鄒士金
摘要:電化學(xué)知識在高中化學(xué)中的一部分,雖然在競賽中題量較少,但起著至關(guān)重要的作用。隨著化學(xué)課程的不斷改革更新,題型也在不斷變化,出題的角度以及深度在不斷的改變。在保持考察基礎(chǔ)知識點以及必備化學(xué)理論和原則外,還會增加一些創(chuàng)新性的題型,考察學(xué)生對知識的變通能力。本文針對高中化學(xué)中的電化學(xué)進行研究,對知識點進行分析。
關(guān)鍵詞:化學(xué)競賽;電化學(xué);知識點;特點分析
G633.8
電化學(xué)弘揚了化學(xué)的重要價值,主要研究電解原理、電解池以及原電池等的原理,在金屬防護方面也有相關(guān)涉及。電化學(xué)與生活息息相關(guān),一直受到很大的重視,是化學(xué)競賽必考的內(nèi)容之一,出題較為活躍,在理論研究的基礎(chǔ)上進行延伸,充分對化學(xué)知識進行拓展和挖掘,有益于學(xué)生對化學(xué)這門學(xué)科的理解,與實驗相結(jié)合,激發(fā)學(xué)生對化學(xué)學(xué)習(xí)的興趣。因此,在競賽中,電化學(xué)這一方面值得大家的重視。
一、命題特點與難點分析
對于新材料、新的科技產(chǎn)品,命題人會著重分析,通過這類事物考察學(xué)生的分析能力和解決事情的能力。題目以新為主,靈活的運用知識點是學(xué)生必備的技能。由于電化學(xué)知識與生活相聯(lián)系,因此要培養(yǎng)學(xué)生的知識運用和理解能力,清楚的了解電化學(xué)在生活中的應(yīng)用。在出題的時候,命題人還會降綠色化學(xué)融入試題,幫助強化學(xué)生對此概念的理解。對于電化學(xué)的學(xué)習(xí),至關(guān)重要的就是將知識與實驗相結(jié)合,通過實驗,更好的將知識記牢以及對其深入的理解。
1.對電極的認(rèn)識和確定分析
在解答電化學(xué)題目的過程中,應(yīng)該對電極進行有效的認(rèn)識和確定分析,在進行答題的過程中,大題的分析需要在電極的確定開始,明確的電極確定可以有效的對電化學(xué)大題進行分析,從而提高做題的效果。在題目分析的過程中,多數(shù)會以電化學(xué)的現(xiàn)象為提示和參考,利用出現(xiàn)的電化學(xué)現(xiàn)象來確定電極的正負(fù),進一步對反應(yīng)的發(fā)生進行系統(tǒng)的分析。另外在進行分析之前,需要首先確定電化學(xué)的類型,電化學(xué)的類型可以決定了反應(yīng)的效果和現(xiàn)象。因此在進行答題分析之前,需要明確答題的基礎(chǔ),另外還需要對電化學(xué)反應(yīng)方程式有明確的記憶,在解答題目之前需要了解反應(yīng)發(fā)生過程的現(xiàn)象,對現(xiàn)象和反應(yīng)前后的物質(zhì)進行分析,從而確定題目中用到的電化學(xué)知識。在題目分析的過程中,對電極進行有效的認(rèn)識和確定是解答電化學(xué)題目的基礎(chǔ),同時也是對電化學(xué)知識進行有效合理分析的前提。
2.對電解過程的了解和分析
電解過程是電化學(xué)反應(yīng)的重點,對于不同類型的電極和電解質(zhì)會發(fā)生不同的反應(yīng),而滿足不同的需要。在對電解過程進行了解和分析的過程中,要對反應(yīng)過程進行合理的控制,掌握電解反應(yīng)過程各種操作的目的,同時應(yīng)用到題目當(dāng)中。例如在對電解過程進行分析中可以發(fā)現(xiàn),有些題目中電解液中有一層選擇性膜,這種選擇性膜的設(shè)置可以控制電解液中的離子運動,對反應(yīng)現(xiàn)象進行相應(yīng)的變動。結(jié)合不同的反應(yīng)類型,電解液的選擇也需要進行控制,同時電解液中的成分分析也可以對題目進行深入的解讀,從而分析電解反應(yīng),有效的對電化學(xué)知識進行了解和分析。
3.規(guī)避試題中的誤區(qū)和易錯點
在對電化學(xué)知識進行考察的過程中可以發(fā)現(xiàn),電化學(xué)知識較為復(fù)雜且多樣化,在分析的過程中應(yīng)該有一定的順序性,這樣才不會發(fā)生疏漏。在分析的過程中應(yīng)該細(xì)致的審查題目,對題目中的條件進行分析和了解,對可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式進行羅列,對電化學(xué)反應(yīng)的過程進行熟練的掌握,這樣才能有效的避免錯誤,進而提高解題的效果。在對題目進行分析的過程中,試題中會存在一些易錯的問題,而這些問題往往會成為大題解題的誤區(qū)和陷阱。有效的規(guī)避這些誤區(qū)和陷阱才能提高解題的準(zhǔn)確率。在題目的考察上也會有一定的開放性題目,在分析的過程中應(yīng)該與生活進行聯(lián)系,這樣才能提高題目的得分,從而對電化學(xué)知識有一定的應(yīng)用意識,進而真正掌握相應(yīng)的電化學(xué)知識。
