电解水中电极材料与电解条件的选择
电解时电极产物的判断及电解类型的确定
电解时电极产物的判断及电解类型的确定一、电解时电解产物的判断（1）阳极产物的判断首先看电极，如果是活性电极（金属活动性顺序表中Ag以前的金属），则电极材料失去电子，电极被溶解，溶液中的阴离子不能失去电子。
如果是惰性电极（Pt、Au、石墨），就要看溶液中离子的失电子能力。
这时要根据阴离子的放电顺序加以判断。
常见阴离子的放电顺序：S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根（2）阴极产物的判断直接由阳离子放电顺序进行判断，常见阳离子的放电顺序：①当H+的浓度较小时，Ag+＞Hg2+＞Fe3+＞Cu2+＞Pb2+＞Sn2+＞Fe2+＞Zn2+＞H+＞Al3+＞Mg2+＞Na+＞Ca2+＞K+②当H+的浓度较大时，Ag+＞Hg2+＞Fe3+＞Cu2+＞H+＞Pb2+＞Sn2+＞Fe2+＞Zn2+＞Al3+＞Mg2+＞Na+＞Ca2+＞K+二、电解类型的确定（1）电解水型含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐（如H2SO4、NaOH、K2SO4等）的电解阴极：4H+ + 4e－=== 2H2↑阳极：4OH－－ 4e－=== O2↑+ 2H2O总反应：2H2O 2H2↑ + O2↑（2）电解电解质型无氧酸（除HF外）、不活泼的无氧酸盐（氟化物除外，如HCl、CuCl2等）溶液的电解。
阴极：Cu2+ + 2 e－=== Cu阳极：2Cl－－ 2e－=== Cl2↑总反应：CuCl2 Cu + Cl2↑（3）放氢生碱型活泼金属的无氧酸盐（氟化物除外，如NaCl）溶液的电解。
阴极：2H+ + 2e－=== H2↑阳极：2Cl－－ 2e－=== Cl2↑总反应：2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2↑ + Cl2↑（4）放氧生酸型不活泼金属的含氧酸盐（如CuSO4、AgNO3等）溶液的电解。
阴极：2Cu2+ + 4e－=== 2Cu阳极：4OH－－ 4e－=== O2↑ + 2H2O总反应：2CuSO4 + 2H2O 2Cu + O2↑+ 2H2SO4【例题1】电解100 mL含c(H+)＝0.30 mol/L的下列溶液，当电路中通过0.04 mol电子时，理论上析出金属质量最大的是A．0.10 mol/L Ag+ B．0.20 mol/L Zn2+ C．0.20 mol/L Cu2+ D．0.20 mol/L Pb2+ 解析：选项A，先是Ag+ 放电，后是H+ 放电，阴极电极反应式为：Ag+ + e－= Ag，和2H+ + 2e－ = H2↑，当电路中通过0.04 mol电子时，只析出0.01 mol金属银，即1.08 g。
水电解工艺-培训资料
水电解工艺简介摘要：本文简要地叙述了水电解的原理，水电解制氢装置的组成，主要技术参数及其操作、维护等问题。
关键词：水电解水电解制氢装置一水电解原理1电解小室水电解制备氢和氧,这一电化学反应是在电解小室中完成的，电解小室是水电解槽的最基本的单元。
电极上通上直流电之后，电化学反应就发生了，水就被分解成了氢和氧。
电解槽的结构形式虽然很多（有单极性、双极性、箱式及压滤型等），但目前工业上使用的水电解槽几乎都是双极性压滤型结构,众多的电室串在一起，通过若干根拉紧螺杆，把这些电室紧紧地压在两块笨重的端压板之间,从而组成了一个完整的水电解槽。
那么电解小室由哪些部件组成的呢？它们的主要功能是什么呢？现简述如下：电解小室由三部份组成：即电极、隔膜和电解液。
1.1电极电极可分为主电极和副电极，实际上电化学反应主要发生在副电极上。
我公司生产的主电极的用材是08AL深冲型薄钢板,厚度为2㎜。
经水压机模压后，该薄板两面压出了数以百千计的乳头，该圆板被焊在圆环状的极框上。
环形框上设置有若干个通孔，这些通孔称作气液道孔，气液道孔通过沟槽与电极区相贯通，这样电化学反应生成的产品气氢、氧和电解液一起，通过这些气道孔送到电解槽外，同样，反应所需的原料水和电解液通过极框下部的液道孔也能从外界补充进去，从而使电解反应能持续地进行下去。
