论文部分内容阅读
化学图像题是用直角坐标系的形式呈现化学问题的背景信息或表述相关化学或物理过程的题目，要求答题者能识别图像中的关键信息，能理解与这些信息相关的化学知识，并能根据这些化学知识进行合理的推理，解决与原化学知识相关的“新”问题。化学图像题以其简约、直观、丰富、综合性的信息表征形式，不仅可以考查学生对化学基础知识的掌握程度，而且还能考查学生观察、想像、分析、比较、推理等思维能力以及综合应用知识解决问题等能力，因而在近年的上海中考化学试题中备受青睐。下面就上海中考化学试题中这类题型分类别、分层次地举例分析，并归纳这类题型的解法。
1 例析
水平2：能理解有关溶解度的事实性知识。
[例2]上海2004（22）参考右图，解释生产流程中用蒸发结晶得到NaCl晶体，而用冷却结晶得到KNO3晶体的原因：____________________________
[分析]本题考查结晶原理的理解。NaCl的溶解度受温度变化的影响较小，因此可用加热蒸发的方法从溶液中析出；KNO3的溶解度受温度变化的影响较大，因此可用冷却结晶的方法从溶液中析出。
[说明]对溶解度受温度变化影响不大的物质，一般用蒸发溶剂的方法结晶；对溶解度受温度变化影响较大的物质，一般用降温方法结晶。
[分析]本题考查二氧化碳通入澄清石灰水的一系列反应过程及其图像表达。二氧化碳与澄清石灰水反应，先生成碳酸钙沉淀和水。当二氧化碳过量后，又和碳酸钙、水反应生成碳酸氢钙溶液。本题答案为：CO2 Ca(OH)2=CaCO3↓ H2O CO2 CaCO3 H2O=Ca(HCO3)2C。
[说明]明确图像中三点（起点、转折点、终点）是解题的关键。
水平2：从图像中寻找必要信息来解决问题。
[例5] 奉贤区2007（A21）碳酸钠和氯化钠的混合物10g，常温溶解在足量水中，向溶液中逐滴加入氯化钙溶液。加入氯化钙溶液的质量与生成的CaCO3沉淀的质量的关系如图：（1）图像中表示恰好完全反应的点是_____________；
（2）求原混合物中氯化钠的质量分数。（精确到0.01%）
[分析]本题考查分析图像获取必要信息解决问题的能力。从图像中可以看出，随着CaCl2的加入，生成的CaCO3沉淀先不断增加，当加入20g CaCl2溶液时，生成的CaCO3沉淀最多，此后不再增加，表示此时恰好完全反应（Na2CO3 CaCl2=CaCO3↓ 2NaCl）。要求原混合物中NaCl的质量分数，关键是求出原混合物中Na2CO3的质量，而图像中给出完全反应时生成CaCO3沉淀4g。（注意：图像中20g这个数据是CaCl2溶液的质量，不是参加反应CaCl2的质量，不能根据这个数据进行计算！）根据反应方程式可以求了原混合物中Na2CO3的质量，后来的解答就比较简单了。本题答案为：A57.60% (解题过程略)
[说明]能看懂图像是前提，关键是要能从图像中找到解决问题所需要的信息。
1．3与质量分数有关
水平1：能识别与某物理（或化学）变化过程相对应的图像。
[例6] 闵行区2007（11）将w克KNO3的不饱和溶液恒温蒸发水分，直到晶体析出。在此变化过程中，溶液中质量分数与蒸发时间的变化时间的变化关系可用下图表示的是（ ）。
[分析]本题考查的是通过计算质量分数，得到一系列数据，并根据这些数据完成图像的能力。第一问很简单：100g×20%=20g；本题要完成的是“溶质的质量分数随加入的硝酸钾固体质量变化的曲线图”，那就要明确：1）曲线的起点在哪里？2）曲线的终点在哪里？3）曲线有没有转折点？线是由点构成的，只有明确了一些必要的点，才能连成符合要求的曲线。在没有加入硝酸钾之前（即加入的硝酸钾为0克时），溶质质量分数为20%，因而起点在A(0，20%)点；60℃时硝酸钾的溶解度为110g/100g水，因而该温度下溶质的质量分数有最大值，这个值为：110/（100 110）×100%=52.4%，设此时需要加入KNO3的质量是xg，则(20 x)/(100 x)×100%=52.4%得：x=68.1g，因而B(68.1，52.4%)是曲线的最高点或者说是曲线的转折点，在这之后，由于溶液已是饱和，其质量分数不再随加入KNO2的质量而变化，因而出现了一条水平线。为了使曲线更准确，可以在A点和B点之间找一个以上的点（如C点：当加入KNO2的质量为20g时，此时质量分数为：（20 20）/（100 20）×100%=33.3%，C点坐标为(20，33.3%)），点选找好了就可以把这些点连接成光滑的曲线了。本题答案见图2。
