图表数据信息型试题归类分析
湖北省公安县教研室 朱敬华
来源：2009 年上半年《试题与研究》
一、图表数据信息型试题分类
目前主要从两个方面：一是根据题解的目的要求可分为（1）探究物质的结构类；（2）测定某组分的含量类；（3）优选混和物分离方法类；（4）寻求某种性质变化规律类；（5）综合计算类等。二是依据数据的性质或数据的产生，分为（1）实测数据类。该类数据一般通过化学实验或科研方法实际测定，主要是求解物质的组成或含量，或寻求物质性质变化规律；
（2）物质的溶解度或溶度积常数（Ksp ）类。利用物质的溶解度不同制取新物质或分离混和物；（3）物质的熔点、沸点、密度类。探求制取物质的方案或探寻用物理方法分离物质的方法；（4）物质固有的性质数据（如键长、键能、键角、电负性、电离能等）类。这类数据题一般设计为探讨物质的性质，诸如物质的稳定性、氧化性、还原性等；（5）化学平衡与化学反应速率类。主要设计的题有比较化学反应速率快慢和化学平衡移动有关的计算和判断题；
（6）数学建模类。将某组数据设计成数学计算题模式，用数学方法求解。本文摘要选析几种图表数据类信息题，供大家揣摩此题信息题的处理方法。
二、图表数据信息型试题分析法
1.流程图信息分析法
流程图题已经成为近年高考题中的主流题型，让学生了解流程图的分析方法是提高非选择题得分的必要措施。
研究近三年各种版本的的工业流程题大家可以发现，试题往往通过对某种重要化工产品的工业生产流程简图分析, 考察考生对元素周期表结构,元素化合物等的重要性质，化学反应原理、热化学方程式的含义与计算、产率计算，物质制备、提纯等常见实验操作的作用的理解与应用能力，并通过对副产物利用和废液处理的设问考察学生对环境保护意识、绿色化学知识的理解和应用，试题常以化学原理和化学实验基本操作进行综合设计和设问。 例3．聚合氯化铝是一种新型、高效絮凝剂和净水剂，其单体是液态的碱式氯化铝
[Al 2(OH)n Cl 6-n ]。
本实验采用铝盐溶液水解絮凝法制备碱式氯化铝。其制备原料为分布广、价格廉的高岭土，化学组成为：Al 2O 3（25%～34%）、SiO 2（40%～50%）、Fe 2O 3（0.5%～3.0%）以及少量杂质和水分。已知氧化铝有多种不同的结构，化学性质也有差异，且一定条件下可相互转化；高岭土中的氧化铝难溶于酸。制备碱式氯化铝的实验流程如下：
根据流程图回答下列问题：
（1）“煅烧”的目的是________________。
（2）配制质量分数15％的盐酸需要200mL30％的浓盐酸（密度约为 1.15g/cm 3）和
_______g 蒸馏水，配制用到的仪器有烧杯、玻璃棒、______________。
（3）“溶解”过程中发生反应的离子方程式为__________。
（4）加少量铝粉的主要作用是_____________________
。
Al 2(OH)n Cl 6-n
（5）“调节溶液pH在4.2～4.5”的过程中，除添加必要的试剂，还需借助的实验用品是_____；“蒸发浓缩”需保持温度在90～100℃，控制温度的实验方法是____。
解析：学生对第(1)小题的回答出乎老师的意料，相当多学生凭借自己的想象答出“除杂质”“除水分”等，完全没有认真读题，不是时间的问题而是素养的问题!第(2)小题是配制溶液中的一种比较常见的情况，学生回答的很不理想，本小题难度达到0．33，大多数学生都不能计算出需要添加多少克水，很多学生还用到容量瓶等仪器，可以说学生在配制溶液的基本实验技能上普遍不达标。第(3)、(4)小题有赖于学生读懂流程图，使之在头脑中成为一条流畅的物质转化路线图，得分情况一般。第(5)小题较为理想。
答案：（1）改变高岭土中氧化铝的结构，使其能溶于酸。（2）230，量筒；（3）Al2O3＋6H＋＝2Al3＋＋3H2O， Fe2O3＋6H＋＝2Fe3＋＋3H2O；（4）除去溶液中的铁离子；（5）pH计（或精密pH试纸），水浴加热。
启示：不论是实验流程图、工业流程图，还是图象、图表题型，都要同学们不要第一时间把所有的注意力都放在吸引眼球的图或表格上，而应该认真把整道题浏览一遍，特别是图、表前面的题干信息或关于图表的文字说明，在基本弄清该图(表)要呈现我们什么信息的情况下有目的地、带着问题去分析，这样可以大大提高获取有用信息的效率。
