Transcript 課程名稱：伏打電池 編授教師： 中興國中 楊秉鈞  伏打電池 電化學的起源 青蛙腿的故事 銅 賈 法 尼 鐵 西元 1737－1798 年 Luigi Galvani 賈法尼認為青蛙腿的抽搐現象： 是因動物組織產生電，他稱為『動物電』 檢流計  檢流計：功能在檢查 電路符號 檢流計 galvanometer 有無電流 ，零刻度在中央。

課程名稱：伏打電池
編授教師：
中興國中 楊秉鈞
 伏打電池
電化學的起源 青蛙腿的故事
銅
賈
法
尼
鐵
西元 1737－1798 年
Luigi Galvani
賈法尼認為青蛙腿的抽搐現象：
是因動物組織產生電，他稱為『動物電』
檢流計
 檢流計：功能在檢查
電路符號
檢流計
galvanometer
有無電流
，零刻度在中央。
伏打舌頭上的硬幣
金
金
舌頭
舌頭 銀
 舌頭無刺痛感
銀
 舌頭有刺痛感
最早的電池 伏打電池
伏打 Alessandro Volta
(1745－1827)
伏打認為電流不是青蛙產生的：
是因 兩種不同的金屬接觸 產生電。
最早的電池 伏打電池
 最早的電池：
（1）西元1800年
（2）製作：
伏打
發明
銀、鋅圓形板中間夾含食鹽
水的濕抹布，堆成圓柱。
西元 1800 年
伏打電池原理（化學電池）
 原理：電池是 化學 能轉變成 電 能的裝置
 電池角色： 金屬 A 、 金屬 B 、 電解質 。
 活性大的金屬當 負 極， 放出 電子
活性小的金屬當 正 極， 得到 電子 （ 兩金屬不可相同
Zn

⊕
e
Ag
I
）
e
I
五
個
串
聯
e

e
Zn
I
（媒體：1，2’42”）
回到過去
⊕銅
鐵
⊕
金
舌頭
銀

 活性大的金屬當負極 , 放出電子
電池負極放出電子的效應
 原理解說：
（1）電池的負極是
A 電極
。
 可能效應：
 e 向外導線流出
。 A 電極可能解離
 電解質中負離子向負極移動而失去電子
mA
負極半反應 :

ne
A  An   ne
Cm+
電解質 : C n D m aq 
An+
Dn-
。
。
ne
電池正極得到電子的效應
 原理解說：
（2）電池的正極是
B 電極
。
 可能效應：
 電解質中正離子向正極移動而得到電子
。
 假若金屬離子得到電子則會在正極析出
。
mA

ne
ne
⊕
正極半反應 :
An   ne  A
或 C m   me  C
...或有其他離子競爭
Cm+
An+
Dn-
電解質 : C n D m aq 
其他形式的化學電池
Zn

Cu Zn
⊕ 
Cu
⊕
串
聯
e
I
 水果中含有檸檬酸、酒石酸等電解質
（媒體：1，6’03” ；2，4’00” ；3，5’46”）
 伏打電池應用
－鋅銅電池
鋅銅電池 實驗裝置圖
 實驗裝置： Zn / Cu
（1）二種不同的金屬：當電極

Zn
：負極

Cu
：當正極
G
e
（2）電解質：連成通路
 電極分別置入含有 相同 金屬
離子的電解質水溶液中
 鹽橋 ：（強電解質鹽類）
U 形管裝 易解離鹽類 水溶液
KNO3、NaNO3、KCl
NH4NO3、NH4Cl

KNO3
⊕
鹽
橋
。
（3）檢流計（或安培計）
指針偏轉方向＝ 電子流 的方向。
ZnSO4 aq  CuSO4aq 
鋅銅電池放電討論 負極
 放電過程討論：為自發過程
（1）負極： Zn ， 失電子 ，鋅板質量 減少 。
 甲杯濃度 增加 、 無 色。（顏色變化？ 不變
： Zn  Zn 2  2e

