範例 乾電池 ★★★★★
下列有關乾電池的敘述,何者不正確?
(A)以碳棒為陽極 (B)陽極反應為 Zn → Zn2++2 e- (C)電解質為 MnO2、NH4Cl 和 ZnCl2的 混合物 (D)在電解質中加入澱粉來增加稠密性 (E)以二氧化錳為去極劑
[答案] A
(A)以碳棒為陰(+)極;
(E) 2 MnO2+H2 → Mn2O3+H2O。
[類題] 下列有關改良的鹼性乾電池之敘述,何者錯誤?
(A)電壓與傳統型勒克朗社乾電池相近 (B)以氫氧化鈉或氫氧化鉀當電解液 (C)放電時,
Zn 放出電子 (D)二氧化錳得到電子被還原成 Mn2+
█: D 。
範例 鉛蓄電池 ★★★★
鉛酸電池在放電過程中: 【77.日大】
(A) PbO2之量增加 (B) Pb2+被氧化為Pb4+ (C) SO42-同時向陰極及陽極移動 (D)水和硫酸 濃度都減少
[答案] C
鉛酸電池放電過程:
(-)極 Pb+SO42- → PbSO4+2 e-
Pb 被氧化為 Pb2+(或PbSO4)
(+)極 PbO2+4 H++SO42-+2 e- → PbSO4+2 H2O
PbO2被還原為Pb2+(或PbSO4)
全電池反應Pb+PbO2+2 H2SO4 放電 2 PbSO4+2 H2O
SO42-同時向兩極移動,H2SO4減少,H2O 增加。
[類題] 下列有關鉛蓄電池之各項敘述,何者正確?(原子量:Pb=207,S=32)
(A)負極為鉛,正極為二氧化鉛
(B)陽極反應:PbSO4+2 e- → Pb+SO42-
(C)陰極反應:PbO2+4 H++SO42-+2 e- → PbSO4+2 H2O (D)充電時,鉛變為正極,二氧化鉛變為負極
(E)放電時,硫酸濃度會降低,電壓也隨之減小
█: ACE 。
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( 陽極: Zn + 2 OH- → Zn(OH)2+ 2 e- +)陰極: 2 MnO2+ H2O + 2 e- → Mn2O3+ 2 OH- 全反應: 2 MnO2+ Zn + H2O → Mn2O3+ Zn(OH)2。)
範例 鉛蓄電池的計量 ★★★★★
某鉛蓄電池電解液總重為1000 克,硫酸的重量百分率為 32.8 %,若此電池以 2 安培的電流放 電48250 秒,試回答下列各題:(S=32,Pb=207,PbO2=239,PbSO4=303)
(1) 寫出本電池放電時的全反應式。
(2) 放電後,陰、陽極重量各增減多少克?
(3) 放電後,電池電解液中硫酸的重量百分率為多少?
[答案]
(1) Pb
(s)+PbO
2(s)+2 H
2SO
4(aq)→ 2 PbSO
4(s)+2 H
2O
(l); (2) 陽:增重 49 克,陰:增重 32 克;(3) 25 %
(2) Pb+PbO2+2 H2SO4 2F 2 PbSO4+2 H2O -x -y∴陽:增重(x mol)(303-207)=0.5×96=49 克,
陰:增重(y mol)(303-239)=0.5×64=32 克;
(3) Q=2 安培×48250 秒=96500 庫侖=1 法拉第 H2SO4減少98 克,電解液減少(98-18)克 ×100 %=25%。
[類題] 若鉛蓄電池放電時,在陽極產生 1.0 莫耳硫酸鉛,下列敘述何者正確?(原子量:Pb=
208,S=32,O=16)
(A)放電量為 96500 庫侖 (B)陽極增重 304 克 (C)陰極增重 64 克 (D)電解質中硫酸減重 98 克 (E)水增重 36 克
█: CE 。
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(每通電 2 法拉第(96500×2 庫侖)
陽極:Pb → PbSO4增重 96 克 陰極:PbO2 → PbSO4增重 64 克
電解質:2 H2SO4 → 2H2O 減重 160 克。)
-196 克 +36 克
( D ) 1. 常見金屬釋出電子的相對難
( A ) 8. 四種金屬之氧化電位為 Mg=2.37 伏特,Zn=0.76 伏特,Ni=0.25 伏特,Ag=-0.80 伏特,
取此四種金屬片配置四個標準半電池,組成一套雙電池的電池組,經通電一段時間後,
測得鎳、鋅兩電極的重量增加,而銀、鎂兩電極的重量減輕,則此電池剛組合時的標準 電壓為多少伏特?
