專題四 圖像題圖像是研究和處理化學問題的一種方法和手段?；瘜W試題中運用圖像信息表示化學過程或相關的變化規(guī)律，稱之為圖像題。圖像題具有形象、直觀、簡潔的特點。通過對圖像題的分析，能較好地考查學生抽象、概括、分析判斷能力，培養(yǎng)良好的思維品質。圖像題是初中化學教學的重要部分，是每年中考的必考內容，在省、市各層次的考試中，出現(xiàn)頻率都很高。(1)圖像包含著豐富的信息知識，能直觀形象、簡明清晰地體現(xiàn)出化學知識的本質。(2)有利于培養(yǎng)學生的觀察能力和思維能力，讓學生熟悉科學研究的方法并培養(yǎng)他們的科學態(tài)度。(3)能考查學生對各知識內容的綜合理解和對學科之間知識的綜合運用。一、圖像題的題型和內容1.從題型上來說，圖像題在中考中常出現(xiàn)在選擇題、填空題、計算題里。2.從內容上來說，出現(xiàn)在質量守恒、金屬與酸、鹽溶液的反應、溶液的性質、酸堿鹽之間的反應、微粒間的變化、反應速率等。給出的題目一般有坐標、圖表、分子原子模型等，知識面廣，知識的聯(lián)系強，近三年中考中常作為綜合題出現(xiàn)。二、圖像題的主要解題方法分析已知條件，讀懂題目中有限的文字信息，對整個函數(shù)圖像進行多角度認真分析，特別是圖像的重要點位置。1.首先理解橫、縱坐標的含義。2.其次把握曲線的四個點，即起點、轉折點、交點、終點。三、主要考查的知識點(1)金屬與酸的反應；(2)溶液 pH 和中和反應；(3)溶液和溶解度；(4)綜合圖像；(5)分子原子模型微粒的表示和變化。題型 1 有關質量守恒的圖像題：解題指引質量守恒定律是自然科學的基本定律之一，在化學反應中反應前后物質的質量總和沒有變化，是因為在一切化學反應里，反應前后原子的種類沒有改變，原子的數(shù)目也沒有增減。如果化學反應中出現(xiàn)了質量不等的現(xiàn)象，要從物質的性質、變化的過程中分析查找原因。1.密閉條件下的質量守恒在密閉條件下，反應前后物質的質量總和沒有變化，所以質量守恒如圖 1：圖 1圖 22.敞口因素的質量減少在非密閉的條件下，要考慮反應放出氣體、反應物揮發(fā)、氣化、反應放熱導致水蒸氣蒸發(fā)等情況導致實際總質量的減少。如用鋅和稀硫酸制取氫氣，見上圖 2。例 1劉婧和崔平進行鹽酸與鋅反應制取氫氣的實驗研究。劉婧用較稀的鹽酸，崔平用較濃的鹽酸。他們分別取等質量的鋅粒與足量鹽酸在燒杯中反應，并將燒杯中的物質總質量隨反應時間的變化情況繪制成圖 3 所示的曲線。圖 3試回答下列問題：(1)燒杯中的物質總質量減小的原因是_(寫一個)。(2)表示劉婧實驗結果的是圖中的曲線_(填“”或“”)。(3)請說明圖中的曲線與曲線不同的原因：_。解析：在化學反應前后物質的質量總和沒有變化，如果化學反應中出現(xiàn)了質量不等的現(xiàn)象，要從物質的性質、變化的過程中分析查找原因。本題中由于反應后產(chǎn)生的氫氣逸出以及濃鹽酸的揮發(fā)性，造成了燒杯中的物質總質量的減少?；蚍磻艧釋е滤魵庹舭l(fā)；等等)(2)(3)a.曲線鹽酸濃度較大，反應速率較大，所以開始曲線下降較快；b.曲線鹽酸濃度較大，逸出的 HCl 較多，所以最后的位置較低答案：(1)反應放出氫氣(或濃鹽酸易揮發(fā)；或 HCl 逸出；題型 2 有關金屬與酸反應的圖像題解題指引此類圖像，主要反映的是金屬與酸反應生成氫氣的質量與時間的關系，解此類題時把握以下“二看”：(1)看拐點(比較金屬的活動性強弱)。越活潑的金屬，產(chǎn)生氫氣的速度越快，完成反應的時間越短，即曲線斜率越大，先出現(xiàn)拐點。反之亦成立，即“先拐更活潑”。(2)看平臺(比較金屬的相對原子質量大小)。放出氫氣的多少，取決于金屬的相對原子質量與其化合價之比，即量價比。量價比金屬的相對原子質量/化合價1.等質氫圖(如圖 4)圖 4兩種金屬反應產(chǎn)生的氫氣質量相同，此圖反映了兩種情況：(1)酸不足，金屬過量，產(chǎn)生的氫氣質量由酸的質量決定。(2)酸足量，投放的兩種金屬與酸反應產(chǎn)生氫氣的質量恰好完全相同，如 18 g 鋁和 56 g 鐵分別投入足量的鹽酸中反應產(chǎn)生的氫氣質量相同。