多视角剖析离子平衡“前世今生” 巧破高考化学“拦路虎”

湖南 周学兴

离子平衡选择题，是高考热点、难点，该类型题具有较好区分度，能够较好地考查学生的创新能力、思维方法。纵观近年高考真题，该类习题具有规律性、基础性、区分度强的特点，笔者从呈现形式、图象类型、考查内容等多视角剖析离子平衡的考查规律，并尝试对2020届高考进行一定的预测，以期为高三复习过程中的教师、学生提供一定的复习方向。笔者还介绍了“定量分析”“溶质分析法”在解决离子平衡图象题中的运用。

1.多视角剖析 窥命题规律

1.1 呈现形式多变

离子平衡题是高考必考题型，选择题对离子平衡的考查常作为压轴题呈现，具有较好的区分度，难度较大。从信息呈现形式的角度分析，离子平衡选择题主要有文字叙述类、图象分析类，近十年具体考查情况见表1。

表1 近十年离子平衡选择题的考查情况

由表所述，不难发现，离子平衡选择题在呈现形式上，由以文字叙述类为主，逐步转变为以图象分析类为主，符合新课程标准、考纲不断修订的目的。

1.2 考查内容变迁

人教版选修4《化学反应原理》中的离子平衡内容主要包括电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡等方面。纵观各省市高考真题关于离子平衡的考查，不难发现高考真题中离子平衡内容的考查主要建立在酸碱中和、酸碱稀释、沉淀溶解或生成等方面。其中近六年全国卷、北京卷、江苏卷、浙江卷、天津卷关于离子平衡选择题考查内容具体情况见表2。

表2 近六年部分地区真题考查内容情况汇总

1.3 图象信息多变

由表2不难发现，近年考查离子平衡选择题中图象信息主要有滴定曲线、分布分数曲线、导电率曲线、稀释曲线等形式。曲线的数目有单曲线、多曲线等情况。命题者还在数据处理上，进行对数处理，以让曲线转变为直线图象。这些发现为高三化学复习离子平衡指引了方向，选题时要注重题型的全方位落实。

1.4 解题策略初探

离子平衡选择题难度相对较大，是学生所面对的高考化学题的“拦路虎”，笔者从定性角度(溶质分析法)、定量角度剖析离子平衡题的解题思路，能够高效突破该类题型。

1.4.1 定性角度

离子平衡题，研究的对象是“某”溶液，该溶液可能是单一溶质或混合溶质，对溶质的认识是该类习题的解题关键。笔者将利用溶质来分析离子平衡相关考查的思路称为“溶质分析法”。溶质分析法的目标是明晰溶质及比例关系，反应方程式的分析成为该法的关键。面对图象题时，需要重点分析的是恰好反应点、1∶2、2∶1等特殊点的溶质。

【小试牛刀】

【例1】(2019·全国卷Ⅰ·11)NaOH溶液滴定邻苯二甲酸氢钾(邻苯二甲酸H2A的Ka1=1.1×10-3，Ka2=3.9×10-6)溶液，混合溶液的相对导电能力变化曲线如图1所示，其中b点为反应终点。下列叙述错误的是

( )

图1

A.混合溶液的导电能力与离子浓度和种类有关

B.Na+与A2-的导电能力之和大于HA-的

C.b点的混合溶液pH=7

D.c点的混合溶液中，c(Na+)>c(K+)>c(OH-)

【解题思路】

1.4.2 定量角度

定量，顾名思义，即“计算”，计算离不开离子平衡常数的运用。笔者提出构建“三步法”，巧解离子平衡常数相关计算：

第一步：书写平衡方程式——电离平衡、水解平衡、难溶电解质的溶解平衡等方程式

第二步：书写平衡常数表达式——包含题给常数和待求常数、浓度商

第三步：利用题给数据或者图象中关键点代入表达式——常常需要数形结合分析(数学思维)

通过习题的训练，构建三步法巧解离子平衡常数相关计算。

【例2】(2017·全国卷Ⅰ·13)常温下将NaOH溶液滴加到己二酸(H2X)溶液中，混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图2所示。下列叙述错误的是

( )

图2

A.Ka2(H2X)的数量级为10-6

C.NaHX溶液中c(H+)>c(OH-)

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

【解题思路】

定量角度：

该题难度较大。表面上看考查酸碱中和滴定，通过进一步观察横坐标及选项可知该题主要考查己二酸电离常数。

运用三步法对电离常数进行计算，可快速解决所有选项，可进一步巩固定量计算在离子浓度大小比较等方面的运用。

从定量计算的角度，更能锻炼学生的理科思维，也是该题的证据论证，有助于学生化学学科核心素养的培养与提高。

溶质分析法：

C项：溶液中阴离子X2-为主要成分时，一定呈碱性，但当c(X2-)=c(HX-)时，溶液呈酸性，故只有HX-才可能让溶液呈酸性，故C项正确。

D项：当c(X2-)=c(HX-)时，溶液呈酸性，HX-以电离为主，则应该X2-更多一些时，才可能是中性，故D项错误。

定性的角度更能快速解决这道难题，但是在学习过程中，并非仅为了应试，而是从多角度领略化学的魅力，理解宏观与微观的关系，了解化学反应过程中的真实变化。而且还可以活跃学生思维，培养学生的创新意识，培养学生辩证哲学观。