(A) 0.56 (B) 2.66 (C) 2.16 (D) 3.68 ( A ) 9. 有四個電化電池:
(A) 0.32 (B) 2.50 (C) 3.42 (D) 1.46 (E) 2.92
( C )13. 鉛蓄電池是分別以鉛及氧化鉛(Ⅳ)為電極,以稀硫酸為電解質的裝置,放電時的化學
(12. ΔE°(Al-Cu2+)=ΔE°(Al-Ni2+)+ΔE°(Ni-Ag+)-ΔE°(Cu-Ag+)
=1.41+1.55-0.46=2.50(V)。)
( BE ) 1. 在一杯硝酸銀水溶液內放入已稱重的銅絲,靜置隔夜後發現發生了化學變化。下列
( AC ) 6. 已知 E°(Zn-Zn2+)=0.76 V,E°(Cu-Cu2+)=-0.34 V,E°(Ag-Ag+)=
( 6. ΔE°(Zn-Ag+)=0.80-(-0.76)=1.56(V)
鋅為陽(負)極,銀為陰(正)極
◎ 25 ℃下,有四個半電池 A~D,其中 A 與 B、C 與 D 分別以裝滿 1.0 M NH4NO3溶液的鹽 橋聯接如下圖,各半電池的標準還原電位如下:
A:Zn2+(aq)+2 e- → Zn(s) E°=-0.76 伏特 B:Ag+(aq)+e- → Ag(s) E°=0.80 伏特 C:Cu2+(aq)+2 e- → Cu(s) E°=0.34 伏特 D:Ni2+(aq)+2 e- → Ni(s) E°=-0.23 伏特
(1) 若將伏特計用導線聯接於 C 與 D 兩半電池的電極所形成之電池,理論上伏特計的讀數為 伏特,鎳片上所發生的半反應方程式為 ,若C 燒杯中銅離子的濃度由 1 M 減低為0.1 M 時,伏特計讀數會 。(填「增加」或「減少」)
(2) 若將伏特計用導線聯接於 A、D 兩半電池的鋅片與鎳片間,且以導線聯接銀片與銅片形 成一電池組。理論上,伏特計的讀數為 伏特,此時鎳片上所發生的半反應方程式為
。 【87.日大】
█:(1) 0.58,Ni → Ni2++2 e-,減少;(2) 0.98,Ni2++2 e- → Ni。
(◎ (1) Cu2++2 e- → Cu E°=0.34 伏特 +)Ni → Ni2++2 e- E°=0.24 伏特 Cu2++Ni → Cu+Ni2+ E°電池=0.58 伏特 [Cu2+] 減少,反應趨向左,電壓減少。
(2)
Zn-Ag+電壓大於Ni-Cu2+,故Ni-Cu2+
被強迫電解。Ni 極:Ni2++2 e- → Ni。)
一、單一選擇題
( 9. Cu+2Ag+ → Cu2++2 Ag ΔE°
ΔE=ΔE°- log 甲:ΔE°
乙:[Ag+] 變小,反應向左,ΔE=ΔE°- log <甲 丙: ΔE=ΔE°- log >甲
丁: ΔE=ΔE°- log <甲,但丁>乙=ΔE°- log 。)
(11. (A)氧化力:M4+>M2+; (B)反應速率無法由 E°判斷;
(C) M4++3 e- → M+之 E°值為 3 E°=2×(+0.4)+1×(-0.6)E°≒0.07 V;
(D) 3 M2+ → 2 M++M4+ ΔE°=(-0.6)+(-0.4)=-1.0<0,非自發性反應。)
( 15. Ni → Ni2 ++ 2 e- E° = 0.23 V
+) Fe2 ++ 2 e- → Fe E° =- 0.44 V Fe2 ++ Ni → Ni2 ++ Fe E°電池=- 0.11 V (無法自發反應)
Ni → Ni2 ++ 2 e- E° = 0.23 V
+) Fe3 ++ e- → Fe2 + E° = 0.77 V
Ni + 2 Fe3 + → Ni2 ++ 2Fe2 + E°電池= 1 V (可自發反應)。
)