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國三下理化⏱ 約 20 分鐘JavalabJc-IV-7Me-IV-5

1.4 電流的化學效應

任務簡報:電鍍飾品閃閃發亮的金屬層,是利用電流通過溶液產生化學反應而形成的。準備好了嗎?跟著步驟動手探究,一關一關破解它!

小欣老師
1讀故事情境先進入狀況
2動手玩實驗先看步驟再操作
3記錄與闖關填數據、答問題
4自我驗證最後回頭打勾⭐
1

情境引導

小惠同學
🧭 探險情境

電鍍飾品閃閃發亮的金屬層,是利用電流通過溶液產生化學反應而形成的。這一節,我們要透過模擬實驗,探究電流的化學效應:電解。

2

實驗工作站:Javalab — Electrolysis of Water

先把 5 個步驟讀完,再動手做!

💻 電腦版:同一個框框裡,左邊讀步驟、右邊做實驗,實驗畫面會一直陪著你。📱 手機版:先讀步驟,往下就是實驗艙。

🧑‍🏫 操作指導語(請依序完成)

小欣老師
  1. 1

    進入模擬後,觀察電解槽中兩個電極(陰極與陽極)浸入電解質溶液(如稀氫氧化鈉溶液)中的裝置。

  2. 2

    開啟電源後,觀察陰極與陽極分別產生的氣體種類與體積比例。

  3. 3

    記錄陰極與陽極產生氣體的體積比(提示:應接近2:1)。

  4. 4

    嘗試改變電流大小,觀察產生氣體的速率是否改變。

  5. 5

    思考:電解水產生的兩種氣體分別是什麼?它們的體積比例說明了水的化學式中氫、氧原子的比例關係嗎?

🧪 實驗艙(讀完左邊步驟,在這裡動手做):

實驗艙空白或卡卡的?點右上角「🔎 放大操作」在新分頁開啟,手機操作更順手。
3

數據實驗室

小惠同學

把觀察到的結果填進格子;不知道怎麼填?按「填入範例」看看!

📏 參考範圍:電流大小 約 0~100。填的數字差太多時會出現橘色提醒——再量一次看看!

電流大小陰極氣體體積陽極氣體體積體積比
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探究關卡

小欣老師

用你的觀察與數據回答問題。卡住了就按提示;先寫下想法(5 個字以上),才能解鎖參考答案喔!

探究 1觀察與定題

電解的基本原理與進行條件是什麼?

回到實驗艙或數據表,找找看:什麼現象讓你最意外、最好奇?
試著用「我觀察到……」開頭,再問一個「為什麼」或「跟什麼有關」的問題。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

電解是利用外加電流,使原本不會自發進行的氧化還原反應發生的過程,進行條件是需要直流電源、電解質溶液(或熔融態離子化合物)及兩個電極。

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

探究 2計劃與執行

使用模擬工具觀察電解水,陰極與陽極分別產生什麼氣體?體積比例為何?

想一想:這個實驗中你改變了什麼?哪些條件保持不變?
照著操作步驟回顧你實際做了哪些動作,把觀察到的結果寫下來。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

電解水時,陰極(連接電源負極)產生氫氣,陽極(連接電源正極)產生氧氣,兩者體積比約2:1。

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

探究 3分析與發現

電流通過電解質溶液時,發生了什麼樣的化學反應?

看看你填的數據表:數字怎麼變化?有什麼規律或差異?
用「因為……所以……」把數據和背後的原因連起來。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

電解質溶液中的離子在電場作用下移動並在電極上發生氧化還原反應:陰極發生還原反應(獲得電子),陽極發生氧化反應(釋放電子)。

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

探究 4討論與傳達

電流的化學效應有哪些應用?可能對環境造成什麼影響?

想想看:生活中哪裡也看得到類似的現象或應用?
試著用這一課學到的科學詞彙,把想法說清楚給同學聽。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

電流的化學效應應用包括電鍍(金屬表面鍍層)、電解精煉金屬、電解製造化學品等;若處理不當,電鍍過程產生的含重金屬廢水若排放到環境中,可能污染水源與土壤,危害生態與人體健康。

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

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延伸挑戰(進階,選做)

還不過癮?點開下面的挑戰卡,繼續探險!

🚀 延伸挑戰:電鍍與金屬污染的關係 ▶

查詢並比較電鍍(如鍍金、鍍鉻)與電解精煉金屬(如電解精煉銅)的原理異同,並嘗試解釋電鍍工廠若處理不當可能造成的重金屬污染問題。

google.com · 查資料任務 🔎 開新分頁查

這一關是查資料任務(不是虛擬實驗),點下面按鈕用 Google 搜尋相關資料:

🔍 去查查看

查到資料後,試著用自己的話整理重點;記得回來繼續闖關!
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反思時光

最後幾題,沉澱一下今天學到的東西!

反思 1學習反思

這次實驗後,我對電流的化學效應有什麼新的理解?

課本是文字和圖片,虛擬實驗多了什麼?(動手做?數據?變化?)
寫下最真實的想法就可以,反思沒有標準答案。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

電鍍工廠應設置完善的廢水處理系統,將廢水中的重金屬離子沉澱、回收後再排放,並定期監測排放水質是否符合法規標準,同時政府應加強稽查,避免業者為節省成本而違法排放,造成環境污染。

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

反思 2學習反思

你認為電鍍工廠應該如何妥善處理廢水,避免重金屬污染環境?

課本是文字和圖片,虛擬實驗多了什麼?(動手做?數據?變化?)
寫下最真實的想法就可以,反思沒有標準答案。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

💡 參考方向同上一題——最重要的是寫下你自己的想法!

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

🏁

自我驗證:我學會了嗎?

跑完一整輪了!現在回頭檢查——下面四件事你真的會了嗎?會就打勾;不太確定?點旁邊的按鈕回那一關再練一次。

小惠同學小欣老師
🏆 探究迴圈完成!
你剛剛做了真正的科學探究:觀察 → 實驗 → 記錄 → 分析 → 表達 → 回頭驗證。
這就是科學家的一天。幫自己鼓掌!👏