來自打嘴巴一下。 ※ 引述《zamp (燙衣板)》之銘言： : ※ 引述《mark5622000 (饅頭)》之銘言： : : 小弟對於國三有題理化感到困惑，特來請教一下各位大大 : : 如右圖裝置，在下表的資料中何者可能有電流產生??? : : 選項 X電極 Y電極 溶液 + - : : (A) Ca Al 食鹽水 ┌──燈泡──┐ : : │ │ : : (B) Fe Cu 稀硫酸 └─┐ ┌─┘ : : X │ │Y : : (C) Ag Zn 檸檬汁 │ ▋ ▋ │ : : │ ▋ ▋ │ : : (D) Cu Zn 氫氧化鈉 │ ▋ │▋ │ : : └───┼──┘ : : 溶液 : : (不好意思圖有點簡略) : : 答案是C 因為我覺得D這選項應該也可以算對 : : 因此我就去問了授課師，他說因為鹼性不易與金屬反應 : : 所以在此杯溶液中就沒有氧化還原的反應 : : 沒有氧化還原的反應就沒有電子的流動 : : 所以就沒法通電!!! : : 可聽完當下處於有點混亂的狀態!!!有種似懂非懂後來再想想總覺得哪裡怪怪的!!! : : 那鹼性電池怎麼辦???他的電解液也是鹼性可他為啥能通電??? : : 而且氫氧化鈉不是強電解質嗎???他應該是可以通電的狀態??? : : 請大家幫我解惑!!!感謝!!! : 解此題要掌握三個重點 : 1. 活性大的金屬易氧化。 : 2. 活性大的金屬氧化時，溶液中是否有物質可以還原。（需比較氧化還原電位） : 3. 溶液中的物質還原時，會在活性小的電極端還原。（個人認為此點較難說明） : ------ : 因此 : (A) Ca會氧化成Ca2+，水分子還原形成的H2會在Al端形成， : 但燈泡不允許此方向的電子流通過，所以不能選。 依氧化還原電位來看 Ca → Ca2+ + 2e- E0=2.87V Al → Al3+ + 3e- E0=1.66V 2H2O + 2e- → H2 + 2OH- E0=-0.83V 所以「理論上」兩極應該分別與水進行氧化還原反應產生氫氣。 實際上因 Al3+ 易與 OH- 反應，形成 Al(OH)3 覆蓋金屬鋁的表面， 導致鋁片表面的氧化還原反應並不明顯。 個人推測Al多少會與水反應產生H2， 而過程中必定有部分電子移到Ca那一端，使得氫氣在Ca那一極出現， 圖中的燈泡應有少量的單向電子流通過。 （當然Ca棒本身就會使水產生氫氣了。） 可參考 http://www.ahpj.gov.cn/show.asp?id=2274 http://v.ku6.com/show/T504D02L-8D3zBSh.html : (B) Fe會氧化成Fe2+或Fe3+，H+還原形成的H2會在Cu端形成， : 但燈泡不允許此方向的電子流通過，所以也不能選。 補充一點， 雖然沒有電子流產生，但鐵會直接在該極與H＋反應產生氫氣。 : (C) Zn會氧化成Zn2+，標準氧化電位＝0.76V : H+還原形成的H2會在Ag端形成，標準還原電位＝0V， : 且燈泡允許此方向的電子流通過，正解。 : (D) Zn氧化成Zn2+，標準氧化電位＝0.76V : 鹼性環境下，水分子還原形成H2，2H2O + 2e- → H2 + 2OH- : 標準還原電位＝-0.83V : （參見http://www.jesuitnola.org/upload/clark/refs/red_pot.htm） : 比較兩者的電位，氧化還原反應不會發生，沒有電流發生。 : 所以正確答案是C無誤。理由也如同m大授課師所言。 : -------------------- : 另外水果電池產生電子流的部分， : 氧化的是活性大的金屬，還原的可能是水、H+或者水果中其他更易還原的部分， : 並非如丹尼爾鋅銅電池中，由活性小金屬的離子還原。 : 伏打的第一顆電池，鋅-銅/食鹽水電池，與水果電池的原理相同。 : 主要半反應式：負極 Zn → Zn2+ + 2e- E0＝0.76V : 正極 2H2O + 2e- → H2 + 2OH- E0＝-0.83V : 看起來氧化還原反應似乎不會發生， : 但食鹽水是中性，依勒沙特列原理， : 正極的半反應的還原電位會大於-0.83V， : 實際上會大於-0.76V，使氧化還原反應會發生。 : （中性溶液中 2H2O + 2e- → H2 + 2OH- 的還原電位精確值，必須用 : Nernst方程式計算，我太久沒碰，這邊就不研究了， : 有興趣的老師請自行查閱普化課本。） : 如何驗證氧化還原的現象的確如前所述？ : 只要在此電池的銅極附近加一些酚太， : 隨著電池放電，就會看到酚太遇鹼性變色的情形。 : --------- : 以上是大致的情形， : 實際上兩極可能同時有數種氧化還原反應一起進行， : 想要更瞭解的可以參考以下投影片，第16頁的部分。 : http://nbeaa.org/presentations/battery_intro.ppt --

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