数形结合思想解决化学问题2

数形结合思想解决化学问题 二 数形结合思想解决化学问题 二 四 有关弱电解质电离平衡的图像题四 有关弱电解质电离平衡的图像题 例 1 2010 浙江高考 26 已知 25 时弱电解质电离 平衡数 Ka CH3COOH 1 8 10 5 Ka HSCN 0 13 难溶电解质的溶度积常数 Ksp CaF2 1 5 10 10 25 时 2 0 10 3mol L 1氢氟酸水溶液中 调节溶液 pH 忽略体积变化 得到 c HF c F 与溶液 pH 的变化关系 如下图所示 请根据以下信息回答下列问题 1 25 时 将 20mL0 10mol L 1CH3COOH 溶液和 20mL0 10mol L 1HSCN 溶液分别与 20mL0 10mol L 1NaHCO3溶 液混合 实验测得产生的气体体积 V 随时间 t 变化的示意图 为下图所示 反应初始阶段 两种溶液产生 CO2气体的速率存在明显差 异的原因是 反应结束后所得两溶液中 c CH3COO c SCN 填 或 2 25 时 HF 电离平衡常数的数值 Ka 列 式并说明得出该常数的理由 3 4 0 10 3mol L 1HF 溶液与 4 0 10 4mol L 1CaCl2溶 液等体积混合 调节混合液 pH 为 4 0 忽略调节混合液体积的 变化 通过列式计算说明是否有沉淀产生 解析 解析 解决此题三问 均与题设两个图像有关 要通过认 真读图 识破图示中的三个隐含信息 一是图中 HSCN 与 CH3COOH 曲线变化趋势 可分析出 HSCN 与 CH3COOH 酸性强弱 用于 1 问解答 二是图示中 c HF 与 c F 两曲线的交点 可 分析出交点处 c HF c F 用于 2 问计算 HF 的 Ka 三是当 pH 4 0 时 图中可查阅 c F 用于 3 问计算判断 CaF2是否 有沉淀产生 1 由 CO2气体体积 V 随时间 t 变化的示意图知 HSCN 曲 线较陡速率大 CH3COOH 曲线缓和速率小 说明 HSCN 的酸性比 CH3COOH 的酸性强 HSCN 溶液中的 c H 较大 故其溶液与 NaHCO3溶液的反应速率较快 反应结束后 溶液中 CH3COO 离子 水解程度比 SCN 离子水解程度大 故 c CH3COO c SCN 2 因为 HFH F 所以 Ka c H c F c HF 由 c HF c F 与溶液 pH 的变化关系图知两曲线交点处 c HF c F 可选择图中交点处所对应的 pH 求解 HF 的 Ka 当 c HF c F 时 Ka c H 10 3 45 或 3 5 10 4 3 由 c HF c F 与溶液 pH 的变化关系图知 当 pH 4 0 时 查得 c F 1 6 10 3mol L 1 由于 HF 溶液与 CaCl2溶液等体积混合 各 物质浓度应减半 此时溶液中 c Ca2 2 0 10 4mol L 1 c2 F c Ca2 5 1 10 10 Ksp CaF2 1 5 10 10 故有少 量沉淀产生 感悟 感悟 弱电解质在水溶液中的电离平衡是化学平衡理论应 用的范例之一 其图像题主要有外界条件对弱电解质电离平衡 的影响 稀释对电解质或弱电解质溶液的离子浓度或 pH 的影响 比较某些电解质离子浓度大小或导电性强弱或反应速率大小 酸碱中和的曲线定量分析等 其解题思维离不开动态平衡原理 及数形结合思想 现场体验 现场体验 2012 江苏高考 15 25 有 c CH3COOH c CH3COO 0 1mol L 1的一组醋酸和醋酸钠混合溶液 溶液中 c CH3COOH c CH3COO 与 pH 值的关系如图所示 下列有关离子浓度关系叙 述正确的是 A pH 5 5 溶液中 c CH3COOH c CH3COO c H c OH B W 点表示溶液中 c Na c H c CH3COO c OH C pH 3 5 溶液中 c Na c H c OH c CH3COOH 0 1mol L 1 D 向 W 点所表示溶液中通入 0 05molHCl 气体 溶液体积变 化可忽略 c H c CH3COOH c OH 答案 答案 BC 专题强化训练 专题强化训练 1 2010 江苏高考 12 常温下 用 0 1000 mol L 1NaOH 溶液滴定 20 00mL0 1000 mol L 1 CH3COOH 溶液所得滴定曲线 如下图 