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        近三年高考化學(xué)試題“電化學(xué)”知識點(diǎn)考查啟示

        2023-12-17 04:04:36焦運(yùn)濤
        考試與招生 2023年12期
        關(guān)鍵詞:學(xué)生

        □焦運(yùn)濤

        在2023 年新課標(biāo)、新高考、新教材的背景下,作者結(jié)合近三年部分高考真題,分析“電化學(xué)”考點(diǎn)的命題方向,把握命題“脈搏”,為備考提供參考。在近三年的高考化學(xué)試題中,有關(guān)“電化學(xué)”的內(nèi)容是熱點(diǎn),原電池原理、金屬的防腐、電池的應(yīng)用、電解原理及應(yīng)用、電極的判斷、電極方程式的書寫等題目的難度以中等較為常見。本文通過考查方式及考查內(nèi)容的對比,給學(xué)生提供指導(dǎo)。

        一、試題對比

        從近三年高考試題中可以看出,“電化學(xué)”知識在考查時(shí)主要以選擇題的形式出現(xiàn),在試題情境設(shè)置上常與生產(chǎn)、科技前沿知識相聯(lián)系,并且滲透STSE教育理念。

        二、典例分析

        例1.(2023 年全國乙卷)室溫鈉-硫電池被認(rèn)為是一種成本低、比能量高的能源存儲系統(tǒng)。一種室溫鈉-硫電池的結(jié)構(gòu)如圖所示。將鈉箔置于聚苯并咪唑膜上作為一個(gè)電極,表面噴涂有硫黃粉末的炭化纖維素紙作為另一電極。工作時(shí),在硫電極發(fā)生反應(yīng):

        下列敘述錯(cuò)誤的是:

        A.充電時(shí)Na+從鈉電極向硫電極遷移

        B.放電時(shí)外電路電子流動的方向是a→b

        C.放電時(shí)正極反應(yīng)為:2Na++S8+2e-→Na2Sx

        D.炭化纖維素紙的作用是增強(qiáng)硫電極導(dǎo)電性能

        這道題的情境新穎,答案為A,學(xué)生較容易提取出關(guān)鍵信息。從硫電極發(fā)生的反應(yīng)不難看出,硫電極在放電過程中得到電子,作原電池的正極,而鈉電極則為負(fù)極。學(xué)生得出此結(jié)論即可對B、C選項(xiàng)進(jìn)行判斷。而A選項(xiàng)則需要學(xué)生對二次電池充放電關(guān)系理解得比較清楚才能判斷,充電時(shí)鈉電極接外接電源的負(fù)極作電解池的陰極,Na+應(yīng)向陰極鈉電極移動。D選項(xiàng)需要學(xué)生認(rèn)真讀題給信息,在新信息中利用化學(xué)思維得出結(jié)論,充分考查了學(xué)生證據(jù)推理與模型認(rèn)知的化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)。該試題包含了原電池正負(fù)極的判斷、電極方程式的書寫、二次電池充電時(shí)與電解池的關(guān)系等知識點(diǎn)。

        例2.(2021年山東卷)以KOH溶液為離子導(dǎo)體,分別組成清潔燃料電池,下列說法正確的是:

        A.放電過程中,K+均向負(fù)極移動

        B.放電過程中,KOH物質(zhì)的量均減小

        C.消耗等質(zhì)量燃料,(CH3)2NNH2-O2燃料電池的理論放電量最大

        D.消耗1molO2時(shí),理論上N2H4-O2燃料電池氣體產(chǎn)物的體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為11.2L

        此題主要考查了清潔燃料電池,以KOH溶液為離子導(dǎo)體,分別組成CH3OH-O2、N2H4-O2、(CH3)2NNH2-O2清潔燃料電池,答案為C。試題涉及的內(nèi)容主要為堿性條件下的燃料電池,學(xué)生需要根據(jù)已學(xué)的燃料電池模型書寫出甲醇、肼、偏二甲肼的總反應(yīng)方程式,并根據(jù)方程式對以上四個(gè)選項(xiàng)進(jìn)行判斷。

