張 瑞，張 吉，董春燕，楊艷華，李艷妮

(昆明學院化學化工學院，云南 昆明 650214)

自全國卷Ⅲ面世以來，電化學模塊一直都是高頻考點，從未間斷的出現(xiàn)，足以證明該模塊在高考中的重要性。電化學模塊的題材來源廣泛，內(nèi)容新穎有趣，但內(nèi)容涵蓋較廣。電化學模塊展現(xiàn)科學飛速發(fā)展的新成就、新成果，極大程度地豐富了課程內(nèi)容的情景素材，落實電化學基礎知識與學習能力的考查，使化學核心素養(yǎng)與學生的全面發(fā)展緊密結(jié)合。電化學作為氧化還原反應的拓展延伸，試題考查的基礎知識比較全面，融合了諸多模塊內(nèi)容的知識，內(nèi)容豐富，注重理論與實際的結(jié)合，于無形之中要求學生學以致用，是教學的重點和難點。

本文統(tǒng)計分析了2016—2021年全國卷Ⅲ的電化學命題，總結(jié)核心考點，尋求系統(tǒng)的解題思路與方法，進而幫助學生提高學習效率，幫助教師預備好電化學模塊教與學的深度與廣度。

1 高考全國卷Ⅲ電化學試題的歸納總結(jié)與分析

對近六年的高考全國卷Ⅲ電化學試題進行統(tǒng)計分析，具體情況如表1所示。電化學模塊屬于高頻考點，每年必考，所占分值在6～20分，核心考點基本不變。其中，考查電極反應式書寫的幾率為100%，與物質(zhì)的量模塊的聯(lián)動較為密切，因此，該表可以快速直觀地了解到全國卷Ⅲ中電化學模塊的命題趨勢，便于切實掌握好電化學模塊的重難點。

表1 2016—2021年高考全國卷Ⅲ電化學真題多維表

表1(續(xù))

高考全國卷Ⅲ電化學模塊每年必考一個選擇題，有時還會以填空題的題型出現(xiàn)，但從2018—2021年來看，填空題的數(shù)量有所下降，近兩年沒有出現(xiàn)。由此推測2022年也將延續(xù)以往的傳統(tǒng)，以選擇題的方式考查的概率更高。

電化學模塊分為兩個教學時段：第一部分在人教版化學必修第二冊第二章第二節(jié)化學能與電能，對原電池進行了簡單的介紹，原電池是化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿臉蛄?。通過圖示的方式介紹了電池的發(fā)展過程：干電池—充電電池—燃料電池，讓學生結(jié)合生活實際，對電池的發(fā)展史有一個初步的認識。這部分知識體系比較簡單，邏輯性較強，便于學生理解記憶，結(jié)合簡易電池(或水果電池)的設計與制作探究實驗，能夠很好地激發(fā)學生學習電化學的興趣。與該模塊關(guān)聯(lián)的考點是之前學過的金屬活動順序和氧化還原反應。

第二部分是在人教版化學選擇性必修4的第四章電化學基礎，知識的編排采用螺旋上升的進階，開篇介紹了銅鋅原電池的雙池結(jié)構(gòu)圖，引入了鹽橋的概念，系統(tǒng)地闡述了原電池的工作原理，然后對第一部分涉及的三種電池的工作原理進行闡述，電極反應和電池反應也進行了詳細的介紹。緊接著又介紹另一種裝置——電解池，電解池是可以將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W能的橋梁，從電解池的具體工作原理和電解原理的實際應用展開學習，該節(jié)涉及物質(zhì)的量計算，難度偏大。最后介紹金屬的腐蝕與防護，是氧化還原知識在原電池和電解池方面的綜合利用。

從圖1看出，電極反應式的書寫、電池的工作原理和離子遷移的方向考查頻率較高，屬于重點中的高頻考點。此外，核心考點清晰明確，只是題目信息的呈現(xiàn)形式在發(fā)生變化。例如，2020年的高考全國卷Ⅲ中的第12題與2021年的高考甲卷的第13題同樣是利用電極方程式計算，2020年已知通過的電子數(shù)目去算出產(chǎn)物的量，而2021年則是利用已知產(chǎn)物的量去計算出通過的電子數(shù)目。對于大多數(shù)學生來說，一旦更換表述，就沒有解題的思路，這說明基礎不扎實，看待問題的角度不全面，才導致解題時無從下手，失分嚴重。因此，學生需要擁有扎實的知識基礎和敏銳的洞察力來應對考題。

