电解池中有水参与的电
极反应式的书写
集团标准化小组:[VVOPPT-JOPP28-JPPTL98-LOPPNN]
电解池中有水参与的电极反应式的书写
一、分析问题
对于电解有水参与的电解质溶液有两类,我们可先写出其电极反应,分析一下有H+或OH-放电的电极反应中H+或OH-的来源,进一步探究有水参与的电极反应式的书写规律。
1、电解水型(阳极为惰性电极) ⑴电解强碱溶液(如NaOH溶液) 其电极反应式分别为:
阳极反应:4OH--4e-=2H2O+O2↑(OH-来自于NaOH的电离) 阴极反应:2H++2e-=H2↑(H+来自于水的电离)
因为阴极反应的H+来自于水的电离,2H2O2H++2OH-①,2H++2e-=H2↑②,两式相加得2H2O+2e-=H2↑+2OH-,所以其阴极反应还可以写成2H2O+2e-=H2↑+2OH-的形式。若要写电解总反应式,其阴极反应必须写成2H2O+2e-=H2↑+2OH-的形式,根据电子守恒,将阴、阳两极反应相加得电解总反应式为2H2O2H2↑+O2↑。 ⑵电解含氧酸溶液(如H2SO4溶液) 其电极反应式分别为:
阳极反应:4OH--4e-=2H2O+O2↑(OH-来自于水的电离) 阴极反应:2H++2e-=H2↑(H+来自于H2SO4的电离)
因为阳极反应的OH-来自于水的电离,4H2O4H++4OH-①,4OH--4e-=2H2O+O2↑②,两式相加得2H2O-4e-=4H++O2↑,所以其阳极反应还可以写成2H2O-4e-=4H++O2↑的形式。若要写电解总反应式,其阳极反应必须写成2H2O-4e-=4H++O2↑的形式,根据电子守恒,将阴、阳两极反应相加得电解总反应式为2H2O2H2↑+O2↑。
⑶电解活泼金属的含氧酸盐溶液(如Na2SO4溶液) 其电极反应式分别为:
阳极反应:4OH--4e-=2H2O+O2↑(OH-来自于水的电离) 阴极反应:2H++2e-=H2↑(H+来自于水的电离)
因为阴极、阳极反应中的H+、OH-均来自于水的电离,则上述阳极反应还可以写成2H2O-4e-=4H++O2↑的形式,阴极反应还可以写成2H2O+2e-=H2↑+2OH-的形式。若要写电解总反应式,其阳极反应必须写成2H2O-4e-=4H++O2↑的形式,阴极反应必须写成2H2O+2e-=H2↑+2OH-的形式,根据电子守恒,将阴、阳两极反应相加得电解总反应式为2H2O2H2↑+O2↑。
故电解上述三类电解质溶液的实质都是电解水。 2、电解盐和水型(阳极为惰性电极)
电解不活泼金属的含氧酸盐溶液(如CuSO4溶液) 其电极反应式分别为:
阳极反应:4OH--4e-=2H2O+O2↑(OH-来自于水的电离) 阴极反应:Cu2++2e-=Cu
因为上述阳极反应的OH-来自于水的电离,所以其阳极反应还可以写成2H2O-4e-=4H++O2↑的形式。若要写电解总反应式,其阳极反应必须写成2H2O-4e-=4H++O2↑的形式,根据电子守恒,将阴、阳两极反应相加得电解总反应式为2Cu2++2H2O2Cu+4H++O2↑。
故电解上述两类电解质溶液的实质都是盐和电解水。HCl:
阳极反应式:2Cl--2e-==Cl2↑ 阴极反应式:2H++2e-==H2↑
总反应式:2HCl==通电==H2↑+Cl2↑ 本质:电解HCl pH变化:变大
恢复方法:通入HCl H2SO4:
阳极反应式:2H2O-4e-==O2↑+4H+ 阴极反应式:2H++2e-==H2↑
总反应式:2H2O==通电==2H2↑+O2↑ 本质:电解水 pH变化:变小 恢复方法:加水 NaOH:
阳极反应式:4OH--4e-==O2↑+2H2O 阴极反应式:2H2O+2e-==H2↑+2OH- 总反应式:2H2O==通电==2H2↑+O2↑ 本质:电解水
pH变化:变大 恢复方法:加水 Na2SO4:
阳极反应式:4OH--4e-==O2↑+2H2O 阴极反应式:2H++2e-==H2↑
总反应式:2H2O==通电==2H2↑+O2↑ 本质:电解水 pH变化:不变 恢复方法:加水 CuSO4:
阳极反应式:2H2O-4e-==O2↑+4H+ 阴极反应式:Cu2++2e-==Cu 总反应式:2CuSO4+2H2O==通电==2Cu↓+O2↑+2H2SO4 本质:电解Cu2+和水 pH变化:变小 恢复方法:加CuO CuCl2:
阳极反应式:2Cl--2e-==Cl2↑
阴极反应式:Cu2++2e-==Cu 总反应式:CuCl2==通电==Cu↓+Cl2↑ 本质:电解CuCl2 pH变化:变大
恢复方法:加CuCl2