 電流三大效應 電流三大效應

電流的化學效應 電流的化學效應

編授教師：

中興國中 楊秉鈞

 電流三大效應

電流的三大效應

 電流的三大效應：

（ 2 ）電流的 ：電能轉換為化學能的現象  、 。 （ 3 ）電流的 ：電能可產生磁場的現象

熱效應 化學效應 磁效應

熱效應 化學效應

磁效應

電解

電池

電鍍

) (

CuSO4 aq

 電解與電解原理

電解的發現

 電解與電解原理：

 電解：以 通入電解質中，使物質分解的化學反應  在兩極發生反應，非自發反應，屬於 反應

 發現者：西元 1800 年 英國尼可爾生，把連接伏打電池兩極 的兩條金屬線放入水中，將水電解成 氣與 氣。氫 氧

直流電

吸熱

William Nicholson 西元 1753 － 1815

年 尼

可 爾 生

電解的實驗裝置

 電解與電解原理：

 電源：限用 電源。

 被電解物質：

。

 電解槽正負極：

 正極：

與電池的 極相連者 負極：

與電池的 極相連 者

直流電 電解質

正

負

⊕ 

⊕ 

電解質

⊕

⊕





電解反應影響因素

 電解與電解原理：

 ：解離為陰、陽離子，通電而定向移動  ：

 惰性電極：導電，但不參與反應  。  活性電極：導電，會參與反應  。

電解質種類 電極材質

石墨 C 、鉑 銅 Cu 、鋅 Zn..Pt 等

A

B

^電解質

 

負極 電解原理

 電解與電解原理：

 負極：

 趨勢： 。 二個正離子來源：

a. 電解質的正離子（ ） b. 水解離的氫離子（ ）

得電子

⊕ 

得電子電極 電池的正極 電解槽的負極

『電池』電解質中：正離子向正極移動

『電解』電解質中：正離子向負極移動

e e







 A B AB



 

 H OH O

H₂

A

H 

B _

OH 

A

H 

負極 電解原理

 電解與電解原理：

 負極：

 反應順位與半反應。

a. 先 。 （ IA 、Ⅱ A 金屬不析 出）

b. 後產生 。

 

析出金屬

氫氣

 電解，負極順位：析、氫

 半反應平衡原則：原子不滅、電荷不滅

在電解質中的金屬離子

e e

A

H 

B_

OH

A e

A  

 ^{ }

2 2

2H  e  H

 ^{ }

 

正極 電解原理

 電解與電解原理：

 正極：

 趨勢： 。 放電子的來源：

a. 電極本身（ ） b. 水分子（ ）

放電子

活性電極

⊕ 

放電子電極 電池的負極 電解槽的正極

『電池』電解質中：負離子向負極移動

『電解』電解質中：負離子向正極移動

e e



 

 A B AB



 

 H OH O

H₂

A

H 

B _

OH

O H₂

O H₂

 

正極 電解原理

 電解與電解原理：

 正極：

 反應順位與半反應。

a. 先 。

b. 後產生 。 活性電極溶解

氧氣

 電解，正極順位：溶、氧

 活性電極溶解，其實是電極腐蝕。

活性電極本身

e e

A

H 

B _

OH

O H₂



 



 Y Y ⁿ ne



 





 2H₂O O₂ 4H 4e

Y

 水的電解

水的電解

 水的電解：

 電源： 。  電極： 。

 屬於 電極。

 加入 或 。

 以幫助導電。

 反應：

 正極：產生 。  負極：產生 。  當兩極愈靠近，

產生氣體速率愈 。 直流電

碳棒 惰性

NaOH H₂SO₄

快

⊕ 

O2 H₂

O2

H2

水的電解

 水的電解：

 反應：

 正極：

 負極：

 全反應：

 反應比：

 氫、氧體積比＝ 。

 水、氫、氧莫耳數比＝ 。  水、氫、氧質量比＝ 。



2 ： 1

2 ： 2 ： 9 ： 1 ：1 8

⊕

⊕



2 2

2H ^  e^  H

2 2

2 2

2H O  H  O

8 : 1 : 9 32

: 4 : 36

32 1

: 2 2

: 18 2















 



 O H e O

H 4 4

2 _{2 2}

2 2

2

2 2

2

H e

H

H H

H H





































e H

O O

H

H O

O H

O O

H

O O

H

4 4

2

4 2

2

2 2

2 2

2 2

2

 2

 



 O H e O

H 4 4

2 _{2 2} 2 2

4

4H ^  e^  H







     

