5. 電位的性質：
(1) 當半反應的方向逆轉時，將由還原半反應變成氧化半反應，其電位須乘以－1。
Zn2＋(aq)＋2 e－ ─→ Zn(s) E°＝－0.76 V Zn(s) ─→ Zn2＋(aq)＋2 e－
E°＝－1×（－0.76 V）＝0.76 V
(2) 當半反應的係數乘上某一倍數時，其還原電位不變，因為還原電位是物質得到電子的趨勢，
不因莫耳數多寡而改變。
Ag＋(aq)＋e－ ─→ Ag(s) E°＝0.80 V 2Ag＋(aq)＋2 e－ ─→ 2Ag(s) E°＝0.80 V (3) 由二半反應電位推求半反應電位（參考）
例： 半電池電位 能量＝電量×電位 A(s) → A2＋(aq)＋2 e－ E1 ΔH1＝2 8．F×E1
陰 極：A2＋(aq) → A3＋(aq)＋e－ E2 ΔH2＝1．F×E2
半反應：A(s) → A3＋(aq)＋3 e－ E3 ΔH3＝3 F．E3
＝ΔH1＋ΔH2
＝2 FE1＋1 FE2
E3＝，F 為法拉第常數，1 F＝96500 C。
(4) E°值僅表示失去獲得到電子的傾向，與電極的表面積、體積、形狀、粗細、大小無關。
(5) 若標準半電池電位改變，其他半電位亦會等量改變，但電化電池的電位差 E°不變。
6. 電位的應用：
(1) 預測氧化劑與還原劑的強度：
① 還原電位愈大者，其氧化力愈強。
例：還原電位：F2＞Cl2＞Br2＞I2 氧化力：F2＞Cl2＞Br2＞I2
② 氧化電位愈大者，其還原力愈強
例：氧化電位：I－＞Br－＞Cl－＞F－ 還原力：I－＞Br－＞Cl－＞F－ (2) 預測氧化還原反應是否自然發生：
① 凡是 E 電池＞0 的反應將可自然發生，化學電池之反應均屬自發反應。
② E 電池＜0 的反應無法自然發生，須由外界提供電壓（或能量）才能發生，電解反應均 屬非自發反應。
例：過氧化氫分解是一種自發性自身氧化還原反應，
H2O2＋2 H＋（10－7 M）＋2 e－ ─→ 2 H2O E＝1.37 V O2＋2 H＋（10－7 M）＋2 e－ ─→ H2O2 E＝0.27 V
2 H2O2 → 2 H2O＋O2 E 電池＝1.37 V－0.27 V＝1.10 V＞0。
7. 非標準狀態（溫度≠25 ℃、濃度≠1 M、或壓力≠1 atm）之電壓或電位（補充資料）：
(1) 利用勒沙特列原理作定性判斷：
① 改變度、壓力或濃度時，若平衡向右移，電壓變大。
② 改變度、壓力或濃度時，若平衡向左移，電壓變小。
③ 若度上升，則平衡向左移 ΔE 變小。（∵電池反應為放熱反應）。
範例 電位的意義 ★★★★★
有關半電池及電化電池（可放電）的敘述，何者錯誤？
(A)半電池的標準還原電位以 E°（H＋－H2）＝0.00 V 為標準 (B)所謂標準狀態是 1 bar、
25 ℃，離子濃度 1 M (C)兩個半電池構成一個電化電池時，還原電位較高者為負極 (D)電化電池的正極即為陰極
[答案] Ｃ
(C)還原電位較高者為電池的陰極（正極）。
[類題] 標準氫電極的電位 E°＝0.00 伏特是： 【75.日大】
(A)化學家共同定義的 (B)從反應能量推算結果 (C)由理論計算的結果 (D)由實驗測得 的
█： Ａ 。
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範例 計算反應的電壓 ★★★★
(1) E°（Cu－Ag＋）＝E°（Zn－Ag＋）－E°（Zn－Cu2＋）＝1.4－1.1＝0.3（V）
(2) Ag＋＋e－ → Ag E°＝0.0，但 E°（Cu－Ag＋）不變
█： Ｄ 。
範例 常見氧化還原反應 ★★★★★
Zn－Ag＋電池之電壓E°＝1.4 V，Zn－Cu2＋電池之電壓E°＝1.1 V，則：
鐵生鏽是常見的氧化還 原反應。反應中，鐵氧化 為Fe2＋(aq)，而氧還原與 水反應生成OH－(aq)。
