图像表格中数据和结果的分析

压轴题四图像表格中数据和结果的分析策略模型纵观近几年的高考化学试题，每年都有试题以图表方式呈现相关实验结果及化学信息，要求学生在获取信息后对相关化学现象、事实作出合理解释，在推理基础上作出合理的判断或得出正确的结论。试题的新颖度、难度和区分度在一定程度上都借助于图表的创新得以体现，这也是新课程高考的重要特点之一。所以，图文转化能力是学生适应高考的必备能力。(1)图形题——坐标曲线图。坐标曲线题解题时可以拆分为识图、析图、用图三个步骤。其中识图是基础，析图是关键，用图是目的。①识图。识图的关键是三看：一看轴即横、纵坐标所表示的化学含义(自变量X轴和函数Y轴表示的意义)，寻找X、Y轴之间的关系，因为这是理解题意和进行正确思维的前提；二看点即曲线中的特殊点(顶点、始点、终点、拐点、交叉点)；三看线即曲线的走势(变化趋势是上升、下降、波动、正态、偏态等变化)。②析图。分析：图中为什么会出现这些特殊点，曲线为什么有这样的变化趋势和走向，分析曲线变化的因果关系；联想：通过联想，把课本内的有关化学概念、原理、规律等与图像曲线中的图形与相关点建立联系。③用图。迁移：将相关的化学知识与图像曲线紧密结合，在头脑中构建新的曲线——知识体系，然后运用新的曲线——知识体系揭示问题的实质，解决实际问题。(2)表格题——数据表格分析题。该题常常以列表形式，传递有关化学的概念、原理等基础知识的信息，主要考查学生对基础知识的理解和掌握程度，获取并处理信息，综合分析问题等能力。题目信息一般比较隐蔽，它要求学生作答时首先要能够从题目中获取相关的信息，并能够将此信息与教材相关的理论紧密结合，从而寻找解答题目的切入点。解题步骤：①审题。要明确行标题、列标题和数据标题的含义；分析各行各列的数据变化，最大值、最小值和平衡点。②找答案。把表格转变成文字，经联想找出所要考的知识；分析各行各列的数据变化，最大值、最小值和平衡点的原因。③定答案。结合概念和原理答题，把表格转变成文字，要表达准确，尽量用课本上的术语表述；书写要工整、条理要清楚。1．氨有着广泛的用途，如可用于化肥、合成纤维等工业生产。氨的水溶液中存在电离平衡，常用电离常数Kb和电离度α来定量表示其电离程度。Kb和α常用的测定方法：在一定温度时用酸度计测定一系列已知浓度氨水的pH，可得各浓度氨水对应的c(OH－)，然后通过换算求得各对应的α值和Kb值。下面是某中学化学兴趣小组在25℃时测定一系列浓度氨水的pH所对应的c(OH－)：[仪器与试剂]酸度计、50mL碱式滴定管、100mL烧杯、0.10mol·L－1氨水[实验数据](不必填表格)烧杯号V氨水(mL)V水(mL)c(NH3·H2O)(mol·L－1)c(OH－)(mol·L－1)Kbα150.000.001.34×10－31.34%225.0025.009.48×10－41.90%35.0045.004.24×104.24－4%请根据以上信息回答下述问题：(1)25℃时，氨水的电离常数：Kb≈________(保留三位有效数字)。通过计算所得的数据和简洁的文字说明电离常数、电离度与弱电解质的初始浓度的关系________。(2)用0.10mol·L－1盐酸分别滴定20.00mL0.10mol·L－1的NaOH溶液和20.00mL0.10mol·L－1氨水所得的滴定曲线如下：请指出盐酸滴定氨水的曲线为________(填“A”或“B”)，请写出曲线a点所对应的溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序________。(3)液氨作为一种潜在的清洁汽车燃料已越来越被研究人员重视。它在安全性、价格等方面较化石燃料和氢燃料有着较大的优势。氨在燃烧试验中相关的反应有：4NH3(g)＋3O2(g)===2N2(g)＋6H2O(l)ΔH1①4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(l)ΔH2②4NH3(g)＋6NO(g)===5N2(g)＋6H2O(l)ΔH3③请写出上述三个反应中ΔH1、ΔH2、ΔH3三者之间关系的表达式，ΔH1＝________。(4)Allis­Chalmers制造公司发现可以用氨作为燃料电池的燃料。其总反应式为4NH3＋3O2===2N2＋6H2O，正极上的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，则负极上的电极反应式为。答案(1)1.80×10－5在三组实验中Kb始终约等于1.80×10－5，说明电离平衡常数与初始浓度无关，而电离度分别为1.34%、1.90%、4.24%，说明电离度与初始浓度有关，且随着初始浓度减少而增大(2)Bc(NH＋4)＞c(Cl－)＞c(OH－)＞c(H＋)(3)3ΔH2＋2ΔH35(4)2NH3＋6OH－－6e－===N2＋6H2O解析(1)NH3·H2ONH＋4＋OH－Kb＝cNH＋4·cOH－cNH3·H2O＝α·c(OH－)＝1.34%×1.34×10－3≈1.80×10－5电离平衡常数只与温度有关，与初始浓度无关，而α与初始浓度有关。(2)根据初始pH的大小关系可判断B为盐酸滴定氨水的曲线。a点为NH4Cl和NH3·H2O的混合液(NH4Cl多，NH3·H2O少)，呈碱性，其离子浓度大小关系为c(NH＋4)＞c(Cl－)＞c(OH－)＞c(H＋)。