下列说法正确的是 A 点 所示溶液中 c CH3COO c OH c CH3COOH c H B 点 所示溶液中 c Na c CH3COOH c CH3COO C 点 所示溶液中 c Na c OH c CH3COO c H D 滴定过程中可能出现 c CH3COOH c CH3COO c H c Na c OH 2 2011 安徽高考 12 室温下 将 1 000mol L 1盐酸滴 入 20 00mL 1 000mol L 1氨水中 溶液 pH 和温度随加入盐酸体积变化曲 线如下图所示 下列有关说法正确的是 A a 点由水电离出的 c H 1 0 10 14mol L 1 B b 点 c NH4 c NH3 H2O c Cl C c 点 c Cl c NH4 D d 点后 溶液温度略下降的主要原因是 NH3 H2O 电离 吸热 3 25 时将水不断滴入 0 1mol L 的氨水中 下列变化的 图像合理的是 4 2009 宁夏高考 11 将氢氧化钠稀溶液滴加到醋酸稀 溶液中 下列各图示意混合溶液有关量或性质的变化趋势 其 中错误的是 5 2010 山东高考 15 某温度下 Fe OH 3 s Cu OH 2 s 分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后 改变溶液 pH 金属阳 离子浓度的辩护如图所示 据图分析 下列判断错误的是 A Ksp Fe OH 3 Ksp Cu OH 2 B 加适量 NH4Cl 固体可使溶液由 a 点变到 b 点 C c d 两点代表的溶液中 c H 与 c OH 乘积相等 D Fe OH 3 Cu OH 2分别在 b c 两点代表的溶液中达到 饱和 答案 答案 1 D 2 C 3 AC 4 D 5 B 常言道 思想决定思路 思路决定出路 有了思想 就有思 路 有了思路 就有方法 有了方法 就有成效 2013 年福建 化学高考试题中蕴藏着许多化学学科思想 本文试图就学科思 想的层面对今年化学试题解答谈点启发 分享如下 以供教学 参考 一 数形结合思想 妙在一 数形结合思想 妙在 形形 中 中 2013 年福建化学高考试题特点之一 图表图形考查较多 有 表格示意图 坐标曲线图 工艺流程图 物质转化图 实验装 置图 结构图等共 10 个 涉及到的试题有第 9 题 11 题 12 题 23 题 24 题 25 题 31 题 32 题等 涵盖了近二分之一 的 卷选择题与所有的 卷题 图中隐藏解题之奥秘 解题关 键在于 读图 识图 用图 真正让图表数据信息发挥应有的 解题之功能 如第 9 题 四种元素均在短周期 两行表格示意图暗示必为 第二 三周期 只有 M 为金属且在第三周期 则 M 为 Al 元素 X Y Z 分别为 Si N O 元素 根据四元素与周期表位置及周 期律不难分析各选项的正误 由 图表 推知各元素是解题之关 键 体现 形 的价值 第 12 题考查温度影响反应速率等考点 题中故意设置 依据 I2析出所需时间可以求得 NaHSO3的反应速率 干扰 让考生从 坐标曲线图中 b c 两点纵坐标的时间一样 误判断反应速率一 样 认为 B 选项正确 从而误选其它选项 此题只要扣准图中 b c 两点横坐标所对应的温度不同 分别为 25 47 反应 速率一定不同 直选 B 选项不正确 显然 破解图中 数 的隐 含与 形 的干扰 难题变易 第 23 题第 2 问中求解 985 时 H2S 分解的平衡常数 K 只 要抓住温度与 H2S 的转化率曲线图中的 数 985 时 H2S 的转 化率为 40 利用化学平衡计算的 三段式法 即可求解 第 23 题第 2 问中反应池中的化学方程式和电解池中的离子方程式 均可借助于流程图的 形 来正确书写 反应池的进口物质 FeCl3 与 H2S 为反应物 反应池的出口物质 S 与溶液 必含 Fe2 Cl 与 H 为生成物 电解池中出口 H2为生成物 则电解池中溶液 Fe2 与 H 为反应物 根据氧化还原反应原理不难写出有关方程式 同理 第 24 题第 1 问中工艺中可以利用的单质化学式与发 生器中生成 ClO2的化学方程式也可借助于工艺流程图的 形 来 正确书写 第 31 题第 1 问中考查 C N O 三种元素的第一电离能的变 化规律 纯粹是由 数 求 形 只需知道 C N O 三种元素的 第一电离能介于 B F 之间且 