Fe2＋(aq) 的檢驗可由 Fe2＋(aq) 與 K3[Fe(CN)6](aq) 反應呈藍色得知；而 OH－(aq) 的檢驗，可由
OH－(aq)遇無色的酚呈紅色而得知。實驗初始時，王同學將左鐵棒的上、下兩端各連接一鋅片，
而在右鐵棒中段連上一銅片（如上圖左實驗初始圖），王同學將此二者靜置於含有
K3[Fe(CN)6](aq) 及酚的混合膠質溶液中，經一段時間後，發現圖中的甲、乙、丙、丁、戊、己 等六區均有變化，則下列各區的變化，哪些是正確的？ 【96.指考】
(A)甲區呈現藍色 (B)乙區呈現紅色 (C)丙區呈現藍色 (D)丁區產生鐵（II）離子 (E)戊區 產生銅（II）離子
[答案] ＢＤ
(A)(C)產生 Zn3[Fe(CN)6]2 白色沉澱；(E) Fe 活性大於 Cu，所以不會生成 Cu2＋。
[類題] 今有三支相同的鐵棒，其中甲鐵棒和乙鐵棒分別以金屬線接上鋅棒和銅棒，丙鐵棒則不接 其他金屬棒，試問有關三支鐵棒之相對腐蝕速率，下列敘述何者正確？
(A)三支均相同 (B)甲最慢 (C)乙最慢 (D)丙最慢 (E)甲、乙相同
█： Ｂ 。
範例 氧化力與還原力的比較 ★★★
已知X＋Y＋ → X＋＋Y，Z＋Y＋不會反應，又W＋X＋ → W＋＋X，則下列敘述何項正確？
(A)還原力：X＋＞Y＋ (B)氧化力：Z＞Y (C)還原電位：W＋＞X＋ (D)氧化電位：W＞Z [答案] Ｄ
還原力：X＞Y，Y＞Z，W＞X；氧化電位：W＞X＞Y＞Z（還原力）；
還原電位：W＋＜X＋＜Y＋＜Z＋（氧化力）。
[類題] 1. 已知下述四個反應會自然發生：
(甲) 2 H2S＋3 O2 → 2 H2O＋2 SO2 (乙) 4 HI＋O2 → 2 I2＋2 H2O (丙) 2 Br2＋2 H2O → 4 HBr＋O2 (丁) I2＋H2S → 2 HI＋S。
則氧、硫、碘、溴中何者氧化力最強？
(A)氧 (B)硫 (C)碘 (D)溴
█： Ｄ 。
2. Au＋3K＋(aq) Au3＋(aq)＋3 K ΔE°＝－4.43 V，下列敘述何者正確？ 【76.日大】
(A) Au 是比 K 更強的還原劑 (B) K＋(aq) 的氧化力大於 Au3＋(aq) (C)Au3＋(aq) 是比 K＋(aq) 更 強的氧化劑 (D)在標準狀態下，反應由左向右進行
█： Ｃ 。
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（甲：Fe＋Zn，Zn 活性大於 Fe，Zn 易被腐蝕。）
（ 1. (甲) O2＞SO2；(乙) O2＞I2；(丙) Br2＞O2；(丁) I2＞S
∴氧化力 Br2＞O2＞I2＞S。
2. ΔE°＜0 為非自發性反應，還原力：K＞Au，氧化力：Au3＋＞K＋。）
範例 電位的應用 ★★★★★
下列各半反應的標準電壓為Fe2＋＋2 e－ → Fe(s) E°＝－0.44 伏特；Fe3＋＋e－ → Fe2＋
E°＝0.77 伏特；Cl2(g)＋2 e－ → 2 Cl－ E°＝1.36 伏特，則含 Fe2＋及Fe3＋的水溶液中（各離 子濃度均為1 M）通以 1 大氣壓之氯氣，將發生何種變化？
(A) Fe2＋被Cl2氧化為Fe3＋ (B) Fe3＋被Cl2還原為Fe2＋ (C) Fe3＋被Cl2還原為Fe(s)
(D) Fe2＋被Cl2還原為Fe(s)
[答案] Ａ
氧化力：Cl2＞Fe3＋＞Fe2＋。
[類題] 1. 若已知 Fe → Fe2＋＋2 e－ E°＝0.44 V，
Fe2＋ → Fe3＋＋e－ E°＝－0.77 V，
則右圖裝置之電池伏特計讀數及指針偏轉方向為：
(A) 0.44 V（向右） (B) 0.77 V（向左）
(C) 0.04 V（向左） (D) 1.21 V（向右）
█： Ｂ 。
2. 某元素具有四種不同氧化態，其相互間的標準還原電位如下：
O2＋4 H＋＋4 e－ → 2 H2O E°＝＋1.2 伏特，X4＋＋e－ → X3＋ E°＝＋0.6 伏特，
