第一節 金屬偶的電壓
金屬偶的電壓

在鋅—銅化學電池中,鋅和銅就形成了一對金屬偶,可用 \(\text{Zn/Cu}\) 來表示。組成化學電池的金屬偶決定了電池的電壓。

由不同金屬偶組成的化學電池

仔細觀察左側動畫,注意不同的金屬偶組成化學電池時,其電壓的大小和正負,並完成下面的題目(提示:若電壓為零,電子流動方向一欄寫)。

金屬偶 電壓(\(\text{V}\)) 電子在外電路流動方向
鋅和銅 \(\left( \text{Zn/Cu} \right)\) 流向
鎂和銅 \(\left( \text{Mg/Cu} \right)\) 流向
鐵和銅 \(\left( \text{Fe/Cu} \right)\) 流向
銅和銅 \(\left( \text{Cu/Cu} \right)\) 流向
銀和銅 \(\left( \text{Ag/Cu} \right)\) 流向

電壓的正負代表銅電極的極性;而數值的大小代表銅與另外一種金屬失去電子形成離子的傾向的差異。結合實驗結果,判斷以下哪些描述是正確的?

形成離子的趨勢由強到弱:\(\text{鎂} > \text{鋅} > \text{鐵} > \text{銅} > \text{銀}\)

鎂和銅形成離子的傾向的差異最大

銀和銅形成離子的傾向的差異最小

金屬偶電池的電壓由高到低:\(\text{Mg/Ag} > \text{Zn/Ag} > \text{Fe/Ag} > \text{Cu/Ag}\)

鋅—銅化學電池中,鋅是正電極

銀—銅化學電池中,銀是正電極

題解:

  1. 鎂、鋅和鐵與銅組成化學電池時,電壓值為正,且依次減小。所以,形成離子的傾向依次減弱,但都比銅強。
  2. 銀與銅組成化學電池時,電壓值為負,所以,銀形成離子的傾向比銅弱。
  3. 鎂—銅化學電池的電壓最大,表示兩者形成離子的傾向差異最大。
  4. 銀—銅化學電池的數值(絕對值)最小,表示兩者形成離子的傾向差異最小。
  5. 鎂、鋅、鐵和銅均較銀更易形成離子,但差異依次減小。
  6. 與銅電極相比,鋅更易失去電子是負電極;銀不易失去電子是正電極。
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