模型建构的新型电化学装置选择题解题策略

施俊芳

(福建省晋江市侨声中学 362271)

新型电化学装置往往是命题者根据最近的学术成果改变而成，题材新颖，在真实情景下考查学生的能力，能够彰显学科价值.

一、试题呈现方式及考点分析

例1(2019新课标Ⅰ)利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时MV2+/MV+在电极与酶之间传递电子，示意图如图1所示.下列说法错误的是( ).

图1

A．相比现有工业合成氨，该方法条件温和，同时还可提供电能

C．正极区，固氮酶为催化剂，N2发生还原反应生成NH3

D．电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动

答案:B

本题考查原电池反应的原理、电极反应式和离子流动的方向.从题目的设问方式，不难看出选择题中电化学考点依然延续前几年的考法，“题新点陈”是这一类题目的特点，因此笔者同时将近三年全国卷Ⅰ卷、Ⅱ卷、Ⅲ卷共9套试卷中电化学选择题考点进行统计，得到表1.

表1 2017-2019近三年新型电化学装置选择题选项考点分布

通过三年试卷的分析，三年的八套试卷考点分布相对集中，其中电极材料的判断、粒子的移动方向和电极反应式的书写基本每题的选项都涉及.考点的重复，中等及以下的学生却依然失分，这值得我们思考.高三复习时，笔者对于该类型的考点，侧重强化电极材料判断和微粒的迁移方向复习(电极反应式与信息型方程式在之前已复习)，尝试建构解题模型，形成答题策略，帮助学生突破该类题型，提升效果显著.

二、构建解题模型，形成解题思维

建构模型，旨在让学生通过分析、推理等手段，研究知识内在的特征及相互关系，搭建模型，利用模型诠释化学现象，认识现象的本质和规律.电化学选择题，无论是陌生的新情境还是少见的新考点，不外乎是基础知识的发散.基础知识搭建并内化是解题基础，形成解题模式，便能轻松解题.

1.建构“闭合回路”的电池反应原理模型

学生复习电化学的相关内容时，没有办法联系氧化还原的基本要点，因此觉得概念多，电化学知识是孤立、没有联系的，不仅难理解还不便记忆.因此在知识建构时，应借助氧化还原反应的视角整合电化学模块知识，将原电池和电解池工作原理模型搭建在此基础上.

(1)原电池-铜锌原电池模型

(2)电解池-电解氯化铜模型

如图2(2)所示，电解池中电子从外接电源的负极流出，流入阴极，阴极得电子，电极上发生还原反应，为形成负电荷的闭合回路，电解质溶液中的阴离子(Cl-)迁移到阳极，并失去电子，发生氧化反应，电子流向外接电源的正极，构成闭合回路.

图2

2.解题思维建模

对新情景电化学的选择题试题，由有无外接电源或能量输入先判断电池的类型，从已建构的解题模型入手，再判断两极名称，而后再离子的迁移方向判断，由简入繁，由易到难，而后判断电极反应式的书写是否合理.

三、模型的应用迁移

例1用以上建构的模型策略解题，分析如下：

1. 判断电池类型： 无外接电源和能量输入，为原电池.

2. 判断电极名称：电池工作时，左侧根据反应物是MV+，产物是MV2+；M元素化合价升高，失电子，所以左侧为负极(阳极)，发生氧化反应，根据B选项中氢化酶作用的反应应为阳极区.右边电极的为正极(阴极)，发生还原反应，C选项固氮酶上的反应正确.

3. 根据“闭合回路”模型，阳离子往正极迁移，D正确.

例2次磷酸(H3PO2)为一元中强酸，具有较强的还原性，可用电渗析法制备，“四室电渗析法”工作原理如图3所示.下列叙述不正确的是( ).

图3

分析1.判断电池类型：有外接电源，所以该装置为电解池.

2.判断电极名称：右侧石墨电极为阳极，左侧石墨电极为阴极，

帮助学生将零散的知识网络化，把化学问题进行分解、抽象、概括，构建模型.应试时，结合题目所给电化学装置信息，利用氧化还原反应的相关知识进行破题，建模答题，能够简化解题思路，提高解题效率，特别是对中下生复习很有效果.