构建“装置-原理”二维模型 厘清电化学反应原理

安徽 董 顺

《普通高中化学课程标准(2017年版2020年修订)》指出，证据推理与模型认知是化学学科重要的核心素养之一。解决问题的思维模型对学生化学学科核心素养的落实有着重要的作用，在高三复习过程中帮助学生建立解决问题的“模型”能够很好地提高学生复习备考的效率。

在近年高考化学试题中电化学内容是高频考点，详细考查情况如表1所示，有的试题以选择题形式呈现，有的试题以非选择题形式呈现，该类试题对考生的思维能力要求较高，有一定的难度和较高的区分度。

表1 2021年电化学在高考中的考查统计

1.构建原电池及电解池“装置原理”二维模型

原电池及电解池的构成都包括电极材料、电极反应物、电子导体和离子导体，根据电化学原理，构建“装置-原理”二维模型如图1。

图1 电化学“装置-原理”二维模型图

在原电池中电子由负极经导线流向正极，在电解池中电子由电源负极经导线流向电解池阴极，由电解池阳极流向电源正极。在离子导体中，阳离子移向阴极(原电池正极也可称为阴极)，阴离子移向阳极(原电池负极也可称为阳极)，从而形成闭合回路。还原剂在阳极发生氧化反应，氧化剂在阴极发生还原反应。原电池将自发进行的氧化还原反应过程中的化学能转化为电能，电解池将电能转化为化学能。

在原电池及电解池中，各个电极转移的电子数目与电路中通过的电子数目相等，并遵循以下等量关系：

电量Q=It，t为时间，单位为秒；……