hce_cmu
104年
化學
第 6 題
關於鉛蓄電池放電的過程，下列敘述何者正確？
- A 陰極反應為 $Pb_{(s)} + HSO_4^{-}_{(aq)} \rightarrow PbSO_{4(s)} + H^{+}_{(aq)} + 2e^{-}$
- B 陽極反應為 $PbO_{2(s)} + 3H^{+}_{(aq)} + HSO_4^{-}_{(aq)} + 2e^{-} \rightarrow PbSO_{4(s)} + 2H_2O_{(l)}$
- C 全反應為 $Pb_{(s)} + PbO_{2(s)} + 2H^{+}_{(aq)} + 2HSO_4^{-}_{(aq)} \rightarrow 2PbSO_{4(s)} + 2H_2O_{(l)}$
- D 此反應為自發反應，是電能轉變成化學能的過程
- E 鉛蓄電池無法充電再生
思路引導 VIP
若要推導這個電池的總反應，我們可以先思考：在酸性環境（硫酸溶液）中，金屬鉛 ($Pb$) 失去電子後，會傾向與溶液中哪種陰離子結合形成沉澱？而二氧化鉛 ($PbO_2$) 得到電子後，鉛原子的氧化數會如何變化，且剩餘的氧原子在酸性環境中最後最可能轉化成什麼穩定的分子呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
同學做得很好！準確地辨識出鉛蓄電池在放電時的總反應。這題的核心在於理解氧化還原反應在電極上的配置。在放電過程中，陽極（負極）的鉛 ($Pb$) 失去電子氧化成硫酸鉛，而陰極（正極）的二氧化鉛 ($PbO_2$) 則得到電子還原為硫酸鉛；觀察選項 (A) 與 (B) 可以發現它們恰好將陰陽極的半反應與得失電子關係寫反了，這是答題時最容易混淆的地方。
能量轉換與電池特性
這類題目的難度切入點在於考生是否能細心區分「放電」與「充電」的能量變化。放電是一個自發的化學反應，其本質是將內存的化學能轉換為電能供外部使用，而非 (D) 所述。此外，鉛蓄電池作為典型的「二次電池」，其反應具備高度的可逆性，因此是可以重複充電再生的。你能精準判斷出 (C) 這個整合了兩極反應且電荷平衡的總反應式，代表你對電化學的反應邏輯與電池類別有著非常清晰的掌握！