2023年20XX年高考备考全国I卷化学第13题解析-电化学：离子导体.pdf

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1、（新）20XX年高考备考全国 I卷化学第 13 题解析-电化学：离子导体 1/15 20XX 年高考备考：化学资料（一）评析 20XX 年高考全国 I 卷化学第 13 题 2020 突遭新冠肆虐，世界抗疫方显中国本色。高考亦因疫情推迟一月，各科命题更显“一核四翼四层”。化学试卷更是如此，围绕育人核心，重基础重素养重创新重应用。2021 年高考如果没有特殊情况，应该还是恢复原来的高考时间，因此高考复习也进入了紧锣密鼓之中。回顾 2020 年高考题，对把握高考命题方向很有必要！以题拓知增能将起到事半功倍的作用！【试题】13.以酚酞为指示剂，用 0.1000 mol/L 的 NaOH 溶液滴定 20

2、.00 mL 未知浓度的二元酸 H2A 溶液。溶液中，pH、分布系数 随滴加 NaOH 溶液体积VNaOH变化关系如下图所示。下列说法正确的是 A.曲线代表 (H2A)，曲线代表 (HA)B.H2A 溶液的浓度为 0.2000 mol/L C.HA的电离常数 Ka=1.0 102 D.滴定终点时，溶液中 c(Na+)0，溶液中总服从电荷守恒：c(Na+)+c(H+)=2c(A2)+c(HA)+c(OH)当 V(NaOH)=40 时，H2A 完全被中和生成 Na2A，A2水解程度小，溶液中阴离子几乎为 A2。中和达到滴定终点时，由滴定曲线可以看出，突跃 pH 范围在 4 到 11 之间，溶液 p

3、H 可等于、可小于、可大于 7，由电荷守恒式可判断 D 选项错误。实际上，H2A 就是 H2SO4。四、计算判断 H2A 完全中和为 NaHA 时消耗 NaOH 的体积 若 (HA)和 (A2)的交点取 V(NaOH)=25，V(NaOH)=2.5 mmol，n(H2A)=2.0 mmol，反应后 n(NaHA)=1.5 mmol，n(Na2A)=0.5 mmol，则浓度为 c(NaHA)=1.5/45=0.033 mol/L，c(Na2A)=0.5/45=0.011 mol/L。设 c(H+)=x mol/L，根据平衡常数 K=x(x+0.011)/(0.033x)=0.01，解得：x=c(

4、H+)=0.010 mol/L，pH=2 此时溶液中 c(A2)=(x+0.011)=0.021 mol/L c(HA)=(0.03x)=0.02 mol/L，即 c(A2)=c(HA)，(A2)=(HA)如果取 V(NaOH)=26，计算结果会更好些。【点评】此题很有创意！将酸碱滴定 pH 变化曲线、酸根离子的分布系数融合在一起，考查电解质溶液的知识根据 0 点时的 pH 判断 H2A 的强弱及其第二级的电离情况；随着 NaOH 溶液的滴入，酸根离子的变化；根据酸根离子的分布系数变化交点，判断第二级可逆电离的平衡；根据电解质溶液中的电荷守恒和滴定曲线，判断离子浓度的大小。【非常遗憾】实际上曲

5、线和曲线的交点，应该在溶液 pH=2 时，根据重素养重创新重应用年高考如果没有特殊情况应该还是恢复原来的高考时间因此高考复习也进入了紧锣密鼓之中回顾浓度的二元酸溶液溶液中分布系数随滴加溶液体积变化关系如下图所示下列说法正确的是曲线代表曲线代表溶液的浓的电离情况根据酸的分布系数一元弱酸的分布系数溶液中酸的粒子只有一个交点二元弱酸的分布系数为以草酸为例溶（新）20XX年高考备考全国 I卷化学第 13 题解析-电化学：离子导体 4/15 分布系数交点时溶液的 pH 知电离常数：二元酸的 pK2=pH。可见分布系数的曲线画得很有问题。所以，不能不说：一道非常优秀的试题被图误了！六、作出正确的分布曲线图

