005(1-5電流的化學效應)

  1.電流的化學效應：指電流通過電解質水溶液時，在兩電極會    發生化學變化的情形。

 2.電解：利用電流使導電物質在兩電極產生新物質的化學反應。

 3.水的電解：(如圖10.所示)

 (1)純水不易導電，加入少許的電解質(如氫氧化鈉或稀硫酸等)可幫助導電，

再通以直流電，在正極可產生具助燃性的氧氣，負極可產生具可燃性的氫氣。

 (2)觀察正負極的氣體體積比為氫氣 ： 氧氣 = 2 : 1。

 (3)化學反應式為2H2O → 2H2 + O2。

 4.電解硫酸銅水溶液：

 (1)以碳棒為電極：正極產生氧氣，負極產生銅 。(如圖11.所示)

     a. 正極：2H2O → 4H+ + O2 + 4e- (氧化反應)

b. 負極：2Cu2+ + 4e- → 2Cu (還原反應)

 (2)銅離子游向負極獲得電子形成銅原子，水溶液的顏色  (藍色)

因銅離子減少而逐漸變淡。

正極附近的水分子釋放電子產生氧氣及氫離子，導致硫酸銅的pH值降低。

(3)以銅片為電極：正極的銅溶解(銅片的質量減少)，負極則析出銅(銅片的質量增加)。

    (如圖12.所示)

     a. 正極 :  Cu → Cu2+ +2e- (氧化反應)

b. 負極：Cu2+ +2e- → Cu (還原反應)

 (4)正極的銅片溶解變成銅離子且釋放電子，

    而銅離子則游向負極獲得電子而形成銅原子並附著於負極的銅片上，

    此時，正極的銅片所減少的質量等於負極的銅片所增加的質量， 

故銅離子的量固定，即水溶液的顏色(藍色)反應前後不變。

 5.電鍍：利用通電的方式，將被鍍物接在負極，擬鍍金屬接在正極，

且電解質溶液需含有擬鍍金屬的金屬離子，而將擬鍍金屬附著於被鍍物表面的方法。

其原理與電解原理相似。

 (1)欲將鐵製的迴紋針鍍上銅的作法：(如圖13.所示)

     a. 利用導線將迴紋針(被鍍物)連接於電池的負極，而銅片(擬鍍金屬)則連接於

電池的正極。

     b. 以燒杯裝硫酸銅溶液(含擬鍍金屬離子銅離子)當電鍍液。

     c. 將上述連接好的迴紋針及銅片置入硫酸銅溶液中，當作 電極，

         通電一段時間即可觀察到迴紋針表面顏色變成銅的顏色。

     d. 電鍍後的廢水及電鍍液對生物具有嚴重的危害，必須回收再利用或將廢棄物轉化 .

         降低毒性再排放。     

e. 在硫酸銅溶液加入鋼絲絨(Fe)，進行氧化還原反應：

Fe + Cu2+ → Fe2+ + Cu，可降低銅離子濃度，再回收廢液。