        例3.(2023年全國甲卷)用可再生能源電還原CO2時(shí),采用高濃度的K+抑制酸性電解液中的析氫反應(yīng)來提高多碳產(chǎn)物(乙烯、乙醇等)的生成率,裝置如下圖所示。下列說法正確的是:

        A.析氫反應(yīng)發(fā)生在IrOx-Ti電極上

        B.Cl-從Cu電極遷移到IrOx-Ti電極

        C.陰極發(fā)生的反應(yīng)有:2CO2+12H++12e-=C2H4+4H2O

        D.每轉(zhuǎn)移1mol電子,陽極生成11.2L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)

        答案為C,通過圖中給出的外接電源可以判斷出電解池的陰陽極,陽極電極材料比較新穎,學(xué)生在判斷電極反應(yīng)時(shí)存在困難。此題考查的電解池放電過程其實(shí)并不復(fù)雜,陽極為水中氫氧根離子放電,而陰極則為二氧化碳還原為乙烯、乙醇等。

        通過以上三道題目,我們可以看出高考電化學(xué)試題考查的一些特點(diǎn),有對原電池或電解池知識點(diǎn)單獨(dú)進(jìn)行考查的,有兩部分知識混合考查的,還有對生活生產(chǎn)實(shí)際應(yīng)用如燃料電池進(jìn)行考查的。

        三、備考建議

        “電化學(xué)”知識對于高中生來說較為抽象,簡單電池的題目好理解,但是與實(shí)際電池相融合的題目對于學(xué)生來說難度較大。筆者與學(xué)生交流了解了產(chǎn)生這些困難的原因,給予以下針對性建議。

        首先,此部分內(nèi)容因與物理中的電學(xué)知識相關(guān)聯(lián),學(xué)生的思維定式讓其無法與化學(xué)反應(yīng)建立比較好的聯(lián)系。因此,要找到“電化學(xué)”發(fā)生的“源動力”,在氧化還原反應(yīng)復(fù)習(xí)中狠下功夫,建立“電子轉(zhuǎn)移”與“電子移動形成電流”的電化學(xué)模型,體會化學(xué)中電子流動和物理學(xué)科中的差別。

        其次,在“電化學(xué)”內(nèi)容中有多組基本概念和規(guī)則,知識點(diǎn)的記憶和靈活運(yùn)用比較困難。復(fù)習(xí)時(shí)可總結(jié)一些“小技巧”“順口溜”幫助記憶。比如:在原電池中有“負(fù)極氧化,正極還原,正正負(fù)負(fù)”,即在原電池中,負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),正極發(fā)生還原反應(yīng),電解質(zhì)溶液中帶正電的陽離子向正極移動,帶負(fù)電的陰離子向負(fù)極移動;而電解池中則可以記成“陽氧陰還,陰陽陽陰”,即在電解池中,陽極發(fā)生氧化反應(yīng),陰極發(fā)生還原反應(yīng),電解質(zhì)溶液中陰離子向陽極移動,而陽離子則向陰極移動。

        最后,學(xué)生對合理理解和運(yùn)用題目中的新信息存在較大困難?!半娀瘜W(xué)”題目中的新物質(zhì)、新信息總會讓學(xué)生感到無從下手,因此,在平時(shí)練習(xí)中要多分析新物質(zhì)是否影響電池的原理。如果題給信息較多涉及新物質(zhì),則要關(guān)注這些信息在題目中的運(yùn)用;如果涉及新物質(zhì)相關(guān)信息較少,且用常規(guī)原理能解釋清楚此電池放電過程,則新物質(zhì)多是在題目中混淆視聽,并不影響電化學(xué)中氧化還原反應(yīng)原理。

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