108國中會考自然科第35題－大小劉老師的自然試題園地

108國中會考自然科第35題

題目

圖(十六)分別為電解硫酸銅水溶液以及鋅銅電池的兩組實驗裝置示意圖，反應開始前，四支電極的質量都相同。反應經過一段時間後，取下四支電極烘乾後分別秤重，得知四支電極質量大小的關係為：碳棒甲＞電極丙＞碳棒乙＞電極丁。在上述反應中，哪兩支電極進行氧化反應？

(A)碳棒甲和電極丙
(B)碳棒甲和電極丁
(C)碳棒乙和電極丙
(D)碳棒乙和電極丁

答案

解析

本題主要是問電解硫酸銅水溶液與鋅銅電池的原理。

氧化反應：失去電子的反應。

還原反應：得到電子的反應。

電解硫酸銅水溶液：反應經過一段時間後，質量碳棒甲＞碳棒乙，表示碳棒甲有銅析出，質量增加，而碳棒乙有氧氣產生。

所以碳棒甲的半反應式：

Cu²⁺ + 2 e^－ → Cu (還原反應)

碳棒乙的半反應式：

2 H₂O → 4 H⁺+ O₂+ 4 e^－ (氧化反應)

鋅銅電池：反應經過一段時間後，質量電極丙＞電極丁，

表示電極丙有銅析出，質量增加，而電極丁質量會減輕。

所以電極丙的半反應式：

Cu²⁺ + 2 e^－ → Cu (還原反應)

電極丁的半反應式：

Zn → Zn²⁺ + 2 e^－ (氧化反應)

(D)選項，碳棒乙和電極丁進行氧化反應是正確。

所以答案選D。

解題技巧

本題中的關鍵詞「碳棒甲＞電極丙＞碳棒乙＞電極丁」、「進行氧化反應」，進行還原反應會有銅析出，因此質量會增加，所以找質量較小的為進行氧化反應。

知識節點

電解硫酸銅水溶液

鋅銅電池

氧化還原反應

原理

一、伏打電池

鋅銅電池：將兩種活性不同的金屬片鋅Zn、銅Cu分別插入電解質（甲燒杯硫酸鋅ZnSO₄、乙燒杯硫酸銅CuSO₄）溶液中，放入鹽橋U形管（硝酸鉀KNO₃水溶液），藉化學反應產生電流的裝置。

1.電子流動的方向（電子流）

活性大的金屬鋅Zn當『負極』，會放出電子，電子經外電路到達活性小的金屬銅Cu當『正極』。

2.離子的移動方向

（1）鹽橋U形管（硝酸鉀KNO₃水溶液）

硝酸鉀KNO₃水溶液會解離成K⁺與NO₃^－，K⁺會向乙燒杯移動，NO₃^－會向甲燒杯移動，

正離子（K⁺）移向正極。

負離子（NO₃^－）移向負極。

（2）溶液：

負極：鋅板（Zn）放出電子產生鋅離子（Zn²⁺）。

Zn → Zn²⁺ + 2 e^－

正極：溶液中的銅離子（Cu²⁺）得到電子形成銅（Cu）析出。

（藍色硫酸銅CuSO₄水溶液顏色變淡）

Cu²⁺ + 2 e^－ → Cu