高中化学电解质溶液图像解题策略分析
2025-03-03李旦旦
摘 要:电解质溶液是高中化学必考知识点,图像题尤为常见.与其他考试题目相比,图像题更为简明、直观且类型多样,综合性强,对学生的知识掌握情况、信息分析素养、计算素养以及化学观念都提出了更高的要求.本文就以此切入,结合典型的例题,从构建模型、平衡常数、电荷守恒三个角度展开探究,旨在寻求一套全新的电解质溶液图像解题路径,不断提升学生的解题能力.
关键词:电解质溶液;图像题;高中化学;解题策略
中图分类号:G632"" 文献标识码:A"" 文章编号:1008-0333(2025)01-0116-03
收稿日期:2024-10-05
作者简介:李旦旦,本科,中学一级教师,从事高中化学教学研究.
纵观最近几年各个地区的化学高考试卷,电解质溶液题目占据很大的比例.学生在解答这一类型问题时,不仅要具备扎实的基础知识,还要具备分析图像、提取信息等能力,更要拥有微粒观、平衡观、定量观和守恒观等.同时,在化学试卷中,这一类题目常常以选择题的形式出现,涉及面广,对学生的化学综合能力进行了考查,属于拉分型题目.鉴于此,探究电解质溶液题目解题路径,不断提升学生的解题能力,已经成为一线教师研究的重点.
1 新高考下电解质溶液图像题目考查特点
纵观最近几年化学考试试卷,电解质溶液图像题目中所考查的知识点比较多,集中体现在:对酸(碱)强弱的判断、弱酸(碱)在不同点的电离度进行对比、围绕不同点溶液的导电能力和水的电离程度进行对比分析、对电离平衡常数进行计算、推断粒子的浓度关系、选择滴定指示剂、对酸式盐溶液酸碱性进行判断等.另外,在新高考视域下,考试题目形式也随之发生改变:配合相关的试题情境,对高中生的识别、分析和运用图的能力提出了更高的要求,在一定程度上增加了该试题考查的难度[1].
2 高中化学电解质溶液图像解题策略研究
2.1 高中化学电解质溶液图像解题策略——构建模型,解决问题
《普通高中化学课程标准(2017年版2020年修订)》作为现阶段课堂教学的纲领性文件,明确提出了“模型认知”的核心素养,要求教师应树立“模型认知”教学观念,在化学课堂上,指导学生围绕研究对象,通过分析、推理等学习方法,最终完成认知模型的建立.同时,还应引导学生利用化学模型分析问题、解决问题.
2.2 典型例题分析,建立认知模型
2.2.1 利用酸碱滴定图像题,掌握电离和水解规律
主要围绕滴定过程以及弱酸电离、水电离规律的灵活应用展开考查.在解答这一问题时,可根据题意构建模型:弱酸溶液会对水的电离产生一定的抑制.但是伴随着NaOH溶液的滴入,会导致其浓度逐渐变小,进而对水的抑制程度逐渐变小,一直到溶质为NaA,A-发生水解,进而促进水的电离.
例1 温室下,在20 mL的0.1 mol/L的HA溶液(Ka=1.0×10-5)中,逐渐滴入0.1 mol/L的NaOH溶液.HA溶液中pH值伴随着滴入NaOH溶液体积的变化而变化(如图1所示),则下列四项表述中错误的(" ).
A.a点pH>5
B.水的电离程度a<b<c
C.在该实验中,可利用酚酞作为指示剂;
D.在实验中,如果将HA溶液换为20 mL 0.1 mol/L的HCl,则滴定曲线如②所示
解析 在解答本题目时,可根据所学的知识,构建电离平衡模型,在此基础上融合电离平衡常数的知识进行解答.针对A选项来说,由Ka=1.0×10-5得出A-的水解常数为1×10-9,a点溶液中的NaA的浓度和HA的浓度相等.其中,A-水解弱于HA电离,HA的浓度小于A-的浓度,则c(H+)<1×10-5,所对应的pH>5,故该选项正确.针对B选项来说,HA电离会对水的电离产生抑制作用.在该图像中,从点a到点c这一阶段中,HA浓度逐渐降低,在c点时,HA和NaOH恰好完成化学反应,并形成了NaA溶质,A-水解促进水的电离.因此,a、b、c三点水的电离程度以a点最弱,c点最强.因此,该选项正确.针对C选项来说,由于滴定溶液呈现碱性,在该实验中可以选择酚酞作为指示剂.因此,该选项正确.针对D选项来说,如果用20 mL 0.1 mol/L的HCl代替HA,在初始阶段极容易出现pH变化缓慢的现象,并且在反应达到终点时,这一缓慢的现象才会有所改观.因此,曲线②无法将其反应出来,故该选项错误[2].
2.2.2 利用平衡常数,高效解答问题
通常,学生在解答电解质溶液图像题目时,可以平衡常数作为突破口,以此对不同微粒浓度的比例关系进行判断.还可以在平衡常数的基础上,辅以横坐标的关系,解答不同曲线、直线所表达的平衡积,也可以结合平衡常数,判断NaHA溶液呈酸性还是碱性.另外,通过平衡常数还可以对图像中某一曲线或者某一直线上点的动态变化情况进行分析.
例2 温度相同的条件下,Ksp(BaCO3)>
Ksp(BaSO4),下图2反映了-lg[c(SO2-4)]、
-lg[c(CO2-3)]和-lg[c(Ba2+)]饱和溶液在同一个温度条件下的关系图,下面四项表述正确的是(" ).
3 结束语
综上所述,电解质溶液图像题是高考的重难点,且考查的内容并非一成不变的,尤其是在新课标、新高考视域下,呈现出全新的特点.鉴于此,教师在组织课堂教学时,必须立足于本专题主要知识内容,帮助学生建构起系统化的知识体系.同时,还应结合高考考点和典型的例题,引领学生从建构模型、平衡常数、电荷守恒等角度进行分析,不断提升学生的解题能力.
参考文献:
[1] 刘燕伟.电解质溶液图像的解题策略[J].中学生理科应试,2024(04):37-39.
[2] 景建宏.构建模型 突破电解质溶液图像题[J].数理化解题研究,2023(01):126-129.
[3] 芦燕君.电解质溶液中常考图像问题解题策略[J].中学化学,2020(11):37-40.
[责任编辑:季春阳]