化學中考“溶液”考點歸類評析
2020-06-23 03:31:18陸桂斌
理科考試研究·初中 2020年6期
摘 要：結合典型化學中考試題，從溶液、濁液等基本概念辨析，溶解時的熱效應實質探究，基礎性實驗步驟原理，物質溶解性及其應用，溶解度及其曲線的涵義等多個維度歸類評析“溶液”考點，比較分析試題特征，概括歸納解題策略.
關鍵詞：溶液;溶解性;溶解度;化學中考
作者簡介：陸桂斌（1970-），男，江蘇興化人，本科，中學高級教師，研究方向：初中化學教學與考試研究.
溶液是我們日常生活和生產中見得最多、應用最廣泛的一類分散體系，農業上農藥、化肥的使用和許多化工產品的生產等都在溶液中進行，生命體中營養的輸送和新陳代謝也都離不開溶液.因此，不同版本的初中化學教材都專門安排一個章節從定量、定性等不同維度討論溶液的組成、溶液的性質、物質溶解的限度和溶液的配制等，既有利于促進學生構建較為完整的認知結構，也彰顯了化學課程的學科價值.本文擬梳理中考有關“溶液”的高頻考點，助力廣大師生學習備考.
1 溶解與乳化、溶液與濁液等基本概念的辨析
例1 （2019 廣西梧州）下列生活中常見的物質，分別取少量放入水中，不能形成溶液的是（ ）.
A.食醋B. 食鹽C. 白糖D. 植物油
評析 試題聯系學生熟悉的具體物質，考查溶液、濁液等基本概念.物質以分子或離子的形式均勻分散到另一物質中的過程稱為物質的溶解，溶解后形成的混合物叫做溶液.如與水混合后，食醋、白糖等是以分子的形式分散，食鹽是以鈉離子、氯離子的形式分散，最終都形成溶液.混合物中的分散微粒是細小的固體顆粒則形成懸濁液，如面粉、泥沙等加入水中;混合物中的分散微粒是小液滴則形成乳濁液，如植物油、牛奶等與水混合.正確選項：D.
例2 （2018 湖北江漢）下列有關溶液的敘述錯誤的是（ ）.
A.長期放置后不會分層的液體一定是溶液
B.衣服上的油污用汽油或用加了洗滌劑的水可除去
C.一瓶合格的生理鹽水密封一段時間，不會出現渾濁
D.實驗室常將固體藥品配制成溶液進行化學反應，以提高反應速率
評析 溶液具有均一性和穩定性.均一性是指溶液形成后其各部分的組成、性質完全相同;穩定性是指只要外界條件不變溶液不會有分層、沉淀等現象.但溶液不一定都是無色的（參見例6評析），均一、穩定的液體也不一定都是溶液（如蒸餾水是均一、穩定的純凈物，不是溶液）.化學反應在溶液中進行，因分子或離子接觸充分，所以要比固體物質間反應速度快得多.濁液不均一、不穩定，靜置一段時間，懸濁液有沉淀、乳濁液易分層.用汽油和洗滌劑都可去除油污，但二者原理不同：汽油能溶解油漬而將衣服洗凈;洗滌劑除油污屬于乳化現象.乳化是在乳化劑（如洗滌劑等）作用下，將一種液體以很小的液滴的形式均勻分散到互不相溶的另一種液體中，乳化后的混合物仍然是乳濁液而不是溶液.正確選項：A.
2 考查物質溶解時溶液溫度發生變化的實質
例3 （2017年 四川內江）仔細閱讀下面的探究實驗信息，回答相關問題.
Ⅰ.【實驗目的】探究溶解過程中，溶液溫度的變化情況.
Ⅱ.【查閱資料】（1）物質溶解于水的過程包括吸收熱量（Q吸）的擴散過程和放出熱量（Q放）的水合過程.（2）實驗條件下，水的凝固點為0℃、沸點為100℃.
Ⅲ.【提出猜想】物質溶解過程中，溶液的溫度可能升高或降低或不變.