不难发现定性角度中，为了比较微粒浓度的大小关系，需要对溶质进行定量比例的分析，但并不需要将离子浓度具体算出来或利用平衡常数进行分析。

2.多视角命题预测

2.1 捕捉课标考纲新动态

2019年4月8日教育部发布《关于做好2019年普通高校招生工作的通知》深化考试内容改革。2019年高考命题要充分体现德智体美劳全面发展要求，以立德树人为鲜明导向，减少单纯死记硬背的知识性考查，推动学生关键能力和核心素养在教学和考试中的落地落实，助力高中育人方式改革。高考命题的基本框架，见图3。

图3 高考命题基本框架

2019年教育部考试中心命制的高考化学试题包括全国卷Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ理科综合能力测试卷及全国Ⅳ化学试卷(海南化学卷)，共四套试卷，供26个省区使用。四套高考化学试题积极贯彻落实全国教育大会精神，以高考评价体系为指导，对接高中化学课程标准，链接化学学科核心素养，落实高中育人方式改革理念，突出对应用实践能力和创新思维能力的考查，发挥高考积极的育人选人功能，积极推动新时代高考内容改革。与4月8发布《通知》高度一致。关注教育部对高考的相关部署通知，才能更好把握命题动态。

2017版普通高中化学课程标准指出“通过对电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡等存在的证明及平衡移动的分析，形成发展学生的微粒观、平衡观、守恒观”。

这要求在复习过程中，注重学生素养能力的培养，“三观”的构建，强化对水溶液中“四大平衡”的精准掌握。比如掌握水溶液中微粒的组成及关系、溶液中存在的平衡对微粒的影响及外界影响因素对平衡的影响、微粒之间存在一定的守恒关系。

2.2 捕捉能力增长点视域

立足高中教材，精准把握大学教材中的能力增长点。涉猎大学一年级教材发掘新素材考查高中化学知识，适当进行拓展，精准把握高中知识的能力增长点。笔者认为大学一年级教材中实验部分、元素知识、热化学基础、动力学基础、沉淀平衡、配位平衡、电化学基础、有机化学基础中一些经典的有机反应等是值得去挖掘素材的，同时关注科学前沿研究，开阔视野。部分总结见表3。

表3 符合学生能力增长点的大学教材内容

笔者认为立足大学教材，展开命题，具有一定的基础性、创新性。

比如：以沉淀溶解平衡曲线为载体展开命题。

图4

下列说法正确的是

( )

A.Ksp(Ag2CrO4)=10-10.7

B.区域Ⅰ表示两者均不能沉淀

C.区域Ⅱ表示只有AgCl沉淀产生

D.用AgNO3标准溶液滴定Cl-时，可用K2CrO4溶液作指示剂

图形的精准制作，减少了客观的困扰因素，增加了数据的真实性、准确性，提高了试题的质量。

图5

下列说法错误的是

( )

A.由图象可知，Ca2+的初始浓度为10-2mol/L

B.滴定终点时，消耗EDTA标准溶液20.00 mL

C.若含Ca2+溶液的pH发生改变，滴定曲线突变范围不变

D.pH=12时，滴定终点的c(Ca2+)=10-6.49mol/L

2.3 省市新题助力复习效率

江苏、浙江两省及北京的题型一直比较新颖，对全国卷的命题存在一定的影响，应该注重江浙两省命题的认识。以期对全国卷地区复习给予正确的指导。由表1，不难发现，全国卷对离子平衡内容的考查相比江苏、浙江、北京等地的命题而言，更具有基础性，在一定程度上对三地的试题具有一定传承和创新。部分情况见表4。

表4 全国卷与江苏、浙江、北京等地的试题的联系示例

此外，导电率的图象，往往是通过手持技术等仪器描绘测定的，试题具有真实性。很好地体现了素养立意、真实情境创设的高考命题基本原则。

3.结语

笔者从命题规律、命制等多视角对离子平衡选择题进行了阐述，不一定全面，仅一家之言，希望对高三复习的教师、学生有一定的指导意义。2020年高考化学试题将进一步全面落实党的教育方针，弘扬爱国主义精神，深入考査化学观念、思维方法，聚焦实践与创新能力，全面落实高中化学课程标准中的情境教育理念，体现化学学科的育人功能，有利于推进基础教育课程改革和高考内容改革。