N O C 坐标图上的 形 就自然而 成 第 31 题第 3 问中 H2O 2 BF3晶体的结构图明显暗示了晶 体中存在有共价键 配位键 氢键和范德华力 形 的示意 直观明了 解题到位 二 守恒思想 乐在其中 守恒思想 乐在其中 2013 年福建化学高考试题特点之二 氧化还原反应知识考查 居多 涉及到的试题有第 11 题 12 题 23 题 24 题 25 题等 氧化还原反应的方程式虽是各类化学反应方程式的半壁江山 但今年高考书写各类方程式全被氧化还原反应所包揽 氧化还 原反应离不开电子守恒 培养守恒理念 可以快速解题 如第 11 题 利用太阳能使二氧化碳和水转化成气态燃料为背 景 考查了能量的转化和有关化学用语及学科思想 由反应过 程和原子守恒知 反应前后 CeO2没有消耗 由反应过程和能量 守恒知 该过程实现了太阳能向化学能的转化 由图示转化中 的箭号 盖斯定律及能量守恒知 则 H1 H2 H3 由电子 守恒 电荷守恒 原子守恒知 CO 和 O2构成的碱性燃料电池的 负极反应式正确 不失为一道综合高中各种守恒的好试题 心 中有守恒 解题有乐趣 第 23 题 24 题 25 题三大题中 共有 5 个化学方程式及离 子方程式 含配平 均属于氧化还原反应 分析好各个方程式的反 应物与产物后 电子守恒 电荷守恒 原子守恒则成为规范书 写化学用语的重要依据 只有守恒到位 方可正确书写 第 24 题第 3 问中考查 Cl2和 ClO2处理电镀废水中等量 CN 所 需的物质的量的计算 由于 Cl2和 ClO2均被还原为 Cl 分别得 到 2 个 5 个电子 根据电子守恒列式 n Cl2 2 n ClO2 5 n Cl2 n ClO2 2 5 守恒思想 化繁为简 事半功倍 第 25 题属于实验探究题 以考查实验基本素养为主 但第 1 问与第 3 问 只要通过氧化还原反应中的价态守恒和化学反 应中的质量守恒即可得到正确答案 因为 4 种猜想中 甲 丙 丁所涉及的化学式其组成比例或变价情况均不符合守恒思想 唯有乙猜想正确 三 平衡思想 妙趣横生 三 平衡思想 妙趣横生 2013 年福建化学高考试题特点之三 选择题 必考综合题 选考题均渗透各种平衡的考查 尤其是平衡常数的应用考查 涉及到的试题有第 8 题 23 题 24 题 31 题等 体现了理论 联系实际 学以致用的思想 各种平衡都遵循化学平衡的特点 借助于平衡方程式来分析解题 妙趣横生 如第 8 题考查电解质知识 氨水存在电离平衡 NH3 H2O NH4 OH 紧扣不完全电离 知书写离子方程式 时化学式不拆成 OH 溶液 pH 应小于 13 NH4NO3是强酸弱碱 盐水解呈酸性 选项 A D 错 选项 C 对 由于温度不变 电 离平衡常数不变 K c NH4 c OH c NH3 H2O 氨水稀释 c NH3 H2O 减小 要使 K 不变 c NH4 c OH 必然减小 故选 项 B 错 平衡思想 化抽象为形象 势如破竹 第 23 题第 2 问中 由题设硫化氢高温分解法的平衡方程 式和平衡计算的 三段式法 即可求解平衡常数 K 硫化氢转化率 与温度的曲线图中有两条曲线 a 是平衡转化率的曲线 b 为未 达平衡转化率的曲线 显然 温度升高 反应速率加快 缩短 达到平衡的时间 第 24 题第 1 问考查沉淀溶解平衡 对滤液中残留有一定 量的 SO42 的原因分析 可结合沉淀转化的平衡方程式 BaSO4 s CO32 aq BaCO3 s SO42 aq 与 BaCO3 BaSO4的溶 度积差别不大 转化不完全 故有残留一定量的 SO42 平衡式 简明直观 方便理解 有助于文字表达到位 第 31 题第 4 问考查比较水杨酸与苯酚的电离平衡常数 K 大小 实际上就是比较两种弱电解质的电离程度大小 其原因的正确 答案就在题设的信息之中 水杨酸分子内存在氢键 使得弱酸 中的 H 更难电离 故水杨酸的电离平衡常数小于苯酚的电离平 衡常数 四 结构思想 贯穿始终 四 结构思想 贯穿始终 2013 年福建化学高考试题特点之四 侧重物质空间结构的思 维品质考查成了选考题的重头戏 涉及到的试题有选考题 31 题 32 题以及 7 题 23 题中的部分内容 选考题中的各考点是结构 思想的最具体反映 联系结构决定性质的思想 贯穿解题全过 程 是选考题解题的思维切入点 要注意把握好 如第 31 题 物质结构与性质 的考查 仍然是离不开原子结