錢華萍



G633.8
化學坐標曲線題是近年來中考的熱點題之一,常出現在選擇題最后一題,且有一定難度,常屬控制滿分類題,也是考試過程中學生容易丟分的題。這類題的特點是給出具體的文字敘述,并利用直角坐標系來描述有關化學量之間的函數關系,要求學生選出能正確對應或不能正確對應的選項。
通過對近兩年全國各地的中考試題中坐標曲線選擇題的分析,我們會發現??疾榈淖鴺饲€選擇題分以下幾類:PH變化曲線、化學反應中物質質量的變化曲線、溶液中相關量的變化曲線、電解水生成氣體體積曲線等。針對學生在考試過程中坐標曲線題容易丟分的這一問題,筆者將自己教學中對解答坐標曲線圖像題的一些方法進行歸納整理,希望對提高學生對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,由于堿性溶液的pH>7,而水的pH=7,隨著水的質量的增加,pH不斷減小,但不會小于或等于7,變化曲線如圖1。(2)酸性溶液稀釋時,由于酸性溶液的pH<7,而水的pH=7,隨著水的質量的增加,pH不斷增大,但不會大于或等于7,變化曲線如圖2。
學生做題時只要明確,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,曲線只會不斷的接近7,但不會躍過7。
2. 化學反應過程中溶液的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點時溶液呈酸性,溶液的pH<7;當恰好完全反應時,溶液呈中性,溶液的pH=7;隨著堿性溶液的繼續加入,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,在0點時溶液呈堿性,溶液的pH>7;當酸、堿恰好完全反應時,溶液呈中性,溶液的pH=7;隨著酸性溶液的繼續加入,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點時,堿性溶液先與酸性溶液反應,溶液pH增大,當酸性溶液消耗完時,溶液的pH=7,如B點,然后堿性溶液與混合液中的鹽溶液反應,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,那那開始時溶液的pH>7,隨后減小pH<7;若是類似圖三的情況,結合具體情況應用前兩種方法分析。
二、化學反應中物質質量的變化曲線
1. 化學反應中反應物質量的變化
隨著反應的進行,反應物質量不斷減小,若反應物有剩余,則圖像如圖6所示;若反應物完全反應,則圖像如圖7所示。
解答此類題一定要結合題目所敘述的具體內容,和所涉及的相關化學反應分析,看反應物是否會有剩余來判斷。
2. 化學反應中生成物質量的變化
(1)隨著反應的進行,生成物的質量不斷增加,當反應結束時,生成物的質量達到最大,且不再隨反應物加入的質量(或時間)發生變化,曲線如圖8。
(2)反應時加入催化劑(加快反應速率型),反應的速率會加快或反應的總時間會縮短,但生成物的總質量不會發生變化,如圖9。
(3)一種物質能和兩種物質發生化學反應,首先判斷反應發生的先后順序,然后判斷生成物的質量。若橫坐標所示物質開始加入就能發生反應的生成物的曲線從原點開始,如圖10所示;若要等另一物質反應完后才能發生反應的生成物的曲線從原點后開始,如圖11所示。
3. 化學反應中物質總質量(或元素種類或催化劑質量)不變
反應在密閉容器中進行時,根據質量守恒定律,該反應過程物質的總質量不變如圖12;元素種類不變如圖13;加熱一定量氯酸鉀和二氧化錳的混合物時,由于二氧化錳是該反應的催化劑,不參與反應,故此過程中二氧化錳的質量保持不變如圖14。
三、溶液相關量的變化曲線
1. 溶質質量分數
