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DSE 化學｜電解與電鍍定量計算備課指引（導師用）｜半反應式、電子摩爾數與三步換算
學生背得出 Q = It，但一到「30 分鐘後陰極增重多少」就停手，因為中間那一步——電子摩爾數——從來沒有寫出來。
本堂目標 學生能夠：① 分辨電解池與化學電池的能量方向，並一致地指出氧化在陽極、還原在陰極；② 為指定電解質寫出兩條半反應式並配平電子；③ 用 Q = It → n(e⁻) = Q / 96 500 → n(產物) = n(e⁻) ÷ 電子數 三步算出質量。
01 先備知識（開課前 3 分鐘快檢）
以下任何一項未過關，本堂就會卡住，先補該項：
| 技能 | 快檢題 | 過關標準 |
|---|---|---|
| 氧化還原 | 氧化是失去還是得到電子 | 失去電子（OIL RIG） |
| 摩爾概念 | 1 mol 電子帶多少電荷 | 96 500 C，即法拉第常數 |
| 電極名稱 | 電解池的陰極接電源哪一極 | 負極 |
02 課堂流程（60 分鐘）
| 時間 | 環節 | 導師做什麼 | 學生做什麼 |
|---|---|---|---|
| 0–8 分 | 兩張裝置圖 | 電池與電解池並排，問哪個由外電源推動 | 標出電子流向 |
| 8–20 分 | 陽極陰極鎖死 | 不論哪種池，氧化在陽極、還原在陰極 | 口頭快問十次 |
| 20–32 分 | 半反應式 | 先配原子再配電子，兩邊電子數相等 | 寫出 CuSO4 電解的兩條式 |
| 32–44 分 | 放電次序 | 陽極活潑電極先溶，否則 Cl⁻ > OH⁻；陰極 Cu²⁺ > H⁺ > Na⁺ | 判斷兩題誰先放電 |
| 44–56 分 | 三步換算 | Q=It、n(e⁻)=Q/96500、n(產物)=n(e⁻)÷電子數 | 計 2.0 A × 30 min 鍍銅 |
| 56–60 分 | 離場檢查 | 三題收回即批，錯的標明跌在哪一幕 | 獨立完成 |
03 講解腳本（照著說就可以）
第一幕：先分池，再講極
化學電池由自發反應驅動，電解池由外電源驅動；名稱卻一致：陽極永遠氧化、陰極永遠還原。
學生最常錯是以為「陰極一定負」，因為電解池陰極接負極，而電池陰極是正極。
解法是把兩件事分開講：先問「電子從哪裏來」，再問「這個電極發生氧化還是還原」，最後才貼名稱。名稱是最後一步，不是第一步。
學生最常錯是以為「陰極一定負」，因為電解池陰極接負極，而電池陰極是正極。
解法是把兩件事分開講：先問「電子從哪裏來」，再問「這個電極發生氧化還是還原」，最後才貼名稱。名稱是最後一步，不是第一步。
要學生做：兩張圖上各標電子流向與四個電極的反應類型，並講出判斷次序。
第二幕：半反應式：先配原子，後配電子
以硫酸銅溶液電解為例：惰性電極時陽極是 2H₂O → O₂ + 4H⁺ + 4e⁻、陰極是 Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu；用銅電極時陽極改為 Cu → Cu²⁺ + 2e⁻，溶液濃度基本不變，這正是電鍍的原理。
次序固定：寫反應物與產物→配原子（先金屬，後 O，最後 H）→用 H₂O 補氧→配電荷（加電子）→檢查兩邊電子數相等。
放電次序要一併教：陽極有活潑金屬電極就先溶，否則 Cl⁻ 先於 OH⁻ 放電；陰極按標準電極電勢由高至低，Cu²⁺ 先於 H⁺，H⁺ 先於 Na⁺。
次序固定：寫反應物與產物→配原子（先金屬，後 O，最後 H）→用 H₂O 補氧→配電荷（加電子）→檢查兩邊電子數相等。
放電次序要一併教：陽極有活潑金屬電極就先溶，否則 Cl⁻ 先於 OH⁻ 放電；陰極按標準電極電勢由高至低，Cu²⁺ 先於 H⁺，H⁺ 先於 Na⁺。
要學生做：同一杯 CuSO4 分別用銅電極與碳電極，寫出四條半反應並指出哪條改了。