2.等質等價金屬圖(如圖 5)圖 5如等質量的鎂、鐵、鋅與足量的酸反應，生成物的金屬離子都為2 價，產(chǎn)生氫氣的速率和質量不同。此圖反映出：(1)金屬越活潑，圖示反應物的曲線越陡，如 Mg 線比 Zn線陡，Zn 線比 Fe 線陡。(2)金屬的相對原子質量越小，與酸反應產(chǎn)生的氫氣越多，則消耗的酸越多，曲線的拐點越高?？珊唵胃爬椋涸蕉冈交?，越高越小。3.等質不等價金屬圖(如圖 6)圖 6鋁、鎂、鋅與酸反應，生成物金屬離子的化合價分別為3、2、2，此圖反映出等質不等價金屬與酸反應不僅速率不同，而且產(chǎn)生氫氣的質量與金屬化合價有關?？捎孟率接嬎銡錃赓|量：例 2(2013 年廣東)一定質量的鋅、鐵分別和等量的鹽酸反A.t1 時，產(chǎn)生氫氣的質量鋅比鐵大B.t1 時，產(chǎn)生氫氣的速率鋅比鐵大圖 7C.t2 時，參加反應鋅的質量與鐵相同D.t2 時，鋅、鐵消耗的鹽酸質量相同解析：質量和化合價相同，產(chǎn)生的氣體質量越小(即平臺越低)，金屬相對原子質量就越大；反應消耗的時間越少，越先出現(xiàn)拐點，金屬活動性就越強；金屬過量時，產(chǎn)生氫氣的量相等，平臺相同。答案：C題型 3 有關溶液 pH 的圖像題解題指引對 pH 的考核，把握兩點：酸溶液的 pH 一定小于 7；堿溶液的 pH 一定大于 7；酸的濃度越大，溶液酸性越強，pH 越??；酸的濃度越小，溶液酸性越弱，pH 越接近 7；堿的濃度越大，溶液堿性越強，pH 越大。1.向堿溶液中加水稀釋向堿溶液中加水稀釋，堿溶液的濃度逐漸減小，堿的濃度越小，堿性越弱，則 pH 越接近 7，如圖 8。圖 8圖 92.向酸溶液中加水稀釋向酸溶液中加水稀釋，酸溶液的濃度逐漸減小，酸的濃度越小，酸性越弱，則 pH 越接近 7，如圖 9。3.向堿溶液中加酸溶液向堿溶液中加酸溶液，堿溶液的濃度逐漸減小，堿性逐漸減弱直到 pH 為 7，繼而酸性逐漸增強，漸漸接近酸溶液的pH，如圖 10。圖 104.向酸溶液中加堿溶液向酸溶液中加堿溶液，酸溶液的濃度逐漸減小，酸性逐漸減弱直到 pH 為 7，繼而堿性逐漸增強，漸漸接近堿溶液的pH，如圖 11。圖 11例 3向 NaOH 溶液中不斷滴加鹽酸溶液，溶液的 pH 隨所加鹽酸溶液體積而變化的圖像是()。ABCD解析：氫氧化鈉溶液顯堿性，堿性溶液的pH 大于7；向NaOH溶液中不斷滴加鹽酸溶液時，鹽酸與氫氧化鈉發(fā)生中和反應生成氯化鈉和水，由于氫氧化鈉減少，所以溶液的 pH 不斷減小，當鹽酸與氫氧化鈉恰好完全反應時，溶液呈中性，溶液的pH 等于7，再滴加稀鹽酸，溶液顯酸性，溶液的 pH 小于 7。答案：B題型 4 有關溶液和溶解度的圖像題1.有關溶質質量分數(shù)的圖像題解題指引溶質的質量分數(shù)是溶液組成的一種表示方法。它的圖像題主要是考查溶液中溶質的質量分數(shù)隨溶液中溶質質量或溶劑質量變化的關系。根據(jù)溶質的質量分數(shù)的定義：(1)溶液未達飽和狀態(tài)時，溶質的質量分數(shù)隨溶質質量的增加而增大，但由于溶質質量的增加，溶液質量也增加，因此溶質質量分數(shù)(w)與溶質質量(m)不是簡單的正比例函數(shù)關系，曲線不能呈直線。在一定溫度下，溶液一旦達到飽和狀態(tài)，溶液中溶質的質量分數(shù)則是不變的量。如下圖 12。圖 12(2)溶質的質量分數(shù)隨溶劑質量的增大而減小，但由于溶質質量不變，因此溶質質量分數(shù)(w)與溶劑質量(m)也不是簡單的反比例函數(shù)關系，故曲線不能呈直線，且永遠不會到 0。如圖 13。圖 13例 4在一定溫度下，向一定量未飽和的氯化鈉稀溶液中不斷加入氯化鈉固體，并攪拌，在此過程中溶液里溶質的質量分數(shù)(w)與加入氯化鈉質量(m)的變化關系圖像正確的是()。ABCD解析：在一定量末飽和的氯化鈉稀溶液中不斷加入氯化鈉固體，攪拌，氯化鈉固體不斷溶解，質量分數(shù)增大。隨著氯化鈉的不斷加入，氯化鈉固體不能繼續(xù)溶解，溶液達到飽和狀態(tài)。