2016—2021年高考全国卷Ⅲ电化学部分考查与解题策略分析*

张 瑞，张 吉，董春燕，杨艳华，李艳妮

(昆明学院化学化工学院，云南 昆明 650214)

自全国卷Ⅲ面世以来，电化学模块一直都是高频考点，从未间断的出现，足以证明该模块在高考中的重要性。电化学模块的题材来源广泛，内容新颖有趣，但内容涵盖较广。电化学模块展现科学飞速发展的新成就、新成果，极大程度地丰富了课程内容的情景素材，落实电化学基础知识与学习能力的考查，使化学核心素养与学生的全面发展紧密结合。电化学作为氧化还原反应的拓展延伸，试题考查的基础知识比较全面，融合了诸多模块内容的知识，内容丰富，注重理论与实际的结合，于无形之中要求学生学以致用，是教学的重点和难点。

本文统计分析了2016—2021年全国卷Ⅲ的电化学命题，总结核心考点，寻求系统的解题思路与方法，进而帮助学生提高学习效率，帮助教师预备好电化学模块教与学的深度与广度。

1 高考全国卷Ⅲ电化学试题的归纳总结与分析

对近六年的高考全国卷Ⅲ电化学试题进行统计分析，具体情况如表1所示。电化学模块属于高频考点，每年必考，所占分值在6～20分，核心考点基本不变。其中，考查电极反应式书写的几率为100%，与物质的量模块的联动较为密切，因此，该表可以快速直观地了解到全国卷Ⅲ中电化学模块的命题趋势，便于切实掌握好电化学模块的重难点。

表1 2016—2021年高考全国卷Ⅲ电化学真题多维表

表1(续)

高考全国卷Ⅲ电化学模块每年必考一个选择题，有时还会以填空题的题型出现，但从2018—2021年来看，填空题的数量有所下降，近两年没有出现。由此推测2022年也将延续以往的传统，以选择题的方式考查的概率更高。

电化学模块分为两个教学时段：第一部分在人教版化学必修第二册第二章第二节化学能与电能，对原电池进行了简单的介绍，原电池是化学能转变为电能的桥梁。通过图示的方式介绍了电池的发展过程：干电池—充电电池—燃料电池，让学生结合生活实际，对电池的发展史有一个初步的认识。这部分知识体系比较简单，逻辑性较强，便于学生理解记忆，结合简易电池(或水果电池)的设计与制作探究实验，能够很好地激发学生学习电化学的兴趣。与该模块关联的考点是之前学过的金属活动顺序和氧化还原反应。

第二部分是在人教版化学选择性必修4的第四章电化学基础，知识的编排采用螺旋上升的进阶，开篇介绍了铜锌原电池的双池结构图，引入了盐桥的概念，系统地阐述了原电池的工作原理，然后对第一部分涉及的三种电池的工作原理进行阐述，电极反应和电池反应也进行了详细的介绍。紧接着又介绍另一种装置——电解池，电解池是可以将电能转变为化学能的桥梁，从电解池的具体工作原理和电解原理的实际应用展开学习，该节涉及物质的量计算，难度偏大。最后介绍金属的腐蚀与防护，是氧化还原知识在原电池和电解池方面的综合利用。

从图1看出，电极反应式的书写、电池的工作原理和离子迁移的方向考查频率较高，属于重点中的高频考点。此外，核心考点清晰明确，只是题目信息的呈现形式在发生变化。例如，2020年的高考全国卷Ⅲ中的第12题与2021年的高考甲卷的第13题同样是利用电极方程式计算，2020年已知通过的电子数目去算出产物的量，而2021年则是利用已知产物的量去计算出通过的电子数目。对于大多数学生来说，一旦更换表述，就没有解题的思路，这说明基础不扎实，看待问题的角度不全面，才导致解题时无从下手，失分严重。因此，学生需要拥有扎实的知识基础和敏锐的洞察力来应对考题。

图1 2016—2021年全国卷Ⅲ电化学知识点考查频率

2 电化学考查涉及的核心素养

学科核心素养是学科育人价值的集中体现，是学生通过学科学习而逐步形成的正确价值观、必备品格和关键能力[1]。化学学科素养融合了化学知识与技能、化学思想观念、科学探究与问题解决能力、创新思维与社会责任感等多方面内容[2]。因此，课程的教学更加切合实际、紧跟时代步伐，以开放、包容、新颖有趣的形象，着重培养学生综合运用能力，以适应科学技术高速融合发展。

由图2可知，并不是所有的核心素养都在考查范围内，高考全国卷Ⅲ中电化学模块考查较多的是变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知这两个核心素养。变化观念与平衡思想旨在考验学生随机应变能力，跳出思维定势，提取图表上所蕴含的有用信息，结合已有知识基础，得出正确答案。例如，根据电池工作原理图上所给的离子移动方向，判断电极的类型。证据推理与模型认知是从已有电池模型和题目信息作为解题的突破口，抽丝剥茧地进行分析，使每一步都能有理有据。如新型二次电池的充放电原理，基本是作为已知条件来给出，但要解题还必须掌握“充电作电解池、放电作原电池”这个关键知识点去具体问题具体分析。

