刊名: 教育研究
Educational
Research
主办: 中国教育科学研究院
周期: 月刊
出版地:北京市
语种: 中文;
开本: 16开
ISSN: 1002-5731
CN: 11-1281/G4
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2-277
投稿邮箱:jyyj79@126.com
历史沿革:
现用刊名:教育研究
创刊时间:1979
该刊被以下数据库收录:
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高三化学图像图表专题复习策略
【作者】 闻超杰
【机构】 江苏省靖江市第一高级中学
【摘要】【关键词】
图像图表题是以化学中的基本概念和理论、元素化合物和化学实验等知识为载体,精心设计问题的一种信息处理和分析题。主要考查学生实验设计能力,数据读取、分析与处理能力,图像的识别与分析能力,是江苏高考的热点。阅读图表获取信息处理问题的能力是高考考试说明中明确要求的。这类题目就其内容而言,有化学实验、化学反应速率和化学平衡图像、化工流程与化工模型、物质结构图像模型等;从形式上看,有实验装置图、物质结构模型图、化工生产流程图、图像图表题等。
一、实验装置图特点和审题技能
近几年实验装置图在选择题部分主要以装置组合型为主。审题时要注意以下几个方面:
(1)明确制备气体的反应原理,制备、净化、干燥、尾气处理装置。
(2)注意物质分离提纯的方法及装置。如过滤装置、蒸发装置、蒸馏装置、分液装置、洗气装置、升华装置等。(3)熟记各种方法及装置的注意事项
如过滤时要用玻璃棒引流,不能直接倾倒,蒸馏装置中,冷凝水的方向、温度计的位置等,分液时上层液体、下层液体的取出方法,洗气时的进气方向及试剂的选择等。
例1 (13南通一模)用下列实验装置进行相应实验.能达到实验目的的是( )
A.用图1所示装置除去HCl气体中的少量C12
B.用图2所示装置检验加热时产生的乙烯
C.用图3所示装置在铁制品表面镀铜
D.用图4所示装置分离溴的四氯化碳溶液
解析:本题属于基础实验与基本实验操作的考查范畴。考查了气体的除杂、性质的过滤、电镀原理、蒸馏等基本实验操作,同时在试题中渗透实验方案的设计,能全面考查学生的综合实验基本知识。除去氯化氢气体中的氯气要考虑氯化氢极易溶于水;证明乙烯的存在时,要考虑到乙醇也能使酸性高锰酸钾褪色;电镀的时候镀层金属放在阳极,镀件放阴极;蒸馏操作温度计水银球位置在蒸馏烧瓶支管口附近。因此本题应选C
二、坐标图特点和审题技能
有关化学平衡、化学反应速率、pH变化的图像一直是高考关注的热点。在审题时,要做到“一看、二想、三判断”。
“一看”,看图像,①看轴:弄清纵横坐标的含义;②看线:弄清线的走向、变化的趋势;③看点:弄清曲线上起点、拐点、交点、最高点与最低点的含义;④看量的变化:弄清是浓度变化、温度变化、压强变化还是转化率的变化;⑤看是否需要作辅助线:如等温线、等压线等。
“二想”,想规律,联想外界条件对化学反应速率、化学平衡以及pH的影响规律。
“三判断”,通过将图像分析和理论分析相结合,作出正确判断。
例2(2011年江苏高考10)下列图示与对应的叙述相符的是 ( )
A.图5表示某吸热反应分别在有、无催化剂的情况下反应过程中的能量变化
B.图6表示0.1000 mol·L-1NaOH溶液滴定20.00mL0.1000 mol·L-1CH3COOH溶液所得到的滴定曲线
C.图7表示KNO3的溶解度曲线,图中a点所示的溶液是80℃时KNO3的不饱和溶液
D.图8表示某可逆反应生成物的量随反应时间变化的曲线,由图知t时反应物转化率最大
解析:本题考查学生对化学反应热效应、酸碱中和滴定、溶解度曲线、平衡转化率等角度的理解能力。是基本理论内容的综合。高三复习要多注重这一方面的能力训练。
A.图5表示反应物总能量大于生成物总能量,是放热反应。
B.图6中当NaOH与CH3COOH等物质的反应时,溶液因盐类水解而呈碱性,突跃该曲线前。
C.图7通过a作一条辅助线,与KNO3的溶解度曲线有一交点在a点之上,说明a点溶液是不饱和溶液。
D.图8 表示某可逆反应生成物的量随反应时间变化的曲线,由图知t时曲线并没有达到平
所以此题选A
酸碱反应中离子浓度的变化是近年高考考查的热点,常常结合图像考查。此类题目通常在以下四点设置:(1)刚开始反应某种溶液过量时;(2)酸碱中和恰好完全反应时;(3)反应至溶液的pH=7时;(4)反应至另一种溶液过量时。做题时,审题要注意以下几点:(1)弄清反应顺序;(2)分析反应情况;(3)注意三大守恒的应用。
