湖南 戴儒俭 吴振兴 浙江 蔡 冰
【真题展示】(2022·全国乙卷·13)常温下，一元酸HA的Ka(HA)=1.0×10-3。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1所示)。
图1
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总(HA)之比为10-4
【参考答案】B
【创新点说明】其一是考查电解质溶液时改变了屡见不鲜的坐标式图像的试题呈现形式，改以相对静态的图表式来呈现信息；
其二是将常在电化学中用到的交换膜引入图表中；
其三是将只允许分子自由穿过选择性交换膜引入图表中，而非传统的、常见的离子交换膜。均为试题创新求异点。
【变式】常温下，一元酸HA的Ka(HA)=10-4。在某体系中，阴、阳离子不能穿过分子选择性透过膜，未电离的HA及水分子均可自由穿过该膜(如图2所示)。
图2
设溶液中c总(HA)=c(HA)+c(A-)，且溶液Ⅱ中只存在一种溶质，当达到平衡时，下列叙述错误的是
( )
A.溶液Ⅱ的c(HA)约为1.0 mol·L-1
B.若溶液Ⅰ中含有Na+，则存在2c(Na+)=c(A-)+c(HA)
C.若溶液Ⅰ与溶液Ⅱ体积相同，则溶液Ⅰ与溶液Ⅱ含相同数目的水分子
D.溶液Ⅰ中的c总(HA)约为溶液Ⅱ的2倍
【参考答案】B
笔者优化变式创设本题时参考了2022年高考全国乙卷第13题，通过修改电离常数、选取pH=2与pH=4的2个相对接近点作为参照情境，数据简化、科学合理，设问时依然注重考查考生的理解能力、思维能力、分析能力和计算能力，如对分子选择性透过膜在溶液Ⅰ与溶液Ⅱ中间作用的理解，通过电离常数表达式建立计算模型的思维，通过电解质溶液里守恒关系建立变化观念与平衡思想的核心素养。
【真题展示】(2022·全国乙卷·11)化合物(YW4X5Z8·4W2Z)可用于电讯器材、高级玻璃的制造。W、X、Y、Z为短周期元素，原子序数依次增加，且加和为21。YZ2分子的总电子数为奇数，常温下为气体。该化合物的热重曲线如图3所示，在200℃以下热分解时无刺激性气体逸出。下列叙述正确的是
图3
( )
A.W、X、Y、Z的单质常温下均为气体
B.最高价氧化物的水化物酸性：Y C.100～200℃阶段热分解失去4个W2Z D.500℃热分解后生成固体化合物X2Z3 【参考答案】D 【创新点说明】本题考查的是物质结构与元素周期律相关考点，该题稳中有变，变中创新，创新试题呈现形式，把热重曲线与元素推断有机地结合在一起，深入考查学生的信息整理能力、计算能力、分析问题与解决问题的能力，考查学生关键能力，加强思维考查，突出选拔功能。 【变式】化合物[RY(ZX4)2·12W2X]可用作灭火剂、缓冲剂，同时具有药用功能和食用功能。W、X、Y、Z、R为前20号主族元素，原子序数依次增加，最外层电子数之和为17。X和Z同主族且ZX2分子的总电子数为偶数，常温下为气体。4.74 g该化合物的热重曲线如图4所示，在热分解时无刺激性气体逸出。下列叙述正确的是 图4 ( ) A.氢化物的沸点：X B.最高价氧化物的水化物碱性：Y C.64.5～100℃阶段热分解失去12个W2X D.770℃热分解后生成固体化合物Y2X3和R2X 【参考答案】B 【解题思路】化合物[RY(ZX4)2·12W2X]可用作灭火剂、缓冲剂同时具有药用功能和食用功能。W、X、Y、Z、R为前20号主族元素，原子序数依次增加，最外层电子数之和为17。4.74 g该化合物的热重曲线如图4所示，在热分解时无刺激性气体逸出，则说明失去的是水，即W为H，X为O，Z和X同主族且ZX2分子的总电子数为偶数，常温下为气体，则Z为S，原子序数依次增加，且最外层电子数之和为17，则Y为Al，R为K。H2O分子间可以形成氢键，氢化物沸点X(H2O)>Z(H2S)，故A项错误； 【变式说明】本题命制时参考了2022年全国乙卷第11题，同时关联教材涉及的物质明矾，拓展明矾其他的用途，发挥出化学学科的社会价值。本题创新试题呈现形式，将元素推断和热重曲线图相融合，试题命题角度和呈现方式均较新颖，考查内容和考查要求均符合新高考命题方向，试题信息量较大，注重考查学生的思维，突出选拔功能。本题还落实了宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知等化学学科核心素养。 