6、像 （1）(HA)和 (A2)的变化 分布系数 和溶液 pH 随 V(NaOH)滴入的变化：V(NaOH)在 20 mL 之前，只与溶液中 H+中和，溶液中 c(HA)和 c(A2)随溶液中 c(H+)的变化，影响很小。当 V(NaOH)在 20 mL 之后，NaOH 才开始与 HA反应，引起c(HA)和 c(A2)有很大的变化，因此它们的分布系数 如下图红线表示：交点处 V(NaOH)=26 mL。重素养重创新重应用年高考如果没有特殊情况应该还是恢复原来的高考时间因此高考复习也进入了紧锣密鼓之中回顾浓度的二元酸溶液溶液中分布系数随滴加溶液体积变化关系如下图所示下列说法正确的是曲线代表曲线代表

7、溶液的浓的电离情况根据酸的分布系数一元弱酸的分布系数溶液中酸的粒子只有一个交点二元弱酸的分布系数为以草酸为例溶（新）20XX年高考备考全国 I卷化学第 13 题解析-电化学：离子导体 5/15 到 V(NaOH)=40 mL时完全生成 Na2A，且 A2一的水解程度很小，所以溶液中几乎为 A2一，c(HA一)几乎为 0。（2）交点处溶液中各离子浓度 溶液中 c(Na+)=2.6/46 mol/L=0.0565 mol/L。服从电荷守恒：c(Na+)+c(H+)=2c(A2)+c(HA)+c(OH)则：0.0565+0.0093=2 0.0223+0.0207+很小(忽略)当然，倘若 NaOH

8、溶液的体积取值更准确（如精确到 0.1 mL)，会使 (A2)和 (HA)完全相等。电化学：离子导体 兼评 2019 年高考全国 I 卷第 11 题（化学）胡征善 高中化学课程标准（2019 年版）指出：“发展学生对原电池和电解池工作原理的理解，转变偏差理解，促使学生理解到电极反应、电极材料、离子导体、电子导体是电化学体系的基本要素，创建对电化学过程的系统分析思路，提升学生对电化学本质的理解。”2021 年高考备考 化学资料（二）重素养重创新重应用年高考如果没有特殊情况应该还是恢复原来的高考时间因此高考复习也进入了紧锣密鼓之中回顾浓度的二元酸溶液溶液中分布系数随滴加溶液体积变化关系如下图所示下

9、列说法正确的是曲线代表曲线代表溶液的浓的电离情况根据酸的分布系数一元弱酸的分布系数溶液中酸的粒子只有一个交点二元弱酸的分布系数为以草酸为例溶（新）20XX年高考备考全国 I卷化学第 13 题解析-电化学：离子导体 6/15 电化学即原电池和电解，导电原理是外电路电子导电（电子导体，内电路是离子导电（离子导体）。电子导体外电路中通过电子的物质的量 n(e)与恒稳电路中的电流强度 I A 和通电的时间 t s 的关系为：n(e)=Q/F mol=It/F mol，式中 F 为法拉第常量，国际单位制取 96.48 kC/mol，通常取 96500 C/mol；Q 为电量，单位为 C。离子导体是电解质

10、溶液(或熔液或多孔固体电解质)中离子迁移传递电荷，并氧化性强或还原性强的粒子(离子或分子)在两极得失电子，由离子导体转化为电子导体。离子传递电荷不仅与溶液(或熔液或多孔固体电解质，包括盐桥)电极间的距离有关，而且与离子的电荷有关（与离子的迁移速率一般不予以考虑）。电解质溶液中阴、阳离子通过某一截面的物质的量/mol 01/a1 R+A R2+A2 R3+A3 0 x 0 x/2 0 x/3 0 1/4 3x/4 x/4 3x/8 x/8 x/4 x/12 1/2 x/2 x/2 x/4 x/4 x/6 x/6 3/4 x/4 3x/4 x/8 3x/8 x/12 x/4 1 0 x 0 x/2