例3(2012年江苏高考)25 ℃时,有c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.1mol·L-1的一组醋酸、醋酸钠混合溶液,溶液中c(CH3COOH)、c(CH3COO-)与pH的关系如图所示。下列有关溶液中离子浓度关系的叙述正确的是( )
A.pH=5.5的溶液中:c(CH3COOH)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
B.W点所表示的溶液中:c(Na+)+c(H+)=c(CH3COOH)+c(OH-)
C.pH=3.5的溶液中:c(Na+)+c(H+)-c(OH-)+c(CH3COOH)=0.2mol·L-1
D.向W点所表示的1.0L溶液中通入0.05mol HCl气体
(溶液体积变化可忽略):c(H+)=c(CH3COOH)+c(OH-)
解析:本题属于基本概念与理论的考查,落点在水解与电离平衡、物料守恒和电荷守恒、离子浓度大小比较。溶液中存在水解与电离两个过程的离子浓度大小比较似乎是考试热点内容,高三复习中要反复加强训练。
A.pH=5.5比4.75大,从曲线来看CH3COOH的电离在增大,CH3COO-的水解在减小,不可能出c(CH3COOH)>c(CH3COO-)。
BC.W点表示溶液中:c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)是完全正确的,其实这关系在溶液中始终存在。pH=3.5溶液中c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)再把题干中的c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.1mol·L-1代入即可。
D.向W点所表示溶液中通入0.05molHCl气体,原有平衡被打破,建立起了新的平衡。
溶液中电荷守恒关系为:c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)+c(Cl-);
物料守恒关系为:2c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=0.1 mol·L-1,不可能得出上述结论。
所以此题选BC
三、表格图特点和审题技能
表格图在高考试卷中频频出现,在审题时要分析比较数据,理解表格中的各个数字的意义,找出数据间联系,巧妙地将表格语言转换成化学语言。化学平衡的表格题是难点之一,解这一类型的题目常用到化学平衡常数K和等效平衡。具体为:(1)判断可逆反应是否达到平衡状态:比较Qc和K的大小(2)计算反应的热效应(3)利用K计算平衡时物质的转换率等。
计算化学平衡常数时要注意:不能把固体或纯液体写进平衡常数表达式;计算时要将浓度而不是物质的量代入计算。
例4(2012年江苏14)温度为T时,向2.0L恒容密闭容器中充入1.0molPCl5,反应PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)经一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表:
下列说法正确的是( )
A.反应在前50s的平均速率为v(PCl3)=0.0032mol·L-1·s-1
B.保持其他条件不变,升高温度,平衡时,c(PCl3)=0.11mol·L-1,则反应的△H<0
C.相同温度下,起始时向容器中充入1.0molPCl5、0.20molPCl3和0.20molCl2,达到平衡前v(正)>v(逆)
D.相同温度下,起始时向容器中充入2.0molPCl3、2.0molCl2,达到平衡时,PCl3的转化率小于80%
解析:本题素材似乎来源于《选修四》课本第32页习题的第8题,属于基本理论中化学平衡问题,主要考查学生对速率概念理解与计算,平衡常数概念与计算,平衡移动等有关内容理解和掌握程度。高三复习要让学生深刻理解一些基本概念的内涵和外延。
A.反应在前50s内的平均速率应该是前50s内PCl3浓度变化与时间的比值,而不是PCl3物质的量的变化与时间的比值。
B.相同温度下,起始时向容器中充入1.0molPCl5、0.20molPCl3和0.20molCl2应先求平衡常数K为0.025,再求浓度商(Qc)为0.02,K>Qc,说明平衡向正反应方向移动。
C.保持其他条件不变,向平衡体系中再通入0.20molH2O,与原平衡相比,平衡向右移动,达到新平衡时CO转化率增大,H2O转化率减小,H2O的体积分数会增大。
D.从等效平衡的角度,先建立原容器两倍关系的模型,即与原平衡完全等效,再把容器两倍关系压缩成原容器,则平衡向逆反应方向移动,PCl3的转化率应大于80%
所以本题答案为BC
四、化工生产流程图特点和审题技能
