“一題復習法”突破電解質溶液離子濃度比較類問題

廣東 周曼文 謝正平

近年來，高考化學選擇題難題多以圖形圖表形式呈現，如2019年全國卷Ⅰ中的11題，2017年全國卷Ⅰ中的13題，2017年全國卷Ⅱ中的12題考查知識點均是“酸堿中和滴定曲線”。該類題數形結合，情景陌生，立意獨特，既是全卷的一大亮點，又是歷年高考高頻考查的難點。考生得分率普遍較低的原因是在傳統的高三復習備考中，認知僅停留在對知識點的梳理和羅列，依賴重復而機械的習題訓練提升解題能力。題海戰術雖能提升學生解題的熟練程度，但這種基于知識記憶的淺層復習會造成知識的碎片化、理解的膚淺化、思路的單一化。基于此背景，從學生自身出發，筆者從酸堿滴定曲線出發，讓學生在繪制曲線的過程中自覺將弱電解質的電離、混合溶液中離子濃度大小的比較、酸堿中和滴定及鹽類水解等知識進行整合，串聯形成知識結構網。幫助學生形成認知模型，提升學生的高階思維，培養學生的深度學習能力。教學設計如下，僅供參考：

一、教學設計及過程

活動一——真題重現

【2019·全國卷Ⅰ·11】NaOH溶液滴定鄰苯二甲酸氫鉀(鄰苯二甲酸H2A的Ka1=1.1×10-3，Ka2=3.9×10-6)溶液，混合溶液的相對導電能力變化曲線如圖所示，其中b點為反應終點。下列敘述錯誤的是

( )

A.混合溶液的導電能力與離子濃度和種類有關

B.Na+與A2-的導電能力之和大于HA-的

C.b點的混合溶液pH=7

D.c點的混合溶液中，c(Na+)>c(K+)>c(OH-)

【答案】C

【分析】設計意圖：構建電解質溶液離子濃度大小比較的認知屬性及層級關系：

表1 電解質溶液離子濃度大小比較的認知屬性

搭建學生解題的思維模型：

a點b點c點溶液中的微粒K+、HA-K+、Na+、A2-K+、Na+、A2-、OH-溶液中微粒的微觀行為a點→b點過程發生:HA-+OH- A2-+H2O; HA-、A2-微弱水解,水解能力HA-7。故C選項錯誤

活動二：夯實基礎——滴定曲線

A.0.1 mol·L-1CH3COOH溶液(pH約為3)中，離子濃度大小順序________________。

B.同濃度CH3COOH和CH3COONa混合溶液(pH約為5)中，離子濃度大小順序________________。

C.0.05 mol·L-1CH3COONa(pH約為9)溶液中，離子濃度大小順序________________。

參考上述3種溶液pH(分別標記：A.B.C)，繪制常溫下0.1 mol·L-1NaOH溶液滴定10 mL 0.1 mol·L-1CH3COOH溶液滴定曲線。

完成下列任務

1.將A.B.C點的離子濃度順序填在該點的附近

2.在曲線上標出以下離子濃度順序可能出現的位置(分別標記：D.E.F)

D.c(CH3COO-)>c(H+)>c(Na+)>c(OH-)

E.c(CH3COO-)=c(Na+)>c(H+)=c(OH-)

F.c(Na+)>c(CH3COO-)=c(OH-)>c(H+)

【設計意圖】從已有的、熟悉的知識經驗出發，體驗酸堿中和滴定的過程，建立了數據與曲線的動態結合，進一步提煉、深化水溶液中離子濃度變化規律后，為后續的曲線變化埋下伏筆。

活動三：拓展一——分布曲線

25℃時，若Ka(CH3COOH)=10-5，在含CH3COOH和CH3COO-的溶液中，二者各自所占的物質的量分數：

繪制：0.1 mol·L-1NaOH溶液滴定10 mL 0.1 mol·L-1CH3COOH溶液過程中，隨溶液pH變化的δ(CH3COOH)、δ(CH3COO-)曲線圖

完成下列任務：

(1)在δ-pH曲線圖中標出pH=5的點，在pH-V(NaOH)圖中，找到pH=5和pH≈5的點，分析它們的位置關系。

(2)判斷正誤：在pH<3的溶液中，是否存在δ(CH3COOH)=1.0，δ(CH3COO-)=0。

(3)pH從3升至9的過程中，發生的化學反應是____________________________________________。

(4)在pH>9的溶液中，c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=c(Na+)仍然成立？

【設計意圖】借助中和滴定曲線的繪制與分布分數曲線的對比，學生在“制作”→討論→再“制作”→再討論的過程中，加深了對知識的理解和運用。變現成圖像分析為自己“制作”圖像，改變了問題呈現的方式，要求學生將陌生的情境轉化成熟悉的問題，鍛煉了學生分析問題，解決問題的能力。課堂上討論的問題都是直接由課堂生成的，具有極高的真實性和針對性，學生的課堂積極性和參與性都得到提高。