圖1 2016—2021年全國卷Ⅲ電化學知識點考查頻率

2 電化學考查涉及的核心素養(yǎng)

學科核心素養(yǎng)是學科育人價值的集中體現(xiàn)，是學生通過學科學習而逐步形成的正確價值觀、必備品格和關(guān)鍵能力[1]?；瘜W學科素養(yǎng)融合了化學知識與技能、化學思想觀念、科學探究與問題解決能力、創(chuàng)新思維與社會責任感等多方面內(nèi)容[2]。因此，課程的教學更加切合實際、緊跟時代步伐，以開放、包容、新穎有趣的形象，著重培養(yǎng)學生綜合運用能力，以適應科學技術(shù)高速融合發(fā)展。

由圖2可知，并不是所有的核心素養(yǎng)都在考查范圍內(nèi)，高考全國卷Ⅲ中電化學模塊考查較多的是變化觀念與平衡思想、證據(jù)推理與模型認知這兩個核心素養(yǎng)。變化觀念與平衡思想旨在考驗學生隨機應變能力，跳出思維定勢，提取圖表上所蘊含的有用信息，結(jié)合已有知識基礎，得出正確答案。例如，根據(jù)電池工作原理圖上所給的離子移動方向，判斷電極的類型。證據(jù)推理與模型認知是從已有電池模型和題目信息作為解題的突破口，抽絲剝繭地進行分析，使每一步都能有理有據(jù)。如新型二次電池的充放電原理，基本是作為已知條件來給出，但要解題還必須掌握“充電作電解池、放電作原電池”這個關(guān)鍵知識點去具體問題具體分析。

圖2 2016—2021年電化學模塊考查的學科核心素養(yǎng)占比統(tǒng)計

總而言之，教師在日常教學活動中，應以核心素養(yǎng)為基準進行教學，以適應新高考選拔人才的需要。同時，凝練相關(guān)科技前沿素材，與氧化還原反應、物質(zhì)的量等模塊進行有機融合，便成為一道有針對性、能鞏固學生知識基礎、培養(yǎng)基本素養(yǎng)的試題[3]。此外，教師在進行試題創(chuàng)新時應充分利用新材料、新能源、新模式等素材，引導學生深入思考，強化其信息整合能力和邏輯推理能力。在試題創(chuàng)新的過程中，應立足于基礎知識，通過對知識點的掌握，結(jié)合電化學最新發(fā)展命題，豐富課堂教學內(nèi)容，為教學注入新活力。

3 解題的策略

電化學試題形式多樣，考查內(nèi)容較廣，知識點碎片化，對化學基礎知識的要求比較高，學生們常常感覺比較吃力，無從下手，因而掌握一定的分析方法與解題策略能起到事半功倍的效果。

1)拆圖

從題目中給出的條件或圖示，首先判斷屬于電解池還是原電池，再從圖中帶電粒子的移動方向或物質(zhì)化合價的變化情況，判斷發(fā)生的反應類型及電極類型，最后，書寫出電極方程式和電池反應方程式。

①電解池：有電源。陽極連接電源正極，在工作過程中失去電子、物質(zhì)化合價升高、發(fā)生氧化反應、電解質(zhì)溶液中的陰離子從陰極向陽極移動；陰極連接電源負極，在工作過程中得到電子、物質(zhì)化合價降低、發(fā)生還原反應、電解質(zhì)溶液中的陽離子從陽極向陰極移動。

天然氣溫度低，且密度比空氣大，一旦泄漏會聚集于地面，不易擴散;而當天然氣在常溫時，密度會小于空氣，泄漏后極易揮發(fā)擴散，因此，在氣化站設置EAG處理器和泄放管，最終匯集到泄放塔中集中排放，保障工藝的安全性。

