廣西化學高考中有關電化學的考查分析和教學策略

羅小凡

【摘 要】文本將2012年至2016年廣西化學高考中有關電化學的題目進行分析，得出考查電化學的分值、題型等特征，闡述有關電化學中原電池的教學策略。

【關鍵詞】原電池 電解池 電極方程式 教學策略

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2017）05B-0154-02

隨著社會的發展、科技的進步，在工業生產和生活實際中越來越多地體現了化學與人類的緊密性。2014 年廣西進入新課標改革后，化學高考命題趨勢也越來越與生產、生活聯系密切。化學是一門自然科學，我們的生活中到處都是化學，衣食住行處處都有化學的身影，實用性很強。新的高考考綱更注重化學與生活的聯系，體現了考查新課標“三維”能力的命題指導思想，能綜合考查學生基礎知識的理解能力和靈活應用知識解決生產實際問題的能力。其中電化學原理是高中化學的重要組成部分，也是高考考查的重難點。

本文筆者將 2012—2016 年廣西新課改前后，有關電化學原理在高考中出現的題型、分值和相關知識進行研究分析，結合筆者的教學經驗給出一些建設性教學策略，以供參考。

一、2012—2016年高考廣西卷有關電化學試題的基本信息

從上述表格中可以看出，廣西每年高考中有關電化學的考查基本上都是選擇題，偶爾在填空題會有所涉及，分值呈上升趨勢。

二、2012—2016年高考廣西卷有關電化學具體考查的知識點分析

根據以上的基本信息，將 2012—2016 年高考廣西有關電化學具體考查的知識點進行分析如下：

2012 年大綱卷第 11 選擇題通過原電池的應用來考查如何利用正負極比較金屬的活動性（兩種金屬組成原電池時，金屬性較強的金屬易失去電子做負極），屬于原電池的重點考查內容。一輪復習時，也常常遇到類似的題目，因此對于基礎扎實的學生來說，并不難。

2013 年大綱卷第 9 選擇題考查了“電解法處理酸性含鉻廢水”，和綠色化學相結合，綜合性較強，考查了電極反應式、溶液 pH 的變化、總反應式和計算，內容看似新穎，難度較大，其實記住陰陽極物質的放電順序即可解決問題：Fe 作陽極，是活性電極，易失去 e- 生成 Fe+；陰極吸引 H+ 得 e- 生成 H2；在結合題目給出的后續反應方程便可得出正確選項。第 29 工業流程題第（4）問考查了“電解制鋁”，屬于課本的重點基礎內容，難度不大。

2014 年大綱卷選擇題第 9 題考查了“金屬氫化物鎳電池（MH-Ni電池）”電極方程式的書寫、電解液、電容量等。雖然此題有圖像，但信息量不繁雜，可借此分析原電池的總反應：MH+NiOOH=M+Ni（OH）2，MH 合金中 M、H 均為 0 價，MH 作負極材料，而 NiOOH 作正極材料，綜合考查學生對電化學的應用分析問題的能力，對學生各方面的能力要求較高，難度加大，已不再局限于課本，因此在課堂上要有所拓展，內容上要加深。第 11 題 D 選項考查了“鉛蓄電池”正極反應式的書寫，屬于課本基礎知識。

2015 年新課標 Ⅱ 卷電化學原理的考查雖然并沒有在選擇題中有所體現，但是非選擇題中進行了重點考查。第 26 題以“鋅錳電池”為主體不僅考查了原電池的相關知識，而且考查了物質的分離提純和沉淀溶解平衡，甚至還結合物理的電量公式“Q=I×t=F×ne-”進行學科整合的計算，難度加深，對學生能力要求較高。第 28 題（2）問考查了電解池的化學原理，而且此空的解答必須從流程圖中找出反應物和生成物才能完成。

2016 年新課標Ⅲ卷第 7 題 B 項通過原電池的應用比較Fe和Cu的金屬性強弱，比較基礎。第 11 選擇題考查了二次電池“鋅-空氣燃料電池”，綜合性較強，考查了電極反應式、溶液中離子的變化和計算，但題目直接給出了總反應式，因此難度有所下降，運用電化學的基礎知識可以解決。

高考有關電化學的題目主要涉及電極方程式的書寫或判斷、電解質中離子的移向或大小變化、外電路中電子轉移數目的計算或電子與反應物、生成物的數量關系、不同極區或整個電解質溶液pH值的變化、電極名稱的判斷等基本知識類型的考查。即使是考查難度較大的計算題，也會給出相關信息，降低難度。但是考查的原電池和電解池越來越新穎，給學生心理上造成一種對新題型的恐懼。

三、有關電化學解題的教學策略

通過對廣西近五年化學高考命題情況進行系統分析，可知廣西化學高考中有關電化學的考查比較注重學生對基礎知識的掌握能力和應用分析問題的綜合能力，對學生各方面的能力要求越來越高。在新課標考試大綱中電化學是必考的熱點內容，在針對電化學的教學上我們要注重基礎、突出重點、突破難點，一定要把極區的電極反應式、電解質變化和電子變化講授到位，教會學生書寫電極反應式、總反應式和通過反應式判斷電解質和電子的變化。在課堂上要適當拓展，加深難度，同時還要注意學科之間的整合，讓學生多加練習，接觸更多新題型、新型電池。

高效合理的教學策略不僅可以達到提升學生科學思維能力的目標，而且還有利于學生構建完整的知識網絡。筆者經過這幾年的教學經驗總結，結合近五年高考考查電化學的內容變化，與大家分享一些課堂上有關原電池的教學方法和解題思路。