 H e H O H e

O

H 4 4 2 4 4

2 _{2 2 2}

2 2

2 2

2H O  H  O

水的電解重點整理

電解 電解液 正極 負極 濃度變化 pH 變化

電 解 水

NaOH 氫氧化鈉

碳棒 碳棒

氧氣 O

氫氣 H

質量不變 質量不變

H

SO

硫酸

碳棒 碳棒

氧氣 O

氫氣 H

質量不變 質量不變

增加

（愈鹼）

增加

（水量減少）

增加

（水量減少）

減少

（愈酸）

溶液等於電解水 電解氫氧化鈉或硫酸水



交流電與直流電的差異

區分

磁效應 熱效應 化學效應（以電解水為例）

磁針

偏轉 電磁鐵 燈泡

發亮 正極 負極 體積比

（： Ө ）

直流電源 是 是 是

交流電源 否 是 是

氧氣 氫氣 1 ： 2 1 ：

1

混合氣體氫、氧 氫、氧 混合氣體

（媒體： 1， 6’31” ； 2， 45” ； 3， 1’24” ； 4， 3’7” ）

 硫酸銅的電解

硫酸銅的電解

 硫酸銅的電解：

 電源： 。

 電極：實驗時交互使用各電極  碳棒  屬於 電極。

 銅棒  屬於 電極。

 電解液： ， 色，酸鹼性 性。

 電極產物：依使用電極種類而異：

 正極反應可能順位：

先 、後 。  負極反應可能順位：

先 、後 。 直流電

惰性

活性 藍

電極溶解 析出金屬

活性電極

金屬離子

 ^aq 弱酸

CuSO₄

O2

H2

  

 ² ₄²

4 Cu SO

CuSO

硫酸銅電解 電極產物

⊕ _{1 2}  ⊕ _{3 4} 

⊕ _{5 6}  ⊕ _{7 8} 

C C Cu Cu

C Cu Cu C

丁

O2

析

 ^aq

CuSO₄

甲 乙

^溶

^析

O2

析

 ^aq

CuSO₄

丙

^溶

^析

碳棒為二電極時

（ 2 ）電極反應討論： 甲：碳棒為兩電極時

e e

⊕ 



⊕

）

全反應：

負極：

 金屬銅析出  質量增加 負極：

 金屬銅析出  質量增加

正極：

 產生 O₂  質量不變 正極：

 產生 O₂  質量不變

電解液：

 濃度漸減  顏色變淡藍  酸性變強 （ pH 降低）

電解液：

 濃度漸減  顏色變淡藍  酸性變強 （ pH 降低）

（媒體： 1

， 2’25” ）

⊕ 

 aq

CuSO₄



Cu2

 2

SO4

O H₂

Cu e

Cu^2  2 ^ 



 



 O H e O

H 4 4

2 _{2 2}



  H O  Cu  O  H

Cu 2 2 4

2 ² _{2 2}

O2

析

銅棒為二電極時

（ 2 ）電極反應討論： 乙：銅棒為兩電極時

負極：

 金屬銅析出  質量增加 負極：

 金屬銅析出  質量增加

正極：

 正極溶解  質量減輕 正極：

 正極溶解  質量減輕

電解液：

 濃度不變  顏色不變  酸鹼性不變 （ pH 不變）

電解液：

 濃度不變  顏色不變  酸鹼性不變 （ pH 不變）

e e

⊕ 



⊕

）

全反應：

⊕



⊕ 

 aq

CuSO₄



Cu2

 2

SO4

O H₂

Cu e

Cu^2  2 ^ 



 

 Cu e

Cu ² 2

溶

Cu Cu 



Cu2

碳棒為正極、銅棒為負極時

（ 2 ）電極反應討論： 丙：碳棒為正極、銅棒為負極時

負極：

 金屬銅析出  質量增加 負極：

 金屬銅析出  質量增加

正極：

 產生 O₂  質量不變 正極：

 產生 O₂  質量不變

電解液：

 濃度減少  顏色變淡藍  酸性變強 （ pH 降低）

電解液：

 濃度減少  顏色變淡藍  酸性變強 （ pH 降低）

e e

⊕ 



⊕

）

全反應：

⊕ 

 aq

CuSO₄



Cu2

 2

SO4

O H₂

Cu e

Cu^2  2 ^ 



 



