìn)行處理，假設(shè)體積不發(fā)生變化，則處理后廢水中剩余Cu2+的物質(zhì)的量為1.5×10-3mol

該題目的難點(diǎn)在于學(xué)生看不懂圖，無法應(yīng)用給出的新定義進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算.事實(shí)上，只要認(rèn)真讀圖不難解答.

由圖1(a)可知，隨著初始Cu2+濃度的增加，萃取率下降，且當(dāng)初始濃度為200mg/L時(shí)對(duì)應(yīng)的萃取率為97%.由圖1(b)可知，廢水pH>2時(shí)，Cu2+的萃取率接近100%.初始濃度為200mg/L的Cu2+800mL，Cu2+的物質(zhì)的量為0.8L×0.2g/L/64g/L=2.5×10-3mol，由圖可知pH=1.5時(shí)，Cu2+的萃取率為60%，則去除的Cu2+的物質(zhì)的量為：2.5×10-3mol×60%=1.5×10-3mol，因此，剩余的Cu2+的物質(zhì)的量為1×10-3mol.綜上AD兩項(xiàng)是錯(cuò)誤的.

二、借助數(shù)形結(jié)合,解答無機(jī)反應(yīng)習(xí)題

例2將NaHCO3、Na2CO3混合后溶于水配成1L溶液.取50mL溶液，滴加一定物質(zhì)的量濃度的鹽酸，得到如圖2所示的圖像，則( ).

圖2

A.標(biāo)注NaCl的直線可表示產(chǎn)生CO2的物質(zhì)的量

B.原混合物中n(Na2CO3)∶n(NaHCO3)=1∶2

C.鹽酸的濃度為0.05mol/L

D.加入150mL鹽酸時(shí)放出標(biāo)況下CO2的體積為2.24L

該習(xí)題的難點(diǎn)在于學(xué)生不能準(zhǔn)確判斷NaHCO3、Na2CO3與HCl的反應(yīng)順序，搞不清反應(yīng)中物質(zhì)的量之間的內(nèi)在關(guān)系.

三、借助數(shù)形結(jié)合，解答化學(xué)平衡習(xí)題

圖3

A.加入催化劑后ΔH<-92.6kJ/mol

B.11min只壓縮容器體積，N2物質(zhì)的量變化為c曲線

C.0～10min內(nèi)，該反應(yīng)的反應(yīng)速率為v(H2)=0.045mol/(L·min)

D.圖3(b)中A、B、C三點(diǎn)達(dá)到平衡時(shí)，B點(diǎn)N2的轉(zhuǎn)化率最高

該習(xí)題的難點(diǎn)在于學(xué)生對(duì)所學(xué)的化學(xué)平衡規(guī)律理解不深入，不能靈活的遷移所學(xué)知識(shí).

A項(xiàng)，加入催化劑為加快反應(yīng)速度，但并不引起平衡移動(dòng)，反應(yīng)焓也不會(huì)發(fā)生變化，錯(cuò)誤.B項(xiàng)，11min只壓縮容器體積，壓強(qiáng)增大，由勒夏特列原理可知平衡正向移動(dòng)，N2物質(zhì)的量變小，d曲線是正確的，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，0～10min內(nèi)，v(H2)=3v(N2)=3×[(0.6mol-0.3mol)/2L/10min]=0.045mol/(L·min)，正確；D項(xiàng)，由圖可知A、B、C三點(diǎn)反應(yīng)均達(dá)到平衡，要想N2的轉(zhuǎn)化率變高，則增加H2的物質(zhì)的量，因此，C點(diǎn)時(shí)N2的轉(zhuǎn)化率最高，錯(cuò)誤.綜上選擇C項(xiàng).

四、借助數(shù)形結(jié)合，解答鹽類水解習(xí)題

例4 25℃條件下，將0.01mol/L的HCl逐滴滴加到10mL 0.01mol/L的NaCN溶液中，溶液中HCN和CN-濃度的百分?jǐn)?shù)δ和溶液pH之間的關(guān)系如圖4(a)所示，pH變化曲線如圖4(b)所示.已知圖4(a)中a點(diǎn)坐標(biāo)為(9.5，0.5)，則溶液中的以下關(guān)系一定正確的是( ).

A.圖4(a)中pH=7的溶液：c(Cl-)=c(HCN)

B.常溫下，NaCN的水解平衡常數(shù)為K(NaCN)=10-4.5mol/L

C.圖4(b)中b點(diǎn)溶液中：c(CN-)>c(Cl-)>c(HCN)>c(OH-)>c(H+)

D.圖4(b)中c點(diǎn)溶液中：c(Na+)+c(H+)=c(HCN)+c(OH-)+c(CN-)

圖4

該習(xí)題的難點(diǎn)在于不能充分挖掘圖形中的隱含條件，無法構(gòu)建兩個(gè)圖形之間的聯(lián)系.

高中化學(xué)教學(xué)中為使學(xué)生能夠靈活運(yùn)用數(shù)形結(jié)合思想解答相關(guān)習(xí)題，既要注重為學(xué)生講解讀圖的技巧，又要引導(dǎo)學(xué)生做好解題的總結(jié)，思考題目考查了哪些知識(shí)點(diǎn)，究竟難在何處，是如何進(jìn)行突破的，并認(rèn)真總結(jié)不同題型的高效解題方法，在以后的解題中能夠少走彎路，迅速破題.