例析2017年高考全國卷化學選擇題中的圖像題

楊宏

[摘 要]近年來，高考全國卷化學選擇題中的圖像題考查內容主要涉及電解質溶液中的三大平衡——弱電解質的電離平衡、鹽類的水解平衡、難溶電解質的溶解平衡，考查的知識點多為弱電解質的電離程度、平衡常數、溶液中的三大守恒（電荷守恒、物料守恒和質子守恒）、離子濃度的等量關系、離子濃度的大小比較等。解決這類題型的關鍵步驟為：讀圖（弄清圖像含義）——識圖（提取關鍵信息）——用圖（運用數學運算解決化學問題）。備考過程中幫助學生提高分析圖像的能力是破解這類題的關鍵。

[關鍵詞]圖像題；電解質溶液；高考化學

[中圖分類號] G633.8 [文獻標識碼] A [文章編號] 16746058（2018）02006402

圖像題在近年來的高考化學試題中出現的頻率非常高，如2017年全國卷（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）若干題、2017年浙江省第23題、2016年新課標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年全國卷Ⅰ第13題、2015年浙江卷第12題等，對這類題型的考查主要聚焦在電解質溶液中的離子平衡問題上。

圖像是題目的重要組成部分，命題者常常會把要考查的知識簡明、直觀、形象地寓于坐標曲線上。解題時，首先要弄清橫縱坐標所表示的化學含義；然后通過數形結合來分析圖像，重點弄清四個點，即“起點、交點、拐點、終點”，以及圖像中各線條的走勢，提取信息排除干擾；最后

聯系化學原理

、運用數學運算解決問題。

一、弱電解質的電離平衡圖像題

【例1】 （2017年新課標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-的物質的量分數

δ（X）隨pH的變化如圖1所示，下列敘述錯誤的是（ ）。

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

高考化學題：

（2017·黑龍江齊齊哈爾）要求根據反應微觀示意圖（如下圖）寫出方程式。在反應前和生成后的物質中都有O2，根據化學反應特征（同一物質一般不可能[已知δ（X）=c（X）c（H2A）+c（HA-）+c（A2-）]

A.pH=1.2時，c（H2A）=c（HA-）

B.lg[K2（H2A]=-4.2

C.pH=2.7時，c（HA-）

D.pH=4.2時，c（HA-）=c（A2-）=c（H+）

解析：本題考查的是二元弱酸的電離平衡，一方面側重考查弱電解質的電離是分步進行的，且第一步電離強于第二步電離；另一方面，以圖像為載體，通過常用對數的計算考查電離平衡常數的計算、守恒思想以及溶液中粒子濃度大小的比較。A.根據圖像，pH=1.2時，H2A和HA-的變化曲線相交，則有c（H2A）=c（HA-），正確；B.根據pH=4.2時，K2（H2A）=c（H+）·c（A2-）/c（HA-）=c（H+）=10-4.2，正確；C.根據圖像，pH=2.7時，H2A和A2-的變化曲線相交，則有c（H2A）=c（A2-），正確；D.根據pH=4.2時，c（HA-）=c（A2-），且物質的量分數約為0.48，據物料守恒得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+），錯誤。故答案選D。

二、中和反應與鹽類的水解平衡圖像題

【例2】 （2017年新課標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系如圖2所示。下列敘述錯誤的是（ ）。

A.Ka2（H2X）的數量級為10-6

B.曲線N表示pH與lgc（HX-）c（H2X）的變化關系

C.NaHX溶液中c（H+）>c（OH-）

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

解析：本題要求學生分析酸堿中和反應后溶液溶質的確定，綜合考查弱電解質的電離常數的計算、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、離子積常數等知識點。如圖2虛線，取橫坐標的值等于0時，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，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

，由于Ka2>Kh，所以溶液顯酸性

c（H+）>c（OH-），

選項C正確。當混合溶液呈中性時，根據線段M可以推出

故答案選D。

三、難溶電解質的溶解平衡圖像題

【例3】 （2017年新課標卷Ⅲ第13題）在濕法煉鋅的電解循環溶液中，較高濃度的Cl-會腐蝕陽極板而增大電解能耗。可向溶液中同時加入Cu和CuSO4，生成CuCl沉淀從而除去Cl-。根據溶液中平衡時相關離子濃度的關系圖（見圖3），下列說法錯誤的是（ ）。

A.Ksp（CuCl）的數量級為10-7

B.除Cl-反應為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平衡常數很大，反應趨于完全

解析：難溶電解質溶解平衡圖像題主要涉及沉淀溶解平衡的移動、Ksp的計算及其應用、沉淀溶解平衡及其影響因素。

Ksp（CuCl）=c（Cu+）c（Cl-）

，在橫坐標為1時，縱坐標大于-6，所以Ksp（CuCl）的數量級是10-7，故A正確。由題意知B正確。C選項中只要Cu夠多，增加Cu對除去Cl-沒有影響，C錯誤。在沒有Cl-存在的情況下，反應2Cu+=Cu2++Cu趨于完全。故答案選C。

總之，電解質溶液圖像題作為每年選擇題的壓軸題，考查的知識點豐富，知識遷移難度大，從多方面考查學生分析問題、提取信息、解決問題的能力，是考生在復習備考中需要重點突破的問題。此類題型不僅僅出現在選擇題中，在非選擇題里也常用來考查化學反應速率、溶解度隨時間變化等知識點。預計，今后這將是高考考查學生綜合能力的一種重要方式，希望此文對學生有所啟發。

（責任編輯 羅 艷）