多視角剖析離子平衡“前世今生” 巧破高考化學“攔路虎”

湖南 周學興

離子平衡選擇題，是高考熱點、難點，該類型題具有較好區分度，能夠較好地考查學生的創新能力、思維方法。縱觀近年高考真題，該類習題具有規律性、基礎性、區分度強的特點，筆者從呈現形式、圖象類型、考查內容等多視角剖析離子平衡的考查規律，并嘗試對2020屆高考進行一定的預測，以期為高三復習過程中的教師、學生提供一定的復習方向。筆者還介紹了“定量分析”“溶質分析法”在解決離子平衡圖象題中的運用。

1.多視角剖析 窺命題規律

1.1 呈現形式多變

離子平衡題是高考必考題型，選擇題對離子平衡的考查常作為壓軸題呈現，具有較好的區分度，難度較大。從信息呈現形式的角度分析，離子平衡選擇題主要有文字敘述類、圖象分析類，近十年具體考查情況見表1。

表1 近十年離子平衡選擇題的考查情況

由表所述，不難發現，離子平衡選擇題在呈現形式上，由以文字敘述類為主，逐步轉變為以圖象分析類為主，符合新課程標準、考綱不斷修訂的目的。

1.2 考查內容變遷

人教版選修4《化學反應原理》中的離子平衡內容主要包括電離平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡等方面。縱觀各省市高考真題關于離子平衡的考查，不難發現高考真題中離子平衡內容的考查主要建立在酸堿中和、酸堿稀釋、沉淀溶解或生成等方面。其中近六年全國卷、北京卷、江蘇卷、浙江卷、天津卷關于離子平衡選擇題考查內容具體情況見表2。

表2 近六年部分地區真題考查內容情況匯總

1.3 圖象信息多變

由表2不難發現，近年考查離子平衡選擇題中圖象信息主要有滴定曲線、分布分數曲線、導電率曲線、稀釋曲線等形式。曲線的數目有單曲線、多曲線等情況。命題者還在數據處理上，進行對數處理，以讓曲線轉變為直線圖象。這些發現為高三化學復習離子平衡指引了方向，選題時要注重題型的全方位落實。

1.4 解題策略初探

離子平衡選擇題難度相對較大，是學生所面對的高考化學題的“攔路虎”，筆者從定性角度(溶質分析法)、定量角度剖析離子平衡題的解題思路，能夠高效突破該類題型。

1.4.1 定性角度

離子平衡題，研究的對象是“某”溶液，該溶液可能是單一溶質或混合溶質，對溶質的認識是該類習題的解題關鍵。筆者將利用溶質來分析離子平衡相關考查的思路稱為“溶質分析法”。溶質分析法的目標是明晰溶質及比例關系，反應方程式的分析成為該法的關鍵。面對圖象題時，需要重點分析的是恰好反應點、1∶2、2∶1等特殊點的溶質。

【小試牛刀】

【例1】(2019·全國卷Ⅰ·11)NaOH溶液滴定鄰苯二甲酸氫鉀(鄰苯二甲酸H2A的Ka1=1.1×10-3，Ka2=3.9×10-6)溶液，混合溶液的相對導電能力變化曲線如圖1所示，其中b點為反應終點。下列敘述錯誤的是

( )

圖1

A.混合溶液的導電能力與離子濃度和種類有關

B.Na+與A2-的導電能力之和大于HA-的

C.b點的混合溶液pH=7

D.c點的混合溶液中，c(Na+)>c(K+)>c(OH-)

【解題思路】

1.4.2 定量角度

定量，顧名思義，即“計算”，計算離不開離子平衡常數的運用。筆者提出構建“三步法”，巧解離子平衡常數相關計算：

第一步：書寫平衡方程式——電離平衡、水解平衡、難溶電解質的溶解平衡等方程式

第二步：書寫平衡常數表達式——包含題給常數和待求常數、濃度商

第三步：利用題給數據或者圖象中關鍵點代入表達式——常常需要數形結合分析(數學思維)

通過習題的訓練，構建三步法巧解離子平衡常數相關計算。

【例2】(2017·全國卷Ⅰ·13)常溫下將NaOH溶液滴加到己二酸(H2X)溶液中，混合溶液的pH與離子濃度變化的關系如圖2所示。下列敘述錯誤的是

( )

圖2

A.Ka2(H2X)的數量級為10-6

C.NaHX溶液中c(H+)>c(OH-)

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

【解題思路】

定量角度：

該題難度較大。表面上看考查酸堿中和滴定，通過進一步觀察橫坐標及選項可知該題主要考查己二酸電離常數。

運用三步法對電離常數進行計算，可快速解決所有選項，可進一步鞏固定量計算在離子濃度大小比較等方面的運用。

從定量計算的角度，更能鍛煉學生的理科思維，也是該題的證據論證，有助于學生化學學科核心素養的培養與提高。

溶質分析法：

C項：溶液中陰離子X2-為主要成分時，一定呈堿性，但當c(X2-)=c(HX-)時，溶液呈酸性，故只有HX-才可能讓溶液呈酸性，故C項正確。

D項：當c(X2-)=c(HX-)時，溶液呈酸性，HX-以電離為主，則應該X2-更多一些時，才可能是中性，故D項錯誤。

定性的角度更能快速解決這道難題，但是在學習過程中，并非僅為了應試，而是從多角度領略化學的魅力，理解宏觀與微觀的關系，了解化學反應過程中的真實變化。而且還可以活躍學生思維，培養學生的創新意識，培養學生辯證哲學觀。