活動四：拓展二——對數曲線

完成下列任務：

討論為什么pH=9時才叫完全反應？

【設計意圖】激發熱情，再次體驗，強化認知，增加信心，收獲成功的喜悅。

活動五：拓展三——導電能力圖

繪制：假設溶液的導電能力與離子濃度成正比(忽略其他因素的影響)，繪制0.1 mol·L-1NaOH溶液滴定10 mL 0.1 mol·L-1CH3COOH溶液過程中，導電能力隨溶液pH變化的圖。

完成下列任務：

(1)對比2019·全國卷Ⅰ·11導電能力-V(NaOH)圖，能說溶液的導電能力只與離子濃度有關嗎？說說高考題圖中c點導電能力趨勢上翹的可能原因？

(2)模擬2019·全國卷Ⅰ·11C、D選項，你能說出哪些點的pH和離子濃度順序？模擬2019·全國卷Ⅰ·11，即興命制一道“離子濃度大小比較”選擇題？

【設計意圖】對接高考，揭露高考真題命制的神秘面紗，無形中讓學生經歷了從“做題”到“命題”全過程，學生收獲信心的同時成就感爆棚。

二、課后體驗及鞏固

【練習1】室溫下，向100 mL某濃度的二元弱酸H2A溶液中加入0.1 mol·L-1NaOH溶液，溶液的pH隨V(NaOH)的變化曲線如圖所示。下列有關說法錯誤的是

( )

A.起始時c(H2A)=0.1 mol·L-1

B.b點時：c(H2A)>c(A2-)

D.c→d段，溶液中A2-的水解程度逐漸減弱

【答案】B

【解析】

a點b點c點溶液中的主要微粒H2ANa+、HA-Na+、A2-溶液中微粒的微觀行為a點→b點過程發生:H2A+OH- HA-+H2O;b點→c點過程發生:HA-+OH- A2-+H2O;b點HA-既微弱水解,也微弱電離,電離大于水解;c點以后:OH-能抑制A2-水解。C、D選項正確結合規律判斷微粒的數量關系b點H2A溶液與氫氧化鈉溶液恰好完全反應生成NaHA,根據n(H2A)=n(NaOH);推知c(H2A)=0.1mol·L-1。故A選項錯誤b點H2A溶液與氫氧化鈉溶液恰好完全反應生成NaHA,溶液pH=5,呈酸性,說明HA-既微弱水解,也微弱電離,電離大于水解;c(A2-)>c(H2A)。故B選項錯誤

( )

A.pH=1.2時，c(H2A)=c(HA-)

B.lg[Ka2(H2A)]=-4.2

C.pH=2.7時，c(HA-)>c(H2A)=c(A2-)

D.pH=4.2時，c(HA-)=c(A2-)=c(H+)

【答案】D

【練習3】(2017·全國卷Ⅰ·13)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所示。下列敘述錯誤的是

( )

A.Ka2(H2X)的數量級為10-6

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+)

【答案】D

【解析】思維導圖呈現考生答題思維過程

高三一輪復習課的目的是夯實學生基礎，培養思維能力，形成分析和解決問題的能力，最后形成學科核心素養。這節課通過新情境的創設，改變問題的呈現方式，激發了學生的學習熱情，讓學生全身心投入課堂，展示自己的“制作”成果，獲得了強烈的成就感和自信心。這種從學生自身出發的教學設計，不僅解決了教學中重點難點內容，達到事半功倍的效果，而且由此所帶來的學習熱情和思維的深廣度也得到了加強，提升了學科核心素養。

如何使高三一輪復習的課堂鮮活、靈動、富有個性，實現“知識、生活和生命的深刻共鳴”，既讓學生碎片知識結構化，又豐富學生的認知視角，還學會用知識解釋自然現象和解決遇到的問題，使得學有所長，學有所用，達到融會貫通的復習效果，是一輪復習課非常值得研究的問題。筆者建議立足于具體的學情、考情，合理整合教材或歷年高考題，選擇一些切入點小、角度新、針對性強的“微型考點”為復習專題(可以是一種物質、一個化學反應、一幅工業流程圖或是一道錯題等)，再“以真實情境為素材，以實際問題來驅動課堂”的原則來構建一輪復習課堂。如復習“水解反應”，以Fe(OH)3膠體制備實驗為中心(如圖)能包涵或承載多種知識與能力，在發散中提煉、升華化學知識規律的本質，能實現學生能力與素養的提升。

“Fe(OH)3膠體制備”承載水解反應的規律