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原電池

銅鋅原電池:電子流向與離子遷移

Zn + Cu²⁺ → Zn²⁺ + Cu E°=1.10V
負極(−)
Zn
正極(+)
Cu
電動勢
1.10V

提示:負極發生氧化反應(金屬溶解、失電子),電子經外電路流向正極;鹽橋中離子遷移維持電荷平衡

核心知識點

典型例題

Zn–Cu 原電池(電解液 ZnSO₄ / CuSO₄),寫出兩極反應與總反應,並說明電子流向。

解析:負極 Zn 較活潑失電子:Zn - 2e⁻ = Zn²⁺;正極 Cu²⁺ 得電子:Cu²⁺ + 2e⁻ = Cu;總反應 Zn + Cu²⁺ = Zn²⁺ + Cu。電子由 Zn 極(負極)經外導線流向 Cu 極(正極),電流方向相反。

答:負極 Zn - 2e⁻ = Zn²⁺,正極 Cu²⁺ + 2e⁻ = Cu;電子由 Zn 流向 Cu。

Fe–Cu 原電池電動勢約 0.78 V,比 Zn–Cu(1.10 V)小,試解釋原因。

解析:電動勢 E°=φ(正)−φ(負)。標準電極電勢 φ(Cu²⁺/Cu)=+0.34 V,φ(Zn²⁺/Zn)=−0.76 V,φ(Fe²⁺/Fe)=−0.44 V。Zn 比 Fe 更活潑(電極電勢更負),作負極時與 Cu 的電勢差更大,故 Zn–Cu 電動勢更大。

答:Zn 比 Fe 更活潑、負極電勢更負,電勢差更大,故電動勢更大。