构建思维模型 落实核心素养

严兵

摘 要：酸碱中和滴定曲线图像题既是高考的常考点，又是化学教学的重点和难点，也是学生的失分点。构建pH-V图像的解题思维模型，可以提高学生分析问题和解决的能力。

关键词：酸碱中和;滴定曲线;化学核心素养;思维模型

酸碱中和滴定曲线图像题是近年来高考化学的热点。这类试题的难度较大，是学生最常见的失分点，在教学中要强化离子平衡理论相关知识点的学习，注重图像试题的解题策略。构建思维认知模型是基础知识的内化，有利于提高学生获取和分析信息的能力。酸碱中和滴定曲线图像题的基础知识是酸碱中和反应，但相关的信息却是从图像中获取，并以获得的信息结合已有的化学与数学知识等信息，并据此作为证据进行推理，解构题干与选项做出判断。

一、读图分析，结合学科知识构建解题思维模型

例1.室温时，向20mL 0.01 mol·L-1的HA溶液中不断滴入0.01mol·L-1的NaOH溶液，pH变化曲线如下图所示。下列叙述正确的是（  ）

A.若a=4，則室温下HA的电离常数Ka=1.0×10-8

B.b点：2c（Na+）=c（HA）+c（A-）

C.c点：c（A-）>c（Na+）

D.e点：c（Na+）∶c（HA）+c（A-）=2∶3

解析：答案B。若a=4，即未开始滴定时醋酸的pH=4，则可知已电离出c（H+）=10-4mol/L，计算可得出Ka=1.0×10-6，故A项错误;从题干条件和图像信息得出：b点V（NaOH）=10mL，则b点溶质成分HA和NaA，由物料守恒关系式：2c（Nar）=c（A-）+c（HA），可判断B项正确;由图中信息可知c点溶液pH=7，根据电荷守恒可得出c（Na+）=c（A-），故C项错误;e点溶质成分为NaA和NaOH，结合题目所给浓度与体积可计算得出：n（HA+A-）=2×10-3mol，n（Na+）=3×10-3 mol，故D项错误。

本题解题关键在于通过题中各点溶液的酸碱性，结合酸碱中反应过程，判断出图中a、b、c、d、e点溶质的成分及它们物质的量之间的大小关系，同时巧用图像中的几个特殊点即起点、半点、中性点和恰好完全反应点来判断守恒关系与离子浓度大小。

室温下，在酸碱滴定过程中，随滴入NaOH溶液逐渐增多，图中曲线上各点溶液的溶质及物质的量的关系，溶液的酸碱性如下表：

总结分析，构建思维模型与知识点的衔接如下：

做这类题型时，首要就是找到不同点对应的溶质成分及物质的量的关系，然后再根据溶质成分和选项的设置作答。

（1）巧用“四点”判溶质成分：

（2）根据选项观察微粒特征判断守恒关系与离子浓度大小：

a.若等式一边都为阴离子，一边都为阳离子，则为电荷守恒关系式;

b.若等式一边都含有一种元素，另一边都含有另外一种元素，则为物料守恒关系式;

c.若等式的一边微粒能结合H+，另一边的微粒为H+或能电离H+，则为质子守恒关系式;

d.若等式没有以上明显特征，则可能为三种守恒关系变形而来;

e.若等式为离子浓度大小比较，则只需要结合电荷守恒与溶液的酸碱性就可以轻松解决。

通过图像中横纵坐标的关系，在微粒种类、宏观现象和符号表征之间建立三重表征分析，从而搭建起学生分析此类问题的解题思维模型：

二、变式训练强化解题思维模型的应用与完善

变式训练能激发学生积极参与课堂的热情，不仅可检查其基础知识的掌握情况，还能培养其分析与归纳的思维能力。因此，变式训练是提升学生解题能力的有效途径与方法。

例2.室温下，氢氧化钠溶液与盐酸溶液相互滴定的曲线如下图，下列叙述不正确的是（  ）。

A.氢化化钠的浓度为0.1 mol·L-1

B.P点：c（Na+）=c（Cl-）

C.曲线a是碱滴定酸的滴定曲线

D.石蕊试液能用作本实验的指示剂

解析：答案D。由题中信息可知这是强酸与强碱互相滴定的曲线。未开始滴定时，氢氧化钠溶液的pH=13，得出氢氧化钠溶液的浓度为0.1 mol·L-1，故A项正确;P点时溶液呈中性，根据电荷守恒关系式可得出c（Na+）=c（Cl-），故B项正确;曲线a对应的溶液起点的pH等于1，随着滴定的进行，溶液pH逐渐增大，因此可判断曲线a是碱溶液滴定酸的曲线，故C项正确;酸和碱的中和滴定实验中，石蕊试液pH变色范围比较广，且滴定终点时颜色变化接近，肉眼无法清晰分辨滴定终点，因此不可选用石蕊试液作指示剂，故D项错误。

例2变式训练1：参照例2的图像，请画出常温下，20 mL 0.10 mol·L-1的一元弱酸（HA）溶液中逐滴滴加0.10 mol·L-1的一元强碱溶液（MOH）的pH-V（MOH）图像，并注明起点、半点、中性点和恰好完全反应点。

例2变式训练2：参照例2的图像，请画出常温下，20mL 0.10 mol·L-1的一元弱碱溶液（MOH）中滴加0.10 mol·L-1的一元强酸（HA）的pH-V（HA）图像，并注明起点、半点、中性点和恰好完全反应点。

例2变式训练3：室温下，将0.02 mol·L-1 MOH溶液逐滴加入100 mL 0.01 mol·L-1HX溶液中（混合溶液体积变化忽略不计），混合溶液的pH随V（MOH）变化情况如下图。下列说法中，不正确的是（）。

A.HX为强酸

B.N点：c（M+）+c（MOH）=c（X-）

C.电离程度：N点大于K点

D.若K点的pH=10，则有c（MOH）+c（OH-）=（5.0×10-3+1.0×10-10）mol·L-1

解析：答案B。由图看出，起点pH=2，可知0.01 mol·L-1 HX溶液中HX完全电离，故A项正确;N点溶质：MX和MOH，可得出c（M+）+c（MOH）>c（X-），故B项错误;N点pH=7，而K点pH>7，溶质为MX和MOH，MOH过量，抑制了水的电离，故C项正确;由图看出K点溶质为MX和MOH，且n（MX）=n（MOH），据物料守恒关系式可得2c（X-）=c（M+）+c（MOH）=0.002mol/0.2L=0.01 mol·L-1，又因HX为强电解质，X-完全以离子形式存在于溶液中，计算可得：c（X-）=5.0×10-3 mol·L-1，将c（M+）+c（MOH）=1.0×10-2 mol·L-1代入电荷守恒关系式中：可得：c（MOH）+c（OH-）=1.0×10-2+c（H+）-c（X-）=1.0×10-2+1.0×10-10-5.0×10-3=（5.0×10-3+1.0×10-10）mol·L-1，故D项正确。

酸碱中和滴定曲线试题教学要求学生能从题干和图像获取信息，并利用信息作为证据，结合已有的学科知识进行证据推理判断，通过变式训练提高学生构建模型和应用模型解决问题的能力。

编辑 冯志强