11、 0 x/3 则有：阴离子(Am)向阳极迁移：(1/m)(1/a)x mol 阳离子(Rn+)向阴极迁移：(1/n)(11/a)x mol 且有：(1/m)(1/a)x+(1/n)(11/a)x=x 注：离子导电和电极上放电是两个不同的概念：离子的导电性与离子浓度、离子的种类（离子的电荷、离子的迁移速率）有关。电极上放电是物质体系中氧化性强或还原性强的粒子（离子或分子）得失电子。例如：惰性电极电解饱和 NaCl 溶液，Na+只参与溶液的导电，向阴极迁移，结合水在阴极放电后留下的 OH 一，平衡溶液中的电荷！2019 年高考全国理综 I 卷(化学)第 11 题 重素养重创新重应用年高考如果没有特

12、殊情况应该还是恢复原来的高考时间因此高考复习也进入了紧锣密鼓之中回顾浓度的二元酸溶液溶液中分布系数随滴加溶液体积变化关系如下图所示下列说法正确的是曲线代表曲线代表溶液的浓的电离情况根据酸的分布系数一元弱酸的分布系数溶液中酸的粒子只有一个交点二元弱酸的分布系数为以草酸为例溶（新）20XX年高考备考全国 I卷化学第 13 题解析-电化学：离子导体 7/15 11.NaOH 溶液滴定邻苯二甲酸氢钾(邻苯二甲酸 H2A 的 Ka1=1.1103，Ka2=3.9106)溶液，混合溶液的相对导电能力变化曲线如图所示，其中 b 点为反应终点。下列叙述错误的是 A.混合溶液的导电能力与离子浓度和种类有关 B.

13、Na+与 A2的导电能力之和大于 HA的 C.b 点的混合溶液 pH=7 D.c 点的混合溶液中，c(Na+)c(K+)c(OH)【答案】C【解析】b 点是邻苯二甲酸氢钾与 NaOH 完全反应生成 A2(可写作 KNaA)，A2水解，溶液呈碱性，溶液 pH7。A 选项：电解质溶液的导电受溶液温度、电极材料、电极间距离、电极浸入溶液的面积、离子浓度、离子电荷和离子淌度等因素影响，根据题意这里只考虑离子浓度和离子的电荷对导电能力的影响。根据相对导电能力随NaOH 溶液体积的关系：滴入的 c(NaOH)原 c(KHA)(否则相对导电能力可能减小也可能不变，见下分析)。因为溶液中 n(K+)始终不变，

14、随着 NaOH 溶液的滴入，减小的 n(HA)=增大的 n(A2)=增大 n(Na+)，而溶液中 n(H+)和 n(OH)的变量相对较小，对溶液的导电能力可忽略。由于溶液体积增大，c(K+)和 c(HA)一定减小，c(Na+)和 c(A2)增大。在 b 点时，c(K+)=c(Na+)=c(A2)，且通过溶液中点阳离子的电荷与阴离子的电荷相等即 c(A2)=c(K+)+c(Na+)=2c(Na+)。随着 V(NaOH)增大，Na+导电能力增大，则 A2的导电能力也必增大，且其增大的量时Na+的两倍。可知导电能力与离子所带有关，电荷量越大，导电能力越大。选项 A 正确。D 选项：由图可知：b 点

15、V(NaOH)=22 mL，KHA 完全被中和生成 KNaA，不考虑 A2水解，则 c(K+)=c(Na+)=c(A2)，到 c 点 c(Na+)c(K+)，考虑 A2水解，c(A2)c(NaOH)为了讨论问题简便，可设 c(KHA)是 c(NaOH)的 2 倍，则：c(KHA)=x/11 mmol/L=0.091 x mmol/L，完全中和溶液中 n(K+)=n(Na+)=n(A2)=x mol，溶液体积为 33mL，c(K+)=c(Na+)=c(A2)=x/33 mmol/L，c(K+)+c(Na+)=2c(A2)=2x/33 mmol/L=0.061 x mmol/L，小于原 KHA 溶

