實驗四、化學電池
Q:脫脂棉球為何必須先用 1.0 M 硝酸鉀溶液浸溼?可否用蒸餾水浸溼? A:先用 1.0 M 硝酸銨溶液浸溼脫脂棉,是為了使鹽橋內鹽的濃度維持 1.0 M;不能改用蒸餾水, 因蒸餾水會降低鹽的濃度,增大內電阻。 Q:鋅、鎳、銅、銀四種金屬的活性,何者最大?何者最小? A:鋅的活性最大,銀的活性最小。 Q:鹽橋的功用為何? A:(1)鹽橋的功用是溝通電路。如果沒有鹽橋,電池形成斷路,反應無法發生。 (2)維持溶液的電中性。 Q:本實驗用碳棒代替銀棒作為 D 杯的電極,可否用碳棒代替鋅片作為 A 杯的電極?為什麼? A:不可以。因為在本實驗中,鋅片擔任負極,會放出電子,產生鋅離子。 鋅是反應物,不可用碳棒代替。 ◎ 單選題: ( D ) 1. 下面是常見金屬失去電子的相對難易順序,水的位置在錳和鋅之間。下列有關氧化還原反 應的敘述何者正確? 【84.學測】 易 ←───────────────────────→ 難 K Ca Na Mg Al Mn Zn Fe Pb Cu Hg Ag (A)鋁放到氯化鋅水溶液及鎂放到硫酸鋅水溶液均須由外界提供能量才會反應 (B)銅還原碳酸鈣及鎂還原硝酸鐵的反應均須由外界提供能量 (C)鈉放到硫酸鎂的水溶液中時,鈉會氧化而溶解,鎂會析出 (D)氯化鈉可使鐵加速氧化生鏽,會使海砂屋的鋼筋易腐蝕 ( D ) 2. 市售電池多是利用化學反應產生電能的裝置。下列有關化學電池的敘述,何者錯誤? 【89.學測】 (A)電池一定包含正極與負極 (B)電池內所發生的反應屬於氧化還原反應 (C)在電池負極產生的電子經由外電路傳至正極 (D)在電池正極產生的陽離子經由外電路傳至負極 (E)每一個電池有兩個「半電池」,每一個半電池都含有一個電極和電解質溶液化學電池-1-( A ) 3. 右圖是鋅銅電池的簡易裝置,下列有關鋅銅電池 的敘述,何者正確? 【90.學測】 (A) U 型管內為電解質溶液 (B)銅極所在燒杯需盛鋅鹽的水溶液 (C)電路接通時,溶液中的正離子會游向負極 (D)以伏特計測量電壓時,電池的正極需接到伏 特計的負極 ( D ) 4. 下列金屬中,何者不會與熱的稀硫酸溶液反應產生氫氣? 【93.學測】 (A) Mg (B) Al (C) Fe (D) Cu (E) Zn
( D ) 5. 氫氧燃料電池是太空飛行的重要能量來源,右 圖的燃料電池是以氫與氧為反應物,氫氣在鎳 (Ni)極與 OH-反應,氧氣在氧化鎳(NiO) 極與水反應,反應的淨產物是水,氫氧化鉀水 溶液為電解液。根據化學電池的原理,下列有 關此電池的敘述,何者正確? 【91.學測】 (A)氧氣是被 H2O 還原,氫氣是被 OH-氧化 (B)氧氣在陽極被還原,氫氣在陰極被氧化 (C)電子在外電路的導線中,從氧化鎳極向鎳極移動 (D)電池放電時,氫氧化鉀水溶液中的 pH 值會逐漸下降 ◎ 單選題 1.D 2.D 3.A 4.D 5.D 〔解析〕 1. 活性大的金屬可與活性小的金屬反應產生置換反應:
(A) 2 Al+3 ZnCl2 ─→2 AlCl3+3 Zn;Mg+ZnSO4─→ MgSO4+Zn; (B) Cu+CaCO3 ─→ ×,3 Mg+2 Fe(NO3)3 ─→ 3 Mg(NO3)2+2 Fe; (C) Na 會先與水作用而不會與 Mg2+反應; (D) NaCl 增加導電性,可加速鐵的氧化。 2. (D)正極為陰極,得 e-,不產生陽離子。 3. (B)盛銅鹽溶液;(C)正離子游向電池正極(陰極);(D)正極接伏特計正極。 4. 活性大的金屬可與稀酸溶液中的氫離子,產生置換反應。
5. (A)(B) O2在陰極被H2還原,H2在陽離被O2氧化;(C)電子由 H2釋出,經外電路由Ni 至 NiO 極;(D)放電 生成H2O,[KOH]下降,pH 變小。