2021年全國(guó)高考乙卷化學(xué)13題的解法與分析

梁彩霞

13.HA是一元弱酸，難溶鹽MA上午飽和溶液中C（M⁺）隨c（H⁺）而變化，M⁺不發(fā)生水解，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，298K時(shí)，C²（M⁺）-c（H⁺）為線性關(guān)系，如下圖實(shí)線所示。

題目出的非常新穎，綜合性強(qiáng)，學(xué)生們普遍覺(jué)得難，下面來(lái)分析一下：

選項(xiàng)A：當(dāng)溶液PH=4時(shí)氫離子濃度為10×10^-5，由圖知M⁺的濃度為7.5×10^-8次方的開平方小于3×10^-4.A正確

選項(xiàng)B：取H⁺濃度為零的點(diǎn)，可知MA的K_SP就等于M⁺濃度的平方為5×10^-8。所以B正確。

選項(xiàng)C：項(xiàng)的電荷守恒，看起來(lái)十分正確，但做題時(shí)還是要留個(gè)心眼，由于只存在MA時(shí)，A^-水解，pH>7，因此肯定需要加酸調(diào)節(jié)pH，這里就有兩種可能了，一個(gè)是加入HA，一個(gè)是加入別的酸。仔細(xì)看一下題干條件，M⁺濃度的平方與H⁺濃度成線性正比關(guān)系，加入HA導(dǎo)致H⁺升高的同時(shí)，A^-濃度也會(huì)升高，由于難溶電解質(zhì)的溶解平衡，M⁺濃度就會(huì)降低，明顯與題干條件不符。所以可以判斷C項(xiàng)的右端還應(yīng)該有其他酸根離子。題目所給不符合電荷守恒。C錯(cuò)誤

選項(xiàng)D：求Ka=c（H+）C（A^-）/C（HA），若C（A^-）=C（HA）時(shí)，Ka=c（H⁺），根據(jù)物料守恒C（M⁺）=c（A^-）+C（HA）;若C（A^-）=C（HA）時(shí)推導(dǎo)出c（M⁺）=2C（A^-），K_SP=C（M⁺）C（A^-）=C（M⁺）²/2=5×10^-8，C（M⁺）²=10×10^-8由圖可知?dú)潆x子濃度為2×10^-4因此Ka=2×10^-4 D正確

整理一下，最關(guān)鍵的一個(gè)信息就是這個(gè)線性關(guān)系，那么我們來(lái)嘗試推導(dǎo)一下。

由于M⁺不水解，可以導(dǎo)出物料守恒式：C（M⁺）=c（A^-）+C（HA）代入下式，嘗試推導(dǎo)出M⁺的表達(dá)式。C（M⁺）=K_SP/c（A^-）=K_SP/（C（M⁺）-C（HA）），結(jié)合Ka=K_SP/[（C（M⁺）-c（H⁺）c（A^-）/Ka）]，將分母乘到左邊，有：C（M+）[（C（M⁺）-c（H⁺）c（A^-）/Ka）]=K_SP/C（M⁺）²-c（H⁺）K_SP/ka=K_SP，C（M⁺）²=K_SP+c（H⁺）K_SP/ka就可以得出M⁺濃度的平方與H⁺濃度成線性關(guān)系，斜率為K_SP/Ka，截距為K_SP，由圖像可知，截距K_SP=5×10^-8，斜率為2.5×10^-4，可計(jì)算出Ka=2×10^-4。

這道題巧妙的把K_SP與Ka與物料守恒相結(jié)合考察非常獨(dú)特對(duì)這道題的一些補(bǔ)充說(shuō)明：①這道題的實(shí)質(zhì)上是把難溶電解質(zhì)MA投入不同pH的酸溶液中，測(cè)定其飽和溶解度，取若干點(diǎn)，根據(jù)推導(dǎo)情況進(jìn)行數(shù)據(jù)處理擬合成一條直線。②關(guān)于圖像上氫離子濃度趨于零時(shí)為什么用的是虛線，原因在于離子濃度過(guò)低，無(wú)法測(cè)量，所以虛線部分就是擬合直線的外推，為的是求截距。

這道題可以說(shuō)是這幾年來(lái)讓人眼前一亮的高考化學(xué)壓軸選擇題，這道題最大的難度其實(shí)不是推導(dǎo)，實(shí)際考試時(shí)候也沒(méi)必要去推導(dǎo)出線性關(guān)系也沒(méi)時(shí)間。當(dāng)然推導(dǎo)所需的知識(shí)物料守恒、溶度積公式和電離平衡常數(shù)的公式都是高中生所具備的。而C項(xiàng)的設(shè)置就是一個(gè)障眼法，也是考生最容易陷進(jìn)去的地方。同學(xué)們既要有足夠知識(shí)貯備還需要信心。