DSE 化學｜氧化還原與氧化數備課指引（導師用）｜氧化數規則、半反應配平與錳酸鉀滴定

2026-11-03

學生識講「失去電子是氧化」，但一見 MnO₄⁻ 就分不清哪個原子變、要幾個電子。這一堂用氧化數做入口，再用電子守恆把滴定題一次過打通。

本堂目標　學生能夠：① 用四條規則求出化合物或離子中任何元素的氧化數；② 寫出酸性環境下的半反應，並用電子數相等配平總反應；③ 由滴定體積與濃度、配合摩爾比求出未知溶液濃度，並核對有效數字。

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
摩爾濃度 n = cV	0.10 M、250 cm³ 含幾 mol	0.025 mol
氧化數基本值	單質的氧化數是多少	0
有效數字	25.0 cm³ 有幾位有效數字	3 位

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	氧化數規則	四條規則逐條示範	求 Mn、Cr、S 的氧化數
10–24 分	半反應	先配原子，再配電荷，最後加電子	寫出 MnO₄⁻ 的還原半反應
24–38 分	配平總反應	電子數取最小公倍數	Fe²⁺ 與 MnO₄⁻ 配成 5:1
38–50 分	滴定計算	n = cV，用摩爾比，再除樣本體積	得 0.100 M
50–56 分	誤差與終點	終點與計量點的分別	講出一滴的影響
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：氧化數：四條規則走天涯

① 單質氧化數為 0；② 化合物中所有氧化數總和為 0，多原子離子則是離子電荷；③ 氧通常 −2（過氧化物 −1，例如 H₂O₂）；④ 氫通常 +1（金屬氫化物 −1）。
MnO₄⁻：Mn + 4(−2) = −1 → Mn = +7。Cr₂O₇²⁻：2Cr + 7(−2) = −2 → Cr = +6。
H₂SO₄ 的 S = +6，但 SO₂ 的 S 只有 +4——同一個元素可以有不同氧化數，所以要逐個計，唔好靠記。

要學生複述：先寫總和等式，再解未知數；氧化物同含氧酸唔可以照抄同一個數。

第二幕：半反應：電子要寫得夠

MnO₄⁻ + 8H⁺ + 5e⁻ → Mn²⁺ + 4H₂O：先配 Mn，再配 O（加 H₂O），再配 H（加 H⁺），最後用電荷差補電子——左邊 −1 + 8 = +7，右邊 +2，差 5，所以 5 個電子。
Fe²⁺ → Fe³⁺ + e⁻。要使電子相等，第二式乘 5，總式 MnO₄⁻ + 5Fe²⁺ + 8H⁺ → Mn²⁺ + 5Fe³⁺ + 4H₂O。
同一個 MnO₄⁻ 在中性或鹼性下只得 3 個電子，生成 MnO₂——題目一定要寫明酸性，冇寫就要問清楚。

要學生複述：氧化數由 +7 跌到 +2，跌 5 就用 5 個電子，唔係靠背。

第三幕：滴定：由摩爾比到濃度

0.0200 M KMnO₄ 用了 25.0 cm³，n(MnO₄⁻) = 0.0200 × 0.0250 = 5.0e-04 mol。
摩爾比 1:5，所以 n(Fe²⁺) = 2.5e-03 mol；樣本 25.0 cm³，[Fe²⁺] = 2.5e-03 ÷ 0.0250 = 0.100 M。
Fe 的質量 = 2.5e-03 × 55.85 = 0.140 g，即每公升 5.58 g；若樣本是 FeSO₄·7H₂O，Fe 佔 20.1%。

要學生複述：mol 係數量、M 係每公升，算完 mol 一定要再除樣本體積。

04　必教題型與步驟

題型	例子	步驟	答案
判斷	求氧化數	寫總和等式再解未知數	Mn +7、Cr +6、H₂O₂ 的 O 為 −1
配平	酸性半反應	配原子 → 配 H⁺ → 補電子	MnO₄⁻ 得 5e⁻
計算	滴定求濃度	n = cV → 摩爾比 → 除樣本體積	[Fe²⁺] = 0.100 M
解釋	氧化劑與還原劑	看氧化數升還是跌	MnO₄⁻ 被還原，是氧化劑

合理性檢查（一定要教）：半反應的電子數一定等於該元素氧化數的總改變：Mn 由 +7 到 +2 是 5，Fe 由 +2 到 +3 是 1，所以比例必然是 1:5；如果算出 1:1 就係抄錯半反應。滴定結果要有單位：2.5e-03 mol 係數量，0.100 M 才係濃度。Cr₂O₇²⁻ 是 6 個電子，所以同樣 20.0 cm³ 的 0.0167 M 重鉻酸鉀可氧化 2.00e-03 mol Fe²⁺。

05　獨立練習三題

題目	答案	想觀察什麼
MnO₄⁻ 中 Mn 的氧化數	+7	有否把離子電荷當成 0
0.0200 M KMnO₄ 25.0 cm³ 可氧化多少 mol Fe²⁺	2.5e-03 mol	摩爾比有否用 1:5
FeSO₄·7H₂O 中 Fe 的質量百分比	20.1%	摩爾質量有否計七個水

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
H₂O₂ 的氧當 −2	寫 −2	「過氧化氫兩個氧之間有鍵，氧是 −1。」
MnO₄⁻ 只加 2 個電子	總式比例算成 2:1	「酸性下 Mn 由 +7 跌到 +2，要 5 個電子。」
mol 當成濃度	只寫 2.5e-03 mol 就當答案	「mol 係數量，M 係每公升，要再除樣本體積。」
終點當計量點	直接用見到粉紅色那刻的讀數	「終點係你見到變色，計量點係理論值，兩者差一滴。」

07　家課建議（直接指到練習卷題號）

DSE 化學練習卷（甲部選擇題、乙部結構題）　乙部結構題：氧化還原與滴定計算
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
Cr₂O₇²⁻ 中 Cr 的氧化數	+6	三題全對＝可進電化學
MnO₄⁻ 在酸性下得到的電子數	5	錯一題＝重講半反應
滴定算出 0.0025 mol 之後下一步	除以樣本體積得濃度	錯兩題以上＝回到第一幕

09　導師常問

氧化數一定是整數嗎？

在簡單化合物與離子中是整數；平均氧化數可以是分數，例如 Fe₃O₄ 的鐵平均為 +8/3。

冇寫酸性就一定用 5 個電子？

不可以假設。中性或鹼性下 MnO₄⁻ 只得 3 個電子生成 MnO₂，要先看題目條件。

滴定為何要重複三次取平均？

減少隨機誤差；三次相差超過 0.10 cm³ 就要找原因，例如氣泡或未沖洗滴定管。

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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。