2021年全國乙卷第13題評析與原創試題命制策略

福建 裴范翔 寧夏 田濤 湖南 周學興

《普通高中化學課程標準(2017年版2020年修訂)》(以下簡稱為《課程標準》)對水溶液中的離子反應與平衡的描述為：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，形成并發展學生的微粒觀、平衡觀和守恒觀；關注水溶液體系的特點，結合實驗現象、數據等證據素材，引導學生形成認識水溶液中離子反應與平衡的基本思路。基于這樣的要求，高考以核心價值為引領，以基本事實為載體，以關鍵能力和必備知識為基礎，以考查學生學科素養為目標，設置具有基礎性、綜合性、應用性和創新性的高考試題。不難看出，立足于微觀粒子變化，電解質溶液類試題在考查學生“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”和“證據推理與模型認知”等維度方面更具典型性和代表性。本文以2021年全國乙卷第13題為例，分析此類題目命題特點，并淺談此類試題的命制策略，希望對2022年高考復習備考有所幫助。

1.試題情境與命題素材

試題素材來源于理論學術情境，據分析應為《無機化學》(高等教育出版社)中課后習題的改編。素材為：“某一元弱酸強堿形成的難溶鹽MA，在純水中的溶解度(不考慮水解)為1.0×10-3mol·dm-3，弱酸的Ka為10-6，試求該鹽在c(H+)保持為2.4×10-6mol·dm-3的溶液中的溶解度。”素材中給出了Ksp(MA)與Ka(HA)，要求特定c(H+)下的c(M+)。高考試題則反向設問，并進一步提升，變“特殊點處理”為“線性處理”。通過給出c2(M+)與c(H+)的線性關系圖像，要求學生求解Ksp(MA)與Ka(HA)及其他問題。

2.能力及核心素養

基于粒子濃度及其影響因素的線性圖像關系，要求學生獲取圖中數據信息推導酸的電離常數、難溶鹽的沉淀溶解平衡的關系。從定性與定量相結合的方面對化學曲線綜合分析，由淺及深地考查學生對曲線本質、成因、結果的分析能力。具體來看，試題從點和線兩個維度評價學生對圖像信息獲取與加工能力、圖像走勢的證據識別與推理能力、圖像本質的模型構建與認知能力。

以粒子濃度及其影響因素間對應的化學曲線為載體，通過數學處理建立線性函數關系，在綜合評價學生對水溶液中粒子行為分析的理解程度的同時，還可以基于對化學曲線圖的解讀有效評價學生的信息素養，從“微觀探析”“平衡思想”“證據推理”“創新意識”等視角評價學生學科核心素養的發展水平，使得該試題具有良好的可信度和區分度。

3.考查特點

本題以HA作為一元弱酸，難溶鹽MA飽和溶液中c(M+)與c(H+)變化為背景，給出了c2(M+)隨c(H+)變化的線性關系圖像。問題設置為離子濃度判斷、溶度積常數Ksp計算、電離平衡常數Ka(HA)計算。題目所選擇物質為學生們常見的一元弱酸HA和強堿弱酸鹽MA，涉及物質種類少，關系簡單。同時給出的c2(M+)隨c(H+)變化圖像為簡單的直線，圖像簡單易讀，特殊點數據規則易于計算。以往的水溶液問題通常為靜態曲線或單一行為的動態曲線分析，如僅存在水解、電離等過程的分析。本試題則結合了電離平衡與沉淀溶解平衡兩種平衡，屬于多重平衡體系中粒子濃度及其影響因素間的變化分析。

4.直線型離子平衡題的命制思路

第一步：選取某常數或等式，整合出直線函數方程

數學直線函數通式為y=ax+b。由此可知若想讓直線函數是固定的某條曲線，需要a、b為常數。許多物理量之間的數學關系較為復雜，但是朝著直線化的方向思考，最終總能夠構建出直線型關系。這樣的處理方式有許多，常利用平衡常數等常數構建直線型方程。這為我們提供了命制直線型離子平衡試題的思路。直線型方程可能是一條，也可能是多條。如2017年全國Ⅰ卷13題構建了兩條直線型圖像。