[说明] 这类题目的解题思路是：1）明确几个特殊点（起点、终点、转折点）；2）通过计算得到这几个特殊点的坐标；3）在坐标系里找到这几个点，并连接成光滑的曲线或直线。
1．4 溶液酸碱性有关
水平1：知道酸（碱）性强弱与PH值大小的关系。
[例8]徐汇区2007（10）人体口腔内唾液的pH通常约为7，在进食过程的最初10分钟，酸性逐渐增强，之后酸性逐渐减弱，至40分钟趋于正常。与上述事实最接近的图像是（ ）。
[分析]本题考查根据所给信息识别图像的能力，其所涉及的知识是碱溶液稀释过程pH的变化规律。碱在稀释时，碱性会减弱但不会呈酸性，因而pH会减小，但不会小于7。本题答案为A。
[说明] 本题目关键是明确酸或碱稀释过程中pH值变化的规律，并确定曲线的起点和终点。
2 归纳：解题思路
化学图像题的样式很多，无论图像曲线怎么复杂，其关键还是数和形。数就是图像中的点——起点、转折点、终点和交叉点；形就是曲线的变化趋势。抓住了关键，还必须有一个正确的解题思路（根据图像题的难度不同，解题思路的深入程度可能不同，一般题目难度越大，解题思路越深入）。解题思路一般可分三步：
1）识图：识图的关键是四看（即识标、明点、析线、分区）。第一看理解坐标图中纵、横坐标的含义，找出纵、横坐标的关系，并把这种关系与所学知识点结合起来（即识标）；第二看曲线中的特殊点（起点、转折点、始终点、交叉点）所表示的意义（即明点）；第三看曲线的走向、变化趋势（如果是直线则看其斜率），揭示各段曲线的变化趋势及其含义以（既析线）；第四看曲线把平面划分的上下区域，清楚曲线上下区域的意义。
2）析图：解决为什么的问题。通过联想与图像有关的概念、规律、原理等，并寻求图像中各自变量与函数的关系，由此分析图中为什么会出现这些特殊点？曲线为什么有这种变化趋势？它们说明了什么？以此揭示问题的实质和规律。
3）用图：识图是基础，析图是关键，用图是目的。问题解决是建立在明了问题本身、问题已知条件及与问题相关的概念、规律、原理理解的基础上的。接下来就是进行促进知识迁移，设计解题过程，得出正确答案，并将其简洁规范地书写在试卷上。
注：本文例题主要选自上海中考化学历年真题或考前各区模拟题。
1 例析
水平2：能理解有关溶解度的事实性知识。
[例2]上海2004（22）参考右图，解释生产流程中用蒸发结晶得到NaCl晶体，而用冷却结晶得到KNO3晶体的原因：____________________________
[分析]本题考查结晶原理的理解。NaCl的溶解度受温度变化的影响较小，因此可用加热蒸发的方法从溶液中析出；KNO3的溶解度受温度变化的影响较大，因此可用冷却结晶的方法从溶液中析出。
[说明]对溶解度受温度变化影响不大的物质，一般用蒸发溶剂的方法结晶；对溶解度受温度变化影响较大的物质，一般用降温方法结晶。
[分析]本题考查二氧化碳通入澄清石灰水的一系列反应过程及其图像表达。二氧化碳与澄清石灰水反应，先生成碳酸钙沉淀和水。当二氧化碳过量后，又和碳酸钙、水反应生成碳酸氢钙溶液。本题答案为：CO2 Ca(OH)2=CaCO3↓ H2O CO2 CaCO3 H2O=Ca(HCO3)2C。
[说明]明确图像中三点（起点、转折点、终点）是解题的关键。
水平2：从图像中寻找必要信息来解决问题。
[例5] 奉贤区2007（A21）碳酸钠和氯化钠的混合物10g，常温溶解在足量水中，向溶液中逐滴加入氯化钙溶液。加入氯化钙溶液的质量与生成的CaCO3沉淀的质量的关系如图：（1）图像中表示恰好完全反应的点是_____________；
（2）求原混合物中氯化钠的质量分数。（精确到0.01%）
[分析]本题考查分析图像获取必要信息解决问题的能力。从图像中可以看出，随着CaCl2的加入，生成的CaCO3沉淀先不断增加，当加入20g CaCl2溶液时，生成的CaCO3沉淀最多，此后不再增加，表示此时恰好完全反应（Na2CO3 CaCl2=CaCO3↓ 2NaCl）。要求原混合物中NaCl的质量分数，关键是求出原混合物中Na2CO3的质量，而图像中给出完全反应时生成CaCO3沉淀4g。（注意：图像中20g这个数据是CaCl2溶液的质量，不是参加反应CaCl2的质量，不能根据这个数据进行计算！）根据反应方程式可以求了原混合物中Na2CO3的质量，后来的解答就比较简单了。本题答案为：A57.60% (解题过程略)
