初中化学图像题的解析与教学建议 论文

初中化学图像题的解析与教学建议摘要：化学图像题是初中化学教学的难点。本文分别从图像的基本要素、化学基本观念和原理、

变量的控制三个角度对图像题进行解读，提出了解决初中化学图像题的一般思路，并结合例题进行解题策略分析。根据对图像问题的教学认识，提出了化学图像题的三条教学建议。

关键词：化学图像、解读视角、解题思路、教学建议读图、绘图是初中化学考察学生的一项重要能力。初中化学教学将图像知识应用于

教学中，利用图像帮助学生建立化学知识体系、整合已学知识，把化学知识系统化，化学问题规模化，能更好的促进学生深入理解化学知识，快速掌握化学计算，从而拓宽思

路、开阔视野，有利于培养学生严谨的思维习惯。学生通过对溶解度曲线和酸碱中和反应图像的学习，对化学图像问题有了初步的认识，但是仍不能读懂图像的起点、拐点、

终点、变化趋势的意义，仍未形成解决图像题的一般思路和方法。图像问题是数形结合思想在化学教学中的具体应用，解决化学图像问题需要学生具

有一定的解题方法指导，丰富的化学知识和解题能力。对初三学生的认知水平和思维能力要求很高，同时给化学图像的教学也带来了巨大的挑战。本文从图像要素、化学基本

观念、变量的控制等角度解析化学图像，提出解决图像问题的一般思路，期望能够增强解决问题的灵活性，提高分析问题、解决问题的能力。

一、化学图像题的解析视角化学图像是通过数学意义和化学概念、原理综合而成的问题，相对于文字信息，主

要特征是呈现直观、内容丰富、解题难度大。从图像类型上看：分类标准多。比如按照呈现形式的差异，图像信息可分为“图形、图像、流程图”；从考察内容上看，可分为“化

学反应速率图像、物质的转化图像，物质的化学性质的图像、溶解度曲线图像，化学反

应的计算图像”等。从解读方法上来看，目前主要依据教师的经验按照读图、识图、画图等过程进行教学，图像的解读仍处于经验认识阶段。下面笔者将从三个方面对图像

问题进行解读。1.从图像本身的要素进行解读

对化学图像要素的解读主要是从直观上看分析，图像表征的信息“是什么”和“怎么变化”的问题。化学图像具有函数图像的一般特征，图像是由坐标、点、线、面构成，

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这些基本的要素蕴藏着丰富的化学知识。基于初三学生的认识水平和学习经验，图像解读首先要从直观层面上认识图像的基本要素。（1）图像的坐标。横坐标通常表示反

应时间、反应物的质量或者体积。纵坐标通常表示温度、pH的变化、反应的速率、产物的质量等。通过分析横纵坐标的含义能够帮助我们限定解题范围，快速确定题干中信息

的关系。（2）图像的点。包括起点、拐点、终点、交叉点。图像的起点不一定是原点、可能在横坐标上，也可能在纵坐标上。起点表示的是化学反应开始之前的状态。拐点意

味着变化，表示一个变化的结束另一个变化的开始，处于一种临界的状态。终点表示反应的结束，物质的质量、气体的体积、温度、酸碱性等不再发生变化。交叉点表示两条

线的交点，在相同条件下纵坐标的数值相同。（3）图像的线。线表示的是变化的过程。

同时，也能表征变化的快慢。图像中线的变化趋势隐藏的是物质性质的差异。【例题1】请指出下列图像的错误。

pH溶质的质量

73KNO的质量

B.向接近饱和的KNO中不断加入

KNO

固体

HO

的质量23溶液

A.向pH=4的稀盐酸中3不断加水稀释

溶液中

H

O2H的质量

2的质量

FeZn

反应时间盐酸的质量

C.分别向等物质的量的锌片D.向NaOH溶液中逐滴滴加

和铁片中加入足量稀硫酸稀盐酸至过量

【解析】图A横坐标指的是加入水的质量，纵坐标表示溶液的pH，考察的是酸溶液

的稀释，最终溶液的pH应该接近

7，图中的终点有误。图B横坐标指的KNO的质量，3纵坐标指的是溶质的质量，考察的是饱和溶液和不饱和溶液的转化问题，加入KNO前不

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饱和的KNO溶液中溶质的质量不为零，图像的起点应该大于0。图C横坐标表示反应时间，3纵坐标表示生成氢气的质量，考察的是金属活动性强弱的问题，Zn比Fe活泼，表现在

