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（南一版 p.230）3
(3) 四個半電池可組成六種雙電池，但電壓只有三種。
說明：設四個半電池 A、B、C、D 的電位分別為 W、X、Y、Z，且 W＞X＞Y＞Z（即金屬活性 A＞B＞C＞D）。
則共可組成下列六種雙電池（C＝＝6）
A－B 接 C－D
A－C 接 B－D
A－D 接 B－C
而形成的電壓只有 W－X＋Y－Z、W－X－Y＋Z、W＋X－Y－Z 三種。
(a)最大電壓：活性最大與活性最小的電池組＋兩個活性在中間的電池組之 順聯：E°雙電池＝（W－Z）＋（X－Y）。
(b)最小電壓：A－C 及 B－D 組合或 A－B 及 C－D 逆聯組合之雙電池：
E°雙電池＝∣（W－Y）－（X－Z）∣。
範例 雙電池 ★★★★
已知E°（Zn2＋－Zn）＝－0.76 V；E°（Ni2＋－Ni）＝－0.25 V；
E°（Cu2＋－Cu）＝0.34 V；E°（Ag＋－Ag）＝0.80 V，如下圖連接，則：
(1) 伏特計所指示之電壓為 伏特。
(2) A 半電池為 極（＋或－），半反應式為 。 (3) C 半電池為 極（陰或陽），半反應式為 。
(4) C 半電池中加入 KCl(s)，則伏特計所指示之電壓 。（變大或變小）
(5) 若電池連續作用 50 分鐘，則伏特計的電壓值隨著時間增加有何變化？
[答案]
(1) 0.05；(2) －，Zn → Zn
2＋＋2 e
－；(3) 陽、Ag → Ag
＋＋e
－；(4) 變大；(5) 變小
(1) ΔE°＝（0.76＋0.34）－（0.25＋0.80）＝0.05（V）；(2) Zn－Cu2＋電池為電化電池，而Ni－Ag＋電池為電解電池；
(4) Ag → Ag＋＋e－ Ag＋＋Cl－ → AgCl(s) [Ag]↓，反應向右，E 變大。
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[類題] 已知 Zn2＋＋2 e－ → Zn E°＝－0.76 V，Cu2＋＋2 e－ → Cu E°＝＋0.34 V，【66.日大】
Ag＋＋e－ → Ag E°＝＋0.80 V，若將 Zn－Cu2＋電池與 Cu－Ag＋電池之銅極相連結，而 測量鋅極與銀極間之電位差，則其數值應為多少V？
(A) 0.64 (B) 1.26 (C) 1.56 (D) 2.36
█： Ｃ 。
範例 雙電池 ★★★★
已知Zn2＋＋2 e－ Zn E°＝－0.76 V，
Co2＋＋2 e－ Co E°＝－0.28 V，
Cu2＋＋2 e－ Cu E°＝0.34 V，
Ag＋＋e－ Ag E°＝0.80 V。
有四個半電池，其中均有含各金屬離子的電解質溶液，離子濃度均為1 M，以上圖方式連接，
圖中U 形管為鹽橋，含有 NaNO3溶液為電解質，有關上列四個半電池所組合成之雙電池的敘 述，下列何者正確？
(A)最大電壓為 2.18 V (B)中等電壓為 0.10 V (C)最小電壓為 0.02 V (D) Zn 皆當陽極 (E) Ag 皆當陰極。
[答案] ＡＣＤ
(A)ΔE°（最大）＝〔0.34－（－0.76）〕＋〔0.80－（－0.28）〕＝2.18（V）；
(B)ΔE°（中等）＝〔－0.28－（－0.76）〕＋〔0.80－0.34〕＝0.94（V）；