(1)在一定溫度下,向某溶液的不飽和溶液中繼續加入某溶質,該溶質的質量分數隨著溶質的增加而增大,當溶液達到飽和時,溶質質量分數不變,如圖15。
(2)溶液稀釋時,溶質的質量不變,而溶劑的總質量不斷增加,所以溶質質量分數不斷減小,如圖16。
(3)溶質為反應物時,隨著反應的進行,溶質質量不斷減小,直到反應物完全反應,此時溶質質量分數為零,如圖17。
(4)溶質為生成物時,隨著反應的進行,溶質質量不斷增加,溶質質量分數不斷增大,直至反應結束,此時溶質質量分數達到最大值且不再增大,如圖18。
2.溶液中溶質質量曲線
(1)一定溫度下,向一定質量溶劑(如水)中加入某種溶質,溶質質量不斷增大,當溶液達到飽和狀態時,溶質質量不再增加,如圖19所示。
(2)一定溫度下,向某種物質的接近飽和的溶液中繼續加入該物質,當溶液未達到飽和狀態時,溶質質量不斷增大;當溶液達到飽和狀態時,溶質質量不再增加,如圖20。
(3)一定溫度下,向某種物質的飽和溶液中加入該物質(或加溶劑稀釋)或向不飽和溶液中加溶劑稀釋,溶質質量保持不變,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、 解答坐標曲線題時注意事項
在解答坐標曲線題時,除了掌握好前面的分析方法,還需要注意以下幾點:1.讀清楚題目中所敘述的條件、所涉及到的變化、所能發生的化學反應。題目所述內容不同,所能呈現的坐標曲線是不一樣的,下面以CaO溶于水過程中溶液質量的變化情況為例說明。
(1)一定溫度,向水中加入CaO。CaO和水發生反應初始階段,生成的氫氧化鈣完全溶解在水中,溶液質量從零逐漸增大;當溶液達到飽和狀態時,溶液質量達到最大值;隨著CaO的繼續加入,CaO消耗了溶液中的水,氫氧化鈣析出,溶液質量開始減??;當CaO量足夠大時與水完全反應時,溶液的質量減小為零,如圖22所示。
(2)向氫氧化鈣的不飽和溶液中加入CaO。CaO和溶液中的水發生反應初始階段,生成物完全溶解在水中,溶液質量逐漸增大;當溶液達到飽和狀態時,溶液質量達到最大值;隨著CaO的繼續加入,CaO繼續消耗溶液中的水,溶質氫氧化鈣析出,溶液質量開始減?。划擟aO足量,水被完全消耗時,溶液質量減小為零,如圖23所示。
(3)向氫氧化鈣的飽和溶液中加入CaO。反應前,溶液已達到飽和狀態,溶液質量達到最大值;隨著CaO的加入,CaO消耗溶液中的水,溶質氫氧化鈣析出,溶液質量開始減?。划擟aO足量,水被完全反應時,溶液的質量減小為零,如圖24所示。
2.看清楚坐標曲線圖中橫縱坐標上所標的物理量,因為坐標曲線圖中橫縱坐標上所標的物理量不同,所能呈現的坐標曲線是不一樣的,下面以“向等質量的鋅粉和鐵粉中分別滴加質量分數相同的足量稀鹽酸”為例說明。
(1)鋅比鐵活潑,二者與稀鹽酸反應時鋅比鐵的反應速率快,反應中鋅與氫氣的質量比為65:2,鐵與氫氣的質量比為56:2,相同質量的鋅、鐵分別與足量的質量分數相同的稀鹽酸反應,最終鐵產生的氫氣質量大,如圖25所示。
(2)等質量的鋅、鐵分別與足量的質量分數相同的稀鹽酸反應,當金屬未反應完時,消耗質量相等的稀鹽酸,所生成的氫氣質量相等,當金屬完全反應后,鐵產生的氫氣比鋅的多,如圖26所示。
坐標曲線這類題將化學基本概念、理論和其他基礎知識綜合起來,并將變化過程中的定量(或定性)關系以坐標曲線表示出來,不僅考查學生看圖、識圖、發掘圖形的隱含性質和相互聯系的能力,而且考查學生對圖形語言、符號語言和普通語言的理解和轉譯能力,更考查學生對化學變化過程的動態分析能力。
解答這類題需抓住有關概念、物質性質、反應規律、變化過程、圖像特征,分析辨識圖中“原點”、“交”、“轉折點”等的意義,對題目中的“數”、“形”、“義”、“性”進行綜合思考,判斷出題目所敘述內容與坐標曲線圖之間的關系從而解題。