化学反应原理的电极反应式氢气+氧气=水分别在稀硫酸,氢氧化钾氯化钠溶液中的电极反应式我不明白为什么还夹杂着氢离子和氢氧根离子?

Question

化学反应原理的电极反应式
氢气+氧气=水 分别在稀硫酸,氢氧化钾 氯化钠溶液中的电极反应式我不明白为什么还夹杂着氢离子和氢氧根离子?

Answer 1

电解池的概念
借助于电流引起氧化还原反应的装置,也就是把电能转变为化学能的装置叫做电解池或电解槽.
构成电解池的条件
(1)直流电源.
(2)两个电极.其中与电源的正极相连的电极叫做阳极,与电源的负极相连的电极叫做阴极.
(3)电解质溶液或熔融态电解质.
电解质导电的实质
对电解质溶液(或熔融态电解质)通电时,电子从电源的负极沿导线流入电解池的阴极,电解质的阳离子移向阴极得电子发生还原反应;电解质的阴离子移向阳极失去电子(有的是组成阳极的金属原子失去电子)发生氧化反应,电子从电解池的阳极流出,并沿导线流回电源的正极.这样,电流就依靠电解质溶液(或熔融态电解质)里阴、阳离子的定向移动而通过溶液(或熔融态电解质),所以电解质溶液(或熔融态电解质)的导电过程,就是电解质溶液(或熔融态电解质)的电解过程.
以电解饱和CuCl2(氯化铜)溶液为例子
CuCl2是强电解质且易溶于水,在水溶液中电离生成Cu2+和Cl-.
CuCl2=Cu2++2Cl-
通电前,Cu2+和Cl-在水里自由地移动着;通电后,这些自由移动着的离子,在电场作用下,改作定向移动.溶液中带正电的Cu2+向阴极移动,带负电的氯离子向阳极移动.在阴极,铜离子获得电子而还原成铜原子覆盖在阴极上;在阳极,氯离子失去电子而被氧化成氯原子,并两两结合成氯分子,从阳极放出.
阴极:Cu2++2e-=Cu
阳极:Cl--2e-= Cl2↑
电解CuCl2溶液的化学反应方程式:CuCl2Cu+Cl2↑
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后面的可以不用看,有兴趣的话可以看一下.
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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,2H2O 2H++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2H2O=2 H2↑+ 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2H2O=2 H2↑+ 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2H2O=2 H2↑+ 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)
⑴电解活泼金属的无氧酸盐溶液(如NaCl溶液)
其电极反应式分别为:
阳极反应:2Cl--2e-=Cl2↑
阴极反应:2H++2e-=H2↑(H+来自于水的电离)
因为上述阴极反应的H+来自于水的电离,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2Cl-+2H2O=Cl2↑+ H2↑+2OH-.
⑵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++2H2O=2Cu+4H++O2↑.
故电解上述两类电解质溶液的实质都是盐和电解水.