基于函数图像为载体的中考化学题型分析

基于函数图像为载体的中考化学题型分析
张晋达
(贵州省毕节市七星关区实验中学ꎬ贵州毕节５５１７００)
摘㊀要:近年来中考化学试题中以函数图像为载体的图像类试题越来越多ꎬ难度也有加大趋势ꎬ它要求学生从直观的图像中去挖掘化学反应的相关信息ꎬ有助于学生观察能力和分析能力的培养ꎬ为今后学生学习复杂的化学理论知识夯实基础.
关键词:函数图像ꎻ中考题型分析ꎻ初中化学
中图分类号:Ｇ６３２㊀㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀㊀文章编号:１００８－０３３３(２０２３)１４－０１２２－０３
收稿日期:２０２３－０２－１５
作者简介:张晋达(１９８３.１０－)ꎬ男ꎬ贵州省毕节人ꎬ本科ꎬ中学一级教师ꎬ从事初中化学教学研究.㊀㊀中考化学试题中图像类题型主要考查溶解度定义的理解㊁溶解度曲线的内涵㊁溶液的酸碱性㊁沉淀与气体质量的计算㊁优先反应原则等ꎬ解题前必须先
弄清楚函数图像中坐标轴所表达的意义ꎬ一般先看横轴ꎬ再看纵轴ꎬ分析图像的走势ꎬ理清拐点的含义ꎬ找出隐含的条件ꎬ这些都是解题的关键所在[１].本文主要对近３年来贵州中考试题中的图像类题型进行归纳分析ꎬ力求对学生化学图像类专题复习与突破提供理论支持.
１溶解度曲线类
有关溶解度曲线类题型每年必考ꎬ解题关键是了解溶解度曲线随温度的变化ꎬ知道不同物质的溶解度曲线相交时交点的含义ꎬ掌握溶解度曲线上的点和不在曲线上的点所代表的不同含义ꎬ并能根据图像中的数据来比较和计算不同物质的溶质质量分数.
例题１㊀(２０２１毕节)甲㊁乙㊁丙３种物质的溶解度曲线如图１所示ꎬ下列有关说法正确的是(㊀㊀).
Ａ.ｔ１ħ时的３种物质饱和溶液升温后ꎬ溶质质量分数均不变Ｂ.ｔ２ħ时ꎬ甲㊁乙２种物质饱和溶液中溶质的质
量分数相等
图１
Ｃ.将ｔ２ħ时的１００ｇ甲饱和溶液降温至ｔ１ħꎬ析出甲(ｂ－ａ)ｇＤ.ｔ３ħ时ꎬ３种物质的溶解度由大到小的顺序是甲>丙>乙
分析与解决㊀从图像中可以看出ꎬ当温度从ｔ１ħ开始升高ꎬ甲物质的溶解度曲线和乙物质的溶解度曲线都向上倾斜ꎬ溶解度不断增大ꎬ导致甲物质
的溶液和乙物质的溶液从饱和状态变为不饱和状态.但是ꎬ溶质质量分数仍然保持不变ꎬ因为温度仅升高而溶质质量并没有增加.随着温度的升高ꎬ丙物质的溶解度曲线却向下倾斜ꎬ表明丙物质的溶解度在降低ꎬ因此先前饱和状态下溶解的丙物质必有部分析出ꎬ而溶剂质量并未变化ꎬ所以丙物质的溶质质量分数降低ꎬ故Ａ错误ꎻｔ２ħ时ꎬ甲的溶解度曲线在乙之上ꎬ表明在ｔ２ħ时甲的溶解度比乙大ꎬ而此时它们都是饱和溶液ꎬ则甲的溶质质量分数比乙大ꎬ故Ｂ
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错ꎻ从图像数据可以看出ꎬ甲物质在ｔ２ħ时的溶解度为ｂｇꎬ在ｔ１ħ时的溶解度为ａｇꎬ当溶剂质量相等时ꎬ甲物质在ｔ２ħ时的溶解质量大于ｔ１ħ时的溶解质量.若溶剂为１００ｇ水ꎬ则甲物质的饱和溶液将在ｔ２ħ降至ｔ１ħ时析出(ｂ－ａ)ｇ甲物质ꎬ但题中已知的是１００ｇ甲物质的饱和溶液ꎬ所以不可能析出(ｂ－ａ)ｇ甲物质ꎬ故Ｃ错误ꎻ从ｔ３ħ开始ꎬ观察垂直虚
线与３条曲线相交ꎬ根据相交点位置ꎬ甲的相交点位置最高ꎬ丙的相交点位置第二ꎬ乙的相交点位置最低ꎬ因此Ｄ是正确的.