 O H e O

H 4 4

2 _{2 2}



  H O  Cu  O  H

Cu 2 2 4

2 ² _{2 2}

O2 析

銅棒為正極、碳棒為負極時

（ 2 ）電極反應討論： 丁：銅棒為正極、碳棒為負極時

負極：

 金屬銅析出  質量增加 負極：

 金屬銅析出  質量增加

正極：

 正極溶解  質量減輕 正極：

 正極溶解  質量減輕

電解液：

 濃度不變  顏色不變  酸鹼性不變 （ pH 不變）

電解液：

 濃度不變  顏色不變  酸鹼性不變 （ pH 不變）

e e

⊕ 



⊕

）

全反應：



⊕ 

 aq

CuSO₄



Cu2

 2

SO4

O H₂

Cu e

Cu^2  2 ^ 



 

 Cu e

Cu ² 2

溶

Cu Cu 



Cu2

1. 甲、乙、丙、丁為電解硫酸銅四槽，電極 1 、 2 、 5 、 8 為碳棒，電極 3 、

4 、 6 、 7 為銅棒，則回答下列問題：

 產生氧氣的電極是 ；有銅析出的電極是 。

 質量增加的電極是 ；質量減少的電極是

；

質量不變的電極是 。

 濃度增加的電解槽是 ；濃度減少的電解槽是 ； 濃度不變的電解槽是 。

 pH 減少的電解槽是 ； pH 不變的電解槽是

。

 半反應式是 Cu²⁺ ＋ 2e^- → Cu 的電極是？ 。

 半反應式是 Cu → Cu²⁺ ＋ 2e^- 的電極是？ 。 。

範例解說

1 、 5 2 、 4 、 6 、 2 、 4 、 6 、 8

8

3 、 7 1 、 5

無 甲丙

乙丁

甲丙 乙丁

2 、 4 、 6 、 8 3 、 7

O2 析

溶

溶

 半反應式是 2H₂O → 4H⁺ ＋ 4e^- ＋ O₂ 的電極是？

。

 若正、負極總質量為 M 公克，則電解一段時間之後，四電解槽正、負 極總質量的變化可分別用下列何圖表示？

甲： ；乙： ；丙： ；丁： 。

範例解說

1 、 5

時間 時間 時間 時間

（ A ） （ B ） （ C ）

（ D ）

A C A C

M 

M 

M

－ M

 1

Cu Zn /

Ag Cu /

O2 析

溶

溶

 電解應用

－電鍍

電鍍產品

 電鍍：

 電鍍：

（ 2 ）目的： 防止生鏽（功能性）  增加美觀（裝飾性）

（ 3 ）電鍍流程：

 前處理：表面清潔  拋光  。

 去鏽  。  脫脂  。  電鍍：金屬析出

 被鍍物：置於電解槽之 極。

 電鍍時間越久，電鍍層厚度越 。  後處理：乾燥

 水洗

 溶劑洗  （揮發快，乾燥快）

電鍍的目的與流程

砂紙 稀酸 強鹼

負

丙酮 電解

厚

 aq

HCl

 aq

NaOH

 電鍍：

 電源： 。

 電鍍液：含有擬鍍物金屬的水溶液（如： ）  負極（金屬析出）：置放被鍍物（如： ）

 正極（正極溶解）：置放擬鍍物金屬片（如： ）

銅片鍍鋅

直流電

銅片

銅片

鋅片

脫脂

⊕

⊕ 



 ^aq

ZnSO₄

 ^s

Zn

 ^aq

NaOH

 ^aq

ZnSO₄

銅片

鋅片

⊕

⊕ 



 電鍍：

 正極：鋅片

 正極 ，質量 。

 負極：銅片

 負極 ，質量 。  全反應：

 電解液濃度（顏色）變化 。  正極減少質量 負極增加質量

銅片鍍鋅

溶解 減少

鋅析出 增加

⊕ 

不變

＝

（媒體： 1， 30” ； oscar， 3’5” ； 2， 4’27” ； 3

， 1’34” ）

 ^aq

ZnSO₄



 

 Zn e

Zn ² 2

Zn e

Zn^2  2 ^  Zn

Zn 

 電鍍：

 回收

 加入鋼絲絨（或活性比銅大者），使其發生氧化還原反應，

銅會被取代出來

電鍍液處理

（藍色） （ 綠色）

（藍色） （無色）

（媒體： 1

， 31” ） 硫酸亞鐵

Cu Zn

Cu

Zn   

 ^{2 2}

Cu Fe

Cu

Fe   

 ^{2 2}

Cu FeSO

CuSO

Fe  ₄  ₄ 

Cu ZnSO

CuSO

Zn  ₄  ₄  Cu

Fe Cu

Fe

Cu SO

Fe SO

Cu Fe

Cu FeSO

CuSO Fe



























 