图像上应该是Zn先反应完，图像的拐点有问题。图

D横坐标表示盐酸的质量，纵坐标表示溶液中水的质量，随着反应的进行溶液中水的质量逐渐增大，此时增加的水一部分

是稀盐酸中的水，一部分是中和反应生成的水，图像的斜率大，当氢氧化钠反应完时，此时增加的水只有稀盐酸中的水的质量，图像的斜率会减小，图像应该有一个拐点的变

化。认识图像的基本要素可以帮助学生快速找到解决问题的突破口。.从化学基本观念进行解读

解读化学图像还需要分析现象要素背后的实质、原因、条件以及规律。化学基本观

念是初中化学重要的学科育人资源。从化学观念的角度解读图像不仅有利于图像问题的解决而且能够突显学科育人的价值。（1）微粒观。包括微粒的来源问题，可能是外

加物质、也可能是反应生成的物质。微粒所处环境的性质，在某种化学环境中微粒之间能否共存。比如，向硫酸铜溶液中滴加氢氧化钠会生成硫酸铜沉淀。微粒自身的性质，

包括酸碱性、溶解性、稳定性等。（2）守恒观是基于元素观和转化观规律的升华和演变。包括质量守恒，即参加反应的物质总质量等于生成物的总质量；元素守恒，即在反应前

后元素的种类不发生变化。从微观上看，原子的种类和数量都不发生变化。（3）化学的基本规律。图像问题中涉及比较多的是溶液的稀释定律，溶液在稀释前后溶质的质量不

发生变化。反应的先后规律，金属与混合盐溶液反应的先后顺序，要根据金属活动性顺序判断反应发生的先后顺序。复分解反应中将酸加入到碱和盐的混合溶液中，比如将盐

酸滴加到氢氧化钠和碳酸钠的溶液中，盐酸优先和氢氧化钠反应，再和碳酸钠反应。【例题

2】图像能正确反映对应变化关系的是（

）

ABCDA．向一定量的MnO中加入HO溶液

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2B．向黄铜粉末（锌铜混合物）中加稀盐酸

C．红磷在盛有空气的密闭容器中燃烧D．加热一定量的氯酸钾和二氧化锰固体混合物

【解析】A、D两个选项都涉及到元素守恒的问题。A选项纵坐标表示溶液中氧元素

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的质量，横坐标表示过氧化氢的质量，过氧化氢分解生成氧气和水，因为有水的生成，溶液中氧元素的质量依然会增大。D选项纵坐标表示固体中锰元素质量分数，横坐标表