Ⅳ.【實驗探究】某探究小組的同學設計了如下圖所示的兩種實驗方案.在如圖2所示方案中，每次加入物質b之前，均使用溫度計控制熱水溫度，使之保持在99℃.
Ⅴ.【實驗結論】（1）如圖1所示實驗中，若加入物質a后，發現玻璃片與燒杯底部之間的水結冰，說明溶液的溫度（填“升高”或“降低”或“不變”，下同）.
（2）如圖2所示實驗中，若加入物質b后，熱水會突然沸騰，說明溶液的溫度.
Ⅵ.【拓展實驗】按照如圖3所示進行實驗.若物質c為NaOH，則U型管內的左邊液面將（填“升高”或“低于”或“等于”）右邊液面;若U型管內的液面位置變化與之相反，則物質c為 （填序號）.①CaO ?②NH4NO3 ③濃H2SO4
Ⅶ.【反思交流】（1）該小組的同學進一步就物質溶解過程中溶液溫度變化的原因展開了討論，分析得出：若Q吸Q放（填“>”或“<”或“=”，下同），則溶液溫度升高;若Q吸與Q放的相對大小與之相反，則溶液溫度降低;若Q吸Q放，則溶液溫度不變.
（2）在如圖2所示方案中，小張同學對實驗現象很感興趣，他繼續向熱水中加入相同質量的物質b，又看到沸騰現象，至燒杯中出現固體物質后，再繼續加入相同質量的物質b，就看不到沸騰現象.請解釋不再產生沸騰現象的原因.
評析 本題是一道綜合探究題，是當前中考化學試題命制的經典題型.圍繞“探究物質溶解過程中溶液溫度的變化”主題（實驗目的），試題呈現了一個相對完整的探究過程，側重考查學生對主干知識的熟練掌握及遷移運用、在真實情境中分析和解決問題、設計和實施探究實驗、正確解釋及準確表達科學探究結果等能力.
解答這類試題，首先要完整閱讀試題文本，結合科學探究的六個要素分析試題的問題設計，梳理出試題的大致架構，以便在整體上把控好題意;此階段對“查閱資料”應特別留意，資料呈現的內容多為“新信息”——課程標準、教材中都未涉及但又與理解題意、解答問題密切關聯，意在考查學生信息提取、分析和加工等關鍵能力.如審題時只有理解了資料中“物質溶解于水包括吸收熱量的擴散過程和放出熱量的水合過程”信息的涵義，才能為【反思交流】第1小題找準解題思路：溶液最終溫度的變化取決于Q吸與Q放大小的比較.其次要從化學學科的視角深入分析探究過程，明確實驗目的，準確理解實驗方案的設計意圖，厘清實驗現象與實驗結論間的因果關系.如本題中只要理解了兩種實驗方案的設計意圖——根據水狀態的改變推測溶液溫度的變化，結合具體實驗現象則不難得出【實驗結論】：加入a物質后溶液溫度降低;加入b物質后溶液溫度升高.再次要靈活運用已有知識、聯系試題中創設的問題情境有針對性的答題.如本題 【拓展實驗】 問題的解答即為已有知識的靈活運用：NaOH固體溶于水溶液溫度升高，裝置內氣壓增大，U型管內液面左降右升;反之則說明物質c溶于水使得溶液溫度降低;【反思交流】（2）小題的解答則不僅需要把問題放到整個探究過程中去思考，還需要結合具體問題情境，前面探究過程中加入b物質后溶液溫度升高、溶液沸騰，后面繼續加入b物質后溶液為何不再沸騰呢？“燒杯中出現固體”這一情境揭示了答案：燒杯中出現固體，溶液達到了飽和狀態，繼續加入b物質不再溶解，亦不再放熱.
參考答案：Ⅴ.（1）降低（2）升高 Ⅵ.低于;② Ⅶ.（1）<;=（2）參見評析
3 結合粗鹽提純與配制溶液等基礎性實驗，考查常見儀器、實驗操作與誤差分析等
例4 （2017 湖南邵陽）某同學配制50g 6%氯化鈉溶液，操作過程如圖4所示，回答下列問題.
