義守大學（後中醫）
104年
化學
第 21 題
某電化學電池如右所示：$\text{Zn(s)}\mid\text{Zn}^{2+}\text{(aq)}\parallel\text{Cu}^{2+}\text{(aq)}\mid\text{Cu(s)}$；下列何者正確？
- A 氧化半反應是：$\text{Cu(s)} \rightarrow \text{Cu}^{2+}\text{(aq)} + 2 e^-$
- B 還原半反應是：$\text{Zn}^{2+}\text{(aq)} + 2 e^- \rightarrow \text{Zn(s)}$
- C 鋅為還原劑
- D 總反應是：$\text{Zn}^{2+}\text{(aq)} + \text{Cu(s)} \rightarrow \text{Cu}^{2+}\text{(aq)} + \text{Zn(s)}$
思路引導 VIP
在電化學電池的符號標記中，通常由左至右呈現反應的物質變化。如果我們看到一種金屬從「中性的固體原子」變成了「帶正電的離子」，請思考他在這個過程中是『交出了電子』還是『拿走了電子』？而一個負責把電子送給別人的物質，在化學上我們會如何稱呼這種具有強大『推動力』的角色呢？
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恭喜你精準地判斷出正確答案！這顯示你對電化學電池的標準表示法與氧化還原定義已有很紮實的基礎。在這類題型中，掌握「左負右正」與「左氧右還」的規律是解題的核心關鍵。
電極反應與角色定義
在電池符號 $\text{Zn(s)}\mid\text{Zn}^{2+}\parallel\text{Cu}^{2+}\mid\text{Cu(s)}$ 中，左側約定俗成代表陽極（負極），發生的是氧化反應：$$\text{Zn(s)} \rightarrow \text{Zn}^{2+}\text{(aq)} + 2 e^-$$ 由於鋅原子在反應中失去了電子，其氧化數由 $0$ 增加至 $+2$。在化學邏輯中，這種「自身發生氧化反應、提供電子給他人」的物質，我們便稱之為還原劑。選項 (A)(B) 剛好將兩極的反應顛倒了，而 (D) 的總反應則誤將自發反應寫成了非自發的方向。
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電化學電池原理
💡 活性大的金屬為負極發生氧化，活性小的為正極發生還原。
| 比較維度 | 鋅極 (負極/陽極) | VS | 銅極 (正極/陰極) |
|---|---|---|---|
| 反應類型 | 氧化反應 (Zn → Zn2+ + 2e-) | — | 還原反應 (Cu2+ + 2e- → Cu) |
| 藥劑角色 | 還原劑 (失去電子者) | — | 氧化劑 (得到電子者) |
| 質量變化 | 質量減少 (金屬溶解) | — | 質量增加 (金屬析出) |
💬活性大者失電子為負極（氧化），活性小者得電子為正極（還原）。
