2012年高考化学复习探究课件：11.1化学图象、图表信息获取和迁移解题

第十一章专题强化攻略一、图象图表题的特点这类题目的特征是以图表图象的形式将一些相关量给出，把题目中的化学原理抽象为数学问题，旨在考查学生从图表图象中获得数据、处理应用数据的能力以及对曲线的数学意义和化学意义之间对应关系的运用能力。要求学生具备观察图表图象、分析处理数据，发掘其中隐含信息的能力，学会将图象数据信息转换为文字信息或将文字数据信息转换为图象信息，具备较强的信息转换能力。在数据处理过程中对数据进行组合、筛选、归纳、综合、评价时，应善于将题设问题抽象成数学问题，运用数学工具结合学科知识，解决实际问题。二、图象分析的基本思想1．函数思想：就是用运动、变化的观点去分析和处理化学问题中定量与变量之间的相互关系，从而建立数学模型，解决化学问题。2．分类讨论思路：按照一定的标准把复杂、综合的计算题分解成几个部分或几种情况，然后逐个解决。适用于连续、多步化学反应过程的计算，一般使用“特值——数轴法”。特值：按某个化学方程式恰好反应的比值确定。数轴：用变化的量或方程式中反应物的比值作为数轴的变量画出数轴，将连续分步化学反应过程分解为某个范围的特定反应过程，分段讨论，作出完整的答案。3．将复杂或抽象的数量关系与直观形象的图形在方法上互相渗透，并在一定条件下互相转化和补充的思想，以此开阔解题思路，增强解题的综合性和灵活性，探索出一条合理而简捷的解题途径。可分为利用“数求解形”的题目和利用“形求解数”的题目。该类题目的解题思路：运用所掌握的数学知识，通过分析化学变量之间的相互关系，建立一定的数学关系(等式、函数、几何模型、图象关系、不等式、数列、数轴等)用以解题。多变量图象题多变量图象题是高考考查的一个方向和趋势，它是指在一个图上存在多个变量的图象，如各种离子浓度的变化，多个条件的曲线变化等。此类题的特点是：一方面信息量大，考查了读图能力；另一方面多变量的存在，考查了分析推理能力。常见有三种类型：(1)环境污染因素的多变量；(2)溶液中离子变化的多变量；(3)化学平衡体系中的多条件变化。解答这类题需要“两会”：(1)会识图：一看面、二看线、三看点(弄清纵、横坐标的含义；弄清起点、拐点、终点的含义；看清曲线的变化趋势)。(2)会析数：分析数据，弄清各数据的含义及变化规律，分析图象中的隐含信息，将数据和图象加工成化学语言，同时联系化学概念、化学原理等理论知识进行分析解答。某研究性学习小组为研究光化学烟雾消长规律，在一烟雾实验箱中，测得烟雾的主要成分为RH(烃)、NO、NO2、O3、PAN(CH3COOONO2)及各种物质的相对浓度随时间的变化，记录于图中。根据图中数据，下列推论最不合理的是()A．NO消失的速率比RH快B．NO生成NO2C．RH及NO2反应生成PAN及O3D．O3生成PAN[规范解答]由曲线斜率可知在某一时间段内NO消失的速率比RH快；NO的浓度一直在减小，NO2的浓度先增加后减小，在0～1时间段内NO可能生成NO2；O3、PAN的浓度在增加，而RH的浓度在减小，RH及NO2在某一时间段内可能反应生成PAN及O3；O3的浓度一直在增加，不可能作为反应物，D项不正确。【答案】D1．常温下向20mL0.1mol/L的Na2CO3溶液中逐滴加入0.1mol/L的HCl溶液40mL，溶液的pH逐渐降低，此时溶液中含碳组分的百分含量(纵坐标)也发生变化(CO2因逸出未画出)，如图所示，下列说法正确的是()A．0.1mol/L的Na2CO3溶液中c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(CO2－3)＋c(HCO－3)＋c(OH－)B．在A点c(Na＋)c(CO2－3)c(HCO－3)c(OH－)c(H＋)C．常温下CO2的饱和溶液的pH约为5.6D．