２简单看图计算类
简单看图计算类题型主要围绕化学反应生成沉淀或气体进行ꎬ解题关键在于找准生成沉淀的拐点和对应线段以及所对应的坐标轴上的物质质量进行计算ꎬ生成气体的题型主要看懂反应前后总质量的变化情况ꎬ一般用差量法解题.２.１生成沉淀型
例题２㊀(２０２０毕节)欲测定一瓶标签破损的
硫酸铜溶液的溶质质量分数ꎬ现取５０ｇ硫酸铜溶液样品于烧杯中ꎬ逐滴加入１０％的ＮａＯＨ溶液.生成沉淀的质量与加入ＮａＯＨ溶液的质量之间的关系如图２所示.回答下列问题
:
图２
(１)图中ｘ＝
.
(２)计算硫酸铜溶液的溶质质量分数.
分析与解决㊀从图像中可以看出ꎬ硫酸铜和氢氧化钠完全反应ꎬ生成４.９ｇ氢氧化铜沉淀和硫酸钠ꎬ可以根据化学方程式计算.
ＣｕＳＯ４＋２ＮａＯＨ Ｎａ２ＳＯ４＋Ｃｕ(ＯＨ)２ˌ
１６０８０９８８ｇ
４ｇ
４.９ｇ
需要氢氧化钠溶液的质量为４ｇː１０％＝４０ｇꎬ
ｘ的值为４０ｇ.硫酸铜溶液的溶质质量分数为８ｇ
５０ｇ
ˑ
１００％＝１６％
要注意的是通过化学方程式计算的数据应是纯
物质的数据ꎬ如５０ｇ硫酸铜溶液是混合物ꎬ则不能直接用于计算ꎻ而生成的氢氧化铜沉淀可视为纯净物ꎬ则将其数据直接进行计算.２.２生成气体型
例题３㊀(２０２０黔西南州)实验室用６８ｇ过氧
化氢溶液和２ｇ二氧化锰制取氧气ꎬ实验中非气态物质的总质量随时间变化如图３所示.回答下列问题
:
图３
(１)反应中二氧化锰的作用是
.
(２)计算过氧化氢溶液中溶质的质是分数.
分析与解决㊀本题找差量很重要ꎬ观察图像ꎬ反应前的总质量为６８ｇ＋２ｇ＝７０ｇꎬ但反应完成后的总质量为６６.８ｇꎬ明显减少３.２ｇ.通过分析得知ꎬ产生的差量是因为反应中生成Ｏ２ꎬ减少的质量为生成Ｏ２的质量.根据计算可得ꎬ生成３.２ｇＯ２所需的Ｈ２Ｏ２溶质的质量为６.８ｇꎬ因此过氧化氢溶液中溶质的质量分数为６.８ｇ
６８ｇˑ１００％＝１０％.二氧化锰在整个化学反
应中质量始终不变ꎬ作为反应催化剂ꎬ起催化作用.
３有关ｐＨ曲线类
解决ｐＨ曲线类题型的关键是判断曲线上的点对应的溶液是酸性㊁碱性还是中性ꎬ进而判断相应的溶质情况.
例题４㊀(２０２２毕节)已知ＣａＣｌ２溶液显中性.
向ＣａＣｌ２与盐酸混合溶液中逐滴滴加Ｎａ２ＣＯ３溶液ꎬ边加边搅拌ꎬ用ｐＨ计测得混合溶液ｐＨ的变化如图４所示.下列相关叙述正确的是(㊀㊀)ꎮ
Ａ.实验中Ｃｌ－个数保持不变Ｂ.ＡＢ对应反应为中和反应
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Ｃ.ＢＣ对应反应无明显现象Ｄ.ＣＤ表明Ｎａ２ＣＯ３属于碱
图４
分析与解决㊀当碳酸钠溶液滴入氯化钙和盐酸的混合溶液中时ꎬ碳酸钠先与盐酸反应ꎬ后与氯化钙反应.从图像中可以看出ꎬＡＢ段的ｐＨ小于７ꎬ呈酸性ꎬ酸性逐渐减弱ꎬ表明盐酸逐渐被碳酸钠消耗ꎬｐＨ缓慢上升ꎻＢＣ段的ｐＨ没有变化ꎬ始终为７ꎬ表明碳酸钠在与氯化钙反应ꎬ因为产物是氯化钠和碳酸钙沉淀ꎬ两者都是中性的ꎬ所以ｐＨ始终保持在７的位置ꎻＣＤ段的ｐＨ不断增大且大于７ꎬ溶液已经呈碱性ꎬ表明溶液中的氯化钙已被反应完.虽然碳酸钠是盐ꎬ但其水溶液是碱性的ꎬ所以继续滴加碳酸钠溶液ꎬ混合溶液必定是碱性的ꎬｐＨ>７.从分析可以看出ꎬ在实验过程中ꎬＣｌ－最终以ＮａＣｌ的形式存在于溶液中ꎬ因此Ｃｌ－的个数始终保持不变ꎬ因此Ａ是正确的ꎻ中和反应是指酸和碱之间的反应ꎬ题中的碳酸钠属于盐ꎬ所以盐酸和碳酸钠之间的反应不是中和反应ꎬ而是酸和盐之间的复分解反应ꎬ所以Ｂ是错误的ꎻＢＣ段的反应现象是有白色沉淀产生ꎬ现象很明显ꎬ所以Ｃ错误ꎻＣＤ段只能表示溶液是碱性的ꎬ并不能说Ｎａ２ＣＯ３属于碱ꎬＮａ２ＣＯ３本属于盐ꎬ所以Ｄ是错误的.