二、高中化學(xué)競賽試題化學(xué)知識點案例分析
在解題過程中當(dāng)遇到信息生疏、思路障礙、概念模糊時,要自覺運用轉(zhuǎn)化思維,化陌生為熟悉、化抽象為形象、化繁雜為簡單,化含糊為明朗,從而拓展解題思路。轉(zhuǎn)化思維就是思維變通,條條大路通羅馬。轉(zhuǎn)化形式可以是概念轉(zhuǎn)化、組成轉(zhuǎn)化、物質(zhì)轉(zhuǎn)化、表達方式轉(zhuǎn)化等,目的是信息等價替換,降低解題難度,進而達到解決問題的一種方法。數(shù)形轉(zhuǎn)化、司馬光砸缸等都是轉(zhuǎn)化思維的典例。
【例1】由乙炔、苯、乙醛組成的混合物、已知其中碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為72.0%。試求氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
【解題思路】可將乙炔、苯、乙醛三種有機物進行化學(xué)式組成的變形轉(zhuǎn)化,即:C2H2、C6H6、C2H4O→(CH)2、(CH)6、(CH)2·H2O→(CH)n+H2O,碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)→“CH”的質(zhì)量分?jǐn)?shù)→“H2O”的質(zhì)量分?jǐn)?shù)→氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
【解】氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=(1﹣72.0%×13/12)×16/18=19.6%
【例2】將固體MnC2O4·2H2O放在一個可以稱出質(zhì)量的容器里加熱,固體質(zhì)量隨溫度變化的關(guān)系如圖所示(相對原子質(zhì)量:H 1.0,C 12.0, O 16.0,Mn 55.0 ),縱坐標(biāo)是固體的相對質(zhì)量。 說出在下列五個溫度區(qū)間各發(fā)生什么變化,并簡述理由: 0~50℃;50~100℃;100~214℃;214~280℃;280~943℃
【解題思路】圖示、圖表信息豐富,答案盡在圖表中顯現(xiàn),故挖掘圖表內(nèi)涵,轉(zhuǎn)化圖表信息,是解答圖形圖表類競賽題的關(guān)鍵。本題計算的基礎(chǔ)是如何將圖中相對失重的信息轉(zhuǎn)化為解題依據(jù)。
【解】轉(zhuǎn)化0~50℃時的圖示:圖像線段基本水平,說明是MnC2O4·2H2O穩(wěn)定區(qū)域,MnC2O4·2H2O未分解。
轉(zhuǎn)化50~100℃時的圖示:圖像線段下坡,說明MnC2O4·2H2O(相對分子質(zhì)量179)逐漸失水成為無水物MnC2O4(相對分子質(zhì)量143),
MnC2O4·2H2O==MnC2O4+2H2O 143/179= 0.80
轉(zhuǎn)化100~214℃時的圖示:圖像線段基本水平,說明是MnC2O4 穩(wěn)定區(qū)域,MnC2O4未分解。
轉(zhuǎn)化214~280℃時的圖示:圖像線段下坡,說明MnC2O4逐漸分解成為MnO(相對分子質(zhì)量71),MnC2O4==MnO+CO+CO2 71/179 = 0.40
轉(zhuǎn)化280~943℃時的圖示:圖像線段有點上坡,說明固體增重,分解生成的MnO被O2氧化, 可能反應(yīng)為3MnO+1/2O2==Mn3O4 (229×1/3)/179 = 0.43
三、結(jié)語
高中化學(xué)競賽試題中電化學(xué)知識的考察是重點,同時也是現(xiàn)階段學(xué)習(xí)的難點。在對電化學(xué)知識進行分析的過程中,熟練掌握相關(guān)知識,正確認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)前后,了解相關(guān)應(yīng)用知識,都可以提高電化學(xué)題目解題的全面性和準(zhǔn)確性,進一步提高學(xué)生對化學(xué)知識的認(rèn)識。
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