對(duì)于電解池中有水參與的電解質(zhì)溶液有兩類,我們可先寫出其電極反應(yīng),分析一下有H+或OH-放電的電極反應(yīng)中H+或OH-的來(lái)源,進(jìn)一步探究電解池中有水參與的電極反應(yīng)式的書寫規(guī)律。 1、電解水型(陽(yáng)極為惰性電極)
⑴電解強(qiáng)堿溶液(如NaOH溶液)
其電極反應(yīng)式分別為:
陽(yáng)極反應(yīng):4OH--4e-=2H2O+O2↑(OH-來(lái)自于NaOH的電離)陰極反應(yīng):2H++2e-=H2↑(H+來(lái)自于水的電離)因?yàn)殛帢O反應(yīng)的H+來(lái)自于水的電離,2H2O2H++2OH- ①,2H++2e-=H2↑②,兩式相加得2H2O+2e-=H2↑+2OH-,所以其陰極反應(yīng)還可以寫成2H2O+2e-=H2↑+2OH-的形式。若要寫電解總反應(yīng)式,其陰極反應(yīng)必須寫成2H2O+2e-=H2↑+2OH-的形式,根據(jù)電子守恒,將陰、陽(yáng)兩極反應(yīng)相加得電解總反應(yīng)式為2H2O 2 H2↑+ O2↑。
⑵電解含氧酸溶液(如H2SO4溶液)
其電極反應(yīng)式分別為:
陽(yáng)極反應(yīng):4OH--4e-=2H2O+O2↑(OH-來(lái)自于水的電離)陰極反應(yīng):2H++2e-=H2↑(H+來(lái)自于H2SO4的電離)因?yàn)殛?yáng)極反應(yīng)的OH-來(lái)自于水的電離,4H2O 4H++4OH- ①,4OH--4e-=2H2O+O2↑②,兩式相加得2H2O-4e-=4H++O2↑,所以其陽(yáng)極反應(yīng)還可以寫成2H2O-4e-=4H++O2↑的形式。若要寫電解總反應(yīng)式,其陽(yáng)極反應(yīng)必須寫成2H2O-4e-=4H++O2↑的形式,根據(jù)電子守恒,將陰、陽(yáng)兩極反應(yīng)相加得電解總反應(yīng)式為2H2O 2 H2↑+ O2↑。
?、请娊饣顫娊饘俚暮跛猁}溶液(如Na2SO4溶液)其電極反應(yīng)式分別為:
陽(yáng)極反應(yīng):4OH--4e-=2H2O+O2↑(OH-來(lái)自于水的電離)陰極反應(yīng):2H++2e-=H2↑(H+來(lái)自于水的電離)因?yàn)殛帢O、陽(yáng)極反應(yīng)中的H+、OH-均來(lái)自于水的電離,則上述陽(yáng)極反應(yīng)還可以寫成2H2O-4e-=4H++O2↑的形式,陰極反應(yīng)還可以寫成2H2O+2e-=H2↑+2OH-的形式。若要寫電解總反應(yīng)式,其陽(yáng)極反應(yīng)必須寫成2H2O-4e-=4H++O2↑的形式,陰極反應(yīng)必須寫成2H2O+2e-=H2↑+2OH-的形式,根據(jù)電子守恒,將陰、陽(yáng)兩極反應(yīng)相加得電解總反應(yīng)式為2H2O 2 H2↑+ O2↑。
故電解上述三類電解質(zhì)溶液的實(shí)質(zhì)都是電解水。
2、電解鹽和水型(陽(yáng)極為惰性電極)
電解不活潑金屬的含氧酸鹽溶液(如CuSO4溶液)其電極反應(yīng)式分別為:
陽(yáng)極反應(yīng):4OH--4e-=2H2O+O2↑(OH-來(lái)自于水的電離)陰極反應(yīng):Cu2++2e-= Cu
因?yàn)樯鲜鲫?yáng)極反應(yīng)的OH-來(lái)自于水的電離,所以其陽(yáng)極反應(yīng)還可以寫成2H2O-4e-=4H++O2↑的形式。若要寫電解總反應(yīng)式,其陽(yáng)極反應(yīng)必須寫成2H2O-4e-=4H++O2↑的形式,根據(jù)電子守恒,將陰、陽(yáng)兩極反應(yīng)相加得電解總反應(yīng)式為2Cu2++2H2O 2Cu+4H++O2↑。
故電解上述兩類電解池中的電解質(zhì)溶液的實(shí)質(zhì)都是鹽和電解水。