图2 2016—2021年电化学模块考查的学科核心素养占比统计

总而言之，教师在日常教学活动中，应以核心素养为基准进行教学，以适应新高考选拔人才的需要。同时，凝练相关科技前沿素材，与氧化还原反应、物质的量等模块进行有机融合，便成为一道有针对性、能巩固学生知识基础、培养基本素养的试题[3]。此外，教师在进行试题创新时应充分利用新材料、新能源、新模式等素材，引导学生深入思考，强化其信息整合能力和逻辑推理能力。在试题创新的过程中，应立足于基础知识，通过对知识点的掌握，结合电化学最新发展命题，丰富课堂教学内容，为教学注入新活力。

3 解题的策略

电化学试题形式多样，考查内容较广，知识点碎片化，对化学基础知识的要求比较高，学生们常常感觉比较吃力，无从下手，因而掌握一定的分析方法与解题策略能起到事半功倍的效果。

1)拆图

从题目中给出的条件或图示，首先判断属于电解池还是原电池，再从图中带电粒子的移动方向或物质化合价的变化情况，判断发生的反应类型及电极类型，最后，书写出电极方程式和电池反应方程式。

①电解池：有电源。阳极连接电源正极，在工作过程中失去电子、物质化合价升高、发生氧化反应、电解质溶液中的阴离子从阴极向阳极移动；阴极连接电源负极，在工作过程中得到电子、物质化合价降低、发生还原反应、电解质溶液中的阳离子从阳极向阴极移动。

天然气温度低，且密度比空气大，一旦泄漏会聚集于地面，不易扩散;而当天然气在常温时，密度会小于空气，泄漏后极易挥发扩散，因此，在气化站设置EAG处理器和泄放管，最终汇集到泄放塔中集中排放，保障工艺的安全性。

②原电池：连接着负载。正极是化学性质不活泼的物质，在工作过程中得到电子、物质化合价降低、发生还原反应、电解质溶液中的阳离子从负极向正极移动；负极是化学性质较活泼的金属单质，在工作过程中失去电子、物质化合价升高、发生氧化反应、电解质溶液中的阴离子从正极向负极移动。

③燃料电池：负极连接燃料、正极连通空气或氧气。例如，氢氧燃料电池，正极通入氧气，氧气是单质，化合价为零，与燃料反应后化合价降低，则氢气所在的那一端就是负极。

④二次电池：充电时是电解池，放电时是原电池，且总反应式的反应物与产物是相反的，但又不是可逆反应，因条件不一样。

2)书写正确的电极反应方程式和总反应方程式

标出相关化合物中元素化合价的变化，电子的得失情况，保持物料守恒和电荷守恒，正确书写出对应的电极方程式和电池反应方程式。与此同时，特别注意电解质溶液的环境，如碱性环境不能存在H+，酸性环境不能有OH-离子，出现则书写错误。

3)电极周围pH的变化

电极周围电解质溶液pH的变化与H+浓度和OH-浓度有关，因此在解答此类问题时要着重分析电极反应式及总反应式，从而可以了解H+浓度和OH-浓度的变化情况。如某电极消耗H+离子或生成OH-离子则pH增大，反之亦然。

除此之外，电解质溶液pH的变化还可以看总反应式：

①总反应只消耗H+则pH变大；

②若只消耗OH-则pH变小；

③如若反应中有水产生，则相当于稀释了原溶液，当原溶液呈酸性，pH变大；当原溶液呈碱性，pH变小。如若反应中有水被消耗，则相当于减少了溶剂，当原溶液呈酸性时，pH变小；当原溶液呈碱性时，pH变大。

4)根据电极反应式及总反应式进行相关量的计算，关键是把握好物料守恒和电荷守恒。

5)腐蚀与防护

金属腐蚀机理分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种[4]。①区别：化学腐蚀是金属直接与氧化性较强的物质接触；而电化学腐蚀是不纯的金属与电解质溶液接触，形成原电池，加快氧化还原反应速率，较为活泼的金属被氧化，产生微弱的电流。②联系：化学腐蚀和电化学腐蚀常同时发生，但电化学腐蚀的反应速率大于化学腐蚀的速率，且更为普遍，对社会造成的危害极为严重，致使金属损失加剧。

钢铁的电化学腐蚀的类型：析氢腐蚀和吸氧腐蚀。①区别：析氢腐蚀的水膜酸性较强，吸氧腐蚀的水膜酸性很弱或呈中性。②牢记正极反应方程式。

金属的防护：①电化学防护，可以利用电解池原理进行外加电流的阴极保护法，还可以利用原电池原理进行牺牲阳极的阴极保护法；②制成相应的合金，从而改变金属的组成或内部结构，使金属具有不同的性质，适应性更强，应用更为广泛；③在要保护的金属表面覆盖一层保护膜：喷漆、电镀和金属钝化。

6)在注重基础知识讲授的前提下，可以通过引入一些新颖的前沿化学知识，即激发学生对化学学习的兴趣，又呈现中国成就，传递爱国情怀[5]。并且，改变课堂模式，着重培养学生的思考与辨析的能力，以适应日趋复杂多变的考题。

4 小结

综上分析，近6年全国卷Ⅲ的电化学试题的核心考点变化不大，仅是对基础知识细微调整或变动。通过分析题目类型和内容，总结出一些具有针对解题有帮助的建议，帮助学生立足学科核心素养，整理清楚系统分析题目和解答题目的思路，夯实基础知识，突破难点。同时，为试题的编制创新提供一定的方向。