例析2017年高考全國(guó)卷化學(xué)選擇題中的圖像題

楊宏

[摘 要]近年來，高考全國(guó)卷化學(xué)選擇題中的圖像題考查內(nèi)容主要涉及電解質(zhì)溶液中的三大平衡——弱電解質(zhì)的電離平衡、鹽類的水解平衡、難溶電解質(zhì)的溶解平衡，考查的知識(shí)點(diǎn)多為弱電解質(zhì)的電離程度、平衡常數(shù)、溶液中的三大守恒（電荷守恒、物料守恒和質(zhì)子守恒）、離子濃度的等量關(guān)系、離子濃度的大小比較等。解決這類題型的關(guān)鍵步驟為：讀圖（弄清圖像含義）——識(shí)圖（提取關(guān)鍵信息）——用圖（運(yùn)用數(shù)學(xué)運(yùn)算解決化學(xué)問題）。備考過程中幫助學(xué)生提高分析圖像的能力是破解這類題的關(guān)鍵。

[關(guān)鍵詞]圖像題；電解質(zhì)溶液；高考化學(xué)

[中圖分類號(hào)] G633.8 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 16746058（2018）02006402

圖像題在近年來的高考化學(xué)試題中出現(xiàn)的頻率非常高，如2017年全國(guó)卷（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）若干題、2017年浙江省第23題、2016年新課標(biāo)Ⅰ卷第12題、2016年北京卷第11題、2016年天津卷第6題、2016年江蘇卷第14題、2015年全國(guó)卷Ⅰ第13題、2015年浙江卷第12題等，對(duì)這類題型的考查主要聚焦在電解質(zhì)溶液中的離子平衡問題上。

圖像是題目的重要組成部分，命題者常常會(huì)把要考查的知識(shí)簡(jiǎn)明、直觀、形象地寓于坐標(biāo)曲線上。解題時(shí)，首先要弄清橫縱坐標(biāo)所表示的化學(xué)含義；然后通過數(shù)形結(jié)合來分析圖像，重點(diǎn)弄清四個(gè)點(diǎn)，即“起點(diǎn)、交點(diǎn)、拐點(diǎn)、終點(diǎn)”，以及圖像中各線條的走勢(shì)，提取信息排除干擾；最后

聯(lián)系化學(xué)原理

、運(yùn)用數(shù)學(xué)運(yùn)算解決問題。

一、弱電解質(zhì)的電離平衡圖像題

【例1】 （2017年新課標(biāo)Ⅱ卷第12題）改變0.1mol·L-1二元弱酸H2A溶液的pH，溶液中H2A、HA-、A2-的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)

δ（X）隨pH的變化如圖1所示，下列敘述錯(cuò)誤的是（ ）。

生經(jīng)常寫出“NH3+CO2一定條件CO（NH2）2+H2O”這樣的錯(cuò)誤方程式。③對(duì)反應(yīng)微觀示意圖中“多余”的微粒模型不能正確“刪減”。如

高考化學(xué)題：

（2017·黑龍江齊齊哈爾）要求根據(jù)反應(yīng)微觀示意圖（如下圖）寫出方程式。在反應(yīng)前和生成后的物質(zhì)中都有O2，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)特征（同一物質(zhì)一般不可能[已知δ（X）=c（X）c（H2A）+c（HA-）+c（A2-）]

A.pH=1.2時(shí)，c（H2A）=c（HA-）

B.lg[K2（H2A]=-4.2

C.pH=2.7時(shí)，c（HA-）

D.pH=4.2時(shí)，c（HA-）=c（A2-）=c（H+）

解析：本題考查的是二元弱酸的電離平衡，一方面?zhèn)戎乜疾槿蹼娊赓|(zhì)的電離是分步進(jìn)行的，且第一步電離強(qiáng)于第二步電離；另一方面，以圖像為載體，通過常用對(duì)數(shù)的計(jì)算考查電離平衡常數(shù)的計(jì)算、守恒思想以及溶液中粒子濃度大小的比較。A.根據(jù)圖像，pH=1.2時(shí)，H2A和HA-的變化曲線相交，則有c（H2A）=c（HA-），正確；B.根據(jù)pH=4.2時(shí)，K2（H2A）=c（H+）·c（A2-）/c（HA-）=c（H+）=10-4.2，正確；C.根據(jù)圖像，pH=2.7時(shí)，H2A和A2-的變化曲線相交，則有c（H2A）=c（A2-），正確；D.根據(jù)pH=4.2時(shí)，c（HA-）=c（A2-），且物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)約為0.48，據(jù)物料守恒得c（H2A）+c（HA-）+c（A2-）=0.1

mol·L-1，

故c（HA-）=c（A2-）=0.048

mol·L-1，

而c（H+）=10-4.2，可知c（HA-）=c（A2-）>c（H+），錯(cuò)誤。故答案選D。

二、中和反應(yīng)與鹽類的水解平衡圖像題

【例2】 （2017年新課標(biāo)Ⅰ卷第13題）常溫下將NaOH溶液添加到己二酸（H2X）溶液中，混合溶液的pH與離子濃度變化的關(guān)系如圖2所示。下列敘述錯(cuò)誤的是（ ）。

