構建解題模型，高效突破高考電化學習題

湖南

在高考化學中，電化學基礎知識是高頻考點，學生的得分情況不容。為此，文章總結了“萬能”解題模型高效突破電化學基礎題。為快速書寫電極反應式，高效解決電化學選擇題，精準突破電化學基礎綜合題提供有力的解題思路。

1.高考背景

2019年最新高考化學學科考試大綱與2018年相比略有變化，提出“將在考生必備知識、關鍵能力和思維方法的接觸上，全面檢測考生的化學科學素養”，這是第一次將思維方法寫進考綱。高考的目的是為了立德樹人、為國家選拔人才，高考題以真實問題的解決為背景考查所學知識，電化學題主要以含有文字敘述及裝置圖象的方式呈現，著眼于學生接受、吸收、整合信息的能力考查。高考試題常常以能源、國家優秀科技發展為背景，以電化學基礎知識為主線，考查學生的能力。近五年高考化學全國卷Ⅰ電化學習題考查情況，見表1。

表1 近五年高考化學全國卷Ⅰ電化學字體考查情況

電化學基礎題幾乎成為全國卷的必考題型，分值在6～10分左右，考查內容豐富，涉及電解池、原電池的工作原理，尤其是原電池和電解池在生活生產中的應用。

不少同學對電化學習題望而生畏，主要原因是：氧化還原反應的基礎稍有欠缺，在氧化還原反應過渡到電化學內容的過程中，許多同學未能成功完成內容的交接，致使在訓練過程中電化學習題的得分率并不高；由于題材廣、信息新、陌生度大，所以大多數考生感到難以下手，同時該類型題具有“高起點，低落點”的特點。

構建基礎知識網絡，形成高效解題模型，形成系統的思維方法很有必要。文章分別總結了選擇題和非選擇題的解題基礎和模型思維方法。

2.模型構建

2.1 模型介紹

模型構建的重要過程是基于基礎必備知識，逐步形成解題技巧，最終形成系統的思維方法和應試技巧，最終能夠形成解決實際問題的能力。

2.2 知識儲備

掌握電化學基礎知識，是突破電化學習題的重要環節。基于基礎知識，總結了如下電化學習題常見考點的突破技巧，見表2。

表2 電化學習題常見考點及突破技巧

其中基于氧化還原反應配平電極反應式書寫方法——模板法，以2013年全國卷Ⅰ28(5)為例，若電解質為酸性，二甲醚(CH3OCH3)直接燃料電池的負極反應為________。其書寫過程見圖1。

圖1 模板法書寫電極反應式圖示

2.3 實例剖析

2.3.1 選擇題解題模型

通過表1，不難發現選擇題題型是高考電化學考查的重點題型，涉及新型電池、新型電解池的應用及原理的考查。選擇題在理綜化學中舉足輕重，故若能夠高效突破，不僅有利于增強學生學習的自信心，也有利于提升學生對化學知識的興趣。為此，筆者總結了選擇題高效突破的經驗方法——“望、聞、問、切”四字要訣，見表3。

表3 選擇題突破經驗技巧

案例1[2018·全國卷Ⅰ·13]最近我國科學家設計了一種CO2+H2S協同轉化裝置，實現對天然氣中CO2和H2S的高效去除。示意圖如圖所示，其中電極分別為ZnO@石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯，石墨烯電極區發生反應為：

該裝置工作時，下列敘述錯誤的是

( )

C.石墨烯上的電勢比ZnO@石墨烯上的低

D.若采用Fe3+/Fe2+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+，溶液需為酸性

【答案】C

【解題模型】該題考查了新型電化學科技的發展實例。

要訣結論望電解池,通過物質類別變化中化合價情況可知,ZnO@石墨烯和石墨烯分別為陰極和陽極聞①A、B項,反應物和產物,以及反應式中所體現的酸性環境均符合題意②陰極為“+”電子,A項正確,由此可斷定A、B項正確問D項,是否需要酸性,需要多問,多思考元素化合物知識的性質切

( )

B.充電時釋放CO2，放電時吸收CO2

【答案】D

【解題模型】

要訣結論望由選項和題意可知該電池是可充電電池,同時在Na電極標注負極或陰極聞①放電時,陰離子向負極移動,A項正確②運用電極反應式判斷技巧,C項,反應物產物正確、環境正確,正極“+”電子,故直接跳過C,觀察D項,充電時,正極為陽極,反應物產物、“+-”電子均錯誤。故選D問B項,結合題意,多思考,慎重判斷正誤切

案例3[2018·全國卷Ⅲ·11]一種可充電鋰-空氣電池如圖所示。當電池放電時，O2與Li+在多孔碳材料電極處生成Li2O2-x(x=0或1)。下列說法正確的是

( )

A.放電時，多孔碳材料電極為負極

B.放電時，外電路電子由多孔碳材料電極流向鋰電極

C.充電時，電解質溶液中Li+向多孔碳材料區遷移

【答案】D

【解題模型】

要訣結論望可充電鋰空氣電池,可直接判斷Li為負極或陰極,A項錯誤聞放電時,電子流動方向是負極(Li電極)流向正極,故B項錯誤。充電時,鋰離子向陰極(Li電極移動),故C項錯誤。故答案選D問切D項,是陌生反應,又因為題干未給出總反應式,基本上錯誤率不高

2.3.2 填空題解題模型

電化學的應用在生活生產中及其廣泛，電化學內容的學習，多數處于復習階段的學生對反應物并未直接接觸怎么會反應以及電解過程中微粒怎么放電產生困擾。需要學生結合理論展形實踐，非選擇題中，電化學的應用往往離不開隔膜(離子交換膜)的作用，解題模型見表4。

表4 隔膜在電化學習題中的考查及解題模型

不難發現，各種填空題的題型，均離不開電極反應式的書寫，故可稱之為電化學習題的“萬能”鑰匙，如何書寫電極反應式，文章前面已經介紹，可以說不會寫電極反應式，非選擇題的得分率必然不高。

案例4[2018·全國卷Ⅰ·27·節選](1)生產Na2S2O5，通常是由NaHSO3過飽和溶液經結晶脫水制得。寫出該過程的化學方程式：____________________。

(3)制備Na2S2O5也可采用三室膜電解技術，裝置如圖所示，其中SO2堿吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。陽極的電極反應式為________。電解后，________室的NaHSO3濃度增加。將該室溶液進行結晶脫水，可得到Na2S2O5。

【解題模型】

案例5[2014·全國卷Ⅰ·27·節選]次磷酸(H3PO2)是一種精細化工產品，是一元中強酸，回答下列問題：

(4)H3PO2也可用電滲析法制備，“四室電滲析法”工作原理如圖所示(陽膜和陰膜分別只允許陽離子、陰離子通過)：

①寫出陽極的電極反應式：____________________。

②分析產品室可得到H3PO2的原因：______________。

【解題模型】

【答案】0.01

【解題模型】涉及原電池和電解池的計算既是重點也是難點，主要包括兩極產物的定量計算、溶液的pH計算、根據轉移電子的量求產物的量或根據產物的量求轉移電子的量、質量等。

該題為計算離子交換膜左側的溶液離子減少數目問題。需要“書寫電極反應式”和“判斷穿膜離子”。

穿膜離子：陽離子交換膜，氫離子穿膜向右側移動，導致又減少了0.01 mol H+，實質是為了配平電荷。

可歸納為Mn～ne-(轉移電子數)，理論依據：不難分析，離子交換膜的作用之一，平衡電荷，實質是溶液中有微粒得失電子，需要離子穿膜來彌補因電子得失造成的電荷失衡。

3.結語