②原電池：連接著負載。正極是化學性質(zhì)不活潑的物質(zhì)，在工作過程中得到電子、物質(zhì)化合價降低、發(fā)生還原反應、電解質(zhì)溶液中的陽離子從負極向正極移動；負極是化學性質(zhì)較活潑的金屬單質(zhì)，在工作過程中失去電子、物質(zhì)化合價升高、發(fā)生氧化反應、電解質(zhì)溶液中的陰離子從正極向負極移動。

③燃料電池：負極連接燃料、正極連通空氣或氧氣。例如，氫氧燃料電池，正極通入氧氣，氧氣是單質(zhì)，化合價為零，與燃料反應后化合價降低，則氫氣所在的那一端就是負極。

④二次電池：充電時是電解池，放電時是原電池，且總反應式的反應物與產(chǎn)物是相反的，但又不是可逆反應，因條件不一樣。

2)書寫正確的電極反應方程式和總反應方程式

標出相關(guān)化合物中元素化合價的變化，電子的得失情況，保持物料守恒和電荷守恒，正確書寫出對應的電極方程式和電池反應方程式。與此同時，特別注意電解質(zhì)溶液的環(huán)境，如堿性環(huán)境不能存在H+，酸性環(huán)境不能有OH-離子，出現(xiàn)則書寫錯誤。

3)電極周圍pH的變化

電極周圍電解質(zhì)溶液pH的變化與H+濃度和OH-濃度有關(guān)，因此在解答此類問題時要著重分析電極反應式及總反應式，從而可以了解H+濃度和OH-濃度的變化情況。如某電極消耗H+離子或生成OH-離子則pH增大，反之亦然。

除此之外，電解質(zhì)溶液pH的變化還可以看總反應式：

①總反應只消耗H+則pH變大；

②若只消耗OH-則pH變小；

③如若反應中有水產(chǎn)生，則相當于稀釋了原溶液，當原溶液呈酸性，pH變大；當原溶液呈堿性，pH變小。如若反應中有水被消耗，則相當于減少了溶劑，當原溶液呈酸性時，pH變??；當原溶液呈堿性時，pH變大。

4)根據(jù)電極反應式及總反應式進行相關(guān)量的計算，關(guān)鍵是把握好物料守恒和電荷守恒。

5)腐蝕與防護

金屬腐蝕機理分為化學腐蝕和電化學腐蝕兩種[4]。①區(qū)別：化學腐蝕是金屬直接與氧化性較強的物質(zhì)接觸；而電化學腐蝕是不純的金屬與電解質(zhì)溶液接觸，形成原電池，加快氧化還原反應速率，較為活潑的金屬被氧化，產(chǎn)生微弱的電流。②聯(lián)系：化學腐蝕和電化學腐蝕常同時發(fā)生，但電化學腐蝕的反應速率大于化學腐蝕的速率，且更為普遍，對社會造成的危害極為嚴重，致使金屬損失加劇。

鋼鐵的電化學腐蝕的類型：析氫腐蝕和吸氧腐蝕。①區(qū)別：析氫腐蝕的水膜酸性較強，吸氧腐蝕的水膜酸性很弱或呈中性。②牢記正極反應方程式。

金屬的防護：①電化學防護，可以利用電解池原理進行外加電流的陰極保護法，還可以利用原電池原理進行犧牲陽極的陰極保護法；②制成相應的合金，從而改變金屬的組成或內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使金屬具有不同的性質(zhì)，適應性更強，應用更為廣泛；③在要保護的金屬表面覆蓋一層保護膜：噴漆、電鍍和金屬鈍化。

6)在注重基礎知識講授的前提下，可以通過引入一些新穎的前沿化學知識，即激發(fā)學生對化學學習的興趣，又呈現(xiàn)中國成就，傳遞愛國情懷[5]。并且，改變課堂模式，著重培養(yǎng)學生的思考與辨析的能力，以適應日趨復雜多變的考題。

4 小結(jié)

綜上分析，近6年全國卷Ⅲ的電化學試題的核心考點變化不大，僅是對基礎知識細微調(diào)整或變動。通過分析題目類型和內(nèi)容，總結(jié)出一些具有針對解題有幫助的建議，幫助學生立足學科核心素養(yǎng)，整理清楚系統(tǒng)分析題目和解答題目的思路，夯實基礎知識，突破難點。同時，為試題的編制創(chuàng)新提供一定的方向。