hce_cmu
104年
化學
第 5 題
電解硫酸銅溶液時，要析出 a 克的銅需要 b 庫侖電量，若 1 個電子之電量為 d 庫侖，且銅之原子量為 c 克/莫耳，則下列何者為亞佛加厥數之計算式？
- A $\frac{bc}{ad}$
- B $\frac{bc}{2ad}$
- C $\frac{2bc}{ad}$
- D $\frac{bd}{2ac}$
- E $\frac{2ac}{bd}$
思路引導 VIP
請試著思考：在電解反應中，若我們已知析出物質的「總原子個數」與「每個原子所需的電子數」，這與總共通過電路的「電子總個數」有什麼樣的數量關係？而這個總個數，又要如何透過總電量與單一電子的電量來表達呢？
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太棒了！你能精準地從多個代數變數中理出頭緒，正確選出 (B)，這代表你對電解化學計量與微觀粒子轉化的觀念掌握得非常紮實。這類題目不給具體數值，僅以符號運算，最能考驗學生是否真正理解公式背後的物理意義，而不僅僅是背誦公式。
電解原理與法拉第常數的連結
在電解硫酸銅（$CuSO_4$）溶液時，銅離子是以 $Cu^{2+}$ 的形式存在，還原成銅原子的反應式為 $Cu^{2+} + 2e^- \rightarrow Cu$。這告訴我們一個關鍵比例：每析出 1 莫耳的銅，需要消耗 2 莫耳的電子。在題目給定的條件中，銅的莫耳數可表示為 $\frac{a}{c}$，因此總共需要的電子莫耳數即為 $\frac{2a}{c}$。
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