（1）配制溶液的正確操作順序為（填序號，下同），其中操作錯誤的是.
（2）如圖4所示②中盛放氯化鈉固體的儀器名稱是，需稱取氯化鈉g.
（3）量水時選用的量筒的量程最合適的是（填序號），讀數時視線要與量筒內保持水平.
A.10mLB.25mLC.50mLD.100mL
（4）經檢測，該同學配制的溶液溶質質量分數偏小，可能的原因是（填序號）.
A.氯化鈉固體不純
B.用生銹砝碼稱量
C.裝瓶時有少量溶液灑出
D.溶解時燒杯內壁有水珠
評析 《義務教育化學課程標準》（2011年版）明確指出：學習和運用化學實驗技能和科學探究方法離不開實驗活動，教師應該結合具體的教學內容和學校實際，積極創造條件，通過多種途徑，安排和組織學生至少完成8個基礎學生實驗[1].其中配制一定溶質質量分數的氯化鈉溶液、粗鹽的初步提純都在其列.
此類基礎性實驗的考查形式上比較穩定，考查的重點都是課標要求的基本實驗技能、化學學科主干知識等.如小題（1）問題設計即基于“計算→稱量→溶解（配制）→裝瓶貼標簽”這一配制溶液的操作步驟展開，其中每個操作步驟又涉及：①常見儀器的名稱（小題（2））、用途及使用方法;②化學基本實驗操作，如固、液體藥品的正確取用（小題（3））和物質的溶解等.考查內容多為記憶性知識、常識性技能，提高得分率的關鍵是復習時系統梳理知識網絡結構并引導學生理解記憶[2].
小題（4）考查的是基于真實問題情境的實驗誤差分析，問題設計有較大的靈活性、開放性，側重考查學生理解運用知識的能力.作為一名合格化學教師，應準確把脈化學學科特點，重視化學實驗教學，尤其是8個基礎性實驗，不僅要創造條件讓學生做實驗，還要引導學生思考，促進學生化學學科核心素養的形成和發展.如學生在平時有針對性訓練的基礎上，能形成“在配制溶液過程中，可能影響溶質質量分數大小的是溶質或溶劑（水）的質量”這一認知模型，則本題的解答就很容易找準方向：選項A溶質質量偏少，最終導致溶液溶質質量分數偏小;選項B溶質質量偏多從而導致其質量分數偏大;選項C會使配制后的溶液質量減小而對其質量分數無影響;選項D溶劑質量偏多，也會導致溶液溶質質量分數偏小.
參考答案：（1）②①⑤③④;① （2）廣口瓶（或試劑瓶）;3 （3）C;凹液面最低處 （4）AD
例5 （2018 遼寧本溪）某化學興趣小組做粗鹽中難溶性雜質去除實驗，實驗過程如圖5所示.
（1）步驟①的名稱是.
（2）步驟②中，玻璃棒的作用是.
（3）步驟③中，當觀察到蒸發皿內出現時，停止加熱.
（4）將氯化鈉與泥沙分離所采用的方法，利用了氯化鈉具有的性質.
評析 粗鹽提純是初中化學8個基礎性實驗之一，試題本身難度不大，意在考查學生對這類基礎實驗的原理、步驟、現象、操作細節等的掌握情況以及分析解決實際問題的能力.粗鹽提純主要實驗步驟有：①溶解，②過濾，③蒸發（結晶）;每個步驟中涉及的常見儀器和基本操作是考查的熱點.如三個步驟中都使用了玻璃棒，但作用各不相同：溶解時其作用是攪拌以加快物質的溶解;過濾時其作用是引流;蒸發時其作用是攪拌以使液體均勻受熱.蒸發結晶時當蒸發皿中出現較多量固體時即停止加熱，利用蒸發皿的余熱將固體烘干.過濾是最常用的分離液體與不溶性固體的實驗操作，本實驗中即利用了氯化鈉能溶于水而泥沙不溶于水的性質差異.“一貼、二低、三靠”等過濾操作要點、過濾后溶液仍然渾濁的原因分析等也是同類試題命制時關注的熱點.
