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DSE 化學｜電解 備課指引（導師用）｜放電次序、法拉第計算與電鍍
學生識講「陽極氧化」，但一見兩個離子就亂答誰先放電。這一堂要給他們一張固定次序表，再加一條「濃度夠高就翻盤」的例外。
本堂目標 學生能夠：① 用放電次序判斷陰極與陽極產物；② 由電流與時間算法拉第電量、電子摩爾數與沉積質量；③ 講出電鍍與氯鹼工業的三個條件。
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 |
|---|---|---|
| 摩爾 | 摩爾 = 質量 ÷ 摩爾質量 | n = m ÷ M |
| 氧化還原 | 陰極發生什麼反應 | 還原，得電子 |
| 電量單位 | 1 A 通電 1 秒的電量 | 1 C |
02 課堂流程（60 分鐘）
| 時間 | 環節 | 導師做什麼 | 學生做什麼 |
|---|---|---|---|
| 0–10 分 | 裝置 | 電源、電極、電解質、離子移動方向 | 標出陰陽極 |
| 10–24 分 | 放電次序 | 陽離子與陰離子次序表 | 預測四組產物 |
| 24–38 分 | 電量計算 | Q = It，電子摩爾，再換物質 | 算出 1.18 g 銅 |
| 38–50 分 | 工業應用 | 電鍍、提取鋁、氯鹼 | 講出三個條件 |
| 50–56 分 | 答題格式 | 半方程式、電子守恆、單位 | 改寫一段答案 |
| 56–60 分 | 離場檢查 | 三題收回即批 | 獨立完成 |
03 講解腳本（照著說就可以）
第一幕：放電次序：先背表，再講例外
陰極（還原）次序：K⁺ Na⁺ Ca²⁺ Mg²⁺ Al³⁺ Zn²⁺ Fe²⁺ Pb²⁺ H⁺ Cu²⁺ Ag⁺ Au³⁺，越右越易放電。
陽極（氧化）：S²⁻ I⁻ Br⁻ Cl⁻ OH⁻ 含氧酸根，越左越易放電；用惰性電極時水或 OH⁻ 可被氧化。
例外：濃氯化鈉溶液陽極出氯氣（濃度效應），稀溶液則出氧氣。
陽極（氧化）：S²⁻ I⁻ Br⁻ Cl⁻ OH⁻ 含氧酸根，越左越易放電；用惰性電極時水或 OH⁻ 可被氧化。
例外：濃氯化鈉溶液陽極出氯氣（濃度效應），稀溶液則出氧氣。
要學生講：稀硫酸銅溶液用銅電極，陽極發生什麼（銅溶解，不是放氧）。
第二幕：電量：一條公式串起三層
2.0 A 通電 30 分鐘：Q = It = 2.0 × 1800 = 3600 C；電子摩爾 = 3600 ÷ 96500 = 0.0373 mol。
Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu，所以銅 = 0.0373 ÷ 2 = 0.0187 mol = 1.18 g；陽極 2H₂O → O₂ + 4H⁺ + 4e⁻，氧 = 0.0373 ÷ 4 = 0.0093 mol = 0.22 dm³（室溫 24 dm³ mol⁻¹）。
Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu，所以銅 = 0.0373 ÷ 2 = 0.0187 mol = 1.18 g；陽極 2H₂O → O₂ + 4H⁺ + 4e⁻，氧 = 0.0373 ÷ 4 = 0.0093 mol = 0.22 dm³（室溫 24 dm³ mol⁻¹）。
要學生計：同一電量沉積銀（Ag⁺ + e⁻）會是多少克（約 4.02 g）。
第三幕：工業應用：條件比反應重要
電鍍：物件必須接陰極、鍍層金屬接陽極、電解液含該金屬離子，電流要小以求均勻薄層。
提取鋁：氧化鋁溶於熔融冰晶石，陰極出鋁、陽極碳棒被消耗要定期更換。
氯鹼工業：濃鹽水電解，陰極出氫與氫氧化鈉、陽極出氯，兩極產物必須分隔防止反應。
提取鋁：氧化鋁溶於熔融冰晶石，陰極出鋁、陽極碳棒被消耗要定期更換。
氯鹼工業：濃鹽水電解，陰極出氫與氫氧化鈉、陽極出氯，兩極產物必須分隔防止反應。
提醒：問「為何要分隔」＝答「防止氯與氫氧化鈉反應」。
04 必教題型與步驟
| 題型 | 例子 | 步驟 | 答案 |
|---|---|---|---|
| 預測 | 指定電解質的電極產物 | 先寫離子，再查次序 | 陰極出金屬或氫 |
| 計算 | Q = It | 2.0 × 1800 | 3600 C |
| 計算 | 沉積質量 | 電子摩爾 ÷ 電子數 × 摩爾質量 | 1.18 g |
| 應用 | 電鍍的三個條件 | 陰極、陽極、電解液 | 物件接陰極 |
合理性檢查（一定要教）：陰極質量只會增加（除非用活性陽極或置換反應）；氣體體積要用常溫摩爾體積，不要與 22.4 dm³ 混用。電子摩爾一定是電量除 96500，不是除 96000。
05 獨立練習三題
| 題目 | 答案 | 想觀察什麼 |
|---|---|---|
| 2.0 A 通電 30 分鐘的電量 | 3600 C | Q = It，時間用秒 |
| 同電量沉積銅的質量 | 1.18 g | Cu²⁺ 需要 2 個電子 |
| 濃鹽水電解陽極產物 | 氯氣 | 濃度夠高，氯優先於氧 |
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 |
|---|---|---|
| 時間用分鐘代入 | Q 算成 60 | 「I 用 A，t 一定要用秒。」 |
| 忘記除以電子數 | 銅算成 2.37 g | 「Cu²⁺ 要 2 個電子，記得除 2。」 |
| 濃稀鹽水不分 | 稀鹽水答陽極出氯 | 「稀溶液出氧，濃溶液才出氯。」 |
| 電鍍物件接陽極 | 物件接正極 | 「要被鍍，就要做陰極接收離子。」 |
07 家課建議（直接指到練習卷題號）
- DSE 化學練習卷（電化學） 乙部結構題（電解計算）
- 中學化學章節索引 全科章節
08 離場檢查（最後 5 分鐘）
| 題目 | 答案 | 判定 |
|---|---|---|
| 2.0 A 通電 30 分鐘的電子摩爾 | 0.0373 mol | 三題全對＝可進氧化還原滴定 |
| 同電量沉積銅的質量 | 1.18 g | 錯一題＝下堂前重講電子守恆 |
| 電鍍時物件接哪一極 | 陰極 | 錯兩題以上＝回到第一幕 |
09 導師常問
一定要背整個放電次序嗎？
要背常用十幾個，含氧酸根一律難放電，可以此推其餘。
為何陽極碳棒會消耗？
生成氧時碳被氧化成二氧化碳，所以工業上要定期更換。
電量計算用 96500 還是 96485？
DSE 用 96500 即可，答案取三位有效數字。
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。
