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DSE 化学|化学电池与电解 备课指引(导师用)|0.50 A 电解 30 分钟沉积 0.30 g 铜

DSE 化学|化学电池与电解 备课指引(导师用)|0.50 A 电解 30 分钟沉积 0.30 g 铜

  • 2026-11-03

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。

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