X3＋＋e－ → X2＋ E°＝－ 0.1 伏特，X2＋＋2 e－ → X E°＝－1.0 伏特，若將 2 M 的 X2＋加 入同體積2 M 的 H＋溶液，可能產生下列何者？
(A) X3＋ (B) X4＋ (C) X (D) H2 (E) O2
█： ＡＤ 。
範例 電位的應用 ★★★★
已知下列氧化反應的標準電位：
2 S2O32－ → S4O62－＋2 e－ E°＝－0.17 V 2 I－ → I2＋2 e－ E°＝－ 0.535 V
2 SO42－ → S2O82－＋2 e－ E°＝－2.05 V 則下列敘述何者正確？
(A)氧化力：S4O62－＞I2＞S2O82－ (B)還原劑強弱：S2O32－＞I－＞SO42－ (C) 2 I－＋S4O62－ → I2
＋S2O32－之右向反應為自發性 (D) 2 I－＋S2O82－ → I2＋SO42－之化學反應為向右反應 (E)可 由電動勢E°值預測(C)(D)選項的反應速率何者較快
[答案] ＢＤ
(A) S2O82－＞I2＞S4O62－；(C)－0.535＋（0.17）＜0 ∴非自發；(E) E°與反應速率無關。
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（ 1. 氧化電位：Fe＞H2＞Fe2＋
ΔE°＝0－（－0.77）＝0.77（向左）。）
2. 在標準狀態下，將 2 M 的 X2＋加入同體積 2 M 的 H＋溶液
∵H＋只能當氧化劑，2 H＋＋2 e－ → H2 E°＝0.0 V
∴X2＋只能當還原劑，X2＋ → X3＋＋e－ E°＝0.1 V 2 X2＋＋2 H＋ → H2＋2 X3＋ ΔE°＝0.1 V＞0。）
[類題] 1. Np3＋ → Np4＋＋e－ E°＝－0.147 V，
1. 雙電池：將兩電池串聯所得的電池組稱為雙電池。
2. 接法：
(1) 順接：陽（－）極與另一電池之陰（＋）極相接，如右圖。
① 電壓：為兩單電池電壓之和。E°電池＝E°電池1＋E°電池2
② 電子流：兩電池一致。
例：將Zn－Fe2＋與Cu－Ag＋兩電池依下圖所示之接法連接，已知電位：
Zn∣Zn2＋＝0.76 V，Fe∣Fe2＋＝0.44 V，
Cu∣Cu2＋＝－0.34 V，Ag∣Ag＋＝－0.8 V。
電極反應：
Zn：Zn → Zn2＋＋2 e－ Fe：Fe2＋＋2 e－ → Fe Cu：Cu → Cu2＋＋2 e－ Ag：Ag＋＋e－ → Ag 電壓：Zn－Fe2＋＝0.76－0.44＝0.32 V
Cu－Ag＋＝－0.34－（－0.8）＝0.46 V 電子流方向：Zn → Ag，Cu → Fe。
陽極（負極）：Zn 與 Cu；陰極（正極）：Fe 與 Ag。
雙電池電壓：0.32＋0.46＝0.78 V。
(2) 逆接：陽（－）極與另一電池之陽（－）極相接，如右圖。
① 電壓：為兩單電池電壓之差。E°電池＝∣E°電池1－E°電池2∣ ② 電子流：兩電池不一致，故需由 E°電池較大的電池判斷。
③ 逆聯時，電池電壓較小的一方，會被迫將其電子流逆向，故其陽、陰極會相反，而形成 電解池，但因為是變成被電解，故正、負極不變。
例：將Zn－Ag＋與Ni－Cu2＋兩電池依下圖所示之接法連接，已知電位：
Zn∣Zn2＋＝0.76 V，Ni∣Ni2＋＝0.25 V，
Cu∣Cu2＋＝－ 0.34 V，Ag∣Ag＋＝－0.8 V。
電極反應：
Zn：Zn → Zn2＋＋2 e－ Ni：Ni2＋＋2 e－ → Ni Cu：Cu → Cu2＋＋2 e－ Ag：Ag＋＋e－ → Ag
因為鋅銀電池的電壓＞鎳銅電池，故鋅銀電池為電池，鎳銅電池變成電解池。
電子流方向：Cu → Ag，Zn → Ni。
電池（電壓高的）：陽極（負極）：Zn，陰極（正極）：Ag。
電解池（電壓低的）：陰極（負極）：Ni，陽極（正極）：Cu。
雙電池電壓：1.56－0.59＝0.97 V。