由上述論證，可知利用平衡常數即可繪制或構建直線方程。離子平衡中，常見的常數有Ka、Kb、Kw、Kh、Ksp等。其中Ka、Kb、Kh相近，與2017年全國Ⅰ卷第13題思路類似。

表1 部分常數轉化直線函數的關系表

不難發現，在坐標轉化時，對數處理，可能將函數關系轉化為直線關系，選擇不同的數據作為橫縱坐標，斜率不盡相同。這樣，也就提供了解題思路：要關注橫縱坐標的函數關系。

第二步：根據考向細目表，確定考向

直線型離子平衡題，并非在考向上發生了變化，而僅是在圖像等信息呈現上發生大的改變，以增加試題“陌生度”，具備高起點，實際上，解題過程中，考查的知識是不變的，以下為離子平衡題的常見考向。

圖1 離子平衡題常見考向

第三步：打磨選項

( )

A.Kh(NaB)=5.65×10-9

C.滴入20 mL HA溶液后溶液中存在關系：c(A-)>c(HB)

D.溶液中一定存在關系：c(Na+)+c(H+)=c(B-)+c(OH-)+c(A-)

【答案】C

5.備考建議

(1)知識層面

近幾年高考中關于電解質溶液選擇題的考查內容多為曲線表征物理意義、電離平衡常數、溶度積常數計算或離子溶度比較等，以《課程標準》來看，上述知識屬于應知應會的基本知識。命題角度穩定于曲線所代表的微粒的判斷、離子濃度比較、平衡常數計算、平衡移動等方面。相應的解題方法多集中于物料守恒和電荷守恒關系的應用，而平衡常數的計算多通過曲線上的特殊值進行。

復習備考中建議將電解質溶液模塊相關知識細化，從平衡的建立、平衡的移動、平衡常數表達式書寫與計算、平衡的應用以及離子反應等具體知識點著手，各個突破，建立有效的知識體系，實現知識系統化、網絡化、具體化。

(2)能力層面

如前文所述，高考對電解質溶液選擇題的考查往往是以圖像的形式給出，這也就意味著讀懂圖表是解決電解質溶液問題的第一步。除分析圖表獲取有用信息的能力外，還要具備一定的數學運算能力、分析概括能力、邏輯思維能力。以上能力的缺失勢必會造成圖表看不懂，數據得不到，規律用不上的尷尬困境。防止機械性的記憶和背誦，建立在準確理解概念，遷移應用知識，打破常規的基礎上，建立新的認知是提高分析問題和解決問題能力的出路。

(3)方法層面

一是認真研讀《課程標準》和課本，明確高考對電解質溶液選擇題考查的深度和廣度，命題的角度和難度。對課本上出現的中和滴定曲線、沉淀溶解平衡曲線、溶液導電能力曲線等，以分析曲線上各個點、線的物理意義加深理解。二是從命題素材、考查知識點、信息呈現方式的角度強化練習，通過對高考典型代表試題的分析解答，獲取電解質溶液選擇題在解題方法、必備知識等層面的知識要求和能力要求。在練習中求得進步，獲得突破。

解題中要特別注意橫縱坐標所表示的物理量，關注圖像中線的起點、終點、拐點、交點、變化趨勢，注意特殊點，如起點、拐點、交點、終點，所表示的特殊的物理意義。適時將特殊點中存在的得失電子守恒、電荷守恒、物料守恒等等量關系運用于解題，為解題創造方便。注意有用信息的獲取，排除干擾信息，從題目信息與已學知識的關聯性入手分析問題。此外，特別注意溶液中的溶質成分的變化，抓住“物質變化”這一主線不放松。若存在數學運算，可在建立數學模型的基礎上進行數據推理和結論得出。