2020年全國卷Ⅰ第13題賞析與感悟

安徽

(作者單位：安徽省池州市第八中學)

為進一步達成為黨選人、為國選才的目標，深化高考內容改革，2019年教育部制定并出版了《中國高考評價體系》及《中國高考評價體系說明》，高考命題以真實情境為載體、核心價值為引領，以基礎性、綜合性、應用性、創新性為目標設問，考查核心價值、學科素養、關鍵能力和必備知識的命題思路，是《中國高考評價體系》對試題命制提出的新的建議和要求?？茖W的核心就是科學思維，而“證據推理與模型認知”素養作為化學學科核心素養的思維核心，對學生的發展具有重要的影響作用，物質在水溶液中的行為，涉及電離平衡、水解平衡、難溶電解質的溶解平衡等，是教學的難點和重點，更是高考的高頻考點。高考命題時以真實的中和滴定實驗為情境，以現代技術為支撐，實時記錄溶液的pH、溫度、導電率、分布系數等變化，計算機自動繪制出滴定曲線，考查學生獲取、整合信息及綜合分析的能力，進而考查學生的“宏觀辨識與微觀探析”及“證據推理與模型認知”等化學學科核心素養達成情況，因為考查涉及多點關聯結構，甚至思維拓展結構，對學生思維要求高，因此難度較大，常常在全國卷化學壓軸選擇題——第13題出現，已成為高考的熱點。本文即對2020年全國卷Ⅰ第13題進行分析，以期對2021年復習備考有所幫助。

一、試題及分析

圖1

下列敘述正確的是

( )

A.曲線①代表δ(H2A)，曲線②代表δ(HA-)

B.H2A溶液的濃度為0.200 0 mol·L-1

C.HA-的電離常數Ka=1.0×10-2

D.滴定終點時，溶液中c(Na+)<2c(A2-)+c(HA-)

【命題意圖】本題以學生熟悉的NaOH溶液滴定未知濃度的二元酸為情境，題中給出了溶液中pH、分布系數δ隨滴加的NaOH溶液體積變化而變化的關系圖，同時引入雙縱坐標，其中蘊含的信息非常多，從而考查學生在復雜的圖表中獲取有效信息的能力，與已有知識整合的能力，滲透了“宏觀辨識與微觀探析”及“證據推理與模型認知”等化學學科核心素養。

【分析】在看到題干時首先可能會認為這是一個二元弱酸，但是隨著氫氧化鈉的加入，發現溶液pH變化只有一個突躍點，因此進一步得到兩種猜想，一是二元弱酸的K1與K2非常接近，二是該酸一級電離為完全電離，二級電離是部分的，再根據圖像，曲線①代表的粒子的分布系數隨著NaOH的滴入逐漸減小，曲線②代表的粒子的分布系數隨著NaOH的滴入逐漸增大，二者只有1個交點，說明只有兩條粒子分布系數的曲線，如果代表的是H2A與HA-，即溶液中沒有A2-，很明顯是錯誤的；當加入40.00 mL NaOH溶液時，溶液的pH發生突躍，且曲線②代表的粒子達到最大值，接近1；加入NaOH之前，溶液pH約為1，說明H2A第一步完全電離，第二步部分電離，則曲線①代表δ(HA-)，曲線②代表溶液δ(A2-)，驗證了猜想二是正確的。

【解題策略】解決圖像類習題時首先必須弄清圖像的含義，觀察橫、縱坐標的含義及單位，明確特殊點的意義。如坐標軸的原點、曲線的起點、終點、交叉點、極值點、轉折點等(本題中根據滴定曲線的起點pH，結合溶液濃度，可以計算電離度和電離平衡常數；根據滴定終點以及溶液呈中性的點，半終點等可聯系三個守恒問題)；分析曲線的變化趨勢如斜率的大小及升降；進行信息提取：挖掘隱含信息、排除干擾信息、提煉有用信息，與已有知識進行整合，建立解題模型，分析相關數據，進行推理或計算，從而證實或證偽，選出正確答案。

二、錯因及分析

三、復習及提示

為了解決物質在水溶液中的行為這類題，教師首先要帶學生對主干知識進行復習，只有掌握了必備知識，才能形成能力，化學學科必備知識和關鍵能力是學生發展化學學科核心素養的關鍵。例如可讓學生回憶并嘗試畫出下圖2類似的知識主干網絡。

圖2

其次要培養學生實驗能力，尤其是教學中涉及的現代科技的使用技能，使用pH傳感器、滴數傳感器、采集器、計算機等，讓學生進行數字化實驗，培養學生收集數據、分析數據并進行推理的能力，培養學生證據推理意識，例如常溫下用0.1 mol·L-1NaOH溶液滴定40.00 mL 0.1 mol·L-1CH3COOH，可以帶領學生分析圖3中標記的點，若A點等于3，可以求出CH3COOH的電離常數約為10-5，求出電離度約為1%；根據B點可比較該溶液中各離子濃度的大小，也可以根據該點pH求出該酸的電離平衡常數；若C點溶液剛好呈中性，此時加入的NaOH溶液體積略小于40.00 mL，溶液中c(Na+)=c(CH3COO-)，c(H+)=c(OH-)；D點是恰好完全反應的點，但由于CH3COONa水解，此時溶液顯堿性。還可以讓學生書寫B、D、E三點溶液中的電荷守恒、物料守恒和質子守恒關系，使其對物質在水溶液中的行為，尤其是酸堿中和滴定及鹽類水解等知識的認識進入一個新的高度。最后讓學生分析強酸滴定弱堿時類似以上五個點的問題，幫助學生構建解決此類問題的認知模型，從而更加快速地解決此類問題。

圖3

【例1】室溫下，將1.000 mol·L-1鹽酸滴入20.00 mL 1.000 mol·L-1氨水中，溶液pH和溫度隨加入鹽酸體積變化曲線如圖4所示。下列有關說法正確的是

( )

圖4

A.a點由水電離出的c(H+)=1.0×10-14mol·L-1

D.d點后，溶液溫度略下降的主要原因是NH3·H2O電離吸熱

【答案】C

下列敘述錯誤的是

( )

A.pH=1.2時，c(H2A)=c(HA-)

B.lg[K2(H2A)]=-4.2

C.pH=2.7時，c(HA-)>c(H2A)=c(A2-)

D.pH=4.2時，c(HA-)=c(A2-)=c(H+)

【答案】D