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高中化学图像类题型初探论文

发布时间:2023-12-25 11:42:02 文章来源:SCI论文网 我要评论














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   摘 要 : 主要介绍了在某一反应体系中的某一种离子或者某一种类物质的量有关的图像,以及 根据给出的某一种或几种物质的具体量推断发生哪种化学反应的图像两种类型在实际题目中的应用,以期帮助学生更好的解答与之相关类的题型.

  关键词 : 化学图像,解题分析,解题思路,高中化学

  既然是解答与图像有关的题型,那么解题的关键就在于弄懂题目所给的图像.如何读懂所给的图 像,第一步就需要学生对所给的图像或者图表进行 观察和分析,以获得对解答相关题目有用的条件,这 就对观察和分析能力有一定的要求 ; 第二步就是根 据实际题目的问题结合图像进行分析,或者是将能 够获得的化学信息经过整理成为具有一定共性的规 律或原则,并且充分运用该规律挥着原则解决问题, 这对于思维能力也有一定的要求 ; 第三步就是要有 机地将课本上所学过的知识与实际题目所给的条件 等相融合进行分析,进而得到解决问题的新方法或 新思路,这也就对同学们的学习能力和创新创造能 力有一定的要求,并且对于学生的实验能力也起到 一定的考查作用.所以,与化学图像有关的题目,近 年来一直是备受人们关注的一个题型,对于学生化学素养的培养具有重要作用.

  1 与某种物质或者离子的量的变化有关

  一般来讲,这类型的图像题中,表达某一化学反应的从量变到质变的过程,可以用所给的图像中的 曲线的转折点来表示,而需要解决的问题一般也与所给图像中的曲线的某一个点的“量”有关.

  这类型的题目的提问方式,一般为当某一个固 定的反应体系中的某一种化学反应物质的量增加或 者减少的过程中,所对应的化学反应如何实现从发 生反应到完成反应,并且向着另外的化学反应进行 转化的过程.在大部分题目中,发生某化学反应以后 某种产物的量一般用纵坐标来表示,进而表示该化 学反应进行的程度,而发生这一化学反应的某一种 反应物的量就用横坐标来表示,并且也表示出当该 反应物的量发生变化的过程中,该化学反应是如何 转化为另外的一个反应的.以可溶解的铝盐溶液和 强碱性的溶液发生化学反应生成氢氧化铝沉淀为 例,这个反应的大致趋势就是应该是沉淀先缓慢增加后逐渐减小.

  在解答这类型的相关图像题时,需要学生知道 : 首先应该要定性地对具体题目所给的图像进行分析,明确在图像中所对应的曲线的起始点、拐点和终点发生的化学反应有哪些 ; 其次就是要明确所给出 的图像中的每一段曲线对应的化学反应具体是什 么,并尽量用化学方程式表示出来 ; 再者就是要注意 将曲线上指定的某一些点的坐标值和所进行的化学 反应的程度相结合进行分析 ; 最后就是要知道什么 时候需要分析曲线的斜率的变化情况及其对应的化 学意义是什么 : 当曲线的走势相同并且有拐点出现 的时候.对于这类型的题目可以以中学化学探究性实验作为设计的出题背景.

  例 1 将适量的稀盐酸( HCl) 逐滴缓慢的滴加 到固定量的碳酸钾( K2 CO3 ) 溶液中,滴加过程中不 断地搅拌.而原本的溶液中的离子数目也因为滴加 的稀盐酸( HCl) 而发生了相应的变化.具体如图 1 所示,那么关于图中的四条曲线所对应的溶液里的离子的关系的表述,正确的是( ) .

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  分析 这个题目所给的图像的四条曲线,其中 a、b、d 的大致走势能一眼就观察到,但 c 曲线是由 两段曲线组成的,从原点 O 到 c、d 的相交的曲线即使曲线 d 的一部分也是曲线 c 的一部分,在最开始

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  例 2 如图 2 所示,在 25mL 0.1mol / L 的 NaOH 溶液中滴入 0.2mol / L 的 CH3 COOH,下列选项中有关粒子浓度的关系正确的是( ) .