示时间，氯酸钾在二氧化锰催化条件下分解，生成氯化钾，锰元素的质量没有发生改变，但是固体的总质量变小了，因此，锰元素的质量分数会增大。B选项考察的是反应的先

后顺序问题，稀盐酸先和锌反应，固体的质量会减小，但是稀盐酸和铜不反应，固体最后的质量不会为零。C选项横坐标表示时间，纵坐标表示容器内的压强，红磷和氧气的

反应是个放热反应，温度升高，体系压强增大，冷却到室温后，因为红磷消耗了氧气，压强减小。

3.从变量的控制进行解读

图像问题的实质是函数问题，在解读双坐标图像问题时，控制变量法是最重要的策略和方法。在函数图像中，变量可将其分为自变量、因变量和无关变量，对应到化学图

像中，自变量可以看成为了使化学反应顺利进行的一些实验操作，比如，加热、将块状变成粉末状、加入催化剂、加入反应物的量、反应时间等等，因变量可以看成是化学变

化的结果，比如，气体生成、沉淀生成、反应放出热量、溶液的酸碱性发生了变化等等。控制变量法的优点在于处理好变与不变的问题，即控制无关变量，改变自变量，检验因

变量。对于图像信息的解读，图像变化趋势及转化关系从实质来讲就是要控制无关变量和研究单一变量的问题。对图像信息进行解读需要将图像问题与化学观念、原理、科学

的方法和思维过程综合起来考虑。【（例题3】将浓硫酸敞口放于空气中，浓硫酸中各种量随时间的变化关系图正确的是

）溶剂质量溶质质量溶液质量

pH7ttttABCD【解析】四个图像的自变量都是时间，因变量分别是溶剂质量、溶质质量、溶液质量、

pH，要想弄清楚变量之间的关系，需要了解浓硫酸的性质，具有吸水性，浓硫酸先变成稀硫酸，稀硫酸不具有吸水性，因此，溶剂的质量先增大，后接近不变，A选项错误，C选项

正确。浓硫酸吸水相当于溶液的稀释，遵守稀释定律，稀释前后溶质的质量不变。B选项正确。浓硫酸变成稀硫酸，pH会增大，但是不会接近七，D选项表示的是浓硫酸的稀释

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过程而不是吸水过程。二、解决化学图像问题的一般思路

图像信息作为物质性质及规律的一种表征形式，会涉及到宏观现象、化学基本挂念、化学语言的表达，从这三个方面来认识图像的要素，解读图像的特征和规律，四者之间

的关系如图一所示。宏观现象化学观念符号表达图像信息

化学

方

程

点

线

面

的式、物质的特

征和

规

转化律守恒观、微

实验操作、粒观、基本

变化过程规律

图一解决化学图像问题的一般思路第一，从宏观上获取实验药品的选择、实验的操作、实验装置和实验的现象等信息。

知道解题的目标，根据题干中的信息弄清楚自变量、因变量和无关变量。第二，从化学基本观念的角度理解题意。根据题目信息判断考察的是哪些化学观念。比如、常见的守

恒问题有元素守恒、质量守恒、原子个数守恒等；微粒观常常考察溶质种类的判断和微粒共存的问题；常见的基本规律有稀释定律、金属与混合盐溶液的反应先后顺序、中和

反应优先进行等规律。第三、根据物质的转化规律，写出反应方程式。有关图像的计算问题，化学方程式是计算的载体，要准确写出反应的方程式。另外，混合溶液中溶质种

类的分析问题，由于体系中往往涉及多个反应，根据反应的基本规律，按顺序写出反应方程式能够帮助学生分析体系中溶质的种类。第四，分析图像的基本特征和规律。明确

图像坐标的含义，判断图像的起点、拐点、变化趋势和终点。下面看一道例题。【例题

4】某蓝色

CuCl

溶液中可能混有盐酸，向该溶液中逐滴滴入

NaOH

溶液，产生

2沉淀的物质的量与加入碱的物质的量关系如下图所示。下列说法错误是（）

n(沉淀)/moled0.1

cab

O0.10.20.30.40.5n(碱)/mol

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A．该蓝色

CuCl

溶液中一定混有盐酸。B.d点溶液中的溶质只有NaCl。

C.

在反应的过程中溶液体系中

Cl

元素的质量增大了。D.d点对应的纵坐标为0.1mol。

【解析】例题4考察的是氢氧化钠和稀盐酸与氯化铜的混合溶液的问题。向混合溶液中

逐滴滴加NaOH溶液，图像的横坐标是NaOH的物质的量，纵坐标是生成沉淀的物质的量，一开始没有沉淀生成，可以推断体系中有盐酸。题目中涉及混合溶液中反应先后顺序的

问题和元素守恒。根据中和反应优先发生，然后NaOH再和CuCl反应，反应的方程式如2下。

HCl+NaOHNaCl+H

Cu（OH）

+

2H

O22OCuCl+

2NaOH

22所以ob段是氢氧化钠和盐酸的反应，bd段是CuCl和NaOH的反应，d点表示两个反应

2恰好完全进行，因此d点时溶液中的溶质只有NaCl。根据反应方程式0.1mol的HCl和

0.1mol的NaOH反应，剩余的0.2molNaOH再和CuCl反应，生成0.1mol的Cu(OH)沉淀，d

22点纵坐标为0.1mol。C选项考察的是元素守恒，在反应的过程中并没有引入Cl元素，Cl

元素质量保持不变，因此，C选项的说法是错误的。三、图像问题的教学建议

化学图像问题涉及的知识面广，题目类型丰富，对学生解题的综合能力要求高，给初中化学教学带来巨大挑战。针对化学图像问题的教学，本人有以下几点建议。第一，

认识图像的要素，寻找解题的突破口。学生在数学中虽然学习过函数图像的内容，但是函数图像与化学图像考察的重点并不相同。在教学中如果没有铺垫，很多学生并不能够

直接进行迁移，学生在认知方面就会受到阻碍。因此，在新课学习或者图像复习课时教师应该专门介绍化学图像的要素，在解决图像问题时引导学生从图像的要素入手寻找解

题的突破口。第二，掌握基本的化学观念和规律。图像问题不仅仅要考察是什么的问题，而且要考察现象背后的本质，本质又隐藏在图像之中。要想揭开图像的谜底，就需要用

化学的思维去探秘。面对复杂的题目信息，学生只有掌握化学的基本观念和规律才能命中要害。在平时的教学中教师要有意识的培养学生的化学观念和思维。第三，形成解决

化学图像问题的一般思路。图像的类型众多、涉及的知识面广，如果按照类型和专题进62

行教学和复习，教学的成本很高，学生也不一定能够完全理解。教给学生解决图像问题的一般思路，学会从宏观上理解题意，确定有关化学观念，写出相关化学方程式，根据

图