推 mark5622000:真是厲害呀~果然是強烈地超出範圍了!!! 02/15 23:43
推 YuChHa:2H2O + 2e- → H2 + 2OH- 我始終覺得用這個有點怪怪的 02/16 02:02
推 YuChHa:真要強迫水接受 e- 也是 OK 啦 02/16 02:17
※ 引述《mark5622000 (饅頭)》之銘言：
: 小弟對於國三有題理化感到困惑，特來請教一下各位大大
: 如右圖裝置，在下表的資料中何者可能有電流產生???
: 選項 X電極 Y電極 溶液 + -
: (A) Ca Al 食鹽水 ┌──燈泡──┐
: │ │
: (B) Fe Cu 稀硫酸 └─┐ ┌─┘
: X │ │Y
: (C) Ag Zn 檸檬汁 │ ▋ ▋ │
: │ ▋ ▋ │
: (D) Cu Zn 氫氧化鈉 │ ▋ │▋ │
: └───┼──┘
: 溶液
: (不好意思圖有點簡略)
: 答案是C 因為我覺得D這選項應該也可以算對
: 因此我就去問了授課師，他說因為鹼性不易與金屬反應
: 所以在此杯溶液中就沒有氧化還原的反應
: 沒有氧化還原的反應就沒有電子的流動
: 所以就沒法通電!!!
: 可聽完當下處於有點混亂的狀態!!!有種似懂非懂後來再想想總覺得哪裡怪怪的!!!
: 那鹼性電池怎麼辦???他的電解液也是鹼性可他為啥能通電???
: 而且氫氧化鈉不是強電解質嗎???他應該是可以通電的狀態???
: 請大家幫我解惑!!!感謝!!!
解此題要掌握三個重點
1. 活性大的金屬易氧化。
2. 活性大的金屬氧化時，溶液中是否有物質可以還原。（需比較氧化還原電位）
3. 溶液中的物質還原時，會在活性小的電極端還原。（個人認為此點較難說明）
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因此
(A) Ca會氧化成Ca2+，水分子還原形成的H2會在Al端形成，
但燈泡不允許此方向的電子流通過，所以不能選。
(B) Fe會氧化成Fe2+或Fe3+，H+還原形成的H2會在Cu端形成，
但燈泡不允許此方向的電子流通過，所以也不能選。
(C) Zn會氧化成Zn2+，標準氧化電位＝0.76V
H+還原形成的H2會在Ag端形成，標準還原電位＝0V，
且燈泡允許此方向的電子流通過，正解。
(D) Zn氧化成Zn2+，標準氧化電位＝0.76V
鹼性環境下，水分子還原形成H2，2H2O + 2e- → H2 + 2OH-
標準還原電位＝-0.83V
（參見http://www.jesuitnola.org/upload/clark/refs/red_pot.htm）
比較兩者的電位，氧化還原反應不會發生，沒有電流發生。
所以正確答案是C無誤。理由也如同m大授課師所言。
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另外水果電池產生電子流的部分，
氧化的是活性大的金屬，還原的可能是水、H+或者水果中其他更易還原的部分，
並非如丹尼爾鋅銅電池中，由活性小金屬的離子還原。
伏打的第一顆電池，鋅-銅/食鹽水電池，與水果電池的原理相同。
主要半反應式：負極 Zn → Zn2+ + 2e- E0＝0.76V
正極 2H2O + 2e- → H2 + 2OH- E0＝-0.83V
看起來氧化還原反應似乎不會發生，
但食鹽水是中性，依勒沙特列原理，
正極的半反應的還原電位會大於-0.83V，
實際上會大於-0.76V，使氧化還原反應會發生。
（中性溶液中 2H2O + 2e- → H2 + 2OH- 的還原電位精確值，必須用
Nernst方程式計算，我太久沒碰，這邊就不研究了，
有興趣的老師請自行查閱普化課本。）
如何驗證氧化還原的現象的確如前所述？
只要在此電池的銅極附近加一些酚太，
隨著電池放電，就會看到酚太遇鹼性變色的情形。
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以上是大致的情形，
實際上兩極可能同時有數種氧化還原反應一起進行，
想要更瞭解的可以參考以下投影片，第16頁的部分。
http://nbeaa.org/presentations/battery_intro.ppt
※ 編輯: zamp 來自: 218.163.147.244 (02/15 21:15)