（一）注重基礎，緊扣課本，從生活走向化學

不同于初中的模擬機械記憶，高中更側重于理論上的理解推測，對邏輯演繹能力要求更高，科學嚴謹的學習要求使大部分定義、公式進行量化處理。大部分學生沒有掌握正確、恰當的學習方法，這是他們在化學學習中遇到困難的主要原因。以學生為主體，把課堂還給學生，把時間留給學生，讓學生聯系舊識，通過實驗、思維導圖等，運用推理、演繹、歸納等科學思維方法，理解和掌握新知識，更容易讓學生從內心上接受，精神上感到充實。

因此在講授《化學能與電能》時，創設情境：分析火力發電站工作原理；發現問題：能否將化學能直接轉化為電能；提出任務：研究“化學能直接轉化為電能”的原理；解決問題：引導學生運用已有的氧化還原反應知識思考將氧化反應和還原反應拆開的有關問題，并用實驗探究，陳述自己的觀點，自行形成概念，完成感性到理性的轉變。

（二）加強對課本的理解和記憶，從化學走向生活

不少學生養成了依賴老師的習慣，習慣被老師牽著鼻子走，指望老師講課時面面俱到，解題時有模板模仿。許多學生理解記憶水平低，擅長機械記憶和形象記憶。因此通過對生活中不同電池的分析，掌握規律和方法。在原電池的實際應用中，將原電池轉化為技術產品—— 化學電源，引導學生分析干電池、鉛蓄電池、鎳鎘電池、鋰電池、燃料電池的組成、工作原理，使用過程中應注意的問題，尤其是電極反應式的書寫，應結合電子和電量（Q=I×t=F×ne-）的計算、兩極質量的變化、溶液 pH 的變化、兩極區 pH 的變化等進行分析，全面深入理解原電池的原理。

例如，鉛蓄電池中正極：PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O。因此正極區 pH 值上升，正極質量增加 64g，轉移的電子為 2mol，產生的電量為 Q=96500×2=1.93×105C。

（三）聯系高考，練習鞏固，加深記憶，拓展延伸

很多學生上課聽得懂，看答案能理解，但是一做題就錯，尤其是遇到變形題，不能靈活變通，錯誤率更高。主要是因為對化學題目中的信息條件沒有分析到位，沒有完成從形象思維到抽象思維的轉變。因此教師要重視習題課，對學生的化學思維進行系統訓練，提高習題課的效率。

例如，甲烷燃料電池：（1）電解質由酸溶液改為堿溶液，電極方程式怎么寫？（2）電解質為熔融碳酸鹽，電極方程式怎么寫？（3）電解質為熔融氧化物，電極方程式又怎么寫？以此引導學生感受問題的多樣式，學會多角度分析信息。

筆者還通過把難以在課堂上解析的題目做成微課視頻的形式，讓學生在課后主動觀看和討論，充分利用課余時間消化課堂知識，這樣不僅節約課堂時間，而且有利于學生反復觀看、整理筆記。

（四）優選例題，構建合理的審題、解題思路

學生學習電化學知識困難原因之一是學生受主觀思維定勢的影響。理論聯系實際，通過近五年高考中有關電化學的考查，讓學生運用理論知識解決問題。因此教師在課堂上要引導學生注意新舊知識的銜接，幫助學生建立完整的知識體系，利用氧化還原反應“電子——電荷——質量”三個守恒步驟書寫電極方程式，培養學生電化學問題的有效解題思維模式。

例如，鐵鎳蓄電池又稱愛迪生電池，放電時的總反應為：

Fe+Ni2O3+3H2O=Fe（OH）2+2Ni（OH）2

下列有關該電池的說法不正確的是（ ）

A.電池的電解液為堿性溶液，正極為 Ni2O3，負極為 Fe

B.電池放電時，負極反應為 Fe+2OH--2e-=Fe（OH）2

C.電池充電過程中，陰極附近溶液的 pH 降低

D.電池充電時，陽極反應為 2Ni（OH）2+2OH--2e-=Ni2O3+3H2O

解題策略：

（1）據題判斷正負極并確定電極材料：根據總反應式中物質化合價的變化確定 Fe 元素升價作負極，Ni2O3 中 Ni 元素降價作正極。

（2）確定電極反應物、生成物：Fe 失 e- 生成 Fe（OH）2，Ni2O3 得 e- 生成 Ni（OH）2。

（3）結合電解質溶液或圖中微粒的流向，按照三個守恒步驟書寫電極方程式：根據生成物為堿性氫氧化物，可推出電解質為堿性溶液，因此負極 Fe+2OH--2e-=Fe（OH）2 。則充電時負極作陰極：Fe（OH）2+2e-= Fe+2OH-，生成 OH-，pH 值上升。

（4）根據加減原則書寫正極電極方程：Ni2O3+2e-+3H2O =2OH-+2Ni（OH）2，充電時的正極方程即為放電時的逆反應：2Ni（OH）2+2OH--2e-=Ni2O3+3H2O。

根據以上的解題分析，可推出答案為 C。

近年來高考關于電化學的考查，題目更新穎、來源更先進、考查更靈活，但是萬變不離其宗，可以通過引導學生歸納總結、比較分析，找到問題的規律和解題的方法。教師要優化習題課，以題帶點，以點變題，鍛煉學生的思維能力，培養學生的創新思維。總之，教師應將各種教學方式進行有機整合，采用高效的教學策略，優化課堂，使教學效益最大化，實現化學課堂教學的高效性。

【參考文獻】

[1]黃燕爽.新課標下高中化學教學要點分析[J].課程教育研究，2014（11）

[2]夏時君，吳孫福.化學習題中文字信息的分類、解讀與運用[J].化學教育，2016（23）

（責編 盧建龍）