2020年全国卷Ⅰ第13题赏析与感悟

2021-05-28安徽

教学考试(高考化学) 2021年2期

安徽

(作者单位：安徽省池州市第八中学)

为进一步达成为党选人、为国选才的目标，深化高考内容改革，2019年教育部制定并出版了《中国高考评价体系》及《中国高考评价体系说明》，高考命题以真实情境为载体、核心价值为引领，以基础性、综合性、应用性、创新性为目标设问，考查核心价值、学科素养、关键能力和必备知识的命题思路，是《中国高考评价体系》对试题命制提出的新的建议和要求。科学的核心就是科学思维，而“证据推理与模型认知”素养作为化学学科核心素养的思维核心，对学生的发展具有重要的影响作用，物质在水溶液中的行为，涉及电离平衡、水解平衡、难溶电解质的溶解平衡等，是教学的难点和重点，更是高考的高频考点。高考命题时以真实的中和滴定实验为情境，以现代技术为支撑，实时记录溶液的pH、温度、导电率、分布系数等变化，计算机自动绘制出滴定曲线，考查学生获取、整合信息及综合分析的能力，进而考查学生的“宏观辨识与微观探析”及“证据推理与模型认知”等化学学科核心素养达成情况，因为考查涉及多点关联结构，甚至思维拓展结构，对学生思维要求高，因此难度较大，常常在全国卷化学压轴选择题——第13题出现，已成为高考的热点。本文即对2020年全国卷Ⅰ第13题进行分析，以期对2021年复习备考有所帮助。

一、试题及分析

图1

下列叙述正确的是

( )

A.曲线①代表δ(H2A)，曲线②代表δ(HA-)

B.H2A溶液的浓度为0.200 0 mol·L-1

C.HA-的电离常数Ka=1.0×10-2

D.滴定终点时，溶液中c(Na+)<2c(A2-)+c(HA-)

【命题意图】本题以学生熟悉的NaOH溶液滴定未知浓度的二元酸为情境，题中给出了溶液中pH、分布系数δ随滴加的NaOH溶液体积变化而变化的关系图，同时引入双纵坐标，其中蕴含的信息非常多，从而考查学生在复杂的图表中获取有效信息的能力，与已有知识整合的能力，渗透了“宏观辨识与微观探析”及“证据推理与模型认知”等化学学科核心素养。

【分析】在看到题干时首先可能会认为这是一个二元弱酸，但是随着氢氧化钠的加入，发现溶液pH变化只有一个突跃点，因此进一步得到两种猜想，一是二元弱酸的K1与K2非常接近，二是该酸一级电离为完全电离，二级电离是部分的，再根据图像，曲线①代表的粒子的分布系数随着NaOH的滴入逐渐减小，曲线②代表的粒子的分布系数随着NaOH的滴入逐渐增大，二者只有1个交点，说明只有两条粒子分布系数的曲线，如果代表的是H2A与HA-，即溶液中没有A2-，很明显是错误的；当加入40.00 mL NaOH溶液时，溶液的pH发生突跃，且曲线②代表的粒子达到最大值，接近1；加入NaOH之前，溶液pH约为1，说明H2A第一步完全电离，第二步部分电离，则曲线①代表δ(HA-)，曲线②代表溶液δ(A2-)，验证了猜想二是正确的。

【解题策略】解决图像类习题时首先必须弄清图像的含义，观察横、纵坐标的含义及单位，明确特殊点的意义。如坐标轴的原点、曲线的起点、终点、交叉点、极值点、转折点等(本题中根据滴定曲线的起点pH，结合溶液浓度，可以计算电离度和电离平衡常数；根据滴定终点以及溶液呈中性的点，半终点等可联系三个守恒问题)；分析曲线的变化趋势如斜率的大小及升降；进行信息提取：挖掘隐含信息、排除干扰信息、提炼有用信息，与已有知识进行整合，建立解题模型，分析相关数据，进行推理或计算，从而证实或证伪，选出正确答案。

二、错因及分析

三、复习及提示

为了解决物质在水溶液中的行为这类题，教师首先要带学生对主干知识进行复习，只有掌握了必备知识，才能形成能力，化学学科必备知识和关键能力是学生发展化学学科核心素养的关键。例如可让学生回忆并尝试画出下图2类似的知识主干网络。

图2

其次要培养学生实验能力，尤其是教学中涉及的现代科技的使用技能，使用pH传感器、滴数传感器、采集器、计算机等，让学生进行数字化实验，培养学生收集数据、分析数据并进行推理的能力，培养学生证据推理意识，例如常温下用0.1 mol·L-1NaOH溶液滴定40.00 mL 0.1 mol·L-1CH3COOH，可以带领学生分析图3中标记的点，若A点等于3，可以求出CH3COOH的电离常数约为10-5，求出电离度约为1%；根据B点可比较该溶液中各离子浓度的大小，也可以根据该点pH求出该酸的电离平衡常数；若C点溶液刚好呈中性，此时加入的NaOH溶液体积略小于40.00 mL，溶液中c(Na+)=c(CH3COO-)，c(H+)=c(OH-)；D点是恰好完全反应的点，但由于CH3COONa水解，此时溶液显碱性。还可以让学生书写B、D、E三点溶液中的电荷守恒、物料守恒和质子守恒关系，使其对物质在水溶液中的行为，尤其是酸碱中和滴定及盐类水解等知识的认识进入一个新的高度。最后让学生分析强酸滴定弱碱时类似以上五个点的问题，帮助学生构建解决此类问题的认知模型，从而更加快速地解决此类问题。