(C)ΔE°（最小）＝〔－0.28－（－0.76）〕－〔0.80－0.34〕＝0.02（V）；
(E)逆向串聯時，Ag 可當陽極。
[類題] 今有四個半電池（其離子濃度為 1 M，H2的壓力為1 atm）甲、乙、丙、丁；甲、乙組成一 個電池，丙、丁組成另一個電池，再將甲、乙、丙、丁分別連接組成雙電池，下列哪一組
合可產生最大電位差？ 【79.日大】
(A)甲＝Zn│Zn2＋，乙＝H2│H＋，丙＝Cu│Cu2＋，丁＝Co│Co2＋
(B)甲＝Zn│Zn2＋，乙＝Cu│Cu2＋，丙＝H2│H＋，丁＝Co│Co2＋
(C)甲＝Zn│Zn2＋，乙＝Co│Co2＋，丙＝Cu│Cu2＋，丁＝H2│H＋ (D)甲＝Zn│Zn2＋，乙＝H2│H＋，丙＝Co│Co2＋，丁＝Cu│Cu2＋
█： Ｄ 。
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（Zn－Cu2＋電池之陽極為 Zn，陰極為 Cu，E°＝1.10（V）
Cu－Ag＋電池之陽極為 Cu，陰極為 Ag，E°＝0.46（V）
若將銅極相連結，雙電池電壓 E°＝1.10＋0.46＝1.56（V）。）
（氧化電位 Zn＞Co＞H2＞Cu
最大電壓 Zn、Co 當陽極，H2、Cu 當陰極。）
1. 鋅碳電池：
(1) 發明者：第一個商用電池是由勒克朗社
（G. Leclanche，1839～1882，法國）所發明。
(2) 電極：電池的陰極與陽極分別以石墨（碳）棒與 鋅板製作而成，稱為鋅碳電池，經改良後其電解 質為糊狀，又稱乾電池。
(3) 電解質：糊狀氯化銨，氯化鋅及二氧化錳的混合 物其中氯化銨為酸性，所以乾電池屬酸性電池。
(4) 電極反應：
陽極（負極）：Zn(s) ─→ Zn2＋(aq)＋2 e－ 陰極（正極）：
2 NH4＋
(aq)＋2 e－ ─→ 2 NH3(g)＋H2(g)
2 MnO2(s)＋H2(g) ─→ Mn2O3(s)＋H2O(l)
Zn2＋(aq)＋2 NH3(g)＋2 Cl－(aq) ─→ [Zn(NH3)2Cl2](aq)
全反應：
2 MnO2(s)＋2 NH4Cl(aq)＋Zn(s) ─→ Mn2O3(s)＋[Zn(NH3)2Cl2](aq)＋H2O(l)
說明：①碳棒雖作為電極，但並未參與反應，只是惰性電極，真正在陰極發生化學反應的物質是 銨離子。
②二氧化錳與氯化鋅可分別除去陰極產生的氫氣和氨氣，避免這些氣體吸附在碳棒表面而 使電路中斷，可稱為去極劑。
③乾電池中的氧化劑是二氧化錳，因為銨離子得到電子，產生氫氣之後，氫氣又將電子轉 移給二氧化錳。
(5) 特性：
① 由於鋅碳電池的電解質呈酸性，易與鋅殼發生自發性腐蝕反應，所以若電器長時間不使 用，應將其中的電池取出。
② 電池電壓為 1.5 V 且不能充電，屬一次電池。
說明：由於鋅離子的還原電位比氫離子的還原電位小，若乾電池進行充電，氫離子將優先取得 電子而產生氫氣；若氣體大量累積於密閉電池內，恐有爆炸之虞。
2. 鹼性乾電池：改用鋅粉作為乾電池的負極且以氫氧化鉀作為電解質，可在短時間內放出大量 電流，稱為鹼性乾電池。
3. 鉛蓄電池：是目前汽機車常用的電瓶。
(1) 電極：分別以鉛與二氧化鉛作為陽極與陰極。
(2) 電解質：以 30 ％的稀硫酸作為電解質，因而也稱為鉛酸電池。