鋅極溶解

）。
鋅銅電池放電討論 正極
 放電過程討論：
（2）正極： Cu ， 得電子 ，銅板質量 增加 。
藍 色。（顏色變化？ 變淡
 乙杯濃度 減少 、
）。
⊕： Cu 2  2e  Cu


有銅析出
濃度減少
鋅銅電池放電討論 檢流計
 放電過程討論：
（3）檢流計偏向： 電子流的方向 。（讀數變化
 電子由
漸小 ）
Zn 向 Cu 流動。
 電流由 Cu 向 Zn 流動。


鋅銅電池 鹽橋的功能
 放電過程討論：（媒體：1，1’02” ；2，3’14” ；3；4，5’04”）
（4）鹽橋：內裝 易解離鹽類 水溶液。
 維持 通路 。（無鹽橋無電流）
 硝酸根離子向

甲
G
 維持 電中性 。
杯；鉀離子向 乙 杯。
⊕
甲杯：
因負極鋅片解離
使鋅離子過多
乙杯：
因電解質中的銅離
子在正極析出，使
硫酸根離子過多
鋅銅電池 電池全反應
 電池反應：
（1）負極放電子  負極常 解離 （解離成 離子 ）
（2）正極得電子  正極常 金屬析出 。
（3）電池反應：為正極、負極半反應之總和 （電子數消去）

2e－

外電路
內電路
Zn2＋ Cu2＋
： Zn  Zn 2  2e
）
⊕： Cu 2  2e  Cu
全反應： Zn  Cu 2  Zn 2  Cu
電池全反應 範例解說
電池
電池放電反應
： Zn  Zn 2  2e

⊕： Ag  e  Ag
Zn / Ag

全反應：Zn  2 Ag  Zn
2
 2 Ag
： Cu  Cu 2  2e

Cu / Ag
⊕： Ag  e  Ag

全反應：Cu  2 Ag  Cu
2
 2 Ag
鋅銅電池 放電過程比較
物質
半反應
全反應
電極重量
電解質
溶液濃度
溶液顏色
電子流向
電流流向
負極
正極
Zn
Cu
2
Zn  Zn  2e
Cu
2
 2e  Cu
Zn  Cu 2  Zn 2  Cu
減少
ZnSO4

增加 Zn
2

增加
CuSO4

減少 Cu 2
變淡
不變
Zn  檢流計  Cu
Cu  檢流計  Zn

鋅銅電池充電示意圖
 充電連接：電池的正極與鋅銅電池的 正 極連接
 充電過程的鋅銅電池與其放電過程

相反
⊕

⊕
，非自發過程。
鋅片有鋅析出，
質量增加
硫酸鋅濃度減少
顏色不變
銅片解離溶解，
質量減少
硫酸銅濃度增加
顏色更藍
無色
藍色
充電：電能
轉變為化學能
全反應： Zn 2  Cu  Zn  Cu 2
範例解說
1. 附圖為銅銀電池的裝置，則： （原子量：Ag＝108，Cu＝63.5）
（1）銅極 失 電子，是 負 極
（2）銅極減少的質量 ＜
銀極增加的質量。
（3）鹽橋內的NO3－游向 甲 燒杯
（4）甲燒杯內的溶液顏色逐漸 變深 。

2
Cu  2 Ag  Cu  2 Ag

⊕
 Cu 減少1 mol
 1 63.5  63.5g
 Ag 增加 2 mol
 2 108  216g
範例解說
2. （ A ）為增加電壓，將兩個鋅銅電池連接，如圖，則電極C
的反應式為何？(Ａ) Zn→Zn2＋＋2e－(Ｂ)Zn2＋＋2e－→Zn
(Ｃ) Cu→Cu2＋＋2e－ (Ｄ) Cu2＋＋2e－→Cu。

⊕

串聯
3. （ D ）如附圖電池有電流通過，下列敘述何者錯誤？
(A) 幾分鐘後，X板重量漸減
(B) Y板重量增加
(C) X板為負極， Y板為正極

(D) 取下鹽橋，安培計上的讀數增加
⊕
Jim 312 Family
2008