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《关于电解水电极反应及电解产物的探讨》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、第27卷第6期咸宁学院学报Vol.27,No.62007年12月JournalofXianningCollegeDec.2007文章编号:1006-5342(2007)06-0161-03＊关于电解水电极反应及电解产物的探讨12徐俊龙,郭璐楠(1.崇阳县众望高中化学组,湖北咸宁437500;2.武汉市新洲区第三中学化学组,湖北武汉430415)[2]不少高中化学教辅资料在书写电解稀H2SO4书写方式如基础物理化学教科书上标准电极电-或电解NaOH(aq)、Na2SO4(aq)等的电极(Pt做电势表中所示
2、:“在酸性介质中,阳极:2H2O-4e=极)反应式时存在问题,如:电解稀H++-2SO4时写成,O2←+4H(φA=1.229V),阴极:4H+4e=---“阳极:4OH-4e=O2←+2H2O,4H2O4OH2H2←(φA=0.0000V);在碱性介质中,阳极:+--+4H或直接写为:4OH-4e=O2←+2H2O4OH--4e-=O2←+2H2O(φB=0.401V),阴极:+-(错误———笔者注,下同);阴极:4H+4e=2H2--4H2O+4e=2H2←+4OH(φB=-0.828V).”-←(
3、正确)”,电解NaOH溶液时写成,“阳极:4OH2对电极反应机理的讨论-+--4e=O2←+2H2O(正确);阴极:4H+4e=怎么理解不同介质中电极反应的不同呢?简-++2H2←,4H2O4OH+4H或直接写为:4H++-单地说:在酸性溶液中c(H)>>c(OH),在-4e=2H2←(错误)”.本文,谈谈笔者就此而引发-阳极区是H2O中的氧被氧化而非OH的氧被氧的一系列思考,以引起广大同仁的探讨.-+化,同理在碱性介质中由于c(OH)>>c(H),1对电极反应式书写错误的分析+所以在阴极区被还原的氢来
4、源于H2O而不是H;出现上面的典型错误,是由于下面的观点引详细的论述可由以下电极反应机理来理解.起的:(1)不少人觉得用电离平衡的观点分析比较2.1酸性介质(以下描叙中M表示金属电极)中的正确,就草率的认同以上结论;(2)也有人由物理电极反应化学基础知识知:无论是电导率(λ)还是离子迁移[1,3,4]-+率(U)H+离子或OH-离子都远大于其它离子,于阴极分三步进行:a.M+e+H3OM+-+是断定在电极上优先放电的是H与OH;(3)还-H+H2O,b.2M-H2M+H2←,c.H3O+M-+-+-有人
5、根据能斯特(Nernst)方程式计算得:φA(H/H+eM+H2←+H2O,即总变化为:2H+2e-+O2,Pt)=φB(OH/O2,Pt),φA(H/H2,Pt)=φBH2←;阳极也分三步进行:a.M+H2OM-OH(OH-/H+--+2,Pt),说明φ的值与溶液(不同介质)中+H+e,b.M-OHM-O+e+H,c.2M--+所含离子的浓度无关……所以,上面的书写方式OO2←+2M,即总变化为:H2O-2e2H+1/就被默认是不争的事实,而广为讹传.2O2←仔细分析会发现上面的解释失之偏颇:(1)在
6、2.2碱性介质(M同样是表示金属电极)中的电极电极表面存在“双电层”,离子只是在本体溶液中反应[1]运动,与在电极表面上运动是有区别的;(2)实[1,3,4]阴极的电极过程可表示为:a.H2O+M+际的电解是外界提供电能,使所对应的原电池的--eM-H+OH,b.2M-H2M+H2←,c.H2O电池反应发生逆转.显然,由可逆电极的定义知:--+M-H+eM+H2←+OH即总变化为:在电极上发生反应的不一定是离子,气体分子、水--分子等皆有可能.所以对照氢-氧原电池在不同2H2O+2eH2←+2OH;阳极
7、的电极过程同样---的介质(酸性或碱性环境)的电极反应不同,可推可表示为:a.M+OHM-OH,b.M-OHM-知电解水时不同介质中电极反应亦不同.正确的-OH+e,c.M-OH+M-OHM-O+M+H2O＊收稿日期:2007-09-25162咸宁学院学报第27卷--++e,d.2M-OO2←+2M;即总变化为:2OH0.7628)=1.0998V大于电解池的E理论分解=φA(H/-2+-2e1/2O2←+H2OO2,Pt)-φA(Cu/Cu)=1.229-0.337-0.05916pH2.3中性介质中
8、的电极反应=0.892-0.05916pH≈0.537V(假设溶液的pH≈6),这一直是大家感到困惑的一个问题.笔者查可行!然而实测CuSO4的E实际分解=1.49V,显然阅众多文献,发现在书写电极反应式时,主要有两本题的实验现象和电极反应都是子虚乌有的,即[1,2]种典型的观点,而对于中性介质的电极过程动不可能用Pt作电极的Cu-Zn原电池做外电源来力学机理却都只字未提.电解水.(注:如果本试题电解池中用的不是Pt电[7]由于H2和O2析