 

2 2

2 4 2 2

4 2

4 4

Cu Zn

Cu Zn

Cu SO

Zn SO

Cu Zn

Cu ZnSO

CuSO Zn



























 

 

2 2

2 4 2 2

4 2

4 4

 電鍍：

 二仁溪綠牡蠣事件：銅離子污染

 鍍銀廢水：含有劇毒氰化物（ CN ^－）

 桃園觀音鄉、雲林縣及彰化縣的鎘米汙染事件

電鍍廢水的汙染

（媒體： 1， 50” ； 2

， 1’3” ）

範例解說

1. 用鋅銅電池在鐵製湯匙上鍍鋅，實驗器材如下圖所示，甲、乙、丙、丁為

各電極的代號，則回答下列問題：

 實驗線路應如何連接，才為正確的通路？ 甲接 ，乙接 。  甲為 極，反應後質量 ；乙為 極，反應後質量 。

 鐵匙為 極，反應後質量變化？ 。  鋅片為 極，反應後質量變化？ 。

丁





電解：負，析氫





丙

正 增加 負 減少

負 增加

正 減少

範例解說

1. 用鋅銅電池在鐵製湯匙上鍍鋅，實驗器材如下圖所示，甲、乙、丙、丁為

各電極的代號，則回答下列問題：

 鹽橋中的鉀離子向 溶液的方向移動，

硝酸根離子向 溶液的方向移動，可維持水溶液的 性。

 電池是 能轉換成 能的過程。

 電解是 能轉換成 能的過程。

 電鍍是 能轉換成 能的過程。

硫酸銅

硫酸鋅 電中

化學 電

電 化學

電 化學

電池：正離子向正極 電解：正離子向負極

K

－

NO3

範例解說

2. _{（ ）}如圖為電解槽（Ⅰ）及電解槽（Ⅱ）實驗裝置，下列有關電解

質實驗的敘述何者錯誤？　 ( Ａ ) 電極丙附近有氧氣產生 ( Ｂ ) 電 極乙和電極丁的產物相同 ( Ｃ ) 兩電解槽通電一段時間後，溶液 顏色皆變淡 ( Ｄ ) 電解槽（ ^Ⅱ ）的電解液 pH 下降。







甲 乙 丙 丁

銅溶解

銅析出

氧氣

銅析出

顏色不變 顏色變淡

C



 

 Cu e Cu ² 2



 



O H e

O

H 4 4

2 _{2 2}

Cu e

Cu^2  2 ^ 

Cu e

Cu^2  2 ^ 

O2

範例解說

3. 小緯想以鋅銅電池為電源做電鍍實驗，裝置設置如圖所示，則：

 小緯的實驗目的是？ 。

（ A ）銀上鍍鐵 （ B ）鐵上鍍銀 （ C ）鋅上鍍銅 （ D ）銅上鍍鋅  鋅銅電池上的電流方向為 ；電子流方向為 。

（填： X 或 Y ）

 甲杯的水溶液為 ，乙杯的水溶液為 。

⊕



 ⊕

 ⊕

Y

鐵上鍍銀 B

X

電 鍍

析 溶

Zn Cu I

e

 ^aq

ZnSO₄ CuSO_{4 aq}

範例解說

3. 小緯想以鋅銅電池為電源做電鍍實驗，裝置設置如圖所示，則：

 （ ）關於丙燒杯內的敘述，下列何者錯誤？　

（ A ）銀片應為正極 （ B ）鐵片應為負極 （ C ）反應一段時間後硝酸銀的濃度減少 （ D ）反應一段時間後銀離子的數目不變。

C

 ⊕

 ⊕

不變

鋅解離 銅析出

銀析出 銀解離

Zn Cu

e

範例解說

3. 小緯想以鋅銅電池為電源做電鍍實驗，裝置設置如圖所示，則：

 （ ）關於甲、乙兩燒杯內的敘述，下列何者錯誤？　

（ A ）甲燒杯使用的電極應為鋅片

（ B ）乙燒杯的電極反應後質量增加　 （ C ）甲燒杯可使用硫酸鋅溶液

（ D ）反應一段時間後乙燒杯的正離子增加。

D

 ⊕

 ⊕

鋅解離 銅析出

銀析出 銀解離

減少 放電子電極

放電子電極 得電子電極

得電子電極

e

e

e I

Zn Cu

Cu e

Cu^2  2 ^ 



 

 Zn e

Zn ² 2



 

 Ag e Ag Ag

e

Ag^  ^ 

課程結束