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【摘 要】本文主要分析近年来化学高考中出现的电化学题目会发现明显的趋势，用相对陌生的情景和适当的电化学装置创新，结合信息考查粒子的放電情况，展开了几个方面的分析探讨。
【关键词】电化学 高考题目 分析
【中图分类号】G633.8 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2018）36-0094-01
电化学知识是中学化学的重点，是氧化还原反应原理和离子反应的具体应用，基础知识包括原电池、电解池和电化学的腐蚀和防护。电化学知识可以在选择题中单独命题，也可以出现在综合题中，还可以与氧化还原反应和化学反应的能量变化知识结合起来进行综合考查。原电池和电解池的工作原理与生产生活密切联系，同时也是进行学科内综合的重要“桥梁”，是高考考查的热点。
一、情景阅读
电化学的考查越来越趋于真实的工业生产、科研实验以及实际应用。所以其化学原理所处的情景和教材上的有所不同，例如：（2014山东30）离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系，由有机阳离子、Al2Cl7-和AlCl4-组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝；（2016全国11）三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na+和SO42-可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室；（2016浙江11）金属（M）–空气电池（如图）具有原料易得、能量密度高等优点，有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为：4M+nO2+2nH2O=4M（OH）n。已知：电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。
在上述情景材料中简洁高效地介绍了读者即将解决的问题，需要抓住其中的核心内容（2014山东30）中：没有其他离子生成，所以一定是Al2Cl7-和AlCl4-两种离子中的一种放电，根据配平即可解决，（2016全国11）中：两膜中间的Na+和SO42-可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。这句话点明了产生氢氧化钠和硫酸的原因。（2016浙江11）中：该类电池放电的总反应方程式说明了电池的环境为中性或者碱性。而电池的“理论比能量”概念的应用是解决某选项的关键。
二、装置创新
通过学习我们发现，在教材中只出现过单液原电池、双液原电池、单液电解池，仅在选修四第77页的氢氧燃料电池工作原理图中出现过“隔膜”。然而，近年高考题中大量出现与教材不同的装置，例如：
（2016北京12）用石墨电极完成下列电解实验.
现象 a、d处试纸变蓝；b处变红，局部褪色；c处无明显变化 两个石墨电极附近有气泡产生；
n处有气泡产生；…
（2015江苏10）一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。
（2015浙江11）在固态金属氧化物电解池中，高温共电解H2O—CO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式，基本原理如图所示。
无论装置如何变化，但是基本原理是不变的：原电池中负极发生氧化反应，失去电子；正极发生还原反应，得到电子。电子由负极流向正极，电流由正极流向负极。 溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极。电解池中与电源的正极相连的电极称为阳极。物质在阳极上失去电子，发生氧化反应。与电源的负极相连的电极成为阴极。物质在阴极上得到电子，发生还原反应。
（2016北京12）中，由于有外接电源，所以实验一和实验二均为电解池装置。实验一中，铁丝中的电流方向为从d到c，电子移动方向为从c到d，所以实验一的装置是比较复杂的电解池，其中a为阴极，c为阳极，d为阴极，b为阳极。实验二是一个更加复杂的电解池装置，两个铜珠的左端均为阳极，右端均为阴极，初始时两个铜珠的左端（阳极）均发生反应Cu-2e-=Cu2+，右端（阴极）均发生反应2H++2e-=H2↑，从而解释有气泡产生的原因。
（2015江苏10）中，燃料电池的信息说明为原电池，其中“催化重整”部分为燃料的生成，箭头的指向和化合价的变化说明了燃料电池生成的产物。以此可以确定A为负极，电极反应为H2-2e-+CO32-===CO2+H2O、CO-2e-+CO32===2CO2。B为正极，O2得电子，电极反应为O2+4e-+2CO2===2CO32-。