解答这类试题的起点是会识别流程图[箭头指出的是投料(反应物),箭头指向的是生成物(包括主产物和副产物),返回的箭头一般是被“循环利用”的物质]。关键是会利用题给信息,正确运用原理,一般要思考以下问题:①生产目的,设计的原理,生产过程的作用等;②化学反应条件控制原理;③实验基本操作;④资源的回收和利用;⑤“绿色化学”生产,环境保护等。
化工生产流程和综合实验题中经常会出现一些表述性词语,这些表述性词语就是隐性信息,它可以暗示我们所应考虑的答题角度。常见的有:
(1)“控制较低温度”——常考虑物质的挥发,物质的不稳定性和物质的转化等。
(2)“加过量试剂”——常考虑反应完全或增大转化率、产率等。
(3)“能否加其他物质”——常考虑会不会引入杂质或是否影响产品的纯度。
(4)“在空气中或在其他气体中”——主要考虑O2、H2O、CO2或其他气体是否参与反应或达到防氧化、防水解、防潮解等目的。
(5)“判断沉淀是否洗净”——常取少量最后一次洗涤液于试管中,向其中滴加某试剂,以检验其中的某种离子。
(6)“检验某物质的设计方案”——通常取少量某液体于试管中,加入另一试剂产生某现象,然后得出结论。
(7)“控制pH”——常考虑防水解、促进生成沉淀或除去杂质等。
(8)“用某些有机试剂清洗”——常考虑降低物质溶解度有利于析出、减少损耗和提高利用率等。
例5电镀含铬废水的处理方法较多。Ⅰ.某工业废水中主要含有Cr3+,同时还含有少量的Cu2+、Fe2+、Fe3+和Al3+等,且酸性较强。为回收利用,通常采用如下流程处理:
已知:a.Cr(OH)3→NaCrO2→Na2CrO4―→Na2Cr2O7
b.Cu(OH)2能溶于氨水:Cu(OH)2+4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H3O
请回答:
(1)操作Ⅰ的名称为________,上述操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ相同,进行该实验操作所需要的主要玻璃仪器除烧杯、漏斗外,还有__________。
(2)滤渣Ⅰ的主要成分为________(写化学式),试剂乙的名称为__________。
(3)加入试剂甲的目的是_____________________________。
(4)废水处理流程中生成滤渣Ⅲ的离子方程式为__________。
Ⅱ.酸性条件下,六价铬主要以Cr2O形式存在。工业上用以下方法处理含Cr2O的废水:①往废水中加入适量的NaCl,搅拌均匀;②用Fe为电极进行电解,经过一段时间,最后有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀产生;③过滤回收沉淀,废水达到排放标准。
(5)电解时能否用Cu电极来代替Fe电极________(填“能”或“不能”),理由是__________________________。
(6)已知某含Cr2O的酸性工业废水中铬元素的含量为104.5 mg·L-1,处理后铬元素最高允许排放浓度为0.5mg·L-1。处理该废水1000m3并达到排放标准至少消耗铁的质量为________kg。
解析:流程图分析:工业废水中含有Fe2+,加入试剂之后无Fe2+,所以加入甲的目的是将Fe2+氧化,加入NaOH之后,滤渣是Cu(OH)2、Fe(OH)3,滤液是NaAlO2和NaCrO2混合液,根据信息,试剂乙是氨水,试剂丙是NaOH,所以滤渣Ⅱ是Fe(OH)3,滤液Ⅱ是[Cu(NH3)4](OH)2溶液;因为由NaCrO2到CrO化合价升高,所以试剂丙应具有氧化性,向NaAlO2溶液中通入过量CO2应生成Al(OH)3沉淀和NaHCO3。
(6)设需要xkg,根据电子守恒得:■×1=■1=×(6-3)x=336kg。
五、几点感悟
以图为载体,能很好地考查考生阅读、理解、获取信息,处理加工信息和运用信息解决问题,综合分析和创新意识的发展性学力。以图为载体的化学试题这几年高考化学试题中出现的次数较多,分布较广。如在化学实验、化学基本原理、化学计算等方面都有体现。要顺利地解决这类习题,首先要有扎实的化学基础知识,挖掘图中隐含的条件,即注重图中信息的获取,找出图中信息和要求解答的问题之间的内在联系,找到解决问题的突破口。其次,要注重典型习题的训练,从中找出解决同类型习题的规律,如图像问题中,首先要弄清纵横坐标、拐点所代表的意义,结合试题所给条件运用化学基本原理,归纳和总结出解决问题的一般方法。教学中要注重课堂设计,使问题的设置体现多层次,多角度,分析过程较为灵活,具有一定的发散性,使学生的能力得到更好的发挥。总之,我们在教学中注重双基,精讲精练,点拨思路,加强引导,一定会收到事半功倍之效。