圖像判斷題解法探究

沈熙仕

圖像判斷題是中考化學(xué)必考的一種題型，它不僅能考查學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)的掌握情況，更能考查學(xué)生的觀察能力、思維能力，以及靈活運(yùn)用知識(shí)進(jìn)行解題的能力。圖像判斷題通常以圖像的形式出現(xiàn)，許多信息隱含在圖像之中。因此，學(xué)生遇到這類題時(shí)，首先要會(huì)讀圖，從圖中獲取有用信息，然后利用這些信息結(jié)合相關(guān)的化學(xué)知識(shí)進(jìn)行解題。

一、構(gòu)成物質(zhì)的基本粒子類圖像題

構(gòu)成物質(zhì)的基本粒子有原子、離子、分子，分子由原子構(gòu)成，離子是帶電荷的原子。

例1.（蘇州）科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)：氮?dú)獠换顫姡?000 ℃時(shí)僅有0.1%的氮分子分裂成原子。在0 ℃、常壓條件下，向密閉容器M中充入一定量的氮?dú)?，而后升高溫度（不超過(guò)3000 ℃，壓強(qiáng)不變）。若該密閉容器的體積增大了一倍，則M內(nèi)分子變化的示意圖合理的是（ ）

A. B. C. D.

解析：從圖中知，M中的粒子“ ”表示氮原子，則粒子“ ”表示氮分子。構(gòu)成物質(zhì)的分子、各種元素的原子的大小和質(zhì)量是一定的，不可能隨著外界條件的變化而發(fā)生變化，當(dāng)外界條件發(fā)生變化時(shí)，只能是分子間的間隔發(fā)生變化，從而使物質(zhì)的體積發(fā)生變化，不可能是分子的大小發(fā)生變化。A圖中氮原子、氮分子變大了，不合理；B圖中氮原子、氮分子的大小都沒(méi)有發(fā)生變化，只是分子間的間隔變大了，一定量的氮?dú)怏w積變大了，合理；由題意知，在3000 ℃時(shí)僅有0.1%的分子分裂，在壓強(qiáng)不變、溫度升高（不超過(guò)3000 ℃）的條件下，氮分子基本上不會(huì)解離成原子，且氮原子也不可能變大，C、D兩圖不合理。

答案：B

點(diǎn)評(píng)：本題以圖示的形式形象地考查學(xué)生對(duì)粒子特性的認(rèn)識(shí)，對(duì)學(xué)生的觀察能力、空間想象能力提出了較高的要求。在解答時(shí)，不僅要正確地識(shí)圖，還必須明確：構(gòu)成物質(zhì)的每種粒子的大小是一定的，不隨外界條件的變化而變化，一定量的物質(zhì)體積大小的變化是構(gòu)成物質(zhì)的粒子間的間隔發(fā)生變化造成的。

二、粒子結(jié)構(gòu)示意圖類圖像題

在宏觀物質(zhì)與微觀構(gòu)成之間建立聯(lián)系，是化學(xué)學(xué)科不同于其他學(xué)科的特有思維方式，粒子結(jié)構(gòu)示意圖可以從微觀上形象、清晰地表示粒子的結(jié)構(gòu)。利用粒子結(jié)構(gòu)示意圖進(jìn)行解題，必須理解粒子結(jié)構(gòu)示意圖中每一部分的含義，正確認(rèn)識(shí)粒子結(jié)構(gòu)示意圖。

例2. 下圖為六種粒子的結(jié)構(gòu)示意圖，請(qǐng)用對(duì)應(yīng)的序號(hào)填空。

A B C [+x]

D E F

（1）屬于同種元素的粒子是 。

（2）具有相對(duì)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的粒子是 。

（3）屬于陽(yáng)離子的粒子是 。

（4）某元素R形成的堿的化學(xué)式為 R（OH）3，則此化學(xué)式中R的粒子結(jié)構(gòu)示意圖為 。

解析：（1）粒子結(jié)構(gòu)示意圖中的小圓圈及小圓圈中的數(shù)字，分別表示原子核及核電荷數(shù)，同種元素的粒子（包括原子和離子）所帶的核電荷數(shù)相同。C、F兩種粒子的核電荷數(shù)都是13，屬于同一種元素。D粒子屬于原子，核外有三層電子，有11個(gè)電子，原子的核電荷數(shù)等于核外電子數(shù)，D粒子的核電荷數(shù)是11；E粒子是陽(yáng)離子，核電荷數(shù)是11。D、E兩種粒子的核電荷數(shù)都是11，屬于同一種元素。（2）粒子結(jié)構(gòu)中最外電子層達(dá)到8電子時(shí)，粒子就處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)，符合這個(gè)條件的粒子是A、E、F。（3）陽(yáng)離子是帶正電荷的原子，這種粒子的核電荷數(shù)多于核外電子數(shù)，E、F兩種粒子的核電荷數(shù)都多于核外電子數(shù)，它們都是陽(yáng)離子的結(jié)構(gòu)示意圖。（4）在R（OH）3中，R為顯+3價(jià)的粒子，這種粒子的核外電子數(shù)比核電荷數(shù)少3個(gè)，符合這個(gè)條件的粒子結(jié)構(gòu)示意圖是F。

答案：（1）C與F，D與E （2）A、E、F

（3）E、F （4）F

點(diǎn)評(píng)：正確解答本題的關(guān)鍵是讀懂粒子結(jié)構(gòu)示意圖，并能熟練結(jié)合有關(guān)原子、離子的相關(guān)知識(shí)。