第三幕：三步換算：由電流到質量
三步寫在紙上，每步一行：① Q = I × t（秒）；② n(e⁻) = Q ÷ 96 500；③ n(產物) = n(e⁻) ÷ 每分子電子數。以 2.0 A、30 分鐘為例：Q = 3600 C，n(e⁻) = 0.0373 mol，陰極析出銅 0.0187 mol，即 1.18 g。
三個陷阱要即場示範：時間必須換成秒（30 分鐘不是 30）；除電子數是除以方程式上的係數，不是乘以；最後乘摩爾質量才得克。
要求學生在答案旁寫出三步，即使只要求質量，因為閱卷看的是流程。
三個陷阱要即場示範：時間必須換成秒（30 分鐘不是 30）；除電子數是除以方程式上的係數，不是乘以；最後乘摩爾質量才得克。
要求學生在答案旁寫出三步，即使只要求質量，因為閱卷看的是流程。
要學生講：把 30 分鐘誤當 30 秒，答案會錯幾倍？為甚麼。
04 必教題型與步驟
| 題型 | 例子 | 步驟 | 答案 |
|---|---|---|---|
| 半反應式題 | 寫出陽極與陰極反應 | 先分類，再配原子與電子 | 兩邊電子數相等，狀態符號齊 |
| 放電次序題 | 哪種離子先放電 | 比電勢或活潑序，逐項講理由 | 要寫「因為…所以先」，不可只寫答案 |
| 定量計算題 | 30 分鐘後陰極增重多少 | Q=It → n(e⁻) → n(產物) → 質量 | 單位寫齊：C、mol、g |
| 電鍍應用題 | 為何用銅作陽極而非碳 | 陽極溶解補充離子，濃度穩定 | 要同時提到濃度與持續性 |
合理性檢查（一定要教）：合理性檢查：電極名稱要由電子流向推出，不能靠背；半反應式必須兩邊電子數相等才算完成；換算三步要分行寫，因為錯處幾乎全在跳步而不是算術。示範時故意漏寫秒的換算，讓學生自己捉。
05 獨立練習三題
| 題目 | 答案 | 想觀察什麼 |
|---|---|---|
| 半反應式 | 碳電極電解 NaBr 水溶液，寫兩極反應 | 看有無處理水與 Br⁻ 的競爭 |
| 電子摩爾數 | 3.0 A 通電 20 分鐘，求 n(e⁻) | 看有無先換秒 |
| 質量計算 | 承上，陰極析出幾克銀（Ag⁺ + e⁻ → Ag） | 看電子數是否當成 2 |
06 學生常見錯誤與糾正句
| 錯誤 | 學生通常這樣寫 | 導師這樣說 |
|---|---|---|
| 陰極一定負 | 「電池的陰極是負極」 | 「電子從哪裏來？先講流向，再貼名稱。電池陰極是正極。」 |
| 時間不換秒 | 30 分鐘直接乘 2.0 | 「Q 的單位是庫倫，秒是基本單位。30 分鐘等於幾秒？先寫出來。」 |
| 電子數當乘 | n(Cu) = n(e⁻) × 2 | 「一條 Cu²⁺ 要幾個電子？兩個電子上一個銅，所以要除二。」 |
| 濃硫酸銅用惰性電極當電鍍 | 「陽極用碳也可以鍍銅」 | 「碳陽極溶不出銅離子，溶液濃度會怎樣？電鍍靠甚麼維持？」 |
07 家課建議（直接指到練習卷題號）
08 離場檢查（最後 5 分鐘）
| 題目 | 答案 | 判定 |
|---|---|---|
| 電極反應類型 | 陽極氧化、陰極還原 | 答錯＝回到第一幕 |
| 三步換算 | Q=It、n(e⁻)=Q/96500、n(產物)=n(e⁻)÷電子數 | 漏一步＝重講第三幕 |
| 電子數用法 | 按方程式係數相除 | 當成相乘＝重講第三幕 |
09 導師常問
要不要教標準電極電勢數值？
概念要，數值不必全背；放電次序記住活潑序與幾個常見離子就夠。
氣體體積怎樣接上？
同一條鏈多一步：n(氣體) 之後用摩爾體積 24 dm³ 換算，室溫條件要寫明。
學生算術弱怎麼辦？
要求分行寫三步並標單位，算術錯至少流程分拿得足；再補一步估算檢查數量級。
本頁為 TutorZone 導師備課指引，內容由 TutorZone 團隊編寫；題目與流程為原創，並非任何學校或出版社的教材。