16、液的浓度 x/11 mmol/L，所以导电能力小于原 KHA 溶液的导电能力。当到 c 点时，NaOH 溶液过量 11 mL 即 33 mL，NaOH 过量 0.5x mol，溶液总体积为 44 mL，所以：c(K+)+c(Na+)=2c(A2一)+c(OH一)=2.5x/44 mmol/L=0.057 x mmol/L，更小于 b 点时的 2x/33 mmol/L，导电能力曲线下降幅度更大（红线表示）。【极值法】NaOH 溶液加入无限多时，极限值是 x/22 mmol/L=0.045 mmol/L。（3）若 c(KHA)c(KHA)的情况，读者可仿照（2）进行讨论得出结论。【商榷的问题】B

17、选项的“Na+与 A2的导电能力之和”是否有点“别扭”！本选项关键是没有确定是哪一点或某范围，显然就不一定正确了！溶液的导电性究竟如何？（1）转化为 c(Na+)+2c(A2)与 c(HA)的大小来进行比较：若 c(Na+)+2c(A2)等于(大于、小于)c(HA)即 Na+和 A2导电能力之和等于(大于、小于)HA。KHA 溶液中含 HA为 x mol，当滴入 NaOH 为 x/4 mol 时，n(Na+)=n(A2)=x/4 mol，n(HA)=3x/4 mol，故有：c(Na+)+2c(A2)=c(HA)重素养重创新重应用年高考如果没有特殊情况应该还是恢复原来的高考时间因此高考复习也进入

18、了紧锣密鼓之中回顾浓度的二元酸溶液溶液中分布系数随滴加溶液体积变化关系如下图所示下列说法正确的是曲线代表曲线代表溶液的浓的电离情况根据酸的分布系数一元弱酸的分布系数溶液中酸的粒子只有一个交点二元弱酸的分布系数为以草酸为例溶（新）20XX年高考备考全国 I卷化学第 13 题解析-电化学：离子导体 9/15 即导电能力 Na+和 A2之和等于 HA。同样，若滴入NaOH 小于(或大于)x/4 mol 即导电能力Na+和A2之和小于(或大于)HA。（2）用极限法来判定：假设没有滴入 NaOH 溶液即 a 点，c(Na+)=0，且 H2A 的 Ka1很大于 Ka2，溶液中 c(A2)很小，此时必然 H

19、A导电能力大于 A2。若 NaOH 刚好与 HA完全反应(点)，溶液中 c(HA)很小，此时必然 A2导电能力大于 HA。（3）用图示法来判定：设外电路通过 x mol e，电解质溶液中离子迁移情况：未滴入 NaOH 溶液 NaOH 刚好与 HA完全反应(b 点)c(A2)很小，导电性可忽略 c(HA)很小，导电性可忽略 c(K+)c(HA)c(Na+)+c(K+)2c(A2)且 c(Na+)c(K+)c(Na+)c(A2)随着 NaOH 溶液的滴入，c(Na+)和 c(A2)总是增大，c(HA)减小，由下图也可以看出，Na+和 A2的之和不总是大于 HA。当滴入 NaOH 为 x/4mol

20、时，生成 x/4mol KNaA，尚余 3x/4molKHA，由图示可看出：n(Na+)+2n(A2)=n(HA)，此时通过电路中点的电量(以 n(e)表示)A=x molK+x/4 molNa+=3x/4 molHA+x/2 molA2=5x/4 mol e。由图示也可清楚地看出：滴入 NaOH 小于或大于 x/4 mol，Na+与 A2的导电能力之和小于或大于 HA的导电能力。当完全中和生成 KNaA 时，n(Na+)=n(K+)n(A2)=x mol，Na+与 K+导电能重素养重创新重应用年高考如果没有特殊情况应该还是恢复原来的高考时间因此高考复习也进入了紧锣密鼓之中回顾浓度的二元酸溶液

21、溶液中分布系数随滴加溶液体积变化关系如下图所示下列说法正确的是曲线代表曲线代表溶液的浓的电离情况根据酸的分布系数一元弱酸的分布系数溶液中酸的粒子只有一个交点二元弱酸的分布系数为以草酸为例溶（新）20XX年高考备考全国 I卷化学第 13 题解析-电化学：离子导体 10/15 力之和=2 A2的导电能力=2x mol e，而此时 HA的导电能力几乎为 0，Na+与 A2导电能力之和=3x mol e，显然大于 HA的导电能力。2021 年高考备考：化学资料（三）评析 2020 年高考全国 I 卷化学第 36 题 2020 突遭新冠肆虐，世界抗疫方显中国本色。高考亦因疫情推迟一月，各科命题更显“一核

