结构性问题

結構性問題

1 a) 鋅碳電池和氧化銀電池都是原電池。

i) 為甚麼它們被分類為原電池？

ii) 為甚麼鋅碳電池不適用於手錶？

iii) 解釋為甚麼氧化銀電池適用於助聽器。

iv) 解釋為甚麼應把氧化銀電池置於遠離兒童的地方。

b) i) 舉出兩個鹼性錳電池比鋅碳電池優勝之處。

ii) 以下的不平衡半反應式表示在鹼性錳電池內的兩個電極X和Y上發生的變化：電極X：Zn(s) + OH-(aq) → ZnO(s) + H2O(l)

電極Y：MnO2(s) + H2O(l) → Mn2O3(s) + OH-(aq)

(1) 完成和平衡以上的離子半反應式。

(2) 指出哪個電極是陰極，並加以解釋。

(3) 寫出在放電時電池內整體反應的化學方程式。

c) 下表展示兩個牌子的鋅碳電池（型號為AAA）的資料。

濟？根據計算結果解釋你的答案。

（15分）2 下圖展示一個簡單化學電池。

可用這個裝置探究金屬形成離子的傾向。每次把不同的金屬片與銅連接，並記錄所得電壓。結果如下：

b) 在以上四種金屬中，銅比哪種或哪些金屬較易形成離子？試簡略解釋。

c) 把該四種金屬按它們形成離子的傾向的遞減次序排列。

d) 在上述實驗中，橙有甚麼功能？

e) 寫出以上化學電池的一項缺點。

f) 把銅片分別浸入以下的溶液中，會有甚麼可觀察到的變化？解釋預期的觀察結果。

i) C的硝酸鹽

ii) D的硝酸鹽

（12分）3 先用砂紙把鎂帶和鐵片擦淨，然後按照以下方式把它們連接起來，裝置成一個化學電池。

b) 濕潤的濾紙有甚麼功能？

c) 解釋為甚麼要先用砂紙把鎂帶和鐵片擦淨。

d) i) 寫出在鎂帶上發生的反應的離子半反應式。

ii) 解釋如何利用上述化學電池內的反應的原理來防止鐵生銹。

e) 如果把濾紙浸入糖溶液而不是硝酸鈉溶液，會有甚麼現象？解釋你的答案。

（9分）

4 以下是電化序中的部分金屬：

Mg Zn 金屬X Fe Pb Cu

形成離子的傾向增加

下圖展示由鎂和金屬X組成的化學電池。

a) i) 指出電子在外電路流動的方向，並解釋你的答案。

ii) 分別寫出在鎂片和金屬片X上發生的反應的離子半反應式。

iii) 哪個電極是陰極？

iv) 寫出化學電池內整體反應的化學方程式。

b) i) 建議如何製備以上的鹽橋。

ii) 舉出鹽橋的兩項功能。

c) i) 如果用銅片和硫酸銅(II)溶液代替以上化學電池內的鎂片和硫酸鎂溶液，

電子在外電路流動的方向有沒有改變？

ii) 寫出在(i)提及的電池內整體反應的化學方程式。

d) 如果把金屬X放進1 M硫酸鋅溶液中，會有甚麼可觀察到的變化？試簡略解釋。

（13分）

5 基於以下鎳（Ni）與硫酸銅(II)（CuSO4）溶液的反應，可以組裝一個化學電池。

Ni(s) + CuSO4(aq) → NiSO4(aq) + Cu(s)

a) i) 在上述反應中，哪種物質被氧化？

ii) 在上述反應中，哪種物質被還原？

iii) 寫出上述整體反應的離子方程式。

b) 如下圖所示，裝置一個化學電池：

i) 指出電子在外電路流動的方向，並解釋你的答案。

ii) 哪個電極是陽極？解釋你的答案。

iii) 化學電池操作一段時間後，銅電極的質量會有什麼變化？

iv) 使用鹽橋的目的是令電路完整。解釋為何不應使用碳酸鈉溶液來製備鹽橋。

c) 如下圖所示，裝置另一個化學電池︰

電流通過外電路一段時間後，陽極的質量會有什麼變化？

（10分）

6 把一個含有2 M硫酸鋅溶液及一支鋅棒的多孔瓷筒浸入一含有2 M硫酸銅(II)溶液的

銅製容器中。用伏特計量度該化學電池的電壓。

a) 分別寫出在鋅棒和銅製容器壁上發生的反應的離子半反應式。

b) 寫出在這個實驗中氧化劑和還原劑的名稱。

c) 指出電子在外電路流動的方向。

d) 何者是化學電池的負電極？

e) 多孔瓷筒在化學電池中有甚麼功能？

f) 解釋能否用鈉和硫酸鈉溶液代替以上化學電池內的鋅和硫酸鋅溶液。

g) 除了裝置化學電池外，建議一項實驗以顯示鐵是比銀較強的還原劑。

（11分）

7 在下列各項反應中，根據劃有底線的元素的氧化數的變化，判斷該元素是被氧化抑或是

被還原，或兩者皆不是。

a) Mg(s) + ZnSO4(aq) → MgSO4(aq) + Zn(s)

加熱

b) 2Ag2O(s) → 4Ag(s) + O2(g)

c) SO2(aq) + I2(aq) + 2H2O(l) → H2SO4(aq) + 2HI(aq)

d) Cl2(aq) + 2NaBr(aq)→ 2NaCl(aq) + Br2(aq)

e) 2NaOH(aq) + H2SO4(aq) → Na2SO4(aq) + 2H2O(l)

f) CaCO3(s) + 2HCl(aq)→ CaCl2(aq) + H2O(l) + CO2(g)

g) 2Fe3+(aq) + 2I-(aq) → 2Fe2+(aq) + I2(aq)

h) Cu2+(aq) + 4NH3(aq) → Cu(NH3)42+(aq)

i) 2VO2+(aq) + 4H+(aq) + 2I-(aq) →2VO2+(aq) + 2H2O(l) + I2(aq)

（9分）

8 寫出下列各個反應中還原作用和氧化作用的離子半反應式，並舉出每個反應中的一項

可觀察到的變化。

a) 酸化重鉻酸鉀溶液和過量的硝酸鐵(II)溶液的反應。

b) 酸化高錳酸鉀溶液和過量的亞硫酸鉀溶液的反應。

c) 鋅金屬和硝酸銀溶液的反應。

d) 氯氣和碘化鈉溶液的反應。

e) 銅和濃硝酸的反應。

（15分）

9 X、Y和Z是不同的金屬。一位學生利用以下的物料和儀器來裝置兩個化學電池，

以探究這些金屬的還原能力。

下表列出實驗的結果︰