不難發現定性角度中，為了比較微粒濃度的大小關系，需要對溶質進行定量比例的分析，但并不需要將離子濃度具體算出來或利用平衡常數進行分析。

2.多視角命題預測

2.1 捕捉課標考綱新動態

2019年4月8日教育部發布《關于做好2019年普通高校招生工作的通知》深化考試內容改革。2019年高考命題要充分體現德智體美勞全面發展要求，以立德樹人為鮮明導向，減少單純死記硬背的知識性考查，推動學生關鍵能力和核心素養在教學和考試中的落地落實，助力高中育人方式改革。高考命題的基本框架，見圖3。

圖3 高考命題基本框架

2019年教育部考試中心命制的高考化學試題包括全國卷Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ理科綜合能力測試卷及全國Ⅳ化學試卷(海南化學卷)，共四套試卷，供26個省區使用。四套高考化學試題積極貫徹落實全國教育大會精神，以高考評價體系為指導，對接高中化學課程標準，鏈接化學學科核心素養，落實高中育人方式改革理念，突出對應用實踐能力和創新思維能力的考查，發揮高考積極的育人選人功能，積極推動新時代高考內容改革。與4月8發布《通知》高度一致。關注教育部對高考的相關部署通知，才能更好把握命題動態。

2017版普通高中化學課程標準指出“通過對電離平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡等存在的證明及平衡移動的分析，形成發展學生的微粒觀、平衡觀、守恒觀”。

這要求在復習過程中，注重學生素養能力的培養，“三觀”的構建，強化對水溶液中“四大平衡”的精準掌握。比如掌握水溶液中微粒的組成及關系、溶液中存在的平衡對微粒的影響及外界影響因素對平衡的影響、微粒之間存在一定的守恒關系。

2.2 捕捉能力增長點視域

立足高中教材，精準把握大學教材中的能力增長點。涉獵大學一年級教材發掘新素材考查高中化學知識，適當進行拓展，精準把握高中知識的能力增長點。筆者認為大學一年級教材中實驗部分、元素知識、熱化學基礎、動力學基礎、沉淀平衡、配位平衡、電化學基礎、有機化學基礎中一些經典的有機反應等是值得去挖掘素材的，同時關注科學前沿研究，開闊視野。部分總結見表3。

表3 符合學生能力增長點的大學教材內容

筆者認為立足大學教材，展開命題，具有一定的基礎性、創新性。

比如：以沉淀溶解平衡曲線為載體展開命題。

圖4

下列說法正確的是

( )

A.Ksp(Ag2CrO4)=10-10.7

B.區域Ⅰ表示兩者均不能沉淀

C.區域Ⅱ表示只有AgCl沉淀產生

D.用AgNO3標準溶液滴定Cl-時，可用K2CrO4溶液作指示劑

圖形的精準制作，減少了客觀的困擾因素，增加了數據的真實性、準確性，提高了試題的質量。

圖5

下列說法錯誤的是

( )

A.由圖象可知，Ca2+的初始濃度為10-2mol/L

B.滴定終點時，消耗EDTA標準溶液20.00 mL

C.若含Ca2+溶液的pH發生改變，滴定曲線突變范圍不變

D.pH=12時，滴定終點的c(Ca2+)=10-6.49mol/L

2.3 省市新題助力復習效率

江蘇、浙江兩省及北京的題型一直比較新穎，對全國卷的命題存在一定的影響，應該注重江浙兩省命題的認識。以期對全國卷地區復習給予正確的指導。由表1，不難發現，全國卷對離子平衡內容的考查相比江蘇、浙江、北京等地的命題而言，更具有基礎性，在一定程度上對三地的試題具有一定傳承和創新。部分情況見表4。

表4 全國卷與江蘇、浙江、北京等地的試題的聯系示例

此外，導電率的圖象，往往是通過手持技術等儀器描繪測定的，試題具有真實性。很好地體現了素養立意、真實情境創設的高考命題基本原則。

3.結語

筆者從命題規律、命制等多視角對離子平衡選擇題進行了闡述，不一定全面，僅一家之言，希望對高三復習的教師、學生有一定的指導意義。2020年高考化學試題將進一步全面落實黨的教育方針，弘揚愛國主義精神，深入考査化學觀念、思維方法，聚焦實踐與創新能力，全面落實高中化學課程標準中的情境教育理念，體現化學學科的育人功能，有利于推進基礎教育課程改革和高考內容改革。