課程名稱： 電流的化學效應 編授教師： 中興國中 楊秉鈞 電流 三大效應 電流的三大效應 電流的三大效應： （1）電流的 熱效應 ：電能轉換為熱能或光能的現象 （2）電流的 化學效應 ：電能轉換為化學能的現象 （3）電流的 磁效應 熱效應 ：電能可產生磁場的現象 化學效應 磁效應.
Download ReportTranscript 課程名稱： 電流的化學效應 編授教師： 中興國中 楊秉鈞 電流 三大效應 電流的三大效應 電流的三大效應： （1）電流的 熱效應 ：電能轉換為熱能或光能的現象 （2）電流的 化學效應 ：電能轉換為化學能的現象 （3）電流的 磁效應 熱效應 ：電能可產生磁場的現象 化學效應 磁效應.
課程名稱： 電流的化學效應 編授教師： 中興國中 楊秉鈞 電流 三大效應 電流的三大效應 電流的三大效應： （1）電流的 熱效應 ：電能轉換為熱能或光能的現象 （2）電流的 化學效應 ：電能轉換為化學能的現象 （3）電流的 磁效應 熱效應 ：電能可產生磁場的現象 化學效應 磁效應 電解大發現 首次電解的發現者 英國 尼可爾生 William Nicholson 西元 1753－1815年 把連接伏打電池兩極的兩條金屬線放入水中 ，將水電解成氫氣與氧氣。（西元1800年） 水的電解圖示 電解： 以 直流電 通入電解質中，使物質分解的化學反應 在兩極發生反應，非自發反應，屬於 吸熱 反應 電解原理 電解的實驗設置 實驗設置： ⊕ ⊕ （1）電源：限用 直流 電源。 （2）被電解物質： 電解質水溶液 。 電解質熔融態 。 （3）電解槽正負極： 正極： 與電池的 正 極相連 負極： 與電池的 負 極相連 電解質 電解原理 e e ⊕ e ⊕ A B e 原理解析： （1）電解反應影響因素： 電解質種類 。 電極材質 。 （2）電解質：（AB為例） 本身解離為正、負離子， 因通電而定向移動。 正離子向 負 極棒移動 A+ 可能得到電子 。 負離子向 正 極棒移動 B－ 可能失去電子 。 AB A B 電解原理 ⊕ e e 原理解析： （3）電極材質： 惰性電極 e 正 極 放 出 電 子 ⊕ e 負 極 得 到 電 子 A B AB A B ： 均不參與反應 石墨C、鉑 Pt、金 Au 。 活性電極 ： 會參與反應，而有競爭 銅Cu、鋅Zn...等金屬 。 活性電極當正極時： 會放出電子而解離，本身質量減輕 活性電極當負極時： 金屬不會再得到電子而成為負離子 本身僅作為導電用 負極產物推測 負極產物推測：考量電解質中離子得電子之結果 若電解 AB 電解質水溶液，其解離： e e AB A B H 2O H OH 負極產物的可能順位： 先析出 金屬 。 （ IA、ⅡA 金屬不析出） A H OH B _ A e A 後產生 氫氣 。 2H 2e H 2 正極產物推測 正極產物推測：考量電解質及活性電極放電子之結果 若電解 AB 電解質水溶液，其解離： e AB A B e H 2O H OH 正極產物的可能順位： 先 活性電極 溶解。 Y （ 一般金屬） Y Y OH B H 2O n ne 後產生 氧氣 _ H A 。 2H 2O O2 4H 4e 水電解 水電解討論 水電解討論： （1）電源： 直流電 。 （2）電極： 惰性電極 。 碳棒或鉑 。 （3）加入 NaOH 或 H2SO4 。 助導電 。 （4）正極：產生 O2 。 負極：產生 H 2 。 氫氧體積比＝ 2：1 。 氫氧質量比＝ 1：8 。 （5）當兩極愈靠近， 產生氣體速率愈 快 。 （媒體：1，6’31”） O2 ⊕ H2 水電解 電極反應 水電解反應： ⊕： 2H O O 4H 4e 2 2 2 H 2 e H2 ） ： 全反應： 2H 2O 2H 2 O2 莫耳數比 2 : 2 :1 2 : 2 :1 質量比 9 :1: 8 體積比 2 18 : 2 2 : 1 32 36 : 4 : 32 9 : 1 : 8 e e H OH H 2O 水的電解重點整理 電解 電解液 正極 負極 碳棒 碳棒 NaOH 氧氣 O2 氫氧化鈉 電 解 水 氫氣 H2 濃度變化 pH變化 增加 增加 （水量減少） （愈鹼） 質量不變 質量不變 碳棒 H2SO4 硫酸 碳棒 增加 氧氣 O2 氫氣 H2 減少 （水量減少） （愈酸） 質量不變 質量不變 電解氫氧化鈉或硫酸水溶液等於電解水 電源對化學效應 －交流電與直流電 直流電與交流電的差異 效應 化學效應 熱效應 電源 正極 產物 負極 產物 體積比 直流電 燈泡亮 氧 氫 1：2 交流電 燈泡亮 氧、氫 氧、氫 1：1 硫酸銅電解 硫酸銅電解討論 硫酸銅電解討論： （1）電源： 直流電 。 （2）電極： 惰性電極 或 活性電極 。 碳棒或鉑 或 銅棒 。 （3）電解液： CuSO4aq ， 藍 色。 （4）電極產物：依使用電極種類而異 正極：可能先 電極溶解 、後 生成氧氣 O2 負極：可能先 金屬析出 、後 生成氫氣 H 2 （媒體：1，28” ；2，2’25”） 。 。 硫酸銅電解討論 甲 丙 ⊕ 1 C C 2 O2 析 CuSO4aq ⊕ 5 C Cu 6 O2 析 CuSO4aq ⊕ 3 Cu 乙 丁 Cu 4 溶 CuSO 析 4aq ⊕ 7 Cu C 8 溶 析 CuSO4aq 碳棒為二電極時 e e ⊕ 負極： 1.金屬銅析出 2.質量增加 正極： 1.產生O2 2.質量不變 電解液： 1.濃度漸減 2.顏色變淡藍 3.酸性變強 （pH 降低） Cu 2 2 SO4 H 2O CuSO4aq ：Cu 2 2e Cu ⊕： 2H O O 4H 4e 2 2 ） 全反應：2Cu 2 2H 2O 2Cu O2 2H 銅棒為二電極時 e e ⊕ 負極： 1.金屬銅析出 2.質量增加 電解液： 1.濃度不變 2.顏色不變 3.酸鹼性不變 Cu 2 2 SO4 Cu 2 H 2O CuSO4aq ：Cu 2 2e Cu ⊕： Cu Cu 2 2e ） 全反應： Cu 正極： 1.正極溶解 2.質量減輕 2 Cu Cu Cu 2 銅棒為正極、碳棒為負極時 e e ⊕ 負極： 1.金屬銅析出 2.質量增加 電解液： 1.濃度不變 2.顏色不變 3.酸鹼性不變 Cu 2 2 SO4 Cu 2 H 2O CuSO4aq ：Cu 2 2e Cu ⊕： Cu Cu 2 2e ） 全反應： Cu 正極： 1.正極溶解 2.質量減輕 2 Cu Cu Cu 2 碳棒為正極、銅棒為負極時 e e ⊕ 負極： 1.金屬銅析出 2.質量增加 正極： 1.產生O2 2.質量不變 電解液： 1.濃度漸減 2.顏色變淡藍 3.酸性變強 （pH 降低） Cu 2 2 SO4 H 2O CuSO4aq ：Cu 2 2e Cu ⊕： 2H O O 4H 4e 2 2 ） 全反應：2Cu 2 2H 2O 2Cu O2 2H 電解應用 －電鍍 電鍍產品 電鍍：利用 電解 原理，將金屬析附在另一金屬表面上。 電鍍的目的與流程 電鍍的目的： 防止生鏽 增加美觀 電鍍的流程 前處理：表面清潔 1.拋光 砂紙 。 HClaq 2.去鏽 稀酸 3.脫脂 強鹼 NaOHaq 。 。 電鍍：金屬析出 1.被鍍物：置於電解槽之 負 極。 後處理：乾燥 1.水洗 2.溶劑洗 丙酮 （揮發快，乾燥快） 鑰匙鍍銅 電鍍討論 電鍍 將一金屬（擬鍍物）鍍上另一金屬（被鍍物） 電源： 直流電 。 電鍍液：含有擬鍍物金屬的水溶液（如： CuSO4 ） 負極（金屬析出）：置放被鍍物（如： 鑰匙 ） 正極（正極溶解）：置放擬鍍物金屬片（如： 銅片 ） （媒體：1，30”） 1.正極： Cu Cu2＋ ＋2e－ 正極溶解，質量減少 2.負極： Cu2＋＋2e－ Cu 金屬析出，質量增加 3.全反應：Cu（正） Cu（負） 4.電解液濃度不變，顏色不變 5.隨時間，析出金屬，愈厚 6.正極減少質量＝負極增加質量 電鍍液回收及污染 實驗室硫酸銅電鍍液處理 回收 加入鋼絲絨，使其反應，銅會吸附析出 Fe CuSO4 FeSO4 Cu 電鍍廢水的污染 二仁溪綠牡蠣事件：銅離子污染 鍍銀廢水：含有劇毒氰化物（CN－） 範例解說 1. （ C ）如圖為電解槽（Ⅰ）及電解槽（Ⅱ）實驗裝置，下列有關電解 質實驗的敘述何者錯誤？ (Ａ)電極丙附近有氧氣產生(Ｂ)電 極乙和電極丁的產物相同 (Ｃ)兩電解槽通電一段時間後，溶液 顏色皆變淡(Ｄ)電解槽（ Ⅱ ）的電解液 pH下降。 甲 乙 丙 顏色不變 顏色變淡 丁 銅溶解 Cu Cu 2 2e 銅析出 Cu 2 2e Cu 氧氣 2H 2O O2 4H 4e 銅析出 Cu 2 2e Cu 範例解說 2. （ A ）如圖所示，以鎳片、銅片及鎳電鍍液等構成一電路。調節可變 電阻器，使電流達到 0.1A，通電10分鐘至15分鐘，則下列敘 述何者正確？ (Ａ) 銅片表面漸漸被析出的鎳包起來 (Ｂ) 正極反應為 Ni2＋＋2e－→Ni (Ｃ) 負極的鎳漸漸減少 (Ｄ) 鎳電鍍液中的亞鎳離子濃度慢慢減少。 Ni 2 2e Ni ⊕ Ni Ni 2 2e 課程結束