參考答案：（1）溶解 （2）引流 （3）較多量固體 （4）易溶于水
4 設計實驗探究物質溶解性的影響因素，側重考查學生遷移、運用知識能力
例6 （2017 江蘇蘇州）為了探究相同條件下同種溶質在不同溶劑中的溶解性，某興趣小組同學進行如下兩組實驗.（提示：本實驗所用汽油與KMnO4、碘均不發生化學反應）
【實驗1】KMnO4晶體在不同溶劑中的溶解實驗，
根據實驗步驟、實驗操作（見表1）填寫相關實驗現象.
【實驗2】碘在不同溶劑中的溶解實驗，（見表4）根據實驗操作圖示回答相關問題.
【反思與應用】（5）①碘易溶于酒精.若表4實驗操作圖示中汽油用酒精代替，振蕩后靜置，最終所得液體（選填“分層”或“不分層”）.②“從稀碘水中提取碘”是“海帶提碘”工藝中的一個重要步驟，其原理類似表4中第二步操作.工業實際生產時使用其他揮發性液體代替汽油，這種揮發性液體必須具備的條件是.
評析 試題以高錳酸鉀、碘等固體溶質在水、汽油等溶劑中溶解性差異為情境素材進行對比實驗，設置不同難易程度的實際問題作為測試任務，既考查學生必備知識的掌握情況，如高錳酸鉀溶液的顏色、溶液的正確命名和物質溶解性強弱的比較方法等;也考查學生的關鍵能力，如對化學實驗現象的科學觀察及準確表達的能力，文本素材的閱讀理解和提取處理新信息的能力，對所學知識的有效遷移、綜合運用以解決實際問題的能力等，對引導一線化學教師在平時教學中關注、落實化學學科核心素養的培育具有較好的示范作用.
初中化學中有特征顏色的溶液：紫紅色的高錳酸鉀，藍色的硫酸銅（或氯化銅、硝酸銅）溶液，淺綠色的硫酸亞鐵（或氯化亞鐵、硝酸亞鐵）溶液，黃色的硫酸鐵（或氯化鐵、硝酸鐵）溶液等.溶液的正確命名是“溶質在前、溶劑在后”，當溶劑是水時“水”可省略不寫，如問題（4）中紫紅色溶液是“碘的汽油溶液”.物質溶解性指一種物質（溶質）溶解在另一種物質（溶劑）中的能力.描述物質溶解性強弱有定性和定量兩種方式，定性描述即如問題（3），碘是紫黑色固體，其與水的混合物僅呈淡黃色，由此判斷碘微溶于水;定量描述即“溶解度”，可參考例7評析.比較碘在汽油、水中溶解性強弱，應基于實驗2中的現象：加入汽油后原本溶解在水中的少量碘轉移到汽油中，水的混合物由淡黃色變成接近無色、上層無色汽油變成紫紅色溶液，所以汽油溶解碘的能力比水強.
注重對學生關鍵能力的考查是中考命題的趨勢，這類試題對學生提出了較高要求.問題（2）即要求學生能在分析比較前述實驗步驟的基礎上準確、完整描述實驗現象，學生主要失分就是分析不透徹導致描述不完整.實驗2中問題（5）①若以酒精代替汽油，則會出現有趣現象：碘以分子的形式分散到酒精中，酒精又以分子的形式分散在水中，所以混合物“不分層”.問題（5）②是以高中化學中“萃取”原理設問——即利用物質（如碘）在兩種互不相溶（或微溶）的溶劑（如水、汽油）中溶解能力不同，使溶質（碘）從一種溶劑（水）內轉移到另外一種溶劑（汽油）中去，所以能代替汽油的溶劑需具備“能溶解固體碘且不溶或微溶于水”的條件.