22、四翼四层”。化学试卷更是如此，围绕育人核心，重基础重素养重创新重应用。2021 年高考如果没有特殊情况，应该还是恢复原来的高考时间，因此高考复习也进入了紧锣密鼓之中。回顾 2020 年高考题，应用历届高考题进行针对性练习，对把握高考命题方向很有必要！以题拓知增能将起到事半功倍的作用！【试题】已知如下信息：重素养重创新重应用年高考如果没有特殊情况应该还是恢复原来的高考时间因此高考复习也进入了紧锣密鼓之中回顾浓度的二元酸溶液溶液中分布系数随滴加溶液体积变化关系如下图所示下列说法正确的是曲线代表曲线代表溶液的浓的电离情况根据酸的分布系数一元弱酸的分布系数溶液中酸的粒子只有一个交点二元弱酸的分布系数为

23、以草酸为例溶（新）20XX年高考备考全国 I卷化学第 13 题解析-电化学：离子导体 11/15 回答下列问题：（1）A 的化学名称为_。（2）由 B 生成 C 的化学方程式为_。（3）C 中所含官能团的名称为_。（4）由 C 生成 D 的反应类型为_。（5）D 的结构简式为_。（6）E 的六元环芳香同分异构体中，能与金属钠反应，且核磁共振氢谱有四组峰，峰面积之比为 6:2:2:1 的有_种，其中，芳香环上为二取代物的结构简式为_。【答案】符合题意的 E的同分异构体数目为什么只有 6 种呢？【解析与点评】？重素养重创新重应用年高考如果没有特殊情况应该还是恢复原来的高考时间因此高考复习也进入了紧

24、锣密鼓之中回顾浓度的二元酸溶液溶液中分布系数随滴加溶液体积变化关系如下图所示下列说法正确的是曲线代表曲线代表溶液的浓的电离情况根据酸的分布系数一元弱酸的分布系数溶液中酸的粒子只有一个交点二元弱酸的分布系数为以草酸为例溶（新）20XX年高考备考全国 I卷化学第 13 题解析-电化学：离子导体 12/15 【解析】由 F 的结构和信息逆推出 D 的结构（图 A）；由 D 的结构和二环己基胺的名称可知二环己基胺的结构（图 B）；由 D 的结构和信息还可推知 C的结构（图 C）：A 的结构 ClCH=CCl2，再接受信息并结合 C 的结构可推出 B 的结构(图D）。（6）E 的侧链有 2 个 C 原子

25、，1 个OH 和 1 个NH2，根据题给条件：“能与金属 Na 反应”，说明含有OH 或NH2(N 原子上的 H 原子也能被 Na 置换；由核磁共振氢谱信息可知：含有 2 个CH3。还有一种一取代物，苯环与ON(CH3)2，但不能与金属钠反应，不合题意。因此，将“六元环芳香”定位在苯环上，只能找出上述 5 种结构且没有用到题给信息。接受题给信息：和甲基吡啶互为芳香同重素养重创新重应用年高考如果没有特殊情况应该还是恢复原来的高考时间因此高考复习也进入了紧锣密鼓之中回顾浓度的二元酸溶液溶液中分布系数随滴加溶液体积变化关系如下图所示下列说法正确的是曲线代表曲线代表溶液的浓的电离情况根据酸的分布系数一

26、元弱酸的分布系数溶液中酸的粒子只有一个交点二元弱酸的分布系数为以草酸为例溶（新）20XX年高考备考全国 I卷化学第 13 题解析-电化学：离子导体 13/15 分异构体。考虑 N 原子参与成“六元芳香环”。注：吡啶和苯属等电子体，亦具有芳香性！【商榷】本题的同分异构体数目为 6 种值得商榷。应该为 5+3=8 种！至于另外两种结构(含ONH2的)是否稳定存在，考生应该不必考虑。【点评】（1）合成路线短。合成的目标产物结构较复杂，初看起来有点眼花缭乱。考查应试的心理素质，需要根据题设条件仔细分析其结构才能破解题设问题。（2）题给新信息量大，需要具备快捷接受并与己有知识整合的创新性能力。尤其是信息