４优先反应类
优先反应类题型一般涉及到多个反应ꎬ所以对应的反应图像多为折线ꎬ理清每个拐点代表的意义是解题的关键ꎬ拐点一般代表前一个反应完成ꎬ后一个反应开始.
例题５㊀(２０２２六盘水)取碳酸钙样品在一定温度下加热分解ꎬ１０分钟时取１０ｇ固体于Ａ烧杯中ꎬ２０分钟时再取１０ｇ固体于Ｂ烧不中ꎬ分别加入１００ｇ水充分搅拌ꎬ分别逐滴滴加相同浓度的稀盐酸ꎬ质量变化关系如图５所示.下列说法正确的是(㊀㊀
).图５
Ａ.ＭＣ１段烧杯内物质总质量增加ꎬ是因为滴加稀盐酸ꎬ没有发生化学反应Ｂ.当消耗稀盐酸的质量为ｎ１ｇ时ꎬＡ烧杯中比Ｂ烧杯中产生的气体多Ｃ.Ｃ１Ｃ２段反应的化学方程式为:ＣａＯ＋２ＨＣｌ ＣａＣｌ２＋Ｈ２Ｏ
Ｄ.曲线ＭＣ１Ｄ１代表Ｂ烧杯中加入稀盐酸的质量与烧杯内物质总质量关系
分析与解决㊀碳酸钙在高温条件下可分解生成
氧化钙和二氧化碳.相比而言ꎬ加热１０分钟时ꎬ取出的１０ｇ固体中碳酸钙多ꎬ生成的氧化钙少ꎻ继续加热则碳酸钙继续分解ꎬ当加热２０分钟时ꎬ取出的１０ｇ固体中碳酸钙少ꎬ生成的氧化钙多.当向固体中加入１００ｇ水时ꎬ氧化钙与水反应生成氢氧化钙ꎬ然后向固体中滴加稀盐酸ꎬ氢氧化钙会优先与稀盐酸反应ꎬ反应完成后ꎬ碳酸钙才会与稀盐酸反应.由图像可知ꎬＭＣ１段稀盐酸与氢氧化钙发生化学反应ꎬ故Ａ错ꎻＭＣ１Ｄ１和ＭＣ２Ｄ２２条折线中ꎬＣ点表明氢氧化钙被盐酸反应完ꎬＤ点表明碳酸钙被盐酸反应完ꎬ因为拐点Ｃ２高于Ｃ１ꎬ可推出ＭＣ１Ｄ１是加热１０分钟时取出放于Ａ烧杯中的固体反应图像ꎬＭＣ２Ｄ２是加热２０分钟时取出放于Ｂ烧杯中的固体反应图像.因为烧杯Ａ中的碳酸钙比烧杯Ｂ中的碳酸钙多ꎬ当消耗的稀盐酸质量为ｎ２ｇ时ꎬ烧杯Ａ中产生的二氧化碳气体比烧杯Ｂ中的二氧化碳气体多ꎬ所以Ｂ正确ꎻＣ１Ｃ２段是氢氧化钙和盐酸反应ꎬ所以Ｃ是错误的ꎻ从前面的分析可以看出ꎬＭＣ１Ｄ１是烧杯
Ａ中的物质反应图像ꎬ所以Ｄ是错误的.
参考文献:
[１]冯威.初中化学图像题的解题指导[Ｊ].数理化
解题研究ꎬ２０２２(２９):１０４－１０６.
[责任编辑:季春阳]
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