百宏文教 BHCS
SCIENCE LAB / 理化 · 電流的化學效應

電池與電解實驗室

比較鋅銅電池與三種電解裝置:哪一極變輕或變重、產生什麼氣體、電子在導線上往哪走、溶液裡的離子怎麼移動。

國中建議 20–25 分鐘任務 → 操作 → 紀錄 → 挑戰

今天要學會什麼

先備知識
氧化還原、離子
學習目標
說明鋅銅電池中鋅極(負極)變輕、銅極(正極)變重與電子流向;說出電解水時兩極的氣體與體積比;比較用碳棒與銅棒電解硫酸銅時溶液顏色的差別
使用方式
各校版本進度不同,請依單元選用。先接任務,再只改一個變因;至少保留兩筆可比較的紀錄。

引導任務

自由探索:先固定其他條件,只改一個變因。

01 / EXPLORE

研究工具箱

調整實驗條件
查看圖像與結果 ↓

選好條件後按「開始觀察」。

02 / OBSERVE

圖像與觀察結果

選好任務或設定條件後,按「開始觀察」。

操作後,這裡會說明模型結果。

請設定條件,然後操作並觀察。

03 / RECORD

我的實驗紀錄

紀錄只保留在本機。

本次模型條件與觀察依據
#條件結果解釋
尚無紀錄

常見迷思

電子不會游過溶液;溶液中導電靠的是離子移動,電子只在導線與電極上流動。

04 / CHECK

三題學習檢核

1. 鋅銅電池中,變輕的是?
2. 電解水時,負極與正極產生的氣體體積比是?
3. 溶液中負責導電的是?

模型限制與教師提示

理想情況:電流全部用在電極反應,不計副反應與電阻發熱。電子的莫耳數與質量計算屬進階內容,基本觀察只看變輕變重、氣體與顏色。鋅銅電池以鹽橋連接兩杯溶液;電解時「正極、負極」指接電源的正、負極。

給老師的比較任務與判讀

讓學生直接操作並留下第一筆觀察,再只改一個條件完成第二筆;要求學生指出哪些數據支持自己的解釋,以及模型不能支持什麼。

公式:通過的電子莫耳數=電流×時間÷96500(進階)。鋅銅電池:鋅極 Zn → Zn²⁺+2e⁻(負極、變輕),銅極 Cu²⁺+2e⁻ → Cu(正極、變重)。電解水:負極產生氫氣、正極產生氧氣,體積比 2:1。電解硫酸銅:負極析出銅;碳棒時正極產生氧氣、溶液變淡,銅棒時正極的銅溶解、溶液顏色不變。

參考概念來源:OpenStax:電解。本頁文字、題目與示意圖為自編,簡化規則依本頁限制解讀。

接著學

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