湖南 李銀秀

2018年4月，我校啟動了“評選35歲以下青年教師教壇新秀”的活動，本教研組有位教師確定選擇《關(guān)于電解質(zhì)溶液的數(shù)形結(jié)合專題》作為高考化學二輪復習的賽課主題。筆者想到了2015年高考新課標理綜Ⅰ卷第13題，在高考真題中該題圖象首次以pH-對數(shù)圖的形式呈現(xiàn)，不難發(fā)現(xiàn)該題圖象與2017年高考新課標理綜Ⅰ卷第13題有相似之處，也有耐人尋味的不同細節(jié)信息。由該題引發(fā)的對考點分析、能力考查、細節(jié)的深度思考等無不令人感嘆命題者的智慧與嚴謹。2018年浙江省競賽第3題通過運用高考真題中的假設(shè)法化難為易，直擊問題本質(zhì)。本文就這兩題進行分析，與各位老師分享。

一、高考原題

( )

A．MOH的堿性強于ROH的堿性

B．ROH的電離程度：b點大于a點

C．若兩溶液無限稀釋，則它們的c(OH-)相等

二、高考試題分析

1．基本分析

該題涉及的內(nèi)容是化學平衡的延伸和應(yīng)用，考查學生對于弱堿電離平衡知識的掌握程度，該內(nèi)容既是中學化學的基礎(chǔ)知識，也是高考考查點分布較多的內(nèi)容之一。該題通過圖象提供有關(guān)信息，考查學生對弱堿電離平衡、溶液中離子濃度的變化等知識的掌握程度，以及推導一些極端情況變化規(guī)律的思維能力。要求學生不僅要掌握弱電解質(zhì)的電離平衡規(guī)律，還要有較好的識圖能力、科學的思維方式。充分體現(xiàn)了《考試大綱》中對考生“接受、吸收、整合化學信息能力”的要求，確保試題具有較好的選拔性。

選項A：提供了一個重要信息：0.10 mol·L-1的MOH溶液pH=13，即c(OH-)=0.10 mol·L-1，說明MOH在水中全部電離，為強堿；ROH溶液的pH=11.3左右，說明ROH在水中部分電離，為弱堿。所以選項A正確。

若作定量分析

起始濃度(mol·L-1)c0 0

平衡濃度(mol·L-1)c-c(OH-)c(OH-)c(OH-)

定量分析與定性分析相比，表面上耗時、走了彎路，但這種較為嚴謹?shù)耐茢嘣诮虒W中可以幫助學生深刻理解弱電解質(zhì)溶液的Kb、α與溶液初始濃度的關(guān)系，有助于提升證據(jù)推理與模型認知能力；而且當學生遇到更陌生的問題時，學會將復雜問題分解為幾個相對簡單的問題，不要輕易放棄，有利于培養(yǎng)學生堅韌的學習品質(zhì)。

選項C：對弱電解質(zhì)溶液稀釋程度與電離程度的進一步考查，對學生思維方式的考查進一步提高。在研究很多問題時，往往要進行極限假設(shè)，盡管極限值實際不一定能完全達到，但這種研究問題的策略可簡化復雜問題。無限稀釋是一種極端假設(shè)。若兩溶液無限稀釋，MOH和ROH都將完全電離，當其濃度小于1×10-7mol·L-1時，完全電離，所電離產(chǎn)生的c(OH-)也都將小于作為溶劑的水本身電離出的c(OH-)，此時兩種溶液中的c(OH-)都與水相近，或者說，此時兩種溶液中的c(OH-)都趨近于1×10-7mol·L-1，可以看成相等，所以選項C正確。

2．圖象分析

現(xiàn)將分析過程推導如下：

將④式兩邊取負對數(shù)，得

若無限稀釋，不能忽略水的電離，較為真實的圖象如何？為此將問題轉(zhuǎn)化為下列案例分析。

以ROH溶液為例分析如下：

n(ROH)始=0.1 mol ⑦

根據(jù)電荷守恒：c(H+)+c(R+)=c(OH-)，可知10-y+c(R+)=Kw/10-y⑧

聯(lián)立⑥⑦⑧⑨⑩，消元得函數(shù)關(guān)系并利用Wolfram Mathematica 應(yīng)用平臺，鍵入代碼，得如圖1所示：

圖1 強堿、弱堿溶液被水稀釋后的關(guān)系

與上述處理強堿、弱堿溶液的稀釋類似，同樣可得強酸、弱酸溶液被水稀釋后的pH變化關(guān)系圖2所示。

圖2 強酸、弱酸溶液被水稀釋后的關(guān)系

為了培養(yǎng)學生的深度思維和舉一反三的能力，教學中可以在學生掌握基本知識的情況下，進行變式訓練，如：

2018年4月14日，浙江省進行了化學競賽預賽，其中第3題在教研活動中多次被教師們提到。該題若巧用假設(shè)思想，正如前文所述的高考真題，則能另辟蹊徑、直擊問題本質(zhì)，達到快捷解題的目的，很好地訓練學生思維的多樣性、深刻性、敏捷性；若用常規(guī)方法較耗時，但學生容易接受；若在講評時兩者結(jié)合起來，則更能讓學生信服。

三、競賽原題

(2018年浙江省化學競賽·第3題)固體硝酸鹽加熱分解產(chǎn)物較復雜。某興趣小組對NH4NO3的熱分解產(chǎn)物提出如下4種猜想：

甲：N2、HNO3、H2O 乙：N2O、NO2、H2O

丙：NH3、N2、H2O 丁：N2、NO2、H2O

你認為猜想有科學性不正確的是

( )

A．甲和乙 B．乙和丁

C．乙和丙 D．丙和丁

四、競賽試題分析

1．假設(shè)分析

2．常規(guī)方法

解得x=1y=0

即生成N2O時，不可能同時生成NO2，乙組產(chǎn)物不可能。

令NH4NO3的化學計量數(shù)為1，則據(jù)O元素守恒，H2O的化學計量數(shù)為3；據(jù)H元素守恒，NH3的化學計量數(shù)為負數(shù)。即生成N2時，不可能同時生成NH3，丙組產(chǎn)物不可能。

五、教學啟示