【真题展示】(2022·湖南卷·10)室温时，用0.100 mol·L-1的标准AgNO3溶液滴定15.00 mL浓度相等的Cl-、Br-和I-混合溶液，通过电位滴定法获得lgc(Ag+)与V(AgNO3)的关系曲线如图5所示(忽略沉淀对离子的吸附作用。若溶液中离子浓度小于1.0×10-5mol·L-1时，认为该离子沉淀完全。Ksp(AgCl)=1.8×10-10，Ksp(AgBr)=5.4×10-13，Ksp(AgI)=8.5×10-17)。下列说法正确的是 图5 ( ) A.a点：有白色沉淀生成 B.原溶液中I-的浓度为0.100 mol·L-1 C.当Br-沉淀完全时，已经有部分Cl-沉淀 D.b点：c(Cl-)>c(Br-)>c(I-)>c(Ag+) 【参考答案】C 【创新点说明】2022年高考湖南卷第10题以真实实验情境中采用的数字化实验技术(电位滴定法)为载体，所考查的必备知识涉及“难溶物的沉淀溶解平衡”“Ksp的计算”和“离子反应及其现象”，考查的关键能力是“化学计算能力”“化学信息(图像)处理能力”和“证据推理与模型论证能力”，同时发展学生证据推理与模型认知、宏观辨识与微观探析的化学学科核心素养。本题属于情境素材上的创新(即内容创新)，使用基于现代信息技术的电位滴定法探究AgNO3溶液滴定相等浓度的Cl-、Br-和I-混合溶液的微观反应过程，将微观粒子的变化转化为直观、形象的曲线变化，有利于考查学生对难溶物沉淀溶解平衡模型的理解和应用能力。同时，命题设问指向信息处理(曲线解读)能力和模型认知能力的考查。而能力要求的考查与学科知识内容的基础性呈现相互关联的关系，可划分为SOLO能力结构水平层次中的关联结构水平。 【试题分析】向含相等浓度的Cl-、Br-和I-混合溶液中滴加硝酸银溶液，根据三种沉淀的溶度积常数，三种离子沉淀的先后顺序为I-、Br-、Cl-，根据滴定图示，当滴入4.50 mL 硝酸银溶液时，Cl-恰好沉淀完全，此时共消耗硝酸银的物质的量为4.50 mL×10-3L/mL×0.1 000 mol·L-1=4.5×10-4mol，所以Cl-、Br-和I-均为1.5×10-4mol。 【变式1】数字化实验是利用传感器和信息处理终端进行数据采集与分析的一种实验手段。某化学研究小组利用电位滴定法研究盐酸滴加到亚磷酸钠(Na2HPO3)溶液过程中的化学变化，得到电极电位和溶液pH随盐酸滴加的体积变化曲线如图6所示。下列说法错误的是 图6 ( ) [已知：①电位滴定法的原理：在化学计量点附近，被测离子浓度发生突跃，指示电极电位也发生了突跃，进而确定滴定终点。②亚磷酸(H3PO3)是二元弱酸，其电离常数分别是Ka1=1×10-1.4，Ka2=1×10-6.7] A.a点对应溶液的溶质为NaH2PO3和NaCl，pH<7 C.水的电离程度：a>b 【参考答案】D 【变式说明】《普通高中化学课程标准(2017年版2020年修订)》(以下简称《课程标准》)中提出：要精心设计实验探究活动，积极探索现代信息技术与化学实验的深度融合； 【变式2】数字化实验是利用传感器和信息处理终端进行数据采集与分析的一种实验手段，其中pH计是常用的数据采集器。某研究性学习小组用pH计测量0.1 000 mol·L-1的盐酸分别滴定20.00 mL浓度均为0.1 000 mol·L-1的三种一元弱酸的钠盐(NaX、NaY、NaZ)溶液过程中的pH变化，得到的滴定曲线如图7所示。下列判断正确的是 图7 ( ) A.在NaZ溶液中，粒子浓度大小c(Na+)>c(OH-)>c(Z-)>c(H+) B.浓度分别为0.1 000 mol·L-1的NaX、NaY、NaZ三种溶液中，水的电离程度由大到小为NaZ>NaY>NaX C.当pH=7时，三种溶液中：c(X-) D.分别滴加20.00 mL盐酸后，再将三种溶液混合可以得到等式c(Na+)+3c(H+)=c(X-)+c(Y-)+c(Z-)+c(OH-) 【参考答案】B 【解题思路】由图7可知，没有加入盐酸时，NaX、NaY、NaZ溶液的pH依次增大，根据盐类水解规律越弱越水解，则HX、HY、HZ三种一元弱酸的酸性依次减弱。 