解读坐标系图像 提升化学解题效率

钱建忠

摘 要： 新课程的知识体系中，更加注重各学科之间的知识渗透，将多个学科的知识蕴含于一个题目中，增强了题目的综合性，这类题型在近年来的中考化学试题中出现的频率越来越高.针对如何应用图像法中的坐标系解答化学题目做了分析和探讨，以帮助初中学生更好地掌握这类题型.

关键词： 图像解题;溶解度曲线;p变化曲线;初中化学

中图分类号： G632       文献标识码： A       文章编号： 1008-0333（2021）35-0092-02

一、溶解度曲线

什么是溶解度曲线呢？随着温度的改变，物质的溶解度也发生改变时所呈现出来的曲线就是溶解度曲线.在解答与溶解度曲线有关的题目时一定要先弄清楚以下溶解度曲线的涵义：

1.某一物质在某一个温度下的溶解度可以用曲线上的某一个点来表示;

2.在某温度下，当两种物质的溶解度相同时，图像中就表现为这两物质的曲线在这个温度下有交点，当两种物质的溶解度或者饱和溶液中的溶质的质量分数相同时的温度就可以用这个交点来判断;

3.物质的溶解度被温度所影响的大小可以用对应曲线的坡度来表示：如果一种物质受到温度变化的影响很大，那么它所对应的曲线坡度就大，对于坡度大的曲线，最合适的分离方法就是使用降温结晶法;如果一种物质受到温度变化的影响很小，那么它所对应的曲线坡度就小，对于坡度小的曲线，最适合的分离方法就是蒸发溶剂法使之结晶再分离;

4.在某一温度下某物质的过饱和溶液可以用曲线上方的点来表示，而某一温度下某种物质的饱和溶液就可以用恰好在曲线上的点来表示，在某一温度下某种物质的不饱和溶液就用曲线下方的点表示.

例1  已知KNO3和NaCl的溶解度曲线如图1所示，请根据图1回答下列问题：

（1）在温度等于t1℃时，KNO3的溶解度为 ，请尝试表达出在这时KNO3饱和溶液的溶质质量分数的表达式： ;图1中A点有什么意义？ .

（2）實验室的李老师给出了以下操作步骤：①溶解，②加热浓缩，③降温，④过滤，⑤趁热过滤.

假如某实验人员不小心将少量的NaCl放进了KNO3晶体中，那么如何将KNO3提纯？用序号表示出正确的操作步骤为 ;

假如某实验人员不小心将少量的KNO3加入到了NaCl晶体中，那么如何将NaCl提纯？用序号表示出正确的操作步骤为 ;

解析  首先分析题目所给的图像，根据溶解度曲线的有关涵义可得到：

（1）从图像上可以看出，在温度为t1℃时，KNO3的溶解度为b g，在这时KNO3饱和溶液的溶质质量分数的表达式就可以表示为： b b+100 ×100%;

在图1中，两种物质的溶解度曲线的交点是点A，这个交点的意义就是指当温度为t2℃时，KNO3和NaCl的溶解度相同.

（2）如果是要将KNO3中的少量NaCl除去，那么就可以采用的步骤是先将其溶解，再利用KNO3和NaCl的溶解度不同的特点进行加热浓缩，然后降温处理，最后过滤即可，也就是①、②、③、④ 这4个步骤;如果是要将NaCl中的少量KNO3除去从而达到提纯NaCl的目的，那么可以采用的步骤是先将其完全溶解，然后利用KNO3和NaCl的溶解度不同的特点进行加热浓缩，最后趁热过滤即可，也就是①、②、⑤这三个步骤.

二、p变化曲线

根据所学的知识可以知道，如果一种溶液的p越小，那么该溶液中的+浓度就越大，而该溶液中的O-也越小.当溶液里面的+和O-经过反应以后被消耗掉或者是将溶液稀释以后，溶液的p会随之发生变化，这些变化都会体现在坐标系中相对应的曲线中.

例2  中和反应就是指酸与碱之间相互作用生成盐和水的反应.已知盐酸（Cl）溶液与氢氧化钠（NaO）溶液中的一种分别用甲或乙表示，在甲中加入乙时溶液的p变化曲线用图2中的曲线表示.请问你能从这张曲线图里面得出哪些信息：

（1）甲是 ;

（2）乙是 ;

解析  首先分析题目信息，根据p曲线变化趋势可得出，图2的曲线代表的是在碱里面加入酸的p变化曲线，因此甲就是氢氧化钠（NaO）而乙就是盐酸（Cl）.

通过仔细分析图像还能得出的信息有：

（1）表示盐酸（Cl）溶液与氢氧化钠（NaO）溶液刚好中和的点就是C点;

（2）C点的p刚好等于7;

（3）p变化快的时候是盐酸（Cl）溶液与氢氧化钠（NaO）溶液刚好中和的附近时刻;

（4）在发生反应以前p>7的是甲溶液;

（5）溶液的p<7或者溶液呈酸性的时候是乙溶液过量以后;

（6）因为乙溶液的加入，溶液的p会逐渐减小.

等等.

三、溶质的质量分数变化图像

随着溶质或者溶剂质量的改变，溶液中溶质的质量分数也会改变，这个变化会从坐标系的图像中体现出来.

例3  已知有甲、乙、丙3种物质的溶解度曲线，如图3所示，当甲、乙、丙3种物质在t2℃的饱和溶液降低温度到t1℃，那么得到的溶液的溶质质量分数的关系表示正确的是（  ）.

A.甲>乙>丙    B.甲=乙=丙

C.甲=乙>丙  D.丙>甲=乙

解析  首先观察图像，根据图像可以知道，温度越高，甲和乙的溶解度也越大，而丙的溶解度逐渐减小，并在当温度为t1℃时，甲和乙的溶解度相同.当甲、乙、丙的饱和溶液的温度t2℃降低到t1℃时，在t1℃时甲和乙2种溶液依旧是饱和溶液，因为它们的溶解度是相同的，因此它们的溶质质量分数也相同.而丙溶液却会从饱和溶液转化为不饱和溶液，但溶质的质量分数依旧不发生变化，依然是最小的.因此就可以得出甲、乙、丙3种溶液的溶质质量分数的大小关系应该是甲=乙>丙，符合要求的只有C选项，因此答案选C.

在近年来的中考化学试题中，运用图像解答题目的题型越来越常见，作为中学生，应该尽量掌握这类题型.在解答这类与图像相结合的题型时，最重要的解题突破口就是分析图像，图像中藏着能帮助解答题目的各种重要信息，同时也要掌握好化学学科的基础知识，只有将分析图像和灵活运用基础知识相结合，才能快速简便的求解出这类题型的正确答案.

参考文献：  [1]丁高鹏.中考化学计算最后一题的题型分析及解题策略[J].数理化解题研究，2010（12）：20.

[2]陈松平.深度解读图像 提高复习效率[J].中学化学，2015（02）：08.

[3]丁兵.中考化学命题热点—趣味化学题[J].中学化学，2020（11）：08.

[责任编辑：季春阳]