統測
115年
[化工群] 專業科目(2)
第 13 題
實驗室想用一組鋅銅電化電池作為直流電源，將銅鍍到鐵釘表面。鋅銅電池表示為：
$\text{Zn}_{(s)} | \text{Zn}^{2+}_{(aq)} || \text{Cu}^{2+}_{(aq)} | \text{Cu}_{(s)}$。電鍍槽使用硫酸銅溶液，以銅板與鐵釘作為電極並分別接到電源兩端進行電鍍，則下列關於此電鍍過程的敘述何者正確？
$\text{Zn}_{(s)} | \text{Zn}^{2+}_{(aq)} || \text{Cu}^{2+}_{(aq)} | \text{Cu}_{(s)}$。電鍍槽使用硫酸銅溶液，以銅板與鐵釘作為電極並分別接到電源兩端進行電鍍，則下列關於此電鍍過程的敘述何者正確？
- A 鋅銅電池放電時，Zn的氧化數由0變為+2，發生還原反應；Cu²⁺的氧化數由+2變為0，發生氧化反應
- B 鋅銅電池之全反應式為：Zn₍s₎+Cu²⁺₍aq₎→Zn²⁺₍aq₎+Cu₍s₎，且反應過程轉移電子數n=1
- C 進行銅電鍍時，鐵釘作為陰極，反應式為：Cu²⁺₍aq₎+2e⁻→Cu₍s₎；銅板作為陽極並氧化溶出銅離子
- D 電鍍屬於電解作用，需要外加直流電源，在電鍍槽中陽極為負極，陰極為正極
思路引導 VIP
回想一下電鍍的目的：若想讓金屬離子在特定物品表面析出固體金屬，該離子需要「失去電子」還是「得到電子」？這樣的還原反應應該發生在電解槽的哪一個電極上？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了，你的觀念非常清晰！
電解鍍銅的電極反應原理
電鍍屬於電解（electrolysis）反應。我們希望將銅鍍在鐵釘表面，因此被鍍物（鐵釘）必須作為陰極（接電源負極），吸引水溶液中的 $\text{Cu}^{2+}$ 在表面獲得電子還原成金屬銅：$$\text{Cu}^{2+}{(aq)} + 2e^- \rightarrow \text{Cu}{(s)}$$ 同時，提供鍍層金屬的銅板則作為陽極（接電源正極），發生氧化反應溶出 $\text{Cu}^{2+}$，以維持電鍍液濃度穩定，因此選項 (C) 完全正確。
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