Transcript 電解簡報

第 22 節 電解
22.1
電解：利用電能引發化學反應
22.2
簡單化學電池與電解池的比較
22.3
電解熔融的氯化鈉（用碳電極）
22.4
關於電解質水溶液的一些知識
22.5
電解離子化合物的水溶液
22.6
電解水溶液時影響離子放電次序的因素
22.7
離子在電化序中的位置與其放電次序
22.8
溶液中離子的濃度與離子的放電次序
22.9
電極的性質與離子的放電次序
22.10
電解在工業上的應用
22.11
電鍍工業對環境造成的影響
課文摘要
第 22 節
電解
22.1 電解：利用電能引發化學反應 (頁131)
電解 (electrolysis) ― 利用電流通過熔融狀態或溶於水中的電解質時發
生的化學反應
電解池 (electrolytic cell) ― 一種裝置，電解在這裝置內發生
電解質 ― 在熔融狀態或溶於水時能導電，並且會被電能分解的物質
電解池
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第 22 節
電解
22.1 電解：利用電能引發化學反應 (頁131)
陽極 (anode) ― 發生氧化作用的地方，連接直流電源的正電極，電子
從陽極流向直流電源
陰極 (cathode) ― 發生還原作用的地方，連接直流電源的負電極，電
子從直流電源流向陰極
陰離子 (anion) ― 帶負電荷的離子，被陽極吸引
陽離子 (cation) ― 帶正電荷的離子，被陰極吸引
安培計 (ammeter) ― 用來量度流經電路的電流的儀器
變阻器 (variable resistor) ― 用來改變電路中的電阻，以控制電流高低
的儀器
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第 22 節
電解
22.2 簡單化學電池與電解池的比較 (頁132)
化學電池與電解池的比較
化學電池
功能
電解池
利用化學反應產生電能的裝置 利用電能引發化學反應的裝置
電子流動方 由負電極經外電路流至正電極 化學電池的負電極 
向
電解池的陰極
電解池的陽極 
化學電池的正電極
在電極上發 氧化作用在負電極（陽極）上 氧化作用在陽極上發生；
生的反應
發生；
還原作用在陰極上發生
還原作用在正電極（陰極）上
發生
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第 22 節
電解
22.2 簡單化學電池與電解池的比較 (頁132)
與電解池相連接的化學電池
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第 22 節
電解
22.3 電解熔融的氯化鈉（用碳電極） (頁133)
在陽極上（氧化作用）：2Cl–(l)
+
–
 在陰極上（還原作用）：Na (l) + e

Cl2(g) + 2e–
Na(l)
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第 22 節
電解
22.4 關於電解質水溶液的一些知識 (頁134)
電解質溶於水時，會產生可自由流動的離子。
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第 22 節
電解
22.5 電解離子化合物的水溶液 (頁135)
電解離子化合物的水溶液時，來自水的離子可能在電極上優先放電，
所以有時氧會在陽極釋出，氫則會在陰極釋出。
可用霍夫曼電量計 (Hoffman
voltameter) 來電解酸化水。
電解酸化水
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第 22 節
電解
22.5 電解離子化合物的水溶液 (頁135)

在陽極上（氧化作用）：

在陰極上（還原作用）：

整體反應：

溶液的變化：硫酸的濃度會逐漸增加
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第 22 節
電解
22.5 電解離子化合物的水溶液 (頁135)
電解極稀的氯化鈉溶液
電解極稀的氯化鈉
溶液（用碳電極）
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第 22 節
電解
22.5 電解離子化合物的水溶液 (頁135)

在陽極上（氧化作用）：

在陰極上（還原作用）：

整體反應：

溶液的變化：氯化鈉溶液的濃度會逐漸增加
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第 22 節
電解
22.6 電解水溶液時影響離子放電次序的因素 (頁140)
在電解水溶液的過程中，決定哪種離子優先放電的因素包括：
• 離子在電化序中的位置
• 溶液中離子的濃度
• 電極的性質
改變這些因素可能會改變離子的放電次序，並產生完全不同的生成物。
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第 22 節
電解
22.7 離子在電化序中的位置與其放電次序 (頁141)
陽離子的放電次序
以電解極稀的氯化鈉溶液為例：
 氫離子在電化序中的位置比鈉離子的低
 與鈉離子相比，氫離子是較強的氧化劑
 所以氫離子會優先放電
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第 22 節
電解
22.7 離子在電化序中的位置與其放電次序 (頁141)
陰離子的放電次序
以電解極稀的氯化鈉溶液為例：
 氫氧離子在電化序中的位置比氯離子的高
 與氯離子相比，氫氧離子是較強的還原劑
 所以氫氧離子會優先放電
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第 22 節
電解
22.8 溶液中離子的濃度與離子的放電次序 (頁142)
電解稀或濃的氯化鈉溶液（用碳電極）
電解濃氯化鈉溶液
（用碳電極）
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第 22 節
電解
22.8 溶液中離子的濃度與離子的放電次序 (頁142)

