例析2017年高考全国卷化学选择题中的图像题

杨宏

[摘 要]近年来，高考全国卷化学选择题中的图像题考查内容主要涉及电解质溶液中的三大平衡——弱电解质的电离平衡、盐类的水解平衡、难溶电解质的溶解平衡，考查的知识点多为弱电解质的电离程度、平衡常数、溶液中的三大守恒（电荷守恒、物料守恒和质子守恒）、离子浓度的等量关系、离子浓度的大小比较等。解决这类题型的关键步骤为：读图（弄清图像含义）——识图（提取关键信息）——用图（运用数学运算解决化学问题）。备考过程中帮助学生提高分析图像的能力是破解这类题的关键。

[关键词]图像题；电解质溶液；高考化学

[中图分类号] G633.8 [文献标识码] A [文章编号] 16746058（2018）02006402

图像题在近年来的高考化学试题中出现的频率非常高，如2017年全国卷（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）若干题、2017年浙江省第23题、2016年新课标Ⅰ卷第12题、2016年北京卷第11题、2016年天津卷第6题、2016年江苏卷第14题、2015年全国卷Ⅰ第13题、2015年浙江卷第12题等，对这类题型的考查主要聚焦在电解质溶液中的离子平衡问题上。

图像是题目的重要组成部分，命题者常常会把要考查的知识简明、直观、形象地寓于坐标曲线上。解题时，首先要弄清横纵坐标所表示的化学含义；然后通过数形结合来分析图像，重点弄清四个点，即“起点、交点、拐点、终点”，以及图像中各线条的走势，提取信息排除干扰；最后

联系化学原理

、运用数学运算解决问题。

一、弱电解质的电离平衡图像题

【例1】 （2017年新课标Ⅱ卷第12题）改变0.1mol·L-1二元弱酸H2A溶液的pH，溶液中H2A、HA-、A2-的物质的量分数

δ（X）随pH的变化如图1所示，下列叙述错误的是（ ）。

生经常写出“NH3+CO2一定条件CO（NH2）2+H2O”这样的错误方程式。③对反应微观示意图中“多余”的微粒模型不能正确“删减”。如

高考化学题：

（2017·黑龙江齐齐哈尔）要求根据反应微观示意图（如下图）写出方程式。在反应前和生成后的物质中都有O2，根据化学反应特征（同一物质一般不可能[已知δ（X）=c（X）c（H2A）+c（HA-）+c（A2-）]

A.pH=1.2时，c（H2A）=c（HA-）

B.lg[K2（H2A]=-4.2

C.pH=2.7时，c（HA-）

D.pH=4.2时，c（HA-）=c（A2-）=c（H+）

解析：本题考查的是二元弱酸的电离平衡，一方面侧重考查弱电解质的电离是分步进行的，且第一步电离强于第二步电离；另一方面，以图像为载体，通过常用对数的计算考查电离平衡常数的计算、守恒思想以及溶液中粒子浓度大小的比较。A.根据图像，pH=1.2时，H2A和HA-的变化曲线相交，则有c（H2A）=c（HA-），正确；B.根据pH=4.2时，K2（H2A）=c（H+）·c（A2-）/c（HA-）=c（H+）=10-4.2，正确；C.根据图像，pH=2.7时，H2A和A2-的变化曲线相交，则有c（H2A）=c（A2-），正确；D.根据pH=4.2时，c（HA-）=c（A2-），且物质的量分数约为0.48，据物料守恒得c（H2A）+c（HA-）+c（A2-）=0.1

mol·L-1，

故c（HA-）=c（A2-）=0.048

mol·L-1，

而c（H+）=10-4.2，可知c（HA-）=c（A2-）>c（H+），错误。故答案选D。

二、中和反应与盐类的水解平衡图像题

【例2】 （2017年新课标Ⅰ卷第13题）常温下将NaOH溶液添加到己二酸（H2X）溶液中，混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图2所示。下列叙述错误的是（ ）。

A.Ka2（H2X）的数量级为10-6

B.曲线N表示pH与lgc（HX-）c（H2X）的变化关系

C.NaHX溶液中c（H+）>c（OH-）

D.当混合溶液呈中性时，c（Na+）>c（HX-）>c（X2-）>c（OH-）=c（H+）

解析：本题要求学生分析酸碱中和反应后溶液溶质的确定，综合考查弱电解质的电离常数的计算、酸式鹽的电离程度和水解程度大小比较、离子浓度大小的比较、离子积常数等知识点。如图2虚线，取横坐标的值等于0时，溶液中c（H2X）=c（HX-），c（X2-）=c（HX-），则

已二酸（H2X）是二元弱酸，第一步电离大于第二步电离，Ka1>Ka2，由于pH越小酸性越强，c（H+）越大，线段N表示第一步电离，线段M表示第二步电离，B正确，故Ka2=10-5.4约为10-6，A正确。在NaHX溶液中，溶液酸碱性取决于水解程度和电离程度的大小，水解平衡常数

，由于Ka2>Kh，所以溶液显酸性

c（H+）>c（OH-），

选项C正确。当混合溶液呈中性时，根据线段M可以推出

故答案选D。

三、难溶电解质的溶解平衡图像题

【例3】 （2017年新课标卷Ⅲ第13题）在湿法炼锌的电解循环溶液中，较高浓度的Cl-会腐蚀阳极板而增大电解能耗。可向溶液中同时加入Cu和CuSO4，生成CuCl沉淀从而除去Cl-。根据溶液中平衡时相关离子浓度的关系图（见图3），下列说法错误的是（ ）。

A.Ksp（CuCl）的数量级为10-7

B.除Cl-反应为Cu+Cu2++2Cl-=2CuCl

C.加入Cu越多，Cu+浓度越高，除Cl-效果越好

D.2Cu+=Cu2++Cu平衡常数很大，反应趋于完全

解析：难溶电解质溶解平衡图像题主要涉及沉淀溶解平衡的移动、Ksp的计算及其应用、沉淀溶解平衡及其影响因素。

Ksp（CuCl）=c（Cu+）c（Cl-）

，在横坐标为1时，纵坐标大于-6，所以Ksp（CuCl）的数量级是10-7，故A正确。由题意知B正确。C选项中只要Cu够多，增加Cu对除去Cl-没有影响，C错误。在没有Cl-存在的情况下，反应2Cu+=Cu2++Cu趋于完全。故答案选C。

总之，电解质溶液图像题作为每年选择题的压轴题，考查的知识点丰富，知识迁移难度大，从多方面考查学生分析问题、提取信息、解决问题的能力，是考生在复习备考中需要重点突破的问题。此类题型不仅仅出现在选择题中，在非选择题里也常用来考查化学反应速率、溶解度随时间变化等知识点。预计，今后这将是高考考查学生综合能力的一种重要方式，希望此文对学生有所启发。

（责任编辑 罗 艳）