中考化学图像型计算解析

星空

山东省济南市历城第二中学附属初中　张　波

在历年的中考化学试题中，图像型综合计算以设置层次清晰，难易适度，能够巧妙地考察学生基本化学素养而深受命题人的青睐。主要考查酸碱盐之间的反应、溶质质量分数的计算等知识点，考察学生提炼、搜集、应用信息的能力、分析处理数据的能力。 下面举几例分析说明该类题型的分析方法。 一、典型例题解析： （一）图像呈上升趋势型 【例1】（07济南）在一烧杯中盛有22.3 g Na2CO3和NaCl组成的固体混合物，加足量水溶解，配成溶液。向其中逐渐滴加溶质质量分数为10%的稀盐酸，放出气体的总质量与所滴入稀盐酸的质量关系曲线如图所示。请根据题意回答问题： （1）当滴加了73 g稀盐酸时，放出气体的总质量为 g。 （2）当滴加稀盐酸至图中B点时，烧杯中溶液里的溶质是（写化学式） 。 （3）当滴加了73 g稀盐酸时（即A点时），烧杯中为不饱和溶液，试通过计算求出其中含溶质的质量。 【分析】由题意知：在Na2CO3和NaCl组成的混合溶液中滴加稀盐酸，只发生：Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑，即：图像中OA段表示的反应过程；A点表示：盐酸与碳酸钠恰好完全反应，产生CO2气体的质量达到最大值；溶液中溶质只有NaCl，且其质量为反应生成的NaCl和原混合物中含有的NaCl质量之和。从A到B段，表示滴加的稀盐酸已经过量，无反应发生。故B点时，溶液中的溶质除了NaCl以外还应该有过量的HCl。 【答案】 （1）4.4 ； （2）NaCl 、HCl； （3）解：73 g10%的稀盐酸中含HCl的质量是：73 g×10%=7.3 g； 设参加反应的碳酸钠的质量为x，反应生成的氯化钠的质量为y， Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + CO2↑ + H2O   106      73    117   X      7.3 g    y x=10.6 g；y=11.7 g； 烧杯里不饱和溶液中溶质的质量为： 117. g + (22.3 g－10.6 g) = 23.4 g。 答：略 【点评】济南市2007年中考试题评价报告中，第1、第2两问定位为中等难度，第3问定位为难题。此题的易错点是求烧杯中不饱和溶液中溶质质量时，容易忽视原混合物中氯化钠质量。 （二）图像呈下降趋势型 【例2】向盛有22.3 g Na2CO3和NaCl固体混合物的烧杯中加入216.1 g稀盐酸恰好反应,反应过程用精密仪器测得烧杯连同药品的质量(m)与反应时间(t)的关系如下图所示：烧杯连同药品的起始质量为300 g。 回答下列问题： (1)当固体混合物与稀盐酸恰好完全反应时，所需时间约为 S。 (2)完全反应后，产生二氧化碳气体质量 g。 (3)反应后，得到室温下的不饱和溶液。所得溶液中溶质的质量分数为多少？ 【分析】由图像变化趋势可知：从0～20秒，m逐渐减少，其原因必然是碳酸钠与盐酸反应产生二氧化碳气体跑出去了；从20秒开始，m不变了，即盐酸与碳酸钠反应结束了。故： 二氧化碳的质量为300 g －295.6 g=4.4 g，然后据此代入化学方程式即可求出反应产生的碳酸钠。 【答案】（1）20； （2）4.4 g； （3）解：设参加反应的碳酸钠的质量为x，反应生成的氯化钠的质量为y Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + CO2↑ + H2O 106             117    44       x              y    4.4 g 解得：x=10.6 g，y=11.7 g； 烧杯里不饱和溶液中溶质总质量为： 11.7 g + (22.3 g－10.6 g) = 23.4 g； 烧杯里不饱和溶液的质量为： 22.3 g+216.1 g－4.4 g = 234 g； 所得不饱和溶液的溶质质量分数：×100%=10%。 答：略。 【点评】此题与例1的难度和所考知识点相似，此题的易错点是溶液质量弄错，容易把295.6 g当作溶液的质量，另外容易忽视二氧化碳的质量。 （三）图像起点不在原点型 【例3】在一烧杯中盛有100 g CuSO4和H2SO4的混合溶液向其中逐渐滴加溶质质量分数为10%的NaOH溶液，混合溶液的质量与所滴入NaOH溶液的质量关系曲线如右图所示。请根据题意回答下列问题： （1）在实验过程中产生沉淀的总质量是______ g。 （2）在实验过程中加入80 gNaOH溶液时所得溶液的pH是____7 (填“大于”“小于”或“等于”)。 （3）在实验过程中加入80 gNaOH溶液时，通过计算求此时所得不饱和溶液中溶质的质量分数。（计算结果精确至0.1%） 【分析】由图像知，NaOH溶液的质量在0～40 g之间并没有沉淀产生，故先发生的反应是：2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O。NaOH溶液的质量在40 g～80 g之间，沉淀质量随着加入NaOH溶液质量的增加而逐渐达到最大值，故发生：2NaOH+CuSO4=Na2SO4+Cu(OH)2↓。在NaOH溶液加至80 g时，两个反应刚好结束，所得溶液中溶质只有硫酸钠且质量为上述两个反应产生的硫酸钠质量之和。 【答案】（1）4.9 g；（2）等于； （3）解：设与硫酸反应生成的硫酸钠质量为x，与硫酸铜反应生成的硫酸钠质量为y， 2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O                         80          142 40 g×10%    x   解得：x=7.1 g； 2NaOH  +  CuSO4  =  Na2SO4+   Cu(OH)2↓       80                   142 （80 g—40 g）×10%       y 解得：y=7.1 g； 不饱和溶液中Na2SO4总质量为： 7.1 g+7.1 g = 14.2 g； 不饱和溶液的质量为： 100 g+80 g－4.9 g = 175.1 g； 所得不饱和溶液中Na2SO4质量分数：×100%=8.1%。 答：略。 【点评】此题较前面两个例题复杂，解题的关键是根据图像的分段，能够意识到反应发生的先后顺序，能够理解几个特殊点的化学含义。在求不饱和溶液中硫酸钠质量时，还可以根据元素守恒思想，建立H2SO4和Na2SO4的对应关系，根据硫酸的总质量一步求出硫酸钠质量。 二、一般思路归纳： 第一步，理清楚题目中涉及哪几个化学反应并写出化学方程式，如果需要，还要判定它们反应的先后顺序； 第二步，结合图像分析每段图像对应的化学反应，弄清“起点”、“拐点”、“终点”的化学含义，确定相关物质质量； 第三步，将已知物质质量代入化学方程式，求出未知量。需要注意的是，溶液质量的求法一般是：进入反应容器的物质总质量减去沉淀质量、杂质质量和气体质量；求溶质质量时，要特别注意溶质包括哪几块质量，不要有遗漏。