高考化學(xué)命題新動向
——電化學(xué)與晶體結(jié)構(gòu)的綜合考查

王志庚 王海峰

(河北省唐山市教育局教研室)

新高考背景下,高考試題命制由能力立意轉(zhuǎn)為素養(yǎng)立意,體現(xiàn)對關(guān)鍵能力的考查,而關(guān)鍵能力包括“理解與辨析” “分析與推測” “歸納與論證”和“探究與創(chuàng)新”,因此高考試題命制更加注重對試題情境的優(yōu)選。

多省實施自主命題后,試卷結(jié)構(gòu)與全國甲卷、乙卷有明顯不同,很多省份的試卷結(jié)構(gòu),都是“14道單選題+4道大題”。物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的考查一般有兩種不同的方式,一是僅命制2道選擇題,二是命制1道選擇題,然后在主觀題的工藝流程題或有機化學(xué)基礎(chǔ)綜合題中融入物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的相關(guān)內(nèi)容。

今年2月,教育部考試中心命制的四省聯(lián)考化學(xué)試卷面世。結(jié)合2022年的高考山東化學(xué)卷,我們發(fā)現(xiàn)了一個高考化學(xué)命題新動向——將電化學(xué)與物質(zhì)結(jié)構(gòu)綜合起來命制試題。此類題既考查了電化學(xué)基礎(chǔ),又考查了物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的相關(guān)知識,具有立意高遠、情境新穎、設(shè)問巧妙的特點。

【例1】(2022年山東卷,15題)Cu2-xSe是一種鈉離子電池正極材料,充放電過程中正極材料立方晶胞(示意圖)的組成變化如圖所示,晶胞內(nèi)未標出因放電產(chǎn)生的0價Cu原子。下列說法正確的是

( )

A.每個Cu2-xSe晶胞中Cu2+個數(shù)為x

B.每個Na2Se晶胞完全轉(zhuǎn)化為Cu2-xSe晶胞,轉(zhuǎn)移電子數(shù)為8

C.每個NaCuSe晶胞中0價Cu原子個數(shù)為1-x

D.當(dāng)NayCu2-xSe轉(zhuǎn)化為NaCuSe時,每轉(zhuǎn)移(1-y) mol電子,產(chǎn)生(1-x) mol Cu原子

【解析】由題給信息“Cu2-xSe是一種鈉離子電池正極材料”,則負極失電子的必定是Na。為便于觀察,我們將圖中的晶胞從左到右分別標為①～④。

至此,得出本題的正確答案為BD。

【例2】(2023年2月四省聯(lián)考,7題)水溶液鋅電池(圖甲)的電極材料是研究熱點之一。一種在晶體MnO中嵌入Zn2+的電極材料充放電過程的原理如圖乙所示。下列敘述中正確的是( )

圖甲

圖乙

A.①為MnO活化過程,其中Mn的價態(tài)不變

B.該材料在鋅電池中作為負極材料

C.②代表電池放電過程

D.③中1 mol晶體轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.61 mol

【解析】本題情境為水溶液鋅電池,從選項的設(shè)問情況看,重點聚焦正極材料在放電和充電時的化學(xué)過程。

B選項:觀察圖甲可知,電池的負極顯然是鋅,則以MnO為主要成分的該材料作電池的正極,B不正確。

C選項:觀察過程②,晶胞組成發(fā)生了如下的變化Mn0.61□0.39O→ZnxMn0.61□0.39O,此時Zn2+進入晶胞,Mn的價態(tài)降低,正極獲得了電子,說明負極Zn失去了電子。則過程②是電池的放電過程,C正確。