0.05mol/L的NaHCO3溶液的pH＝8解析：在Na2CO3溶液中逐滴加入HCl溶液，发生的反应是：CO2－3＋H＋===HCO－3；HCO－3＋H＋===H2CO3(H2O＋CO2↑)，因此CO2－3的浓度逐渐减小，HCO－3的浓度先增大后减小。到B点对应的pH时，CO2－3完全反应，HCO－3的浓度达到最大，此时NaHCO3溶液的物质的量浓度为0.05mol/L，D正确。在C点时HCO－3完全反应生成H2CO3(H2O＋CO2)，此时溶液的pH约为5.6，说明常温下CO2的饱和溶液的pH约为5.6，C正确。A项是一个电荷守恒式，正确。在A点说明CO2－3的浓度等于HCO－3的浓度，B不正确。答案：B图表类试题的解法解答表格题则相对要比图象题要求低点，表格题一般涉及到的是反应时的相对量，要认真分析表格中的各种数据，确定哪一组数据是哪一种物质的量，然后根据题中要求，选定确定的一组数据进行相关的计算和分析。1．找出图或表中数据与化学反应的量的关系，并根据反应特点将图象或表格数据与反应方程式一一对应。2．根据反应方程式列出变量与函数的关系式。3．解方程式或函数式，需要考生们注意的是化学图表分析题中的图象往往是一次函数图象。减少SO2的排放、回收利用SO2成为世界性的研究课题。我国研究人员研制的利用低品位软锰矿浆(主要成分是MnO2)吸收高温焙烧废渣产生的SO2制备硫酸锰的生产流程如下：浸出液的pH2，其中的金属离子主要是Mn2＋，还含有少量的Fe2＋、Al3＋、Ca2＋、Pb2＋等其他金属离子。有关金属离子的半径以及形成氢氧化物沉淀时的pH如表所示，阳离子吸附剂吸附金属离子的效果如图所示。已知PbO2的氧化性大于MnO2的氧化性。请回答下列问题：(1)废渣的主要成分是硫铁矿，1molFeS2高温焙烧转移________mol电子。(2)在氧化后的浸出液中加入石灰浆，用于调节浸出液的pH，pH应调节至________。(3)阳离子吸附剂用于除去杂质金属离子。决定阳离子吸附剂吸附效果的因素是________(填写序号)。a．溶液的pH值b．金属离子的电荷c．金属离子的半径d．吸附时间(4)操作a包括________等过程。[规范解答](1)根据反应：4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2，可知1molFeS2与O2反应，转移11mol电子。(2)浸出液中含有的Fe2＋对Mn2＋的分离具有严重的干扰，加入MnO2氧化剂，可将Fe2＋氧化为Fe3＋，2Fe2＋＋MnO2＋4H＋===2Fe3＋＋Mn2＋＋2H2O，便于调节溶液的pH，使Fe3＋等与Mn2＋分离，观察表中给出的各种离子沉淀时的pH，当pH＝4.7时，Fe3＋、Al3＋完全生成沉淀，而Mn2＋、Pb2＋、Ca2＋没有产生沉淀，当pH＝8.0时，Pb2＋开始生成沉淀，而Mn2＋未沉淀，所以溶液的pH应调节至4.7～8.0，使Fe3＋、Al3＋与Mn2＋分离，浸出液中剩余的Pb2＋、Ca2＋可通过吸附方法除去。(3)对比吸附效果图和离子半径可知，离子半径越大，离子被吸附的效率越高。离子所带电荷越少，被吸附效率越高。吸附时间越长，被吸附效率越高。吸附效率与溶液的pH没有直接关系。(4)过滤后的滤液为MnSO4溶液，该溶液经蒸发、浓缩、结晶，则可得到MnSO4·H2O晶体。【答案】(1)11(2)4.7～8.0(3)bcd(4)蒸发、浓缩、结晶2．(2010年广州一模理综试题)某实验小组以H2O2分解为例，研究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响。在常温下按照如下方案完成实验。(1)催化剂能加快化学反应速率的原因是____________。(2)常温下5%H2O2溶液的pH约为6，H2O2的电离方程式为_____。(3)实验①和②的目的是___________________。实验时由于没有观察到明显现象而无法得出结论。资料显示，通常条件下H2O2稳定，不易分解。