 電流三大效應 電流三大效應

課程名稱：

電流的化學效 應

課程名稱：

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 ： 可產生 的現象

熱效應 化學效應 磁效應

熱效應 化學效應

磁效應 電能 磁場

電解（電鍍）、

) (

CuSO4 aq

電池

 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

⊕

⊕





A

B

^電解質

電解反應影響因素

 電解與電解原理：

 ：解離為正、負離子，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

 

e e

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（ ）







 A B AB







 H OH O

H

A

H 

B _

OH 

得電子

A

H 

⊕ 

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

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 。

 

e e

A

H 

B _

OH 

析出金屬

A e

A  

 ^{ }

氫氣

2 2

2H  e  H

 ^{ }

 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

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（ ）







 A B AB







 H OH O

H

A

H 

B _

OH 

放電子

O H₂

活性電極

O H₂

⊕ 

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

H 

B _

OH 

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



 



 Y Y ⁿ ne



 





 2H₂O O₂ 4H 4e

 活性電極溶解，其實是電極腐蝕。

Y

活性電極本身

 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 。

O2 H₂

直流電 碳棒

惰性

NaOH H₂SO₄

O2

H2

快

⊕ 

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 2

2H ^  e^  H



2 2

2 2

2H O  H  O

2 ： 1

2 ： 2 ： 9 ： 1 ：1 8

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

 aq

CuSO_{4 藍}

電極溶解

O2

析出金屬 H₂







4

Cu SO

CuSO

活性電極

金屬離子

弱酸

硫酸銅電解 電極產物

⊕ ₁ C C ₂  ^⊕ ₃ Cu Cu ₄ ^

⊕ ⁵ C Cu ⁶  ^⊕ 7 Cu C 8 ^

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

 ^aq

CuSO₄



Cu2

 2

SO4

O H₂

e e

⊕ 

Cu e

Cu^2  2 ^ 





 



 O H e O

H 4 4

2 _{2 2}

⊕

）





 H O  Cu  O  H Cu 4 2 2

2

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）

O2

析

（媒體： 1

， 2’25” ）

⊕ 

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）

 ^aq

CuSO₄



Cu2

 2

SO4

O H₂

e e

⊕ 

Cu e

Cu^2  2 ^ 





 

 Cu e Cu ² 2

⊕

）

溶

Cu Cu 

全反應：

⊕



⊕ 



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）

 ^aq

CuSO₄



Cu2

 2

SO4

O H₂

e e

⊕ 

Cu e

Cu^2  2 ^ 





 



 O H e O

H 4 4

2 _{2 2}

⊕

）





 H O  Cu  O  H Cu 4 2 2

2

全反應：

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）

 ^aq

CuSO₄



Cu2

 2

SO4

O H₂

e e

⊕ 

Cu e

Cu^2  2 ^ 





 

 Cu e Cu ² 2

⊕

）

溶

Cu Cu 

全反應：



⊕ 



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

 ^aq

HCl

 ^aq

NaOH

負

丙酮 電解

厚

 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

 ^aq

ZnSO₄

 s

Zn

銅片

鋅片

 aq

NaOH

脫脂

⊕

⊕ 



 ^aq

ZnSO₄

銅片

鋅片

⊕

⊕ 



 ^aq

ZnSO₄

 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



 

 Zn e

Zn ² 2

Zn e

Zn^2  2 ^  Zn

Zn 

⊕ 

不變

＝

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

， 1’34” ）

 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

Cu Zn

Cu

Zn   



Cu Fe

Cu

Fe   



Cu

FeSO CuSO

Fe 





（藍色） （ 綠色）

Cu

ZnSO CuSO

Zn 





（藍色） （無色）

（媒體： 1

， 31” ）

硫酸亞鐵

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. _{（ ）}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



 

 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



銅溶解

銅析出

氧氣

銅析出

顏色不變 顏色變淡

C

O2

2. （ ）如圖所示，以鎳片、銅片及鎳電鍍液等構成一電路。調節可 變

電阻器，使電流達到　 0.1A ，通電 10 分鐘至 15 分鐘，則下 列敘

述何者正確？

　 ( Ａ ) 銅片表面漸漸被析出的鎳包起來 ( Ｂ ) 正極反應為　 Ni^{2 ＋}＋ 2e ^－→ Ni ( Ｃ ) 負極的鎳漸漸減少

( Ｄ ) 鎳電鍍液中的亞鎳離子濃度慢慢減少。

範例解說

A

 ⊕



 

 Ni e

Ni ² 2

Ni e

Ni^2  2 ^ 

 鎳片鍍銅  銅片鍍鎳

正極 不變

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

Zn Cu

I

鐵上鍍銀 B

e

X

 ^aq

ZnSO₄ CuSO_{4 aq}

電 鍍

析 溶

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

Zn Cu

鋅解離 銅析出

銀析出 銀解離

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

 ⊕



⊕ I

鋅解離 銅析出

銀析出 銀解離

減少

Cu e

Cu^2

 2











Zn ²

2









e

Ag^





放電子電極

放電子電極 得電子電極

得電子電極

e

e

e

課程結束