王同學進行基礎化學(二)化學電池的實驗,取4個燒杯,配製了4種溶液並置入4種不同的電極,構成甲、乙、丙、丁4種半電池(單電池)如表3所示:
| 半電池 | 溶液(1M) | 溶液顏色 | 電極 |
|---|---|---|---|
| 甲 | 硫酸鋅 | 無色 | 鋅片 |
| 乙 | 硫酸鎳(Ⅱ) | 綠色 | 鎳片 |
| 丙 | 硫酸銅 | 藍色 | 銅片 |
| 丁 | 硝酸銀 | 無色 | 碳棒 |
上課時,張老師先解釋化學電池的原理:化學電池的陽極就是負極,可釋出電子;陰極就是正極,可接受電子。此外,四種金屬釋出電子的傾向大小依序為鋅>鎳>銅>銀。圖17是鎳銅電池的簡易裝置。圖中,鎳片置於負極,銅片置於正極,三用電表顯示約0.57 V,此鎳銅電池的淨反應如下:
\mathrm{Ni}(s)+\mathrm{Cu^{2+}}(aq)\rightarrow\mathrm{Ni^{2+}}(aq)+\mathrm{Cu}(s)\cdots\cdots\cdots(1)由甲、乙、丙、丁的4種半電池,以圖17的方式連結兩半電池時,共可構成幾種電流方向與鎳銅電池相同的電池?(不含鎳銅電池)