DSE 化学｜电解与化学电池备课指引（导师用）｜电量、离子放电次序、四类计算

2026-11-03

学生背得出“阴极得金属、阳极放氧气”，但一给电流和时间就不知由哪里起手。这一堂只做一条链：电流乘时间得电量，电量除 96500 得电子摩尔数，再按半反应式的比例换成质量或气体体积；2.0 A 跑三十分钟，铜就沉积 1.18 克。

本堂目标　学生能够：① 用 Q = It 与 n(e⁻) = Q/96500 把电量换成电子摩尔数（2.0 A、1800 s 得 3600 C、0.0373 mol）；② 依半反应式比例算出沉积质量与气体体积（铜 1.18 g、氧气 224 cm³）；③ 用放电次序判断稀硫酸铜溶液电解时两极的产物，并讲出化学电池与电解在能量方向上的分别。

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
摩尔关系	一摩尔电子带多少电量？	96500 C
半反应式	Cu²⁺ 还原成铜要几个电子？	2 个
气体摩尔体积	室温常压下一摩尔气体占几多体积？	约 24 dm³
氧化还原	阴极发生氧化还是还原？	还原（得电子）

02　课堂流程（60 分钟）

时间	环节	导师做什么	学生做什么
0–8 分	开场一条链	写出 Q = It 与 n = Q/F 两步	自己计一次 2 A × 30 分钟
8–20 分	电量换质量	铜的沉积量由半反应式比例得出	算出 1.18 g 并对比实测 1.09 g
20–32 分	放电次序	比较四种离子的标准电极电势	排出两极产物并写理由
32–44 分	电池与电解	丹尼尔电池自发，电解靠外电源	画出电子流向并讲能量方向
44–52 分	题型演练	两题计算、一题解释	限时八分钟独立做
52–60 分	离场检查	三题书面即场批	独立完成

03　讲解脚本（照着说就可以）

第一幕：电量不是电压，先乘时间

学生见到“2 A”就以为知道沉积多少，其实电流只讲速率。2.0 A 跑 1800 秒等于 3600 C；除以 96500 得 0.0373 mol 电子。要学生每次写答案前先写这三行：I、t、Q，缺一行就不准落笔计质量。

要学生讲出：为何以同样电流跑十五分钟，质量会减半？

第二幕：比例由半反应式决定，不是由电荷乱除

Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu，所以 0.0373 mol 电子只够沉积 0.0187 mol 铜，乘 63.5 得 1.18 g。同一部电源若换成放氧气，4e⁻ 才出 1 mol O₂，体积是 224 cm³。同一个电量，两极的摩尔数不同，原因只在系数。实测只得 1.09 g，效率 92.0%，差额去了副反应与镀层剥落。

要学生讲出：同一电量下，铜与氧气的摩尔数为何相差四倍？

第三幕：电池与电解是同一条反应的两个方向

丹尼尔电池的 1.10 V 来自锌氧化、铜离子还原的自发趋势，电子由锌流向铜；电解则由外电源逆向推，电子由电源负极逼去阴极。写答案时要分清“自发”与“被迫”：电池问能量由化学转电能，电解问电能转化学能。

要学生讲出：同一对半反应，什么情况下是电池、什么情况下是电解？

04　必教题型与步骤

题型	例子	步骤	答案
电量计算	2.0 A 通电 30 分钟，求通过的电子摩尔数	① Q = It ② 秒为单位 ③ n = Q/F	3600 C，0.0373 mol 电子
沉积质量	同上条件电解硫酸铜溶液，求阴极增重	① 写半反应式 ② 电子与铜比例 1:2 ③ 乘摩尔质量	1.18 g（理论值）
气体体积	同上条件，阳极在室温常压放出氧气多少 cm³	① 4e⁻ 出 1 mol O₂ ② 乘 24 dm³ ③ 换成 cm³	224 cm³
解释题	为何电镀铜的实测增重低于理论值	① 比较理论与实测 ② 指出副反应 ③ 指出镀层损耗	理论 1.18 g 对实测 1.09 g，效率 92.0%

合理性检查（一定要教）：合理性检查：3600 C 除以 96500 一定是 0.0373 这个数量级，若学生算出 37 mol 就是忘了把分钟换成秒。铜的摩尔质量 63.5，理论增重必然少于 1.2 g 这个级数，答案写成 12 g 要即刻退回。氧气体积必须比铜的质量数字大两个数量级才合理（224 cm³ 对 1.18 g），因为 24 dm³ 是很大的体积。

05　独立练习三题

题目	答案	想观察什么
2.0 A 通电 30 分钟的电量	3600 C	有没有把 30 分钟乘 60
对应电子摩尔数	0.0373 mol	有没有除以 96500
阴极铜的理论增重	1.18 g	电子与铜有无用 1:2
阳极氧气体积	224 cm³	有无用 4e⁻ 对 1 mol O₂

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
分钟当秒	“t = 30，所以 Q = 2 × 30 = 60 C。”	“Q = It 的 t 一定用秒；30 分钟是 1800 秒，差 60 倍就是这里出错。”
电子与金属 1:1	“0.0373 mol 电子就沉积 0.0373 mol 铜。”	“看系数：Cu²⁺ 要两个电子，所以铜的摩尔数是电子的一半。”
阳极写成还原	“阳极得电子，所以金属在阳极析出。”	“阳极是氧化、失电子；金属析出在阴极，这是定义，不是记忆题。”
电池与电解混淆	“电解时电子由溶液自发流向电极。”	“电解靠外加电源推，方向由电源决定；自发的是电池，不是电解槽。”

07　家课建议（直接指到练习卷题号）

化学科章节索引　先重温“氧化还原”的电子转移写法，再做本章电量三步
电解（S5 章节）　重做该页“独立练习”第 2、3 题，核对放电次序
化学电池（S5 章节）　比较丹尼尔电池与电解槽的电子流向，各画一个箭头图

08　离场检查（最后 5 分钟）

题目	答案	判定
2.0 A、1800 s 的电量	3600 C	错：用 30 当秒
电子摩尔数	0.0373 mol	错：除 9650
阴极铜的理论质量	1.18 g	错：电子与铜 1:1
实测 1.09 g 的效率	92.0%	错：用理论除实测

09　导师常问

系数一定要背吗？

不用背全部，但铜、银、氧气、氢气这四组要即时讲得出：2e⁻ 对铜、1e⁻ 对银、4e⁻ 对氧气、2e⁻ 对氢气。其余即场由半反应式推。

效率题要写几个原因？

两个就够：一个副反应（例如水被还原出氢气），一个物理损耗（镀层剥落、冲洗带走）。写三个但重复同一原因不会加分。

可以只用公式不写半反应式吗？

计算题可以，解释题不行。题目问“为何”时，评分看的是半反应式与比例，不是答案数字。

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