對一道高考題的賞析及改編

郭軍民 鐘輝生

(1.江西省贛州一中 2.江西省贛州市教育教學科學研究所)

1 真題賞析與解析

真題(2022 年全國乙卷)常溫下,一元酸HA的Ka(HA)＝1.0×10－3.在某體系中,H＋與A－不能穿過隔膜,未電離的 HA 可自由穿過該膜,如圖1所示.

圖1

設溶液中c總(HA)＝c(HA)＋c(A－),當達到平衡時,下列敘述正確的是( ).

A.溶液Ⅰ中c(H＋)＝c(OH－)＋c(A－)

C.溶液Ⅰ和Ⅱ中的c(HA)不相等

D.溶液Ⅰ和Ⅱ中的c總(HA)之比為10－4

賞析試題以類似于膜電池和化學方程式的形式呈現,將化學與物理知識融合,考查弱電解質的電離平衡、溶液中微粒的關系、電離度計算等知識.HA分子可以自由穿過隔膜,導致隔膜兩側的HA 濃度保持相等,類似于物理上的連通器.試題很好地考查了高中化學核心素養——宏觀辨識與微觀探析、變化觀念與平衡思想.

解析溶液Ⅰ的pH＝7,所以c(H＋)＝c(OH－),故選項A 應為c(H＋)＜c(OH－)＋c(A－),錯誤.常溫下溶液Ⅱ的pH＝1.0,即溶液中c(H＋)＝0.1mol·L－1,根據

2 試題改編及解析

離子交換膜,是一種含離子基團的、對溶液中的離子具有選擇透過能力的高分子膜.以下2道題是根據離子交換膜的種類對高考試題進行的原創改編.

變式1常溫下,一元酸HA 的Ka(HA)＝1×10－3.在某體系中,H＋、未電離的HA 和其他粒子不能穿過隔膜,A－可自由穿過該膜,如圖2所示.下列敘述正確的是( ).

圖2

A.若溶液Ⅰ中c1(A－)＝0.1 mol·L－1,則溶液Ⅱ中c2(HA)＝10－4mol·L－1

C.溶液Ⅰ和溶液Ⅱ的溶質種類不可能相同

D.溶液Ⅰ和溶液Ⅱ中由水電離產生的H＋濃度之比為106∶1

若左側c1(A－)＝0.1mol·L－1,由Ka求得溶液Ⅰ中c1(HA)＝10 mol·L－1,則溶液Ⅱ中c2(HA)＝10－5mol·L－1.兩側溶液中溶質不確定,若溶液Ⅰ中只有HA 一種溶質時,則選項B 成立.溶液Ⅱ的溶質是HA 和其強堿鹽,相當于中性的緩沖溶液,經計算,時溶液呈中性(注:計算公式為pH＝).如果溶液Ⅰ的溶質是單一的HA,經計算:c1(HA)＝10mol·L－1時,pH＝1.如果溶液Ⅰ的溶質是HA 和NaA,亦相當于pH＝1的緩沖溶液,經計算時滿足條件;若溶液Ⅰ的溶質是HA和強酸強堿鹽(如NaCl),因強酸強堿鹽不影響溶液酸堿性,c1(HA)＝10 mol·L－1時,pH＝1,選項C 不正確.溶液Ⅰ中水電離產生的H＋濃度c水(H＋)＝10－13mol·L－1,而溶液Ⅱ中由水電離產生的H＋濃度c水(H＋)＝10－7mol·L－1,則兩者之比為1∶106,選項D 錯誤.故答案為B.

變式2常溫下,一元酸HA 的Ka(HA)＝1×10－3.在某體系中,A－、未電離的HA 和其他粒子不能穿過隔膜,H＋可自由穿過該膜,如圖3所示.設溶液中c總(HA)＝c(HA)＋c(A－),當達到平衡時,下列說法正確的是( ).

圖3

A.常溫下0.01mol·L－1NaA 的pH＝8

B.若溶液Ⅰ的pH＝2,則溶液Ⅱ中的c(H＋)＝0.01mol·L－1

C.溶液Ⅰ和溶液Ⅱ中的c(HA)之比為1∶10

D.溶液Ⅰ和溶液Ⅱ的導電能力相等

解析選項A 是水解的計算,令平衡時溶液中HA濃度為xmol·L－1,可得

(完)