A.Ka2（H2X）的數(shù)量級(jí)為10-6

B.曲線N表示pH與lgc（HX-）c（H2X）的變化關(guān)系

C.NaHX溶液中c（H+）>c（OH-）

D.當(dāng)混合溶液呈中性時(shí)，c（Na+）>c（HX-）>c（X2-）>c（OH-）=c（H+）

解析：本題要求學(xué)生分析酸堿中和反應(yīng)后溶液溶質(zhì)的確定，綜合考查弱電解質(zhì)的電離常數(shù)的計(jì)算、酸式鹽的電離程度和水解程度大小比較、離子濃度大小的比較、離子積常數(shù)等知識(shí)點(diǎn)。如圖2虛線，取橫坐標(biāo)的值等于0時(shí)，溶液中c（H2X）=c（HX-），c（X2-）=c（HX-），則

已二酸（H2X）是二元弱酸，第一步電離大于第二步電離，Ka1>Ka2，由于pH越小酸性越強(qiáng)，c（H+）越大，線段N表示第一步電離，線段M表示第二步電離，B正確，故Ka2=10-5.4約為10-6，A正確。在NaHX溶液中，溶液酸堿性取決于水解程度和電離程度的大小，水解平衡常數(shù)

，由于Ka2>Kh，所以溶液顯酸性

c（H+）>c（OH-），

選項(xiàng)C正確。當(dāng)混合溶液呈中性時(shí)，根據(jù)線段M可以推出

故答案選D。

三、難溶電解質(zhì)的溶解平衡圖像題

【例3】 （2017年新課標(biāo)卷Ⅲ第13題）在濕法煉鋅的電解循環(huán)溶液中，較高濃度的Cl-會(huì)腐蝕陽極板而增大電解能耗?？上蛉芤褐型瑫r(shí)加入Cu和CuSO4，生成CuCl沉淀從而除去Cl-。根據(jù)溶液中平衡時(shí)相關(guān)離子濃度的關(guān)系圖（見圖3），下列說法錯(cuò)誤的是（ ）。

A.Ksp（CuCl）的數(shù)量級(jí)為10-7

B.除Cl-反應(yīng)為Cu+Cu2++2Cl-=2CuCl

C.加入Cu越多，Cu+濃度越高，除Cl-效果越好

D.2Cu+=Cu2++Cu平衡常數(shù)很大，反應(yīng)趨于完全

解析：難溶電解質(zhì)溶解平衡圖像題主要涉及沉淀溶解平衡的移動(dòng)、Ksp的計(jì)算及其應(yīng)用、沉淀溶解平衡及其影響因素。

Ksp（CuCl）=c（Cu+）c（Cl-）

，在橫坐標(biāo)為1時(shí)，縱坐標(biāo)大于-6，所以Ksp（CuCl）的數(shù)量級(jí)是10-7，故A正確。由題意知B正確。C選項(xiàng)中只要Cu夠多，增加Cu對(duì)除去Cl-沒有影響，C錯(cuò)誤。在沒有Cl-存在的情況下，反應(yīng)2Cu+=Cu2++Cu趨于完全。故答案選C。

總之，電解質(zhì)溶液圖像題作為每年選擇題的壓軸題，考查的知識(shí)點(diǎn)豐富，知識(shí)遷移難度大，從多方面考查學(xué)生分析問題、提取信息、解決問題的能力，是考生在復(fù)習(xí)備考中需要重點(diǎn)突破的問題。此類題型不僅僅出現(xiàn)在選擇題中，在非選擇題里也常用來考查化學(xué)反應(yīng)速率、溶解度隨時(shí)間變化等知識(shí)點(diǎn)。預(yù)計(jì)，今后這將是高考考查學(xué)生綜合能力的一種重要方式，希望此文對(duì)學(xué)生有所啟發(fā)。

（責(zé)任編輯 羅 艷）