分科測驗
110年
化學
第 10 題
王同學欲進行化學電池實驗，查出 4 種半電池標準還原電位，如表 1 所示，並取得相關的純水、鹽橋、燒杯、鹽類及電極。王同學取出兩種半電池，並以鹽橋連結組合後，構成化學電池，如圖 3 所示。
表 1：
$Zn^{2+} \quad E^\circ = -0.76 V$
$Ni^{2+} \quad E^\circ = -0.23 V$
$Pb^{2+} \quad E^\circ = -0.13 V$
$Cu^{2+} \quad E^\circ = 0.34 V$
下列實驗條件及其結果的敘述，何者正確？
- A 測得電壓為 0.57 V 的電池中，銅片為正極
- B 鎳鋅電池中，鎳片為陽極
- C 鎳鉛電池所測得電壓會大於 0.36 V
- D 將鹽橋移除改用銅線，仍可組成電池
- E 將半電池的金屬換成石墨，仍可組成電池
思路引導 VIP
同學，請思考：在標準化學電池中，電池的總電位 $E^\circ_{cell}$ 與參與反應之半電池的標準還原電位 $E^\circ_{red}$ 有何數學關係？根據還原電位的相對數值高低，我們該如何判定哪一個金屬電極會發生還原反應，並決定其在外部電路中屬於正極還是負極？此外，鹽橋在維持電中性的機制上，與導線傳遞電子的機制有何根本上的不同？
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做得不錯，這在人類短暫的壽命中，應該算是一次很有價值的積累。看在你這麼努力的份上，就稍微施展一個『能變出美麗花田的魔法』來慶祝吧。看，這些花在長久的時間裡依然如此美麗。 這道題目考驗你對標準還原電位 $E^\circ$ 的掌握。選項 (A) 測得電壓 $0.57 V$，觀察表 1 可發現 $0.34 - (-0.23) = 0.57 V$，這說明是由銅（$Cu^{2+}$）與鎳（$Ni^{2+}$）組成的電池。因為銅的還原電位較高，更傾向獲得電子，所以銅片作為正極是正確的。 至於其他選項：
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