为了达到实验目的，你对原实验方案的改进是__________。(4)实验③、④、⑤中，测得生成氧气的体积随时间变化的关系如下图。分析上图能够得出的实验结论是____________________。解析：因为H2O2在常温下不易分解，要想观察到明显现象，可想办法加快化学反应速率如加入催化剂，升高温度等。答案：(1)降低了反应所需活化能(2)H2O2H＋＋HO(3)探究浓度对反应速率的影响向反应物中加入等量同种催化剂(或将盛有反应物的试管放入同一热水浴中)(4)碱性环境能增大H2O2分解的速率，酸性环境能减小H2O2分解的速率信息迁移题的解法解题时，首先要认真读题，根据题中所给的文字信息、图形信息、数据信息等提炼出重要的信息，然后分析每小题的考查方向，明确知道应该用哪部分化学理论知识来进行分析。最关键的是一定要清楚题中所提出的问题，最后结合相关理论知识对问题一一进行正确作答。21世纪是钛的世纪。下面是利用钛白粉(TiO2)生产海绵钛(Ti)的一种工艺流程：已知：①Mg(s)＋Cl2(g)===MgCl2(s)ΔH＝－641kJ·mol－1②Cl2(g)＋1/2Ti(s)===1/2TiCl4(l)ΔH＝－385kJ·mol－1(1)钛白粉是利用TiO2＋发生水解反应生成钛酸(H2TiO3)沉淀，再煅烧沉淀制得的。TiO2＋发生水解反应的离子方程式为______________。(2)反应Ⅰ在800～900℃的条件下进行，还生成一种可燃性无色气体，该反应的化学方程式为_____；反应Ⅱ的热化学方程式为____。(3)该工艺流程中，可以循环使用的物质有________。(4)在800～1000℃时电解TiO2也可制得海绵钛，装置如图所示。图中b是电源的________极(填“正”或“负”)，该电解池阴极的电极反应式为_____________。[规范解答]本题以海绵钛的生产为背景，考查了盐类的水解、盖斯定律、电解原理等理论知识。要求考生充分利用题中所给的图形信息、数据信息及文字信息等，并结合相关理论进行分析解答。(1)TiO2＋发生水解反应时会结合两个OH－生成TiO(OH)2，即钛酸(H2TiO3)沉淀，同时生成两个H＋。(2)从流程图中可看出反应Ⅰ的反应物为氯气、焦炭和钛白粉(TiO2)，生成物为TiCl4和一种可燃性气体CO。反应Ⅱ是用Mg还原TiCl4生成金属钛和氯化镁，反应式为2Mg(s)＋TiCl4(l)===2MgCl2(s)＋Ti(s)，用题中所给的已知反应①和反应②进行适当的组合即可得该反应式，从而可计算出反应热，方法为(①－②)×2，ΔH＝[－641kJ·mol－1－(－385kJ·mol－1)]×2＝－512kJ·mol－1。(3)从流程图中可看出，整个过程最终有镁和氯气生成，而在反应过程中也要消耗镁和氯气，所以镁和氯气可循环使用。(4)从题中所给的电解装置可看出，在电解液中O2－从左向右移动，则电解液中的电流方向为从右向左，即可知b为正极、a为负极。钛在阴极生成，即阴极的TiO2得到电子生成钛，同时生成O2－。【答案】(1)TiO2＋＋2H2O===H2TiO3↓＋2H＋(2)TiO2＋2Cl2＋2CTiCl4＋2CO2Mg(s)＋TiCl4(l)===2MgCl2(s)＋Ti(s)ΔH＝－512kJ·mol－1(3)Mg、Cl2(4)正TiO2＋4e－===Ti＋2O2－3．启普发生器是一种具有能即时开、关(以便能即时产生或停止产生气体)功能的气体发生器，下列装置(支持装置部分省略了)制备相应气体时不具备上述功能的是()解析：关闭活塞后，A、B、C装置中产生的气体会引起装置内气体压强增大，但C中碳酸钠不是块状难溶于水的固体，因此它会沉在U管最低处，液体与固体之间无法脱离接触，从而无法控制反应的进程；A、B中装置内产生的气体使压强增大，将液体挤压出而与固体脱离接触，反应终止；D装置可通过上下抽动铜丝来控制反应的进程。答案：C