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DSE 化學|化學電池與電解 備課指引(導師用)|0.50 A 電解 30 分鐘沉積 0.30 g 銅

DSE 化學|化學電池與電解 備課指引(導師用)|0.50 A 電解 30 分鐘沉積 0.30 g 銅

  • 2026-11-03

學生把「正極」當成「陽極」背,一換到電解池就全錯。這一堂只用一條線索:電子由哪裡流向哪裡。

本堂目標 學生能夠:① 由電子流向判斷哪一極發生氧化、哪一極發生還原,並講出電解池與化學電池的分別;② 寫出兩個半方程並組合成完整的電池反應,標明電子數目;③ 用 Q = It 與法拉第常數計算電解產物質量,例如 0.50 A 通電 30 分鐘可沉積約 0.30 g 銅。

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
氧化數 氧化數上升代表什麼 氧化,失去電子
離子方程式 怎樣把兩個半方程相加 先配電子數目,再逐項相加
摩爾與質量 摩爾數怎樣換成質量 乘摩爾質量

02 課堂流程(45 分鐘)

時間 環節 導師做什麼 學生做什麼
0–5 分 兩池對照 電池放電與電解充電並排畫 講出電子流向
5–15 分 一條線索:電子流向 由負極出發,經外電路到正極 標對兩個半方程
15–25 分 半方程與總反應 先配電子再相加 電子數相等
25–40 分 電量計算 0.50 A、30 分鐘、Q = 900 C 沉積 0.30 g 銅
40–45 分 離場三問 即場批,錯即場改 三題全對

03 講解腳本(照著說就可以)

第一幕:一條線索:電子由負極流出,流向正極

化學電池放電時,負極是較活潑的金屬,它失去電子,發生氧化;電子經外電路流向正極,在那裡被還原劑種接收。電解池剛好相反,外部電源把電子由陽極抽走,所以陽極發生氧化。
兩個名詞要分清:陽極永遠是氧化,陰極永遠是還原,這一點電池與電解池都成立;但電池的陽極是負極,電解池的陽極是正極。學生背「正負」就會亂,記「氧化在哪一極」就不會。
課堂上畫兩張並排的圖,箭頭都指向電子流向,學生一眼看到分別。

要學生講:電解池中陽極接電源哪一邊。

第二幕:半方程先配電子,才相加

寫半方程三步:一,寫出物種變化;二,用 H₂O 與 H⁺(酸性)或 OH⁻(鹼性)配原子;三,加電子配電荷。
兩個半方程相加前,電子數目必須相等,所以要找最小公倍數。這一步學生最常跳過,直接相加就會出現半個電子。
檢查方法只有一條:總反應方程左右兩邊的電荷總和要相等,電子在中間被消去,不應出現在總方程中。

要學生講:為甚麼總反應方程不會出現電子。

第三幕:電量計算:先算庫侖,再算摩爾電子,最後才算質量

三步固定:Q = It,0.50 A × 30 × 60 s = 900 C;摩爾電子 = Q ÷ 96500 = 0.0093 mol;銅是二價,所以銅摩爾數 = 0.0093 ÷ 2 = 0.0047 mol,質量 = 0.0047 × 63.5 = 0.30 g。
反過來問就更清楚:要沉積 1.00 g 銅,需要 3039 C,即 0.50 A 要通 101 分鐘。兩個方向都練一次,學生才知道自己在算什麼。
單位是這一題的殺手:分鐘要乘 60,安培是 C/s,質量用克,全部寫在算式旁邊。

要學生講:如果把電流加倍,沉積同樣質量需要多少時間。

04 必教題型與步驟

題型 例子 步驟 答案
電子流向判斷 指出哪一極氧化 找負極或電源負端,電子由此流出 陽極氧化、陰極還原
寫半方程 寫出陽極與陰極反應 配原子、配電荷、加電子 兩邊電荷相等
電池總反應 組合兩個半方程 先配電子數目,再相加 總方程無電子
電解量計算 求沉積質量或所需時間 Q = It,除 96500,除電子數,乘摩爾質量 900 C 得 0.30 g 銅
合理性檢查(一定要教):檢查三個數:電量 900 C、電子 0.0093 mol、銅 0.30 g。合理性靠一條:1 mol 電子(96500 C)沉積半 mol 銅,即約 31.75 g;今次用了 0.0093 mol 電子,所以質量必然遠小於 31.75 g,0.30 g 合理。算出來大過 31.75 g,就一定是漏了除 2。

05 獨立練習三題

題目 答案 想觀察什麼
0.50 A 通電 30 分鐘,通過多少庫侖? 900 C 有無乘 60
上題在硫酸銅溶液中沉積多少銅? 0.30 g 有無除以 2(二價銅)
要沉積 1.00 g 銅,0.50 A 要通多久? 約 101 分鐘 有無先轉回庫侖再除電流

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
陽極陰極與正負極混淆 寫「電解池陽極是負極」 「記氧化嗰極,唔好記正負;氧化永遠在陽極。」
電子未配平就相加 總方程出現半個電子 「兩個半方程電子數要一樣,唔一樣就乘。」
分鐘沒乘 60 直接用 Q = 0.50 × 30 「安培係每秒,時間一定要秒,唔係分鐘。」
忘記銅是二價 質量算成 0.59 g 「一個銅離子要兩個電子,唔除二就大一倍。」

07 家課建議(直接指到練習卷題號)

  • DSE 化學練習卷(電化學) 第 2 至 4 題:每題先畫電子流向箭頭,再寫兩個半方程;總方程要標明電子已消去。
  • 同一份卷計算題 第 6 題:由 0.50 A 與時間求質量,再由質量反求時間,兩個方向都要寫出單位。

08 離場檢查(最後 5 分鐘)

題目 答案 判定
陽極發生什麼反應 氧化 答還原=重講第一幕
1 mol 電子可沉積多少銅 半 mol,約 31.75 g 答 63.5 g 代表忘記二價
900 C 沉積多少銅 約 0.30 g 答 0.59 g 代表忘記除二

09 導師常問

電池與電解池要分開背嗎?

不用。只記一條:氧化在陽極、還原在陰極;再記電子由哪裡流出,兩池就自然分開。

96500 這個數要背嗎?

要,而且要知道它是 1 mol 電子的電量,單位是 C/mol。

電解稀硫酸銅與濃硫酸銅有分別嗎?

有。稀溶液時水也可能被氧化,題目通常會給提示,按提示寫半方程。

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