从高考来看你

2021-01-04 03:42陈克凤
数理报(学习实践) 2021年1期
关键词:电解池负极原电池

陈克凤

一年一度的高考已然落下了帷幕,每一年的高考题对于学生来说就是他们多年的学习的一次检验,也是他们人生新篇章的起点,非常重要。对于老师来说可谓一场试题盛宴,从中我们可以体会时代的进步,触及时代的脉搏,展望未来;也可以感觉学科的严谨,与现实生活的密不可分。而这些在高考电化学知识点试题里都能体现。

电化学知识在高中阶段来说是一个非常重要的知识点,从高考题中我们能得到哪些提示,对教学又有什么帮助?我们能从中历年的高考题中看出考什么、为什么考、怎么考,从而知道在教学中我们应该怎么做才能更好的提升学生的学习。笔者分析了2015至2021年全国高考(全国一卷二卷和三卷以及部分地方卷)中电化学知识考试频率、分值以及考试内容.  从中不难看出,电化学知识在全国卷以及地方卷中年年都会出现,以选择题形式出现的几率高,通常所占分数6分居多。考试的内容包括原电池原理及其应用、电解原理及其应用。原电池原理及应用考试类型包括高性能电池、燃料电池,充放电电池、微生物燃料电池、解决环境和能源问题的电池(2020年12题)、电动汽车电池等。电解原理及其应用主要包括废水处理(2015年四川卷4题、2016年全国卷I11题等)、金属防腐(2017全国卷I11题、2017年全国卷II11题)、物质制备等方面。这些即电化学怎么考。充分体现化学学科与人类生产、生活密不可分。这也从另一个方面说明了电化学的重要性,诠释了为什么要考电化学。

那么问题就来了,我们了解电化学的重要性,也知道考题基本围绕与人类生产、生活相关的内容出现,那新课教学怎么来进行,高三复习又如何提升?其实看了这些年有关电化学的题就不难发现,无论题目涉及的是原电池原理还是电解池原理,首先我们要根据有无外电源分析出装置是原电池还是电解池,区别即为有无外加电源,有的为电解池,没有外加电源的为原电池。而两者的联系即为都是氧化还原反应,但原电池的氧化还原反应能自发进行,电解池的氧化还原反应是在外加电源的作用下进行的。然后是最核心的也是最基础的内容即电极名称(原电池分正极、负极,电解池为阴极、阳极)、电极方程式的书写(原电池:负极—氧化反应;正极—还原反应;电解池:阳极—氧化反应;阴极—还原反应)、电子的流向(原电池:负极—导线—正极;电解池:外加电源负极—阴极,阳极—外加电源的正极)、电流方向与电子流向相反、阴阳离子的移动方向(原电池:阴离子—负极;阳离子—正极;电解池:阴离子—阳极;阳离子—阴极),尤其是电极方程式的书写,可以说它是电化学的核心,能正确书写电极方程式,就可以根据电极反应类型(氧化反应、还原反应)判断出电极名称(常考点),而它所有的题型变化均来自与此,包括最令学生头疼的相关计算。所以在新课教学中要注重的还是基础知识,要让学生练习、过手,重点就是电极方程式的书写。

举一个例子:一种高性能的碱性硼化钒(VB)—空气电池如下图所示,其中在VB电极发生反应:该电池工作时,下列说法错误的是

A. 负载通过0.04 mol电子时,有0.224 L(标准状况)O参与反应

B. 正極区溶液的pH降低、负极区溶液的pH升高

C. 电池总反应为

D. 电流由复合碳电极经负载、VB电极、KOH溶液回到复合碳电极

分析:该题涉及的是原电池知识,直接给出了负极电极反应,正极:O+4e+2HO=4OH,A选项n(O)=0.01mol,V(O)=0.0224L正确;正极生成OH,PH增大负极区消耗OH所以减小,B错误;电池总反应为得失电子相等是两极之和,C正确、电子流向与电流反向相反,D正确。

以上例子只是众多电化学试题的代表,其实不难看出完成好这些题,核心还是原电池和电化学原理的基础知识,所以在新课教学中注重基础,尤其是电极方程式的书写,一定要过手,而这个问题的解决根源在高一的时候学习的氧化还原反应知识,所以高一这部分内容的学习要有这方面的意识。到了高三在基础知识扎实的情况下,通过一些试题从不同的角度,比如计算,比如有离子交换膜的几极室拓宽学生的眼界,提升学生对电化学知识的掌握。总之,万变不离其中。这只是我对电化学知识的一点个人浅见,其实分析高考题得到的远不止这些,所以从高考来看很有意义。

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