Transcript P. 1 / 18 19.1 簡單化學電池內的反應  在鎂 － 銅化學電池內  鎂原子會失去電子形成鎂離子。  Mg(s) Mg2+(aq) + 2e–  銅片周圍的銅 (II) 離子會接收這些電子，形成銅原子。  Cu2+(aq) + 2e– Cu(s)  上述電池的整體反應是：  Mg(s) +

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19.1
簡單化學電池內的反應
 在鎂 － 銅化學電池內
 鎂原子會失去電子形成鎂離子。
 Mg(s)
Mg2+(aq) + 2e–
 銅片周圍的銅 (II) 離子會接收這些電子，形成銅原子。
 Cu2+(aq) + 2e–
Cu(s)
 上述電池的整體反應是：
 Mg(s) + Cu2+(aq)
Mg2+(aq) + Cu(s) + 電能
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簡單化學電池內的反應
 在鎂 － 銅化學電池內
 上述反應導致電子在外電路流動。這些流動的電子形
成電流。
圖 19.1
鎂－銅化學電池中
的反應
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19.1
簡單化學電池內的反應
 在另一個簡單化學電池中，我們用檸檬汁代替
硫酸銅 (II) 溶液。
圖 19.2 「檸檬電池」
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19.1
簡單化學電池內的反應
 在鎂 － 銅化學電池中，鎂與銅形成一金屬偶。
 這可用 Mg/Cu 表示。
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19.2
由不同金屬偶組成的簡單化學電池
 我們可以用不同的金屬和銅組成化學電池，並
量度其電壓，可以知道各種金屬形成離子的傾
向。
圖 19.3 量度銅與其他金屬組成的化學電池的電壓
的實驗裝置
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由不同金屬偶組成的簡單化學電池
表 19.1 由不同金屬偶組成的化學電池的電壓
金屬偶
電壓 (V) 電子在外電路的流動方向
鎂和銅 (Mg/Cu)
+1.41
由鎂流向銅
鋅和銅 (Zn/Cu)
+0.79
由鋅流向銅
鐵和銅 (Fe/Cu)
+0.20
由鐵流向銅
銀和銅 (Ag/Cu)
–0.17
由銅流向銀
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19.2
由不同金屬偶組成的簡單化學電池
 由 Mg/Cu、Zn/Cu 和 Fe/Cu 金屬偶組成的電
池的電壓都帶正號，顯示在這三個電池中，
銅是正電極。
 電子由鎂、鋅和鐵電極經外電路流向銅電極。
 鎂和銅形成離子的傾向差異最大，鐵和銅形成
離子的傾向差異最小。
 在鎂鋅鐵三種金屬中，鎂最易形成離子。
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19.2
由不同金屬偶組成的簡單化學電池
 由 Ag/Cu 金屬組成的電池的電壓帶負號，顯
示在這個電池中，銅是負電極。
 電子由銅電極經外電路流向銀電極。
 銅比銀較容易形成離子。
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金屬的電化序
 我們可以根據金屬形成離子的傾向，把它們依
次排列，所得序列稱為金屬的電化序。
 金屬的電化序與其活性序大致相同（鈣除外）。
 在一個簡單化學電池中，組成電池的兩種金屬
在電化序中的距離愈遠，電池的電壓就愈大。
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19.3
金屬的電化序
表 19.2 金屬的電化序
金屬離子
金屬
K+(aq) + e–
K(s)
Ca2+(aq) + 2e–
Ca(s)
Na+(aq) + e–
Na(s)
Mg2+(aq) + 2e–
Mg(s)
Al3+(aq) + 3e–
Al(s)
Zn2+(aq) + 2e–
Zn(s)
Fe2+(aq) + 2e–
Fe(s)
位置與活性序不同
形成離子
的傾向
漸減
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19.3
金屬的電化序
表 19.2 金屬的電化序
金屬離子
金屬
Pb2+(aq) + 2e–
Pb(s)
2H+(aq) + 2e–
H2(g)
Cu2+(aq) + 2e–
Cu(s)
Hg2+(aq) + 2e–
Hg(l)
Ag+(aq) + e–
Ag(s)
Au+(aq) + e–
Au(s)
形成離子
的傾向
漸減
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19.4
改良簡單化學電池
 在鎂 — 銅電池內，電子會直接由鎂電極轉移
至電解質中的銅 (II) 離子。
 為了改善這種情況，可以把電池分為兩部分，
形成兩個半電池。
 兩個半電池以鹽橋連繫，形成一個完整電路。
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19.4
改良簡單化學電池
圖 19.5 把簡單化學電池分為兩個半電池
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19.5
鹽橋的作用
 鹽橋有兩種主要功能：
1. 容許離子由一個半電池流至另一個半電池，形成
一個完整電路。
2. 提供能流進半電池的離子，避免溶液內累積過多
帶正電荷或負電荷的離子，令反應終止。
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鹽橋的作用
圖 19.6 鹽橋能使兩個半電池內溶液裏的電荷達致平衡
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鹽橋的作用
 在化學電池內，電子在外電路和電極中游動。
 離子則在鹽橋和電解質中游動。
圖 19.7 在化學電池內電子和離子游動的範圍
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19.6
丹聶爾電池
 丹聶爾電池是人們最早使用的電池之一。
圖 19.8
丹聶爾電池
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