在陽極上（氧化作用）：

在陰極上（還原作用）：

整體反應：

溶液的變化：溶液變成氫氧化鈉溶液
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第 22 節
電解
22.9 電極的性質與離子的放電次序 (頁145)
電解稀硫酸銅(II)溶液（用碳電極）
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第 22 節
電解
22.9 電極的性質與離子的放電次序 (頁145)

在陽極上（氧化作用）：

在陰極上（還原作用）：

整體反應：

溶液的變化：溶液變成硫酸
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第 22 節
電解
22.9 電極的性質與離子的放電次序 (頁145)
電解稀硫酸銅(II)溶液（用銅電極）
• 與氫氧離子和硫酸根離子相比，銅是較強的還原劑。
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第 22 節
電解
22.9 電極的性質與離子的放電次序 (頁145)

在陽極上（氧化作用）：

在陰極上（還原作用）：

整體反應：

溶液的變化：銅在陰極上澱積
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第 22 節
電解
22.9 電極的性質與離子的放電次序 (頁145)
電解濃氯化鈉溶液（用汞陰極）
從電解濃鹽水製造氯 — 汞電解池
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第 22 節
電解
22.9 電極的性質與離子的放電次序 (頁145)

在陽極上：
氯離子的濃度遠高於氫氧離子的濃度
2Cl–(aq)
Cl2(g) + 2e–

在陰極上：
與氫離子相比，鈉離子是較弱的氧化劑，但如果採用汞陰極，生成的鈉會溶
於汞，形成稱為鈉汞齊 (sodium amalgam) 的合金：
Na+(aq) + e– + Hg(l)
Na/Hg(l)

整體反應：
2Na+(aq) + 2Cl–(aq) + 2Hg(l)

2Na/Hg(l) + Cl2(g)
溶液的變化：
氯化鈉溶液的濃度會逐漸下降
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第 22 節
電解
22.10 電解在工業上的應用 (頁152)
銅的精煉

在陽極上（氧化作用）：

在陰極上（還原作用）：

整體反應：
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第 22 節
電解
22.10 電解在工業上的應用 (頁152)
電鍍 (electroplating) ― 用電解方法把一層薄金屬覆蓋在物品表面的過
程。
把鎳鍍在物品上
電鍍
電鍍裝置
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第 22 節
電解
22.11 電鍍工業對環境造成的影響 (p. 157)
電鍍工廠產生的污染物包括：
• 酸和鹼
• 重金屬的化合物
• 氰化物
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第 22 節
電解
22.11 電鍍工業對環境造成的影響 (p. 157)
控制電鍍工業污染環境的措施：
 減少污水量
 把有用的物質（例如硫酸鎳(II)）從使用過的電鍍液中再循環
 排放廢水前先行處理
– 控制廢水的pH值
– 重金屬化合物的處理
NiCl2(aq) + 2NaOH(aq)
Ni(OH)2(s) + 2NaCl(aq)
– 鉻廢料的處理
亞硫酸鈉作為還原劑
鉻(VI)化合物
鉻(III)化合物
氫氧化鈉溶液
鉻(III)化合物
氫氧化鉻(III)
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第 22 節
電解
課文摘要 (頁162)
1 電解是利用電流通過熔融狀態或溶於水中的電解質時發生的化學
反應。
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第 22 節
電解
課文摘要 (頁162)
2 電解池是電解過程在其內發生的裝置。下表總結了一些有關電解池
內電極的資料。
電極
連接至直流電源的 在此處放電的是
發生的反應
陽極
正電極
陰離子
氧化作用
陰極
負電極
陽離子
還原作用
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第 22 節
電解
課文摘要 (頁162)
3 在電解水溶液的過程中，決定哪種離子優先放電的因素包括：
a) 離子在電化序中的位置；
b) 溶液中離子的濃度；
c) 電極的性質。
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第 22 節
電解
課文摘要 (頁162)
4 下表總結了電解一些熔融液體和水溶液時的生成物。
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第 22 節
電解
課文摘要 (頁162)
5 下表總結了電解在工業上的兩大應用。
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第 22 節
電解
課文摘要 (頁162)
6 控制電鍍工業污染環境的措施包括：
a) 減少污水量；
b) 把有用的物質再循環；
c) 排放污水前先行處理。
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