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  分析 这一例题考查酸碱混合溶液定性判断, 侧重考查了学生图像分析的能力,明确混合溶液中 溶质成分及其性质时是解题 的关键.首先 A 选项 中,可以从图中判断出 A 到 B 的任意一点中溶液呈 碱性,所以 c( OH -) >c(H + ) ,并根据电荷守恒可以 得到 c( CH3 COO -) >c(Na + ) ,但是靠近A 点的溶液 中 NaOH 的浓度较大.对于 B 选项来说,醋酸钠是强碱弱酸盐,所以水溶液呈碱性,如果要使得溶液为中性,就 需 要 加 入 过 量 的 醋 酸 CH3 COOH,所 以 c( OH - ) = c( H + ) ,并根据电荷守恒 c( Na + ) = c( CH3 COO - ) ,但是水的电离程度较小.C 点处的 溶液溶质为醋酸钠和醋酸,所 以 其 溶 液 是 酸 性 的,所 以存在 c( H + ) >c( OH - ) ,结合 电荷 守恒 定律可以得到 c( CH3 COO - ) >c( Na + ) .而 D 点 处的溶液体积增大一倍,但是其浓度降为原来的一半.

  2 与定量推断化学反应有关

  这类型的题目所给的图像的曲线,大部分都是 在不同的条件下相同的反应物发生的不同反应作为 出题的背景,需要解决的问题一般都是在给定某一物质的量的条件下确定对应的化学反应.

  在解答这类型的相关图像题时,需要知道 : 首先 每个曲线所表示的物质是什么 ; 其次就是知道在给 定的条件下会产生哪些物质 ; 再者就是计算出在指 定的条件下的每一种生成物的物质的量或者它们的比值.

  例 3 HNO3 是一种非常重要的化工原料.在 工业上生产 HNO3 一般运用 NH3 催化氧化进 行 制备,生产过程中产生的二氧化氮气体是通过在 密闭的容器里面经过多次的循环再利用水将其吸收.

  ( 1) 与本知识无关,故略.

  (2) 运用上述方式制备得 到 的 HNO3 是 稀 HNO3 ,对所制得的稀 HNO3 经过用水稀释、蒸馏或 者是浓缩等操作以后就能得到浓度不 一 样的 HNO3.经过实验证明 : 当浓度不相等的 HNO3 和相 同的金属发生发布时,产生的还原气体也是不一样 的.以镁和硝酸反应为例,测得的气体产物中包含 有 : 氢气 ( H2 ) 、N2 、NO、NO2 ,而产生的液体包括 : Mg(NO3 ) 2 、NH4 NO3 和水.产生上述产物的硝酸的 浓度为 : H2 : c <6.6mol /L; N2 和 NH4+ : c <10mol /L; NO:0.1mol /L0.1mol /L.其各个气体产物的成分和含量随 HNO3 浓度的变化的 曲线如图 3 所示.请写出镁单质和 11mol /L 的 HNO3 反应的化学方程式 ; 当 960mg 镁单质与足够多的 4mol /L 的 HNO3 在足够长的时间内发生反应,收集 到的气体体积为 224mL,请通过计算写出对应的化学方程式.

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  分析 当 HNO3 的浓度为 11mol /L 的时候,根据图中所提供的曲线可知,只产生了还原气体 NO2 ,因此化学方程式 : Mg + 4HNO3 ———Mg( NO3 ) 2 + 2NO2 ↑ + 2H2 O; 当 HNO3 的浓度为 4mol /l 的时 候,根 据 图 像 可 知,产 生 的 气 体 有 H2 、N2 、NO、 NO2 ,那么与镁单质反应得到各自的产物 的量为 : n( NO) ∶ n( N2 ) ∶ n( NO2 ) ∶ n( H2 ) = 5 ∶ 3 ∶ 1 ∶ 1.根据 题意可知液体还原产物为 NH4+ ,再由电子守恒原 理计算可得各物质的量,反应的化学方程式为 : 13Mg + 34HNO3 ——— 2NO + H2 ↑ + 2NO2 ↑ +2NH4 NO3 + 13Mg(NO3 ) 2 + 12H2 O.

  解答与图像有关的题目时,关注曲线的变化特 点和它的变化趋势,并对此进行适当的分析,再结合 所学过的知识进行解题即可.图像分析题很考验学 生的综合能力,空闲时间可以多练习来提高自己的解题能力.

  参考文献 :

  [1]彭梭.高考化学图像题的统计分析及教学策略 研究[J].武汉: 华中师范大学,2016 .

  [2]金丹.借用高中化学图像诱发“深度学习” [J]. 中学化学教学参考,2019(12) : 30 .
 
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