构建解题模型， 高效突破高考电化学习题

黄波

四川省乐山市嘉定中学 614000

摘要：在高中阶段，化学学习对学生来说具有重要作用，而化学中电化学知识的学习更加重要，但是它的学习难度也非常大，对学生的影响也较大。在电化学中，常常涉及多种知识点和理论，要想展开有效教学，构建高效课堂，就需要教师采取高效的教学策略，探索万能的解题模型，以此来提高教学效果。

关键词：解题模型；高考；电化学

引言

每一年的高考大纲与往年相比都会存在一定的变化，在2019年，高考大纲首次提出了“从基础知识、关键能力、思维方法等方面全面考查考生的化学学科能力”，高考的目标是培养学生修身养德，为国选拔人才。考试以解决实际问题为基础，考查考生所学的知识。电化学题以文字叙述和设备图像的形式，突出了学生对信息的接收能力的考察，高考题型多以能源开发和国家优秀科技成果为依据，以电化学基础知识为主要考查内容。

一、高考背景

在全国卷中，电化学基本问题几乎成了必修课，分数在6-10分之间，考试内容丰富，有电解质位点和原电池的工作原理，尤其是原电池和电解质位点的应用，很多学生害怕电化学练习。其主要原因是：氧化还原反应缺乏一点基础。氧化性反应转化为电化学内容的过程中，许多学生不能完成内容的转化，导致在训练过程中出现少量的电化学练习；由于科目范围广、内容新奇、好奇心强，大部分应试者开始感到困难。而这类问题又具有“高起点，低落差”的特点^[1]。

构建基础知识网络，建立解决问题的有效模式，形成系统思维方式；对多项选择题的解法和模式思维方法分别作了介绍。

二、模型构建

（一）模型介绍

建模建立在必要基础知识的基础上，然后再过渡为解题技巧，并使其成为学生潜在的思维方式，进而使其进化为学生对电化学问题进行解决的能力^[2]。

（二）知识储备

基础电化学知识的掌握是突破电化学习难题的关键。根据基本的电化学知识，对电化学实践中常见测试点的开拓能力进行了归纳总结。

（1）判断电解池和原电池

在解题过程中，最重要的是审题，明确题意，明确原电池和电解池的特点，只有这样才能进行下一环节的解题。

1）判断正负极

①一般来说，可以通过阅读问题，查找关键词的形式获得解题所需要的资料(例如锂电池，镍镉电池，锌银电池，Mg-AgCl电池等，通常首先作为负极材料或元素使用^[3]。

②试验(反应)现象(假定电极的反应形式验证了试验现象，然后确定正、负极)也适用于电解池。

2）判断阴阳极

①通过原电池的正负极判断电解池的阴阳极。

②阴阳极是根据离子、电子和电流的运动方向来判断的。

不难发现，有些方法是相通的，毕竟，无论是原电池还是电解池，其本质都是氧化还原反应^[4]。

（2）电极反应式的书写

1）原电池

一般原电池和电解液电池中，电极的简单反应式都能直接体现出来。比如，原电池中常见的金属元素比较容易放电。电极反应方程式可以根据电解槽内放电的次序来写。经常检查电解水中氢离子或羟基自由基的释放情况，作为初步研究。能记忆和理解燃料电池和原电池中金属电池的电极反应方程^[5]。

2)模板法：

基于氧化还原反应配平的书写方法

①利用信息，获得反应物和产物之间的变化：写出“反应物→产物”。

②对化合价的反应进行标记，然后用“±ne-”表示化学价，在此基础上，建立±ne-到产物的基本模板。

③将上述模板与周围离子配平的电荷

电解质环境除特殊环境外，一般包括三种，即碳酸盐、酸碱溶液、熔融氧化物等。

3)总反应式法：

要想得到总反应式，可以使两极进行相加；如果想要得到目标电极反应式，可以用总反应式 减去一极反应式。

（4）离子、电子、电流移动方向

离子的运动方向：原电池的“正-负”：阳离子的运动方向是正-负；电解池的“阴阳法则”：阳离子的运动方向是负。

根据离子运动的“正负”和“阴阳”规律，在正负状态下，原电池的阳离子移动到正极；在阴阳状态下，电解池阳离子移动到阴极。

在电子移动方向的判断中，原电池的电子从负极——正极；电解池的电子从阳极向正极移动，负极向阴极移动。也就是说，在外电路中，不能出现离子，在内电路中，不能出现电子^[6]。