參考答案：（1）紫紅 （2）液體分層，上層無色、下層呈紫紅色，固體全部溶解 （3）微 （4）碘的汽油溶液;強 （5）①不分層②參閱評析
5 綜合考查固體物質溶解度及其曲線的涵義、應用等
例7 （2019 青海西寧、湖北隨州）如圖6所示為a、b、c三種固體物質的溶解度曲線.請回答下列問題.
（1）P點是a、c兩條曲線的交點，其含義是.
（2）t2℃時，將a物質20g加入50g水中，充分攪拌后所得溶液的質量是g.
（3）t2℃時，將a、b、c的飽和溶液各100g，分別降溫至t1℃，所得溶液中溶質的質量分數由大到小的順序是.
（4）若b物質中混有少量a物質，最好采用的方法提純b（填“降溫結晶”或“蒸發結晶”）.
（5）下列說法正確的是.
A.將a物質的飽和溶液變為不飽和溶液，其溶質的質量分數一定減少
B.t2℃時，a、b、c三種物質的飽和溶液各100g，所含溶劑的質量由大到小的順序c>b>a
C.將t1℃時c物質的飽和溶液升溫到t2℃，其溶液的質量一定減少
評析 中考兼具畢業認定和升學選拔功能，保證基礎性、突出對化學學科主干知識的考查是中考化學命題應有之義.“溶解度（符號“S”）——用來定量描述物質溶解性的強弱”是初中化學重要的概念，也是歷年各地中考化學命題的熱點.
表征固體物質溶解度有“四要素”：①一定溫度;②100g溶劑（通常為水）;③溶解達到飽和狀態;④單位為克（g）.基于此，根據“溶解度”推測某溫度下溶液是否飽和，飽和溶液中溶質、溶劑的質量關系等都是此類試題設問重點，如問題（2）先查出t2℃時Sa為30克，即t2℃時100g水中最多溶解a物質30g，推知同溫度下50g水中最多溶解a物質15g，所以將20g的a加入50g水中充分攪拌得到飽和溶液，仍有5g剩余，最后所得溶液質量是65g.
利用溶解度曲線（表示溶解度隨溫度的變化而變化的關系圖），①可以比較不同物質在同一溫度下溶解度的大小，兩支曲線的交點即表示同一溫度時兩物質溶解度相等，如問題（1）P點含義是“t1℃時a、c物質的溶解度相等”;問題（5）中選項B，先比較t2℃時三種物質溶解度大小為a>b>c，可判斷t2℃時三種飽和溶液的溶質質量分數大小為a>b>c（飽和溶液的溶質質量分數隨其溶解度的增大而增大、減小而減?。?，則100g飽和溶液中溶質質量為a>b>c，所含溶劑質量為a
根據溶解度曲線可知升溫使a的飽和溶液變成不飽和溶液，升溫過程中無晶體析出、水的蒸發可以忽略，即溶質、溶劑的質量不變，所以溶液的溶質質量分數不變，問題（5）中A選項錯誤.c的飽和溶液由t1℃升溫到t2℃時有晶體析出，溶質質量減少，所以溶液質量也減少，問題（5）中C選項正確.
參考答案：（1）t1℃時a、c物質的溶解度相等 （2）65 （3）c “溶液”是初中化學重要的學習內容，基本概念、基礎實驗等雙基比較集中，溶解度、溶質質量分數等計算比較復雜，圖像題、綜合實驗題等題型靈活多變.重視核心知識的梳理以幫助學生建立完善的認知結構，重視實驗教學以提高學生實驗操作、實驗設計能力，重視有針對性的訓練以促進學生形成一般的答題方法和解題模型，逐漸將知識轉化為能力、將能力內化為素養是組織本章節教學的有效策略. 參考文獻： [1]中華人民共和國教育部.義務教育化學課程標準（2011年版）[M].北京：人民教育出版社，2012. [2]楊寶權，張颯，孫成林，等.2019年中考化學復習備考研究[J].中學化學教學參考，2019（05）：35-58. （收稿日期：2019-12-20）
