2022年高考化学全国乙卷...溶液中的离子反应与平衡为例_黄延纳.pdf

2023 年 1 月云南化工Jan 2023第 50 卷第 1 期Yunnan Chemical TechnologyVol.50，No.1doi:10.3969/j.issn.1004-275X.2023.01.402022 年高考化学全国乙卷试题分析 以水溶液中的离子反应与平衡为例黄延纳，陈继平(云南师范大学，云南昆明650500)摘要:历年高考中多以“水溶液中的离子反应与平衡”作为选择题中的重难点，同时也是学生在高考做题耗时较长的一类题型。通过以 2022 年全国高考乙卷中的“离子平衡”为对象，对比新高考前后该内容的命题变化，以期为一线教师提供“离子平衡”的教学参考。关键词:高考化学;离子平衡;试题分析;教学策略中图分类号:G634.2文献标识码:A文章编号:1004 275X(2023)01 0146 03An Analysis of the Examination Questions of the Second Test of Chemistry in2022 College Entrance Examination Take ion reaction and Equilibrium in Aqueous Solution as an ExampleHuang Yana，Chen Jiping(Yunnan Normal University，Kunming 650500，China)Abstract:In the college entrance examination over the years，“ion reaction and equilibrium in aqueous solution”is often taken as the key anddifficult point in the multiple choice questions，and it is also a kind of questions that take a long time for students to do in the college entranceexamination This paper takes the“ion balance”in the second test of the National College Entrance Examination in 2022 as the object，andcompares the proposition changes of this content before and after the new college entrance examination，in order to provide the teaching refer-ence of“ion balance”for front line teachersKey words:college entrance examination chemistry;ion equilibrium;analysis of test questions;teaching strategies单旭峰等1 在化学科考试评价体系中将化学必备知识分为“物质转化与应用”“反应变化与规律”“化学语言与概念”“实验原理与方法”“物质结构与性质”等五个部分，“溶液中的离子反应与平衡”属于“反应变化与规律”类型的知识，是对化学平衡的拓展延伸，同时也是高考化学的重点和热点内容。以下是对 2021 年高考化学乙卷的解析。1解析 2021、2022 年高考化学乙卷第 7 题2022 年高考乙卷化学第 7 题，见图 1，题干中提出“隔膜”这一概念:未电离的 HA 可自由穿过该膜 隔膜两侧的 HA 浓度处于平衡状态。通过对这一概念的解读，可知:溶液和溶液中 HA 的浓度相等，故选项 C 错误。题干中给出的物料守恒:c总(HA)=c(HA)+c(A)。该选项主要考察学生离子平衡概念以及电荷守恒的理解。两个体系 pH 值分别为 7.0 和1.0，其中 pH 值为7.0 的溶液体系需要加入碱或溶于水呈碱性物质(例如氢氧化钠或碳酸钠)，才能使溶液保持平衡，因而 A 选项显然缺少额外加入用于调节 pH 的物质的离子。7.(6 分)，常温下，一元酸 HA 的 Ka(HA)=1.0 103。在某体系中，H+与 A离子不能穿过隔膜，未电离的 HA 可自由穿过该膜(如图所示)。设溶液中 c总(HA)=c(HA)+c(A)，当达到平衡时，下列叙述正确的是()A.溶液中 c(H+)=c(OH)+c(A)B.溶液中的 HA 的电离度(c(A)c总(HA)为1101C.溶液和溶液中的 c(HA)不相等D.溶液和中的 c总(HA)之比为 104图 12022 年高考化学乙卷第 7 题B、D 选项需要用到分布系数的概念(组分的平衡浓度占总浓度的分数)。B 选项中要求求出溶液中 HA 的电离度，学生已知的电离度公式为 =c(A)C总(HA)，在框图中并未直接出现与之相关的数据，故需要利用已知数据 pH 和 Ka值。HA 分布系数为(HA)=c(H+)c(H+)+Ka=0.10.1+0.001=100101，则 A的分布系数为 (A)=Kac(H+)+Ka=0.0010.1+0.001=1101，故电离度为 =0.0010.1+0.001=1101，B 选项正确。D 选项主要考察学生的信息获取加工能力:理解6412023 年 1 月云南化工Jan 2023第 50 卷第 1 期Yunnan Chemical TechnologyVol.50，No.1隔膜的作用。溶液中加入碱性物质导致以分子形式存在的 HA 减少，但由于有隔膜的存在，溶液中的HA 不断向溶液迁移，导致 c总(HA)溶液大于溶液，二者之比一定大于 1。