以2013年全国卷28 (5)为例，如果电解质为酸性，直接燃料电池二甲醚(CH3OCH3)的负极反应为____。

其书写过程见图1。

图1模板法书写电极反应式图示

三、实例剖析

一般来说，在高考化学试卷中，电化学知识点考察的题型主要以选择题为主，其涉及范围包括新型电池和新型电解池两种，考察内容是电池的应用与原理。在理综化学教学中，选择题有着重要地位，因此能够通过一段时间的培训实现高效突破，这对提高学生的化学学习兴趣，提高他们的解题信心具有重要作用。基于此，笔者从选择题题型出发，对如何突破电化学习题的解题难点进行了深入研究，并总结出了望闻问切四个要点。具体见表1。

表1选择题突破经验技巧

案例1[2018·全国卷I·13]为了去除天然气中的二氧化碳和H₂S，我国科学家设计了一种协同转化装置（CO₂＋H₂S）。其工作原理如下图，其中它的电极为单纯的石墨烯和包裹有ZnO石墨烯两种，两者都用光伏电池发电。在此背景下，石墨烯的电极可能会发生哪种反应：

该装置工作时，下列叙述错误的是

A.阴极的电极反应：

B.协同转化总反应：

C.ZnO@石墨烯上的电势大于常规石墨烯

D.若采用 取代 溶液需为酸性

【答案】C

【解题模型】该题对新型电化学科技的具体应用与发展进行了考察。

案例2 [2018年国家二级12]中国科学家在室温下研制出钠-二氧化碳二次电池。研究发现，有机溶剂中的氯化钠为电解液、碳纳米管中的钠盐和镍盐溶解为电极材料时，电池的总反应速率为 。以下说法不正确的是（）。

A.放电时， 向负极移动

B.在充放电时，分别做释放——吸收CO₂动作

C.放电时，正极反应为

D.充电时，正极反应为

【答案】D

【解题模型】

结语

在电化学问题解决中，选择题的解题方法通常以基础实施为标准，而非选择题在解题中往往以生活背景为标准。要想对此类问题进行解决，就必须书写电极反应式，应用穿膜离子，只有这样才能对化学问题进行解决。通过上文可知，在电化学习题的解决中，构建解题模型是一个最佳方法，它充分体现了电化学知识高起点，低落点的存在特点。简单来说，要想取得电化学的最佳分数，就需要学生对基础知识进行充分掌握。在高三化学复习中进入二、三轮考试后，更需要进一步完善解题模式的认知，有效提高学生学习电化学技能和应付高考的信心。

参考文献

[1] 梁立鑫. 高考化学试题与教材习题的比较分析 ——以"电化学基础"为例[J]. 文理导航·教育研究与实践,2019(11):160.

[2] 孙爱宝,张英锋. 高考中电化学选择题的快速解法分析[J]. 高中数理化,2018(19):45-48.

[3] 刘玉欣,魏世丞,何东昱,等. 腐蚀电化学实验教学中动电位极化测试的应用[J]. 现代科学仪器,2021,38(1):63-66.

[4] 颜美,徐平,果崇申. 物理化学中电化学部分的教学思政设计——以锂离子电池为例[J]. 当代化工研究,2021(4):132-134.

[5] 刘万民,秦牡兰,王伟刚,等. 电化学原理课程“由简入繁”与“由繁化简”的教学设计[J]. 广东化工,2020,47(16):199-200.

[6] 杨红霞. 如何提高高中化学中电化学的课堂教学效果——以人教版选修四电池教学方面为例[J]. 新课程,2020(42):214.