2.图象信息分析法
坐标图象与数据本为一体。坐标图象就是依据坐标绘制而成的，而图象上任意一点都包含有关联的系列数据。因此，有些数据题完全可以转换成坐标图象解答，更容易，更直观。
例4．（08年广东卷第18题）电导率是衡量电解质溶液导电能力大小的物理量，根据溶液电导率变化可以确定滴定反应的终点。右图是用KOH溶液分别滴定HCl溶液和CH3COOH 溶液的滴定曲线示意图。下列示意图中，能正确表示用NH3·H2O溶液滴定HCl和CH3COOH混合溶液的滴定曲线是
解析：电导率的大小反映了溶液中自由移动离子浓度的大小，自由移动的离子（离子的电荷数相同的情况下）浓度越大，溶液的导电性越强。氢氧化钾与盐酸反应的实质为：H ＋＋OH—＝H
2O，由于生成了弱电解质水，故溶液的导电性减弱，当氢氧化钾过量时，溶液的导电性增强；而氢氧化钾与醋酸反应的实质为：CH3COOH ＋OH—＝CH3COO—＋H2O，由于OH—的加入，使溶液中的离子浓度变大（相对于醋酸而言），故其导电性增强，氢氧化钾过量时，导电性继续增强，反映在图像上会出现一个向上的拐点。
当氨水（弱电解质）滴入HCl和CH3COOH的混合溶液中，氨水与盐酸（强酸）先发生离子反应：NH3·H2O ＋H＋＝NH4＋＋H2O 离子数目不变，但由于稀释效应会使溶液中的离子浓度减小，因而其导电性减弱——表现在图形上是一条向下的直线；继续加入氨水，则氨水与CH3COOH（弱酸）发生反应，NH3·H2O ＋CH3COOH＝CH3COO—＋NH4＋＋H2O 离子浓度增大，溶液的导电性增强——表现在图形上是一条向上的直线；当氨水过量时，由于氨水为弱电解质，电导率会平行于横轴。因此，答案为D。
启示：化学图像趋向于综合化，符合学生的认知规律（由简单到复杂），计算判断法也是解决图像问题的一种有效方法。本题从氨水（弱碱）与盐酸（强酸）和CH3COOH（弱酸）的反应入手，既考虑反应的先后顺序，又考虑稀释效应，还考虑弱电解质的过量等问题，将离子浓度与电导率有效的结合起来。是一道综合性很强的试题。
例5.某研究性学习小组在整理实验室化学试剂时，发现一盛有无色溶液的试剂瓶，标签破损，如下图。请你根据所学化学知识，对该试剂可能是什么物质的溶液做出猜想。其中猜想全部正确的是
①Na 2SO 4 ②Na 2CO 3 ③Na 2SO 3 ④Na 2SiO 3 ⑤A ．只有①⑤ B ．只有①②③④
C ．只有①②③
D ．只有①② 解析：从破损标签来看，试剂瓶上残存的化学式的
一半（Na 2）和名称的另一半（酸钠）来看，该物质含有的阳离子是2个钠离子，则其酸根阴离子一定是二价酸根，其完整名称应为“某酸钠”或“某某酸钠”，但必须满足
酸根为负二价。根据中学化学的常见药品可得出如下答案：Na 2SO 4 Na 2CO 3、Na 2SO 3、Na 2SiO 3、Na 2S 2O 3 、Na 2ZnO 2、Na 2Cr 2O 7 、Na 2C 2O 4等，因此答案为B 。
启示：抓住图（或表）中的有用信息[从残存的化学式的一半（Na 2）和名称的另一半（酸钠）分析，该物质含有的阳离子是2个钠离子，则其酸根阴离子一定是二价酸根]，迅速与中学化学相关知识进行关联，然后进行检索（二价酸根与钠离子组成的盐），对照备选答案缩小范围即可快速得出答案。它是科学探究中合理“猜想假设”的体现。
3.表格信息分析法
表格信息题是把经过整理的概念，物质的性质与用途、规律的形成过程和运用过程，以及伴随这些过程的科学探究方法有条理、有系统地编排在一定的表格里，以便确切而清晰地揭示和反映客观事物或过程的某种内在规律性或关联性。表格主要有两种形式，一是记录表的形式，命题的内容主要是探究性学习方式的渗透。特点为：围绕所探究的主题，以实验报告的形式分析科学家进行科学探究的实验现象；或是对研究性课题的实验目的，仪器，现象、假设、数据进行分析讨论，填写实验报告；或对实验记录的数据进行定量计算等。