答案：C2.有關溶解度的圖像題解題指引關于溶解度曲線，通?？疾榈膬热轂槲镔|溶解度隨溫度的變化情況。首先看清整個曲線的走勢，其次能找出各溫度對應的溶解度，最后是交點的意義。該題型幾乎是每次考試都必考的內容，必須引起足夠重視。所有內容均是對溶解度內涵的理解和影響因素的分析，夯實基礎即可解決。(1)一種物質的溶解度曲線圖。如圖 14。圖 14溶解度曲線上的點表示物質在該點所示溫度下的溶解度，溶液所處的狀態(tài)是飽和溶液。溶解度曲線下面的面積上的點，表示溶液所處的狀態(tài)是不飽和狀態(tài)，依其數(shù)據(jù)配制的溶液為對應溫度時的不飽和溶液。溶解度曲線上面的面積上的點，依其數(shù)據(jù)配制的溶液為對應溫度時的飽和溶液，且該溶質有剩余。(2)多種物質的溶解度曲線圖。如圖 15。圖 15表示同一種物質在不同溫度時的溶解度或溶解度隨溫度變化的情況；表示不同物質在同一溫度時的溶解度，可以比較同一溫度時，不同物質的溶解度的大小。若兩種物質的溶解度曲線相交，則在該溫度下兩種物質的溶解度相等；根據(jù)溶解度曲線可以確定從飽和溶液中析出晶體或進行混合物分離提純的方法大多數(shù)固體物質的溶解度隨溫度升高而增大，曲線為“陡升型”，少數(shù)固體物質的溶解度受溫度的影響很小，曲線為“緩升型”，極少數(shù)固體物質的溶解度隨溫度的升高而減小，曲線為“下降型”，氣體物質的溶解度均隨溫度的升高而減小(縱坐標表示體積)，曲線也為“下降型”；根據(jù)溶解度曲線能進行有關的計算。例 5(2014 年梅州)20 時，分別向盛有 10 g 水的 A、B兩支試管中加入等質量的甲、乙兩種固體，充分溶解后，觀察到如圖所示的現(xiàn)象。圖表示的是甲乙兩種物質的溶解度曲線。圖圖(1)20 時，_(填“A”或“B”)試管中的溶液一定是飽和溶液。(2) 圖中_( 填“M” 或“N”) 表示乙物質的溶解度曲線。(3) 要使 B 試管中剩余的固體繼續(xù)溶解可采用的方法是_(答一種即可)。(4)將 10 時 M 的飽和溶液升溫到 20 (假設水不蒸發(fā))，其溶質質量分數(shù) _( 填 “增大 ”“減小 ”或 “不變”)。解析：(1)B 試管中有未溶解的固體，所以 20 時，B 試管中的溶液一定是飽和溶液；(2)20 時乙物質的溶解度比甲物質小，所以圖中 N 表示乙物質的溶解度曲線；(3)乙物質的溶解度隨溫度的升高而增大，所以要使 B 試管中剩余的固體繼續(xù)溶解可采用的方法是加水或升高溫度；(4)M 的溶解度隨溫度的升高而增大，所以將 10 時 M 的飽和溶液升溫到 20 (假設水不蒸發(fā))，不會析出晶體，其溶質質量分數(shù)不變。答案：(1)B (2)N (3)升高溫度 (4)不變題型 5 綜合圖像題例 6(2014 年廣東)下列圖像能正確反映對應的實驗操作的是()。B.加熱一定量高錳酸鉀固體產(chǎn)生氧氣A.向一定的飽和石灰水加入氧化鈣解析：氧化鈣和水反應生成氫氧化鈣，反應過程中放熱，且氫氧化鈣的溶解度隨溫度的升高而減小，由于溶劑的質量減少，所以溶質質量會減少，A 項錯誤；加熱一定量高錳酸鉀固體生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣，固體的質量會減少，但不會變?yōu)?0，B 項錯誤；催化劑只能改變反應速度，不能改變生成C.用一定量的雙氧水制取氧氣D.向一定量的硝酸銀溶液中插入銅絲物的量，所以用催化劑和不用催化劑生成氧氣的質量是相等的，C 項錯誤；銅和硝酸銀溶液反應生成銀和硝酸銅，所以向一定量的硝酸銀溶液中插入銅絲，溶液的質量會減少，當反應完畢后溶液質量不再改變，故 D 正確。答案：D題型 6 分子原子模型微粒的表示和變化例 7(2014 年汕尾)如下圖為某化學反應的微觀模擬示意圖，圖中“”表示氧原子，“ ”表示氫原子。請回答下列問題。(1)該反應的化學方程式為：_，其基本反應類型是_。(2)這三種物質中，氧元素的化合價_(填“相同”或“不相同”)。2H2OO2 分解反應答案：(1)2H2O2(2)不相同