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27卷第6期咸宁学院学报Vo.l27,No.6 200712Journal of X ianning College Dec.2007文章编号:1006-5342(200706-0161-03 关于电解水电极反应及电解产物的探讨* 徐俊龙1,郭璐楠2 (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 不少高中化学教辅资料在书写电解稀H2SO4或电解N a OH(aqNa2SO4(aq等的(Pt,:H2SO4, /:4OH--4e-=O2{+2H2O,4H2O W4OH-+4H+或直接写为:4OH--4e-=O2{+2H2O (错误笔者注,;:4H++4e-=2H2 {(0,N a OH,/:4OH--4e-=O2{+2H2O(正确;阴极:4H++4e-= 2H2{,4H2O W4OH-+4H+或直接写为:4H++ 4e-=2H2{(错误0.本文,谈谈笔者就此而引发的一系列思考,以引起广大同仁的探讨. 1对电极反应式书写错误的分析
出现上面的典型错误,是由于下面的观点引起的:(1不少人觉得用电离平衡的观点分析比较正确,就草率的认同以上结论;(2也有人由物理化学基础知识知:无论是电导率(K还是离子迁移率(UH+离子或OH-离子都远大于其它离子,于是断定在电极上优先放电的是H+OH-;(3还有人根据能斯特(N er nst方程式计算得:U A(H+/ O2,Pt=U B(OH-/O2,Pt,U

A(H+/H2,Pt=U B (OH-/H2,Pt,说明U的值与溶液(不同介质中所含离子的浓度无关,,所以,上面的书写方式就被默认是不争的事实,而广为讹传. 仔细分析会发现上面的解释失之偏颇:(1在电极表面存在/双电层0,离子只是在本体溶液中运动,与在电极表面上运动是有区别的[1];(2实际的电解是外界提供电能,使所对应的原电池的电池反应发生逆转.显然,由可逆电极的定义知:在电极上发生反应的不一定是离子,体分子、水分子等皆有可能.所以对照氢-氧原电池在不同的介质(酸性或碱性环境的电极反应不同,可推知电解水时不同介质中电极反应亦不同.正确的书写方式如基础物理化学教科[2]上标准电极电势表中所示:/在酸性介质中,阳极:2H 2 O-4e-= O2{+4H+(UßA=1.229V,阴极:4H++4e-= 2H2{(UßA=0.0000V;在碱性介,: 4OH--4e-=O2{+2H2O(UßB=0.401V,: 4H2O+4e-=2H2{+4OH-(UßB=-0.828V.0 2对电极反应机理的讨论
怎么理解不同介质中电极反应的不同呢?简单地说:在酸性溶液中c(H+>>c(OH-,在阳极区是H2O中的氧被氧化而非OH-的氧被氧化,同理在碱性介质中由于c(OH->>c(H+,所以在阴极区被还原的氢来源于H2O而不是H+;详细的论述可由以下电极反应机理来理. 2.1酸性介质(以下描叙中M表示金属电极中的
电极反应

本文来源:https://www.2haoxitong.net/k/doc/21f056e8b207e87101f69e3143323968001cf42e.html

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