另一种是比较或归纳概括表，它是提供一个有序的框架，根据你所需要了解的特性对事物进行比较，或对同一问题进行归纳小结。特点是在表格中设置横标目和纵标目。横标目的内容是要比较的具有一定逻辑关系的几个化学量，纵标目的内容是作比较所依据的特性。相应的格子里则填每一件事物关于各个特性的信息。
例4．金属钾、金属钠、氯化钾和氯化钠四种物质在不同压强下的沸点如下表：
工业上制取金属钾不采用制取金属钠的电解方法，而采用相对较简单的置换法，为什么？在制取过程中，为了提高原料的转化率，可以采取的措施是_________________，当反应的温
度升至9000C 时，该反应的平衡常数可以表示为________________。
解析：利用高沸点难挥发的物质制备低沸点易挥发的物质，是一条重要的物质制备原理。表中提供的四种物质的沸点差异较大，分析对比四种物质的沸点，如果将反应的温度控制在
钾的沸点770 0C 以上，钠的沸点890 0C 以下，用钠就可以置换出钾。工业上就是利用这一
原理来制取金属钾。Na(l)＋KCl(l)＝NaCl(l)＋K(g) -Q
钠置换氯化钾中的钾的反应是吸热反应，在制取钾的过程中保证钾为气态，其它物质为液态的前堤下，提高原料的转化率，使平衡尽可能地向正向移动，根据勒沙特列原理，可以适当升高温度，降低压强或将钾蒸气及时不断的从体系中移出，即可达到目的。
在常压下，当反应温度升高到900 0C时，钠已经成为气态，而KCl和NaCl仍呈液态，故该反应的平衡常数K＝C(K)/C(Na)。
启示：分析对比试题提供的有关物质的熔沸点、密度、溶解度、溶度积和离子沉淀的pH值等数据，能解答除杂提纯或分离混和物组分或制备新物质的有关试题。化工生产上也经常用对比分析上述数据来设计除杂提纯物质的方案和制取新物质的方案。世界级化工巨匠侯德榜，就是对比分析NaCl、NaHCO3、Na2CO3的溶解度的差异，发明了举世触目的侯氏制碱法。运用表格题解答的关键在于分析表格中已存在的文字信息点，了解图表的内容及答题方式，然后根据所示信息点，利用问句中的关键词语，在头脑中搜索相应的信息，提取问题的答案。
烷烃甲烷乙烷丙烷丁烷戊烷己烷庚烷
-164 -88.6 -42.1 -0.5 36.1 98.4 沸点
（0C）
A 61.2
B 67.3
C 69.0
D 80.4
解析：随着分子量的递增，烷烃的沸点呈现有规律性的递变趋势。若以烷烃的相对分子质量对沸点作图，即可以绘出下列曲线图。
从图中可以看出，随着碳原子数增加，烷烃沸点升高的幅度在逐渐减小。这与每增加一个CH2基团，其相对分子质量的增加在整个分子中所占的比重（CH2/C n H2n＋2＝14/C n H2n＋2）
下降的趋势相一致。因此，若以戊烷和庚烷的沸点的中点作参考，己烷的沸点应在中点偏上一点的位置（见上图）。据此判断，己烷的沸点为69 0C。
启示：化学变化符合于自然变化的普遍规律—量变引起质变。因此，很多化学数据的变化存在某种似乎于自变量因变量的函数关系，依据这种关系就能作出数据的变化图象；并且，有些试题单从提供的数据难以直接推算，只能依靠曲线的变化分析推得。因此，具备这两种特点的试题最好采用此法求解。这种方法在编制曲线图时比较麻烦，但是，曲线图使很多试题解法变得简单、直观，而且有些试题离开这种解法是很难求出结果的。
4.模型图信息分析法
模型图所描述的是化学中一些比较抽象的知识，这些抽象化了的知识统称为概念性知识或者叫做命题性知识。命题性知识是要用概念、原理、理论等来做出说明的。特点是通过模拟图直观、形象地将有关粒子或者有机物的构成情况，化学反应的过程等展示出来，学生借助图示来分析和解决一些比较抽象的化学问题，符合中学生的年龄特征。
例6．（2006年全国理综Ⅰ第29题）萨罗（Salol）是一种消毒剂，它的分子式为C13H10O3，其分子模型如下图所示（图中球与球之间的连线代表化学
键，如单键、双键等）：
（1）根据右图模型写出萨罗的结构简式_____
（2）萨罗经水解、分离、提纯可得到纯净的苯酚和水
杨酸（邻羟基苯甲酸）。请设计一个方案，说明苯酚、碳酸、
水杨酸的酸性依次增强（用化学方程式表示）。