若要计算则需用到物料守恒以及分布系数，溶液中 (HA)=107107+103，溶液(HA)=100101，设平衡时隔膜左右的 c(HA)=a mol/L，由于分布系数=组分的平衡浓度占总浓度的分数，溶液中 c总(HA)104a mol/L，溶液c总(HA)a mol/L，其比值为 104，故 D 选项错误。2021 年高考乙卷化学的第 7 题，详见图 2，相较于2022 年的第7 题的计算难度稍低，但同时提高了对化学反应原理的理解要求。对于学生而言，分布系数作为一个陌生概念，但并不是一个晦涩难懂的概念。如表 1 可见，在 2017 年全国二卷和 2020 年全国一卷的“溶液的离子平衡”一题中已经给出分布系数的计算公式。2020 年中共中央国务院印发 深化新时代教育评价改革总体方案中指出“改变相对固化的试题形势，增强试题开放性，减少死记硬背和 机械刷题现象”，今年的命题在记忆性知识方面明显减少，作为压轴题的第 7 题，更是一改往年题型设置，常见的函数图像设置为信息量极少的框图。越是精简的题干，所能提取的信息越少。该题既能考察学生的基础知识框架牢固程度，又要求学生在多维度多层次的缜密思维。不同类型的题目符合不同高校选拔不同类型人才的需求，同时也避免学生通过市面上存在的一些固定套路以及思维定式应对高考，对学生的信息提取、加工与整合能力做出一定要求。图 22021 全国乙卷选择题第 7 题表 120172022 年全国卷“溶液中的离子平衡”题型年份一卷二卷三卷2017多元弱酸的电离 c pH多元弱酸的电离 pH 湿法炼锌 lg c(Cl)lg c2018无无滴定曲线V(AgNO3)lg(Cl)2019滴定曲线(邻苯二甲酸氢钾 氢氧化钠)VNaOH 相对导电能力溶解平衡曲线c(S2)c(Cd2+)离子交换法净水图像2020滴定曲线(H2A 氢氧化钠)VNaOH 无无2021新高考(甲卷)溶解平衡曲线 lg c(Ba2+)lg c(SO42)/lg c(CO32)(乙卷)溶解平衡曲线c(H+)c2(M2+)2022无一元弱酸的电离平衡框图(隔膜)2变化观念与平衡思想的考察新课标中指出“化学学业水平考试的主要目的是评价学生化学学科核心素养的发展状况和学业质量标准的达成程度”2。该题测试的宗旨主要是“变化观念与平衡思想”的化学学科核心素养，着重考察学生的化学思维以及对化学学科的本质的理解。题中将隔膜作为动态平衡的关键，测试学生对信息的提取与加工能力。该题并未以某一特定的酸作为考察对象，避免了学生“刷题”过程中可能识记某酸的性质而固化思维的情况发生，而是建立一个新的隔膜模型，让学生在审题过程中灵活运用化学原理与思维进行解答。7412023 年 1 月云南化工Jan 2023第 50 卷第 1 期Yunnan Chemical TechnologyVol.50，No.1表 2新课标中“变化观念与平衡思想”素养不同水平的考察要素素养水平水平划分水平 1认识变化的存在水平 2认识变化的存在，分析理解变化的过程水平 3认识变化的存在，分析理解变化的过程，设计平衡方案水平 4认识变化的多维度，分析理解变化的过程，设计平衡方案，预测变化，评价并优化方案由表 2 可知，水平 1“认识变化的存在”要求学生对化学变化进行简单地描述，能对简单的数量关系进行说明;水平 2“认识变化的存在，分析理解变化的过程”要求学生基于化学原理对反应简单表征，运用守恒思想定量分析化学反应;水平 3“认识变化的存在，分析理解变化的过程，设计平衡方案”要求形成平衡观念，学会运用控制变量设计研究化学反应;水平 4“多维度认识变化的多维度，分析理解变化的过程，设计平衡方案，预测变化，评价并优化方案”要求学生依据反应原理对化学反应中物质的变化进行预测，并且对所涉及的方案进行评价与优化。“变化观念与平衡思想”的四个水平是逐级递增的，而非并列关系，水平 1 和 2 是为参加学业水平合格性考试的学生提供评价参考，水平 2 和 3 是为参加化学学业水平考试的学生提供方向。学科核心素养的水平等级划分是为不同需求的学生制定出一个可测评的等级水平，也为教师教学提供方向和目标。3教学建议3.1动手实验，培养科学观课程标准中的学生必做实验:强酸与强碱的中和滴定和盐类水解的应用。学生动手实验，让化学教学的结构更加完整，教学形式更为丰富，体现化学核心素养中“科学探究与创新意识”3。在实验过程中通过酸碱滴定实验强化学生的科学态度和探究意识，进而学会使用科学方法计算出未知浓度的溶液，而非是停留在酸碱滴定的计算。理解酸碱滴定的实质，学会设计并优化实验，在实验中加深对离子平衡的理解。利用生活中去油污的方法，加深学生对盐类水解的理解。以真实的生活情境为背景，通过设计实验，学生通过自主探究实验，感受知识的应用。3.2重视基础，推导公式在本节内容的学习中，学生通常直接使用推导公式，但是对于推导过程并不熟悉，导致试题情境中一旦出现多变量时，学生就会出现思维定式，难以对情境准确辨析。“溶液中的离子平衡”的重难点中包括平衡常数的计算以及公式的演变，在教材正文中对水的电离平衡常数进行说明:常温下 Kw=c(H+)c(OH)=1014，教师教学中带领学生将弱酸/碱的电离平衡常数 Ka/Kb与水的电离平衡常数 Kw结合，推导出能强酸弱碱盐/强碱弱酸盐/弱酸弱碱盐的水解平衡常数 Kh=KwKb/KwKa/KwKaKb，在此基础上学会将辨析各种离子浓度随着 pH 值的变化的趋势曲线，从而面对各式各样的函数曲线都能迅速辨析，找出曲线中的重要关联之处。4结语高考试题的命制框架是将“素养”“情境”“问题”和“知识”4 个要素相互联系，教材的编撰严格按照课程标准的要求实施。教材的栏目设置具有导向作用，其中“化学与职业”“科学史话”等有助于延伸学生视野，学生可以通过其了解化学的历史进程以及化学的职业前景，形成正确的价值观。在人教版选择性必修 1 的教材的第三章第一节的“思考与讨论”栏目中，学生通过观察图表的“点”“线”“面”，能初步锻炼其识图能力，让抽象的知识概念更加具象化。在“沉淀的溶解平衡”一节中的“科学技术社会”栏目，将沉淀溶解平衡原理应用于日常生活中氟化物预防龋齿，让