三、坐標(biāo)類圖像題

例3.（呼和浩特）下圖所示的四個(gè)圖像，能正確反映對(duì)應(yīng)變化關(guān)系的是（ ）

A.鎂在氧氣中燃燒

B.向二氧化錳中加入過(guò)氧化氫溶液

C.向一定量鐵粉和銅粉的混合物中加入硫酸銅溶液

D.等質(zhì)量的鎂、鋁分別與質(zhì)量分?jǐn)?shù)相等且足量的稀硫酸反應(yīng)

解析：A項(xiàng)表示鎂與氧氣反應(yīng)生成氧化鎂過(guò)程中氧化鎂、氧氣、鎂的質(zhì)量變化關(guān)系，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，鎂和氧氣參加反應(yīng)的質(zhì)量比為 48∶32，鎂消耗的質(zhì)量比氧氣多，由坐標(biāo)圖可知，反應(yīng)開(kāi)始時(shí)鎂和氧氣的質(zhì)量相同，隨著反應(yīng)進(jìn)行，剩余鎂的質(zhì)量應(yīng)該比剩余氧氣的質(zhì)量少，錯(cuò)誤；B項(xiàng)表示過(guò)氧化氫溶液分解生成氧氣的質(zhì)量關(guān)系，隨著加入過(guò)氧化氫溶液質(zhì)量的增加，反應(yīng)產(chǎn)生氧氣的質(zhì)量由“O”開(kāi)始逐漸增加，正確；C項(xiàng)表示向一定量鐵粉和銅粉的混合物中加入硫酸銅溶液，鐵與硫酸銅反應(yīng)（Fe+ CuSO4=Cu+FeSO4，相對(duì)原子質(zhì)量銅為64、鐵為56）固體物質(zhì)的質(zhì)量逐漸增加，同時(shí)鐵和銅都是固體，因此反應(yīng)開(kāi)始時(shí)固體的質(zhì)量不是零，其曲線不應(yīng)該從“O”點(diǎn)開(kāi)始，錯(cuò)誤；D項(xiàng)是等質(zhì)量的鎂、鋁分別與質(zhì)量分?jǐn)?shù)相等且足量的稀硫酸反應(yīng)，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式：Mg+H2SO4= MgSO4+H2↑，2Al+3H2SO4=Al2（SO4）3+3H2↑，可知，相同質(zhì)量的鎂、鋁分別與質(zhì)量分?jǐn)?shù)相等且足量的稀硫酸反應(yīng)，鎂生成的氫氣質(zhì)量應(yīng)比鋁少，錯(cuò)誤。

答案：B

點(diǎn)評(píng)：學(xué)生遇到這類題時(shí)，首先必須明確縱坐標(biāo)、橫坐標(biāo)的含義，以及它們之間的關(guān)系；再看圖像是否從原點(diǎn)開(kāi)始，及圖像中的轉(zhuǎn)折點(diǎn)是否合理；最后結(jié)合備選答案進(jìn)行解答。

四、生產(chǎn)流程及物質(zhì)推斷類圖像題

例4.（泰安）人們的日常生活離不開(kāi)金屬，高科技新材料的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用也需要金屬。硅鋼可用于制造變壓器的鐵芯。某化學(xué)興趣小組的同學(xué)為了驗(yàn)證硅鋼（主要含有Fe、C、Si），設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)流程（有些反應(yīng)的部分反應(yīng)物和生成物已省略）：

查閱資料發(fā)現(xiàn)：常溫下，單質(zhì)硅（Si）不能與鹽酸反應(yīng)，但能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)（Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑）。

根據(jù)以上信息，回答下列問(wèn)題。

（1）固體A的成分為 ，E的化學(xué)式為 。

（2）濾液B中的金屬陽(yáng)離子為 。

（3）在過(guò)濾操作時(shí)，若發(fā)現(xiàn)濾液渾濁，應(yīng) 。

（4）步驟⑤中發(fā)生的是化合反應(yīng)，嘗試寫出其化學(xué)方程式： 。

解析：硅鋼中的鐵和鹽酸反應(yīng)會(huì)生成氯化亞鐵和氫氣，所以濾液B是氯化亞鐵溶液，固體A中含有碳、硅；硅和氫氧化鈉溶液反應(yīng)會(huì)生成硅酸鈉和氫氣，所以黑色固體D是碳；氫氧化鐵加熱生成氧化鐵和水，所以E是氧化鐵（Fe2O3）；氧化鐵和碳在高溫的條件下生成鐵和二氧化碳。（1）固體A的成分為碳、硅；E的化學(xué)式為Fe2O3。（2）硅鋼中主要含有鐵、碳、硅，只有鐵能與稀鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵，所以濾液B中的金屬陽(yáng)離子為Fe2+。（3）在過(guò)濾操作時(shí)，若發(fā)現(xiàn)濾液渾濁，應(yīng)查找原因，處理后重新過(guò)濾。（4）步驟⑤中發(fā)生的是化合反應(yīng)，反應(yīng)物是 Fe（OH）2、O2和H2O，生成物是Fe（OH）3，化學(xué)方程式為4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3。

答案：（1）碳、硅（或Si、C） Fe2O3 （2）Fe2+

（3）查找原因，處理后重新過(guò)濾 （4）4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3

點(diǎn)評(píng)：解答此類題的關(guān)鍵是要熟悉金屬活動(dòng)性順利，知道位于H之前的金屬能從稀酸（鹽酸或硫酸）中置換出H2；掌握金屬冶煉的原理，即金屬氧化物能被還原性物質(zhì)（CO、H2、C等）還原成金屬。