2021年全国高考乙卷化学13题的解法与分析

梁彩霞

13.HA是一元弱酸，难溶盐MA上午饱和溶液中C（M⁺）随c（H⁺）而变化，M⁺不发生水解，实验发现，298K时，C²（M⁺）-c（H⁺）为线性关系，如下图实线所示。

题目出的非常新颖，综合性强，学生们普遍觉得难，下面来分析一下：

选项A：当溶液PH=4时氢离子浓度为10×10^-5，由图知M⁺的浓度为7.5×10^-8次方的开平方小于3×10^-4.A正确

选项B：取H⁺浓度为零的点，可知MA的K_SP就等于M⁺浓度的平方为5×10^-8。所以B正确。

选项C：项的电荷守恒，看起来十分正确，但做题时还是要留个心眼，由于只存在MA时，A^-水解，pH>7，因此肯定需要加酸调节pH，这里就有两种可能了，一个是加入HA，一个是加入别的酸。仔细看一下题干条件，M⁺浓度的平方与H⁺浓度成线性正比关系，加入HA导致H⁺升高的同时，A^-浓度也会升高，由于难溶电解质的溶解平衡，M⁺浓度就会降低，明显与题干条件不符。所以可以判断C项的右端还应该有其他酸根离子。题目所给不符合电荷守恒。C错误

选项D：求Ka=c（H+）C（A^-）/C（HA），若C（A^-）=C（HA）时，Ka=c（H⁺），根据物料守恒C（M⁺）=c（A^-）+C（HA）;若C（A^-）=C（HA）时推导出c（M⁺）=2C（A^-），K_SP=C（M⁺）C（A^-）=C（M⁺）²/2=5×10^-8，C（M⁺）²=10×10^-8由圖可知氢离子浓度为2×10^-4因此Ka=2×10^-4 D正确

整理一下，最关键的一个信息就是这个线性关系，那么我们来尝试推导一下。

由于M⁺不水解，可以导出物料守恒式：C（M⁺）=c（A^-）+C（HA）代入下式，尝试推导出M⁺的表达式。C（M⁺）=K_SP/c（A^-）=K_SP/（C（M⁺）-C（HA）），结合Ka=K_SP/[（C（M⁺）-c（H⁺）c（A^-）/Ka）]，将分母乘到左边，有：C（M+）[（C（M⁺）-c（H⁺）c（A^-）/Ka）]=K_SP/C（M⁺）²-c（H⁺）K_SP/ka=K_SP，C（M⁺）²=K_SP+c（H⁺）K_SP/ka就可以得出M⁺浓度的平方与H⁺浓度成线性关系，斜率为K_SP/Ka，截距为K_SP，由图像可知，截距K_SP=5×10^-8，斜率为2.5×10^-4，可计算出Ka=2×10^-4。

这道题巧妙的把K_SP与Ka与物料守恒相结合考察非常独特对这道题的一些补充说明：①这道题的实质上是把难溶电解质MA投入不同pH的酸溶液中，测定其饱和溶解度，取若干点，根据推导情况进行数据处理拟合成一条直线。②关于图像上氢离子浓度趋于零时为什么用的是虚线，原因在于离子浓度过低，无法测量，所以虚线部分就是拟合直线的外推，为的是求截距。

这道题可以说是这几年来让人眼前一亮的高考化学压轴选择题，这道题最大的难度其实不是推导，实际考试时候也没必要去推导出线性关系也没时间。当然推导所需的知识物料守恒、溶度积公式和电离平衡常数的公式都是高中生所具备的。而C项的设置就是一个障眼法，也是考生最容易陷进去的地方。同学们既要有足够知识贮备还需要信心。