（2015浙江11）中，与X相连的电极产生CO，电解H2O-CO2混合气体，二氧化碳得到电子生成一氧化碳，发生还原反应，电解池阴极发生还原反应，所以X是电源的负极。电解H2O-CO2混合气体制备H2和CO，阴极：水中的氢原子得到电子生成氢气，H2O+2e-===H2↑+O2-，二氧化碳得到电子生成一氧化碳，CO2+2e-===CO+O2-，电解H2O-CO2混合气体制备H2和CO，根据图示知：阴极产生H2、CO，阳极产生氧气。
三、信息给予粒子放电
在教材的学习中，我们了解到了电解池中离子的放电顺序，依据该顺序即可写出相应的电极反应方程式，然而，近年的高考题中频繁出现气体分子、酸根离子等放电，这类粒子放电的电极反应的书写必须依据提目所给的信息进行书写，题目所给信息是书写反应的关键依据。例如上述（2014山东30）中Al2Cl7-和AlCl4-均为陌生的离子，可以依据镀铝信息说明一定有Al2Cl7-和AlCl4-中的一种或者两种离子得电子，再依据没有其它离子生成说明只能Al2Cl7-和AlCl4-互变，由原子守恒可以确定反应物和生成物。（2015浙江11）中箭头的指向说明了H2O和CO2放电，产物为H2和CO，由化合价的变化可以确定电极名称。（2014北京26）电解NO制备NH4NO3的工作原理如图所示，为使电解产物全部转化为NH4NO3，需补充物质A是？
根据工作原理装置图箭头指向，可以确定阳极为NO失去电子转变为NO3-，阴极NO转变为NH4+，根据电极反应书写电极反应式为：
阳极：NO-3e-+2H2O===NO3-+4H+
阴极：NO+5e-+6H+===NH4++H2O
然后根据得失电子守恒，硝酸根离子物质的量比铵根离子物质的量多，所以需要向溶液中加入的物质为NH3（即8NO+7H2O===3NH4NO3+2HNO3）。
四、电极反应的书写方法
电极反应是电化学考查的重点，我认为可以用“四步法”书写：第一步：准确写出确定的反应物和生成物，不确定的暂时不要写。第二步：依据电子守恒，配平化合价发生变化的元素。第三步：依据电荷守恒，确定其它参与反应的离子或者生成的离子。第四步：依据原子守恒，观察配平没有参与氧化还原反应的物质。不管高考中电化学题如何命制，基于电化学原理的基本内容不会变化，对学生有而言 ，牢记电化学的基础知识，运用适当的方法和技巧，一定可以得到满意的效果。
参考文献：
[1]2014年北京高考理综卷；2014年山东高考理综卷.
[2]2015年江苏高考理综卷；2015年浙江高考理综卷.
[3]2016年北京高考理综卷；2016年浙江高考理综卷；2016年全国高考理综卷.
【关键词】电化学 高考题目 分析
【中图分类号】G633.8 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2018）36-0094-01
电化学知识是中学化学的重点，是氧化还原反应原理和离子反应的具体应用，基础知识包括原电池、电解池和电化学的腐蚀和防护。电化学知识可以在选择题中单独命题，也可以出现在综合题中，还可以与氧化还原反应和化学反应的能量变化知识结合起来进行综合考查。原电池和电解池的工作原理与生产生活密切联系，同时也是进行学科内综合的重要“桥梁”，是高考考查的热点。
一、情景阅读
电化学的考查越来越趋于真实的工业生产、科研实验以及实际应用。所以其化学原理所处的情景和教材上的有所不同，例如：（2014山东30）离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系，由有机阳离子、Al2Cl7-和AlCl4-组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝；（2016全国11）三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na+和SO42-可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室；（2016浙江11）金属（M）–空气电池（如图）具有原料易得、能量密度高等优点，有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为：4M+nO2+2nH2O=4M（OH）n。已知：电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。
在上述情景材料中简洁高效地介绍了读者即将解决的问题，需要抓住其中的核心内容（2014山东30）中：没有其他离子生成，所以一定是Al2Cl7-和AlCl4-两种离子中的一种放电，根据配平即可解决，（2016全国11）中：两膜中间的Na+和SO42-可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。这句话点明了产生氢氧化钠和硫酸的原因。（2016浙江11）中：该类电池放电的总反应方程式说明了电池的环境为中性或者碱性。而电池的“理论比能量”概念的应用是解决某选项的关键。
二、装置创新
通过学习我们发现，在教材中只出现过单液原电池、双液原电池、单液电解池，仅在选修四第77页的氢氧燃料电池工作原理图中出现过“隔膜”。然而，近年高考题中大量出现与教材不同的装置，例如：
（2016北京12）用石墨电极完成下列电解实验.