（3）同时符合下列四个要求的水杨酸的同分异构体共有_______种。
①含有苯环；
②能发生银镜反应，不能发生水解反应；
③在稀NaOH溶液中，1mol该同分异构体能与2molNaOH发生反应；
④只能生成两种一氯代物。
（4）从（3）确定的同分异构体中任意选一种，指定为下列框图中的A。
写出下列两个反应的化学方程式（有机物用结构简式表示），并指出相应的反应类型。
①A→B__________________________________。反应类型：_____________。
②B＋D→E_______________________________。反应类型：_____________。
（5）现有水杨酸和苯酚的混合物，它们的物质的量之和为nmol。该混合物完全燃烧消耗aL O2，并生成bg H2O和cL CO2（气体体积均为标准状况下的体积）。
分别写出水杨酸和苯酚完全燃烧的化学方程式（有机物用结构简式表示）。
②设混合物中水杨酸的物质的量为xmol，列出x的计算式。
解析：试题特点：从形式上看：以物质结构模型—萨罗的球棍模型这一新信息引入考查，材料新颖、背景陌生，综合性强，对考生公平一致。从内容上看：综合考查了①分子模型、分子式、化学式、化合价、结构简式、同分异构体等基本概念；②醇、醛、酸、酯和酚的基本性质；③酸碱反应、还原反应、氧化反应、酯化反应、水解反应等基本反应，相关化学方程式的书写及反应类型的确定；④有机物完全燃烧的定义及有机反应的基本计算。
典型错误：①有机物分子式书写错误或不规范，将苯环写成环己基；②方程式漏写水；
③苯酚钠与二氧化碳反应，产物写成碳酸钠；④同分异构体书写错误、不规范、漏写；⑤对用字母表示的运算不习惯等。
答案：略
启示：解答模型图题时要求学生将图中所展示的信息与宏观物质的组成和结构特点以及规律联系起来，进行合理的分析，联想，对比、迁移，抽象、概括，并用准确的语言进行描述。现仅就萨罗结构简式的推导说明信息迁移题解题特征。题给信息是萨罗的球棍模型和分子式，模型中的“球”与“棍”是我们研究的重点信息。将二者对比不难看出，黑球为碳原子，白球为氢原子，斜线球为氧原子，“棍”则为单双键；结合碳氢氧化合价理论，模型中的六元环只能是苯环，分子中的一个碳氧键为碳氧双键。A的结构简式为：
OH C O
O
。
5. 数学建模法
一些化学数据的变化就隐含一种（甚至几种）数学关系，如将这种数学关系升华抽离出来，建立近似数学模型解题，使其试题更易被学生理解接收。
例6.下表数据是1mol气态（或折算为气态）烷烃，在25 0C，101X105Pa条件下，燃烧生成液态水和气态的二氧化碳时所放出的热量。请你根据这些数据推测燃烧1mol辛烷所释放的热量
解析：表中提供的烷烃系列的燃烧热，显然是随着分子中C原子数的增加而增加。根据量变质变的哲理，可以猜想，烷烃燃烧热的变化是依烃分子组成中CH2基团数的增加有规律的等量变化。
根据猜想，计算分子组成中每增加一个CH2基团的燃烧热的变化值如下表：
模型—等差数列。其热值计算公式为：
Q＝1560.7＋（n-2）×658.0＝244.7＋658.0n(n表示CH2基团数) 依据该公式辛烷燃烧热 Q＝244.7＋658.0×8＝5508.7Kj/mol。
启示：将表格数据题转换成数学计算题用数学方法求解的关键，在于能否分析再升华抽出数据中隐秘的数学问题，并建立数学模型，只要数学模型建立起来了，问题也就解决了。
综上所述，高考命题将更加注重图表语言的考核。用图表表述化学过程或呈现背景信息是化学的基本表达方式，简约化是理科考生应该具有的最基本的思维特征，而图表正是化繁为简的妙法。在这其中，图表型的计算题将数据处理与化学问题融为一体，信息量大,信息加工涉及诸如信息的寻找、选择、整理、重组、应用等各方面，因此学生普遍反映困难较大。因此在平时的化学学习中我们应自觉地去了解图表所呈的化学含义，掌握化学图表最基本的分析剖析方法，从中提炼出相关的化学信息，尝试应用图表分析解决化学问题，表述自己的思路与思维的结果。这样不仅可以提高自己的识表识图能力，更能通过这个过程训练与优化自己的思维策略。