(3)4NH3(g)＋3O2(g)===2N2(g)＋6H2O(l)ΔH1①4NO(g)＋6H2O(l)===4NH3(g)＋5O2(g)－ΔH2②①×5＋②×3得：4NH3(g)＋6NO(g)===5N2(g)＋6H2O(l)ΔH3＝5ΔH1－3ΔH22即：ΔH1＝3ΔH2＋2ΔH35(4)4NH3＋3O2===2N2＋6H2O正极反应式：3O2＋6H2O＋12e－===12OH－负极反应式：4NH3＋12OH－－12e－===2N2＋12H2O2．高铁酸盐在能源、环保等方面有着广泛的用途。高铁酸钾(K2FeO4)易溶于水，具有强氧化性，是一种新型水处理剂。替代传统的净水剂及Cl2对淡水进行净化消毒是城市饮用水处理新技术。工业上常用如下方法制备高铁酸钾：以铁丝网为阳极电解NaOH溶液，然后在阳极液中加入50%的KOH溶液，充分反应后，过滤、用异丙醇洗涤、干燥，即可制得。(1)高铁酸钾具有强氧化性的原因是________________。(2)用异丙醇代替水洗涤产品的好处是________________。(3)高铁酸钾是一种理想的水处理剂，其处理水的原理为________，________。(4)高铁电池是正在研制中的可充电干电池，下图为该电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，由此可得出的高铁电池的优点有________、________。(5)探究高铁酸钾的某种性质。[实验1]将适量K2FeO4固体分别溶解于pH为4.74、7.00、11.50的水溶液中，配得FeO2－4浓度为1.0mmol·L－1(1mmol·L－1＝10－3mol·L－1)的试样，静置，考察不同初始pH的水溶液对K2FeO4某种性质的影响，结果见图1(注：800min后，三种溶液中高铁酸钾的浓度不再改变)。[实验2]将适量K2FeO4溶解于pH＝4.74的水溶液中，配制成FeO2－4浓度为1.0mmol·L－1的试样，将试样分别置于20℃、30℃、40℃和60℃的恒温水浴中，考察不同温度对K2FeO4某种性质的影响，结果见图2。则①实验1的目的是____________________；②实验2可得出的结论是____________________；③高铁酸钾在水中的反应为4FeO2－4＋10H2O4Fe(OH)3＋8OH－＋3O2↑。由图1可知，800min时，pH＝11.50的溶液中高铁酸钾最终浓度比pH＝4.74的溶液中高，主要原因是__________________。答案(1)铁元素为＋6价，易得电子(2)减少洗涤时产品的损失且产品易干燥(3)高铁酸钾有强氧化性，能杀菌消毒产生的Fe(OH)3有吸附性，有净化作用(4)放电时间长工作电压稳定(5)①研究FeO2－4在不同pH溶液中的稳定性(或反应的速率)②温度越高，FeO2－4越不稳定(或与水反应的速率越快)③pH＝11.50的溶液中OH－浓度大，使平衡向左移动解析(1)在K2FeO4中Fe的价态为＋6价，易得电子。(2)K2FeO4在有机溶剂中的溶解度很小，可减少洗涤时的损失。(3)K2FeO4具有强氧化性，可杀菌消毒，其还原产物Fe3＋水解生成Fe(OH)3胶体，具有吸附性能。(4)根据曲线判断，电压稳定，放电时间长。(5)图1研究的是FeO2－4在不同pH时的稳定性，图2研究的是FeO2－4在不同温度时的稳定性，根据曲线变化，pH越大，FeO2－4越稳定；温度越高，FeO2－4越不稳定。3．草酸是一种重要的试剂。下面是利用草酸探究浓度对反应速率影响的实验。(1)为证明浓度对反应速率的影响，教科书《化学反应原理》中设计了如下实验：取两支试管，各加入4mL0.01mol·L－1的KMnO4酸性溶液，分别向其中加入0.1mol·L－1、0.2mol·L－1H2C2O4溶液2mL，记录溶液褪色所需时间。实验中发生反应的离子方程式为______________。预期现象是：①溶液的颜色由________色变为________色。②其中加入____________mol·L－1H2C2O4的那支试管中的溶液先变色。然而实验结果并不尽如人意。实验过程颜色复杂，且褪色先缓慢后逐渐加快；最大的问题是草酸浓度大，反应速率却更慢。本实验能否作为课堂实验研究浓度对化学反应速率的影响？适宜的条件是怎样的？某校一研究小组对此进行了探究。下面是他们的实验报告的一部分：表1试验安排及结果实验编号A(KMnO4溶液浓度/mol·L－1)B(草酸溶液浓度/mol·L－1)C(硫酸溶液浓度/mol·L－1)褪色时间/s1331336212382331376413213352331026322156722130082121159111200应用SPSS16.0对正交试验结果进行方差分析，结果如下表：表2各因素水平的数据处理结果A(KMnO4溶液)B(草酸溶液)C(硫酸溶液)浓度/mol·L－10.0050.0100.0150.10.50.961218平均褪色时间/s138.3172.3189.3130.3179.3190.3278.7134.786.7(2)由表2可知，三因素中，________的浓度(选填“A”、“B”或“C”，下同)对反应速率影响显著，而________的浓度对反应