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： 熱效應 （1）電流的 ：電能轉換為熱能或光能的現象 化學效應 （2）電流的 ：電能轉換為化學能的現象 （1）電流的 ：電能轉換為熱能或光能的現象 熱效應 化學效應 （2）電流的 ：電能轉換為化學能的現象 （3）電流的 ：電能可產生磁場的現象 磁效應 熱效應 化學效應 磁效應

 電解大發現

英國 尼可爾生 William Nicholson 西元 1753－1815年 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 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 反應 直流電 吸熱

 電解原理

電解的實驗設置 ⊕   實驗設置： （1）電源：限用 電源。 （2）被電解物質：  。  。 （3）電解槽正負極：  正極： 與電池的 極相連  負極： 與電池的 極相連 直流 電解質水溶液 電解質熔融態 ⊕  正 負 電解質

電解原理  原理解析： （1）電解反應影響因素：  。  。 （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 極棒移動  。  負離子向 極棒移動  。 ⊕  e 電解質種類 電極材質 負 A+ 可能得到電子 正 B－ 可能失去電子

電解原理 ⊕   原理解析： （3）電極材質：  ：  均不參與反應  。  ：  會參與反應，而有競爭  。 e 惰性電極  原理解析： （3）電極材質：  ：  均不參與反應  。  ：  會參與反應，而有競爭  。 惰性電極 正極放出電子 石墨C、鉑 Pt、金 Au 活性電極 負極得到電子 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：    負極產物的可能順位：  先析出 。 （ IA、ⅡA 金屬不析出）  後產生 。 金屬 氫氣

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：    正極產物的可能順位：  先 溶解。 （ 一般金屬）  後產生 。 活性電極 氧氣

 水電解

水電解討論  水電解討論： （1）電源： 。 （2）電極： 。  。 （3）加入 或 。  。 （4）正極：產生 。 負極：產生 。 氫氧體積比＝ 。 氫氧質量比＝ 。 （5）當兩極愈靠近， 產生氣體速率愈 。 直流電 惰性電極 ⊕  碳棒或鉑 NaOH H2SO4 助導電 2：1 1：8 快 （媒體：1，6’31”）

水電解 電極反應  水電解反應： ⊕： ： ） 全反應： 體積比 莫耳數比 質量比   e

水的電解重點整理 電解 電解液 正極 負極 濃度變化 pH變化 電 解 水 NaOH 氫氧化鈉 碳棒 氧氣 O2 氫氣 H2 質量不變 H2SO4 硫酸 增加 （水量減少） 增加 （愈鹼） 增加 （水量減少） 減少 （愈酸）

 電源對化學效應 －交流電與直流電

直流電與交流電的差異 熱效應 化學效應 正極 產物 負極 產物 體積比 直流電 交流電 效應 電源 燈泡亮 氧 氫 1：2 燈泡亮 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： 。 （2）電極： 或 。  或 。 （3）電解液： ， 色。 （4）電極產物：依使用電極種類而異  正極：可能先 、後 。  負極：可能先 、後 。 直流電 惰性電極 活性電極 碳棒或鉑 銅棒 藍 電極溶解 生成氧氣 金屬析出 生成氫氣 （媒體：1，28” ；2，2’25”）

硫酸銅電解討論 ⊕  1 2 ⊕  3 4 ⊕  5 6 ⊕  7 8

碳棒為二電極時 ）  ⊕ e ： ⊕： 全反應： 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） ： ⊕： ） 全反應：

銅棒為二電極時 ）  ⊕ e ： ⊕： 全反應： 負極： 1.金屬銅析出 2.質量增加 正極： 1.正極溶解 2.質量減輕 電解液： 1.濃度不變 2.顏色不變 3.酸鹼性不變 ： ⊕： ） 全反應：

銅棒為正極、碳棒為負極時 ）  ⊕ e ： ⊕： 全反應： 負極： 1.金屬銅析出 2.質量增加 正極： 1.正極溶解 2.質量減輕 電解液： 1.濃度不變 2.顏色不變 3.酸鹼性不變 ： ⊕： ） 全反應：

碳棒為正極、銅棒為負極時 ）  ⊕ e ： ⊕： 全反應： 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） ： ⊕： ） 全反應：

 電解應用 －電鍍

電鍍產品  電鍍：利用 原理，將金屬析附在另一金屬表面上。 電解

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  。 2.去鏽  。 3.脫脂  。  電鍍：金屬析出 1.被鍍物：置於電解槽之 極。  後處理：乾燥 1.水洗 2.溶劑洗  （揮發快，乾燥快） 砂紙 稀酸 強鹼 負 丙酮

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： 。  電鍍液：含有擬鍍物金屬的水溶液（如： ）  負極（金屬析出）：置放被鍍物（如： ）  正極（正極溶解）：置放擬鍍物金屬片（如： ） 直流電 CuSO4 鑰匙 銅片 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 （媒體：1，30”）

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  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. （ ）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。 C 甲 乙 丙 丁 銅溶解   銅析出   氧氣 銅析出 顏色不變 顏色變淡

範例解說 2. （ ）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。 A  ⊕

課程結束