NaZ为强碱弱酸盐，虽然水解反应会使溶液呈碱性，但水解较为微弱，产生的氢氧根离子浓度小于c(Z-)，则溶液中离子浓度的大小顺序为c(Na+)>c(Z-)>c(OH-)>c(H+)，故A错误； 【变式说明】笔者在参考2022年高考湖南卷第10题和2021年高考湖南卷第9题的基础上，强化数字化实验的应用场景，落实《课程标准》中关于促进现代信息技术与高中化学实验深度融合的新要求。试题变式的亮点在于，由硝酸银溶液分步滴定混合溶液中三种阴离子的纵向对比改为盐酸分别滴定三种强碱弱酸盐溶液的横向对比，拓展了学生的认知范围，促进了学生的深层次思考； 【变式3】pH计和压力传感器是数字化实验中常用的数据采集器。某研究性学习小组在两个相同的特制容器中分别加入20 mL 0.4 mol·L-1的Na2CO3溶液和40 mL 0.2 mol·L-1的NaHCO3溶液，再分别用0.4 mol·L-1的盐酸滴定，利用pH计和压力传感器检测，得到如图8所示的曲线： 图8 下列说法错误的是 ( ) A.图中甲、丁线表示向Na2CO3溶液中滴加盐酸，乙、丙线表示向NaHCO3溶液中滴加盐酸 B.在曲线甲所代表的溶液中，a、b、c三点水的电离程度大小顺序为c>a>d C.根据pH-V(HCl)图，滴定分析时，c点可用酚酞、d点可用甲基橙作指示剂指示滴定终点 【参考答案】D 【变式说明】笔者在参考2022年湖南卷第10题和2022年1月浙江省普通高校招生选考科目考试化学第23题的基础上，强化数字化实验的应用场景，落实《课程标准》中关于促进现代信息技术与高中化学实验深度融合的新要求。本次变式的亮点在于，由硝酸银溶液分步滴定混合溶液中三种阴离子的纵向对比，改为盐酸分别滴定碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液的横向对比，增大了学生思维的难度和深度；
根据金属性越强，其最高价氧化物的水化物碱性越强，则最高价氧化物的水化物碱性Y[Al(OH)3]
依据曲线可知化合物[kal(so4)2·12h2o]在770℃热分解后固体质量为1.38 g，若剩余固体为al2o3和k2o，根据元素守恒，则0.005 mol al2o3和0.005 mol k2o质量为0.98 g，故d项错误。< p>
应当精心设计学生必做实验，适当增加数字化实验，让学生体会、认识到技术手段的创新对化学科学的重要价值。因此，笔者在参考2022年湖南卷第10题的基础上，继续以数字化实验常用的电位滴定法作为试题的情境素材，以盐酸和次磷酸钠溶液的化学反应为试题载体，命制试题考查电解质溶液中三大平衡与三大守恒式、影响水电离程度的因素等基础化学知识，考查学生的化学信息(图像)处理能力、化学计算能力和模型认知能力，落实了变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知等化学学科核心素养。试题命题角度和呈现方式均较新颖，符合新高考命题趋势和《课程标准》中关于数字化实验的要求，试题信息量较大，具有一定的区分度。
盐类的水解反应促进了水的电离，而HX、HY、HZ三种一元弱酸的酸性依次减弱，三种等浓度钠盐的水解程度大小为NaZ>NaY>NaX，因此水的电离程度大小为NaZ>NaY>NaX，故B正确；
当溶液pH为7时，n(H+)=n(OH-)，根据电荷守恒式可得三个溶液中分别存在：n0(Na+)=n1(Cl-)+n(X-)，n0(Na+)=n2(Cl-)+n(Y-),n0(Na+)=n3(Cl-)+n(Z-)。酸越弱，向盐溶液中加入盐酸的体积越大，n1(Cl-)
向三种盐溶液中分别滴加20.00 mL 盐酸，三种盐都完全反应，溶液中钠离子浓度等于氯离子浓度，将三种溶液混合后溶液中存在电荷守恒关系c(Na+)+c(H+)=c(X-)+c(Y-)+c(Z-)+c(Cl-)+c(OH-)， 由c(Na+)=c(Cl-)可得c(H+)=c(X-)+c(Y-)+c(Z-)+c(OH-)，故D错误。
图像中的曲线由一元变为三元，增大了化学信息分析和处理的难度；
B选项比较相同浓度的不同种类盐溶液的水解程度大小，考查了盐类水解规律和影响水电离程度的因素等知识，增大了知识考查的范围。
图像中的曲线由单一因变量[lgc(Ag+)]变为两组四变量(两个pH变量、两个气体压力变量)，增大了化学信息分析和处理的难度。另外试题命题角度和呈现方式均较新颖，符合新高考命题趋势，试题信息量较大，具有一定的区分度。