27、对 E 同分异构体数目的确定隐含性大。信息含有两层意思：显性的是苯胺和甲基吡啶互为同分异构体，隐性的是苯与吡啶互为同分异构体，且吡啶具有芳香性（但不是芳香烃）。（3）同分异构体数目的确定难度较大，看是否能快捷接受题给信息，处理题设问题。（4）本题与 2019 年全国卷第 36 题有异曲同工之妙。1.合成的目标产物结构均较复杂；2.均涉及三元活性环的反应；3.均提供较多的新信息；4.同分异构体的分析思路均雷同；5.设问指向相似。2019 年全国卷.36 选修 5：有机化学基础（15 分）环氧树脂因其具有良好的机械性能、绝缘性能以及与各种材料的粘结性能，已广泛应用于涂料和胶黏剂等领域。下面是制备一

28、种新型环氧树脂 G的合成路线：重素养重创新重应用年高考如果没有特殊情况应该还是恢复原来的高考时间因此高考复习也进入了紧锣密鼓之中回顾浓度的二元酸溶液溶液中分布系数随滴加溶液体积变化关系如下图所示下列说法正确的是曲线代表曲线代表溶液的浓的电离情况根据酸的分布系数一元弱酸的分布系数溶液中酸的粒子只有一个交点二元弱酸的分布系数为以草酸为例溶（新）20XX年高考备考全国 I卷化学第 13 题解析-电化学：离子导体 14/15 已知以下信息：回答下列问题：（1）A 是一种烯烃，化学名称为_，C 中官能团的名称为_、_。（2）由 B 生成 C 的反应类型为_。（3）由 C 生成 D 的反应方程式为_。（4

29、）E 的结构简式为_。（5）E 的二氯代物有多种同分异构体，请写出其中能同时满足以下条件的芳香化合物的结构简式_、_。能发生银镜反应；核磁共振氢谱有三组峰，且峰面积比为 3:2:1。（6）假设化合物 D、F 和 NaOH 恰好完全反应生成 1 mol 单一聚合度的 G，若生成的NaCl 和H2O 的总质量为 765 g，则G 的n 值理论上应等于_。G 重素养重创新重应用年高考如果没有特殊情况应该还是恢复原来的高考时间因此高考复习也进入了紧锣密鼓之中回顾浓度的二元酸溶液溶液中分布系数随滴加溶液体积变化关系如下图所示下列说法正确的是曲线代表曲线代表溶液的浓的电离情况根据酸的分布系数一元弱酸的分布

30、系数溶液中酸的粒子只有一个交点二元弱酸的分布系数为以草酸为例溶（新）20XX年高考备考全国 I卷化学第 13 题解析-电化学：离子导体 15/15 【答案】第（6）题【解析】（其它小题的解析略）最容易的方法是根据 G 的结构和 Cl 和 Na 原子守恒，根据失水 H 和 O 原子守恒，写出化学方程式（这里以 D、F 和 G 表示）：(n+2)D+(n+1)F+(n+2)NaOH=G+(n+2)NaCl+(n+2)H2O 所以有：(n+2)(58.5+18)=765，解得 n=8 因为 n=8，则 G 的分子式为 C210H202O28 G 的相对分子质量只有 3170，不属于高分子。发生的反应一般不称为缩聚反应而成为缩合反应。重素养重创新重应用年高考如果没有特殊情况应该还是恢复原来的高考时间因此高考复习也进入了紧锣密鼓之中回顾浓度的二元酸溶液溶液中分布系数随滴加溶液体积变化关系如下图所示下列说法正确的是曲线代表曲线代表溶液的浓的电离情况根据酸的分布系数一元弱酸的分布系数溶液中酸的粒子只有一个交点二元弱酸的分布系数为以草酸为例溶