学生把“正极”当成“阳极”背,一换到电解池就全错。这一堂只用一条线索:电子由哪里流向哪里。
本堂目标 学生能够:① 由电子流向判断哪一极发生氧化、哪一极发生还原,并讲出电解池与化学电池的分别;② 写出两个半方程并组合成完整的电池反应,标明电子数目;③ 用 Q = It 与法拉第常数计算电解产物质量,例如 0.50 A 通电 30 分钟可沉积约 0.30 g 铜。
01 先备知识(开课前 3 分钟快检)
以下任何一项未过关,本堂就会卡住,先补该项:
| 技能 |
快检题 |
过关标准 |
| 氧化数 |
氧化数上升代表什么 |
氧化,失去电子 |
| 离子方程式 |
怎样把两个半方程相加 |
先配电子数目,再逐项相加 |
| 摩尔与质量 |
摩尔数怎样换成质量 |
乘摩尔质量 |
02 课堂流程(45 分钟)
| 时间 |
环节 |
导师做什么 |
学生做什么 |
| 0–5 分 |
两池对照 |
电池放电与电解充电并排画 |
讲出电子流向 |
| 5–15 分 |
一条线索:电子流向 |
由负极出发,经外电路到正极 |
标对两个半方程 |
| 15–25 分 |
半方程与总反应 |
先配电子再相加 |
电子数相等 |
| 25–40 分 |
电量计算 |
0.50 A、30 分钟、Q = 900 C |
沉积 0.30 g 铜 |
| 40–45 分 |
离场三问 |
即场批,错即场改 |
三题全对 |
03 讲解脚本(照着说就可以)
第一幕:一条线索:电子由负极流出,流向正极
化学电池放电时,负极是较活泼的金属,它失去电子,发生氧化;电子经外电路流向正极,在那里被还原剂种接收。电解池刚好相反,外部电源把电子由阳极抽走,所以阳极发生氧化。
两个名词要分清:阳极永远是氧化,阴极永远是还原,这一点电池与电解池都成立;但电池的阳极是负极,电解池的阳极是正极。学生背“正负”就会乱,记“氧化在哪一极”就不会。
课堂上画两张并排的图,箭头都指向电子流向,学生一眼看到分别。
要学生讲:电解池中阳极接电源哪一边。
第二幕:半方程先配电子,才相加
写半方程三步:一,写出物种变化;二,用 H₂O 与 H⁺(酸性)或 OH⁻(碱性)配原子;三,加电子配电荷。
两个半方程相加前,电子数目必须相等,所以要找最小公倍数。这一步学生最常跳过,直接相加就会出现半个电子。
检查方法只有一条:总反应方程左右两边的电荷总和要相等,电子在中间被消去,不应出现在总方程中。
要学生讲:为什么总反应方程不会出现电子。
第三幕:电量计算:先算库仑,再算摩尔电子,最后才算质量
三步固定:Q = It,0.50 A × 30 × 60 s = 900 C;摩尔电子 = Q ÷ 96500 = 0.0093 mol;铜是二价,所以铜摩尔数 = 0.0093 ÷ 2 = 0.0047 mol,质量 = 0.0047 × 63.5 = 0.30 g。
反过来问就更清楚:要沉积 1.00 g 铜,需要 3039 C,即 0.50 A 要通 101 分钟。两个方向都练一次,学生才知道自己在算什么。
单位是这一题的杀手:分钟要乘 60,安培是 C/s,质量用克,全部写在算式旁边。
要学生讲:如果把电流加倍,沉积同样质量需要多少时间。
04 必教题型与步骤
| 题型 |
例子 |
步骤 |
答案 |
| 电子流向判断 |
指出哪一极氧化 |
找负极或电源负端,电子由此流出 |
阳极氧化、阴极还原 |
| 写半方程 |
写出阳极与阴极反应 |
配原子、配电荷、加电子 |
两边电荷相等 |
| 电池总反应 |
组合两个半方程 |
先配电子数目,再相加 |
总方程无电子 |
| 电解量计算 |
求沉积质量或所需时间 |
Q = It,除 96500,除电子数,乘摩尔质量 |
900 C 得 0.30 g 铜 |
合理性检查(一定要教):检查三个数:电量 900 C、电子 0.0093 mol、铜 0.30 g。合理性靠一条:1 mol 电子(96500 C)沉积半 mol 铜,即约 31.75 g;今次用了 0.0093 mol 电子,所以质量必然远小于 31.75 g,0.30 g 合理。算出来大过 31.75 g,就一定是漏了除 2。
05 独立练习三题
| 题目 |
答案 |
想观察什么 |
| 0.50 A 通电 30 分钟,通过多少库仑? |
900 C |
有无乘 60 |
| 上题在硫酸铜溶液中沉积多少铜? |
0.30 g |
有无除以 2(二价铜) |
| 要沉积 1.00 g 铜,0.50 A 要通多久? |
约 101 分钟 |
有无先转回库仑再除电流 |
06 学生常见错误与纠正句
| 错误 |
学生通常这样写 |
导师这样说 |
| 阳极阴极与正负极混淆 |
写“电解池阳极是负极” |
“记氧化𠮶极,不好记正负;氧化永远在阳极。” |
| 电子未配平就相加 |
总方程出现半个电子 |
“两个半方程电子数要一样,不一样就乘。” |
| 分钟没乘 60 |
直接用 Q = 0.50 × 30 |
“安培系每秒,时间一定要秒,不系分钟。” |
| 忘记铜是二价 |
质量算成 0.59 g |
“一个铜离子要两个电子,不除二就大一倍。” |
07 家课建议(直接指到练习卷题号)
- DSE 化学练习卷(电化学) 第 2 至 4 题:每题先画电子流向箭头,再写两个半方程;总方程要标明电子已消去。
- 同一份卷计算题 第 6 题:由 0.50 A 与时间求质量,再由质量反求时间,两个方向都要写出单位。
08 离场检查(最后 5 分钟)
| 题目 |
答案 |
判定 |
| 阳极发生什么反应 |
氧化 |
答还原=重讲第一幕 |
| 1 mol 电子可沉积多少铜 |
半 mol,约 31.75 g |
答 63.5 g 代表忘记二价 |
| 900 C 沉积多少铜 |
约 0.30 g |
答 0.59 g 代表忘记除二 |
09 导师常问
电池与电解池要分开背吗?
不用。只记一条:氧化在阳极、还原在阴极;再记电子由哪里流出,两池就自然分开。
96500 这个数要背吗?
要,而且要知道它是 1 mol 电子的电量,单位是 C/mol。
电解稀硫酸铜与浓硫酸铜有分别吗?
有。稀溶液时水也可能被氧化,题目通常会给提示,按提示写半方程。
立即免费找导师导师登记 →
本页为 TutorZone 导师备课指引,内容由 TutorZone 团队编写;题目与流程为原创,并非任何学校或出版社的教材。