[说明]能看懂图像是前提，关键是要能从图像中找到解决问题所需要的信息。
1．3与质量分数有关
水平1：能识别与某物理（或化学）变化过程相对应的图像。
[例6] 闵行区2007（11）将w克KNO3的不饱和溶液恒温蒸发水分，直到晶体析出。在此变化过程中，溶液中质量分数与蒸发时间的变化时间的变化关系可用下图表示的是（ ）。
[分析]本题考查的是通过计算质量分数，得到一系列数据，并根据这些数据完成图像的能力。第一问很简单：100g×20%=20g；本题要完成的是“溶质的质量分数随加入的硝酸钾固体质量变化的曲线图”，那就要明确：1）曲线的起点在哪里？2）曲线的终点在哪里？3）曲线有没有转折点？线是由点构成的，只有明确了一些必要的点，才能连成符合要求的曲线。在没有加入硝酸钾之前（即加入的硝酸钾为0克时），溶质质量分数为20%，因而起点在A(0，20%)点；60℃时硝酸钾的溶解度为110g/100g水，因而该温度下溶质的质量分数有最大值，这个值为：110/（100 110）×100%=52.4%，设此时需要加入KNO3的质量是xg，则(20 x)/(100 x)×100%=52.4%得：x=68.1g，因而B(68.1，52.4%)是曲线的最高点或者说是曲线的转折点，在这之后，由于溶液已是饱和，其质量分数不再随加入KNO2的质量而变化，因而出现了一条水平线。为了使曲线更准确，可以在A点和B点之间找一个以上的点（如C点：当加入KNO2的质量为20g时，此时质量分数为：（20 20）/（100 20）×100%=33.3%，C点坐标为(20，33.3%)），点选找好了就可以把这些点连接成光滑的曲线了。本题答案见图2。
[说明] 这类题目的解题思路是：1）明确几个特殊点（起点、终点、转折点）；2）通过计算得到这几个特殊点的坐标；3）在坐标系里找到这几个点，并连接成光滑的曲线或直线。
1．4 溶液酸碱性有关
水平1：知道酸（碱）性强弱与PH值大小的关系。
[例8]徐汇区2007（10）人体口腔内唾液的pH通常约为7，在进食过程的最初10分钟，酸性逐渐增强，之后酸性逐渐减弱，至40分钟趋于正常。与上述事实最接近的图像是（ ）。
[分析]本题考查根据所给信息识别图像的能力，其所涉及的知识是碱溶液稀释过程pH的变化规律。碱在稀释时，碱性会减弱但不会呈酸性，因而pH会减小，但不会小于7。本题答案为A。
[说明] 本题目关键是明确酸或碱稀释过程中pH值变化的规律，并确定曲线的起点和终点。
2 归纳：解题思路
化学图像题的样式很多，无论图像曲线怎么复杂，其关键还是数和形。数就是图像中的点——起点、转折点、终点和交叉点；形就是曲线的变化趋势。抓住了关键，还必须有一个正确的解题思路（根据图像题的难度不同，解题思路的深入程度可能不同，一般题目难度越大，解题思路越深入）。解题思路一般可分三步：
1）识图：识图的关键是四看（即识标、明点、析线、分区）。第一看理解坐标图中纵、横坐标的含义，找出纵、横坐标的关系，并把这种关系与所学知识点结合起来（即识标）；第二看曲线中的特殊点（起点、转折点、始终点、交叉点）所表示的意义（即明点）；第三看曲线的走向、变化趋势（如果是直线则看其斜率），揭示各段曲线的变化趋势及其含义以（既析线）；第四看曲线把平面划分的上下区域，清楚曲线上下区域的意义。
2）析图：解决为什么的问题。通过联想与图像有关的概念、规律、原理等，并寻求图像中各自变量与函数的关系，由此分析图中为什么会出现这些特殊点？曲线为什么有这种变化趋势？它们说明了什么？以此揭示问题的实质和规律。
3）用图：识图是基础，析图是关键，用图是目的。问题解决是建立在明了问题本身、问题已知条件及与问题相关的概念、规律、原理理解的基础上的。接下来就是进行促进知识迁移，设计解题过程，得出正确答案，并将其简洁规范地书写在试卷上。
注：本文例题主要选自上海中考化学历年真题或考前各区模拟题。