现象 a、d处试纸变蓝；b处变红，局部褪色；c处无明显变化 两个石墨电极附近有气泡产生；
n处有气泡产生；…
（2015江苏10）一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。
（2015浙江11）在固态金属氧化物电解池中，高温共电解H2O—CO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式，基本原理如图所示。
无论装置如何变化，但是基本原理是不变的：原电池中负极发生氧化反应，失去电子；正极发生还原反应，得到电子。电子由负极流向正极，电流由正极流向负极。 溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极。电解池中与电源的正极相连的电极称为阳极。物质在阳极上失去电子，发生氧化反应。与电源的负极相连的电极成为阴极。物质在阴极上得到电子，发生还原反应。
（2016北京12）中，由于有外接电源，所以实验一和实验二均为电解池装置。实验一中，铁丝中的电流方向为从d到c，电子移动方向为从c到d，所以实验一的装置是比较复杂的电解池，其中a为阴极，c为阳极，d为阴极，b为阳极。实验二是一个更加复杂的电解池装置，两个铜珠的左端均为阳极，右端均为阴极，初始时两个铜珠的左端（阳极）均发生反应Cu-2e-=Cu2+，右端（阴极）均发生反应2H++2e-=H2↑，从而解释有气泡产生的原因。
（2015江苏10）中，燃料电池的信息说明为原电池，其中“催化重整”部分为燃料的生成，箭头的指向和化合价的变化说明了燃料电池生成的产物。以此可以确定A为负极，电极反应为H2-2e-+CO32-===CO2+H2O、CO-2e-+CO32===2CO2。B为正极，O2得电子，电极反应为O2+4e-+2CO2===2CO32-。
（2015浙江11）中，与X相连的电极产生CO，电解H2O-CO2混合气体，二氧化碳得到电子生成一氧化碳，发生还原反应，电解池阴极发生还原反应，所以X是电源的负极。电解H2O-CO2混合气体制备H2和CO，阴极：水中的氢原子得到电子生成氢气，H2O+2e-===H2↑+O2-，二氧化碳得到电子生成一氧化碳，CO2+2e-===CO+O2-，电解H2O-CO2混合气体制备H2和CO，根据图示知：阴极产生H2、CO，阳极产生氧气。
三、信息给予粒子放电
在教材的学习中，我们了解到了电解池中离子的放电顺序，依据该顺序即可写出相应的电极反应方程式，然而，近年的高考题中频繁出现气体分子、酸根离子等放电，这类粒子放电的电极反应的书写必须依据提目所给的信息进行书写，题目所给信息是书写反应的关键依据。例如上述（2014山东30）中Al2Cl7-和AlCl4-均为陌生的离子，可以依据镀铝信息说明一定有Al2Cl7-和AlCl4-中的一种或者两种离子得电子，再依据没有其它离子生成说明只能Al2Cl7-和AlCl4-互变，由原子守恒可以确定反应物和生成物。（2015浙江11）中箭头的指向说明了H2O和CO2放电，产物为H2和CO，由化合价的变化可以确定电极名称。（2014北京26）电解NO制备NH4NO3的工作原理如图所示，为使电解产物全部转化为NH4NO3，需补充物质A是？
根据工作原理装置图箭头指向，可以确定阳极为NO失去电子转变为NO3-，阴极NO转变为NH4+，根据电极反应书写电极反应式为：
阳极：NO-3e-+2H2O===NO3-+4H+
阴极：NO+5e-+6H+===NH4++H2O
然后根据得失电子守恒，硝酸根离子物质的量比铵根离子物质的量多，所以需要向溶液中加入的物质为NH3（即8NO+7H2O===3NH4NO3+2HNO3）。
四、电极反应的书写方法
电极反应是电化学考查的重点，我认为可以用“四步法”书写：第一步：准确写出确定的反应物和生成物，不确定的暂时不要写。第二步：依据电子守恒，配平化合价发生变化的元素。第三步：依据电荷守恒，确定其它参与反应的离子或者生成的离子。第四步：依据原子守恒，观察配平没有参与氧化还原反应的物质。不管高考中电化学题如何命制，基于电化学原理的基本内容不会变化，对学生有而言 ，牢记电化学的基础知识，运用适当的方法和技巧，一定可以得到满意的效果。
参考文献：
[1]2014年北京高考理综卷；2014年山东高考理综卷.
[2]2015年江苏高考理综卷；2015年浙江高考理综卷.
[3]2016年北京高考理综卷；2016年浙江高考理综卷；2016年全国高考理综卷.