该组件整体镀镍，镀层厚度为40—80μ。
此主极板为双极性，即极板的一侧是负极，另一侧则是下一个电室的正极。
副电极的结构十分简单，我公司生产的副电极是用镍丝网经剪裁而成的，通常是用46目的镍丝网剪裁成圆片。
镍丝的直径约0.2㎜,大家都知道，丝网的表面积大大高于平板的表面积，这样电解槽可在较高的电流密度下运行时,不会增加电耗。
在组装成的电解槽中，副电极丝网被紧紧地压在主电极的乳头上，强大的电解电流就是这样被传送到副电极上的。
1.2隔膜垫片隔膜垫片的结构有整体式和分离式两种，我公司采用前者。
在制作时先将石棉布剪成圆片，再将此圆片放入塑模压机中，在其周边敷设了F46为主料的粉料，经加热模压成我们所要求的隔膜垫片。
实验七：电化学实验研究 ——电离、电解
负极 产生的气体对准明火，听到有“噗”的一声，它是氢气。也就 是说水在电解后产生了氢气和氧气。
[讨论]氢气是由什么元素组成的？氧气又是由什么元素组成的？水电解时只产生氢气和 氧气，那么可以说明水是由什么元素组成的？
[学生回答]水是由氢元素和氧元素组成的 [老师]没错，水电解实验我们可以得出水是由氢元素和氧元素组成 下面判断下这几句话对不对：1、水是由氢气和氧气组成的 2、水是由氢和氧组成的 3、水 是由氢原子和氧原子组成的 [学生回答]对（不对） [老师讲述]没关系的，不管回答的是否正确，大家都要勇敢说出自己的想法哦！那么要弄清 这几句话是否正确，我们要理解元素、原子、分子等概念。现在从微观角度，分析电解水这 一反应。在这个反应里，水分子先分解生成氢原子和氧原子，两个氢原子结合成一个氢分 子，两个氧原子结合成一个氧分子，大量的氢分子、氧分子聚集成氢气和氧气。我们刚才也 看到了产生氢气和氧气体积比2∶1。 [老师]实验是在同温同压的条件下进行的，那么通过计算我们可以得出每个水分子中的氢原 子和氧原子的个数比为2∶1（PV=nRT）,也就是说水的化学式是 H2O [小结]通过上面的计算和已有的知识我们可以判断刚才那三句话都是不对的，我们可以这样 说：水是由氢元素和氧元素组成的、一个水分子是由两个氢原子和一个氧原子组成的 这个实验也形象的说明了在化学反应中，分子可以裂解成原子，原子是化学反应中最小的粒 子，不能再裂解。
三、思考与讨论
1. 什么叫离子迁移？根据什么原理设计离子迁移实验？ 答：（1）离子在外电场的作用下发生定向运动称为离子迁移； （2）设计离子迁移实验的原理：在直流电的作用下，阳离子向阴极方向移动，而阴离子向 阳极方向移动。
2. 离子迁移实验具有怎样的教学功能？ 答：离子迁移实验具有的教学功能是以观察有特定颜色的离子在电场作用下的移动方向，让 学生清楚直观地知道阳离子向阴极方向移动，而阴离子向阳极方向移动。
化学“电解池”基础知识详解
化学“电解池”基础知识详解一、电解池的基本概念：1、电解池的主要应用用于工业制纯度高的金属，是将电能转化为化学能的一个装置（构成：外加电源，电解质溶液，阴阳电极）。
使电流通过电解质溶液或熔融电解质而在阴，阳两极引起还原氧化反应的过程。
2、通过电流使电解质溶液发生电解反应的装置。
电解池的主要部件：电源（直流电）、电解质溶液（含有可以导电的离子）、电极（插入电解质溶液中，导电并发生氧化还原反应）。
3、电解池的反应原理：在电解池中，电流通过电解质溶液时，正离子向阴极移动，负离子向阳极移动，从而形成电流。
在电极上，发生氧化还原反应，电子通过导线从电源流向电解池。
二、电解定义：1、电解是使电流通过电解质溶液（或者是熔融的电解质）而在阴、阳两极引起还原氧化反应的过程。
2、电解过程中的能量转化（装置特点）阴极一定不参与反应不一定是惰性电极；阳极不一定参与反应也不一定是惰性电极。
三、反应条件：1、连接直流电源2、阴阳电极：与电源负极相连为阴极；与电源正极相连为阳极。
3、两极处于电解质溶液或熔融电解质中。
4、两电极形成闭合回路。
四、电极反应：1、电极反应与电源的正极相连的电极称为阳极。
2、物质在阳极上失去电子，发生氧化反应。
3、阳极反应式：简记为阳氧；与电源的负极相连的电极成为阴极。
物质在阴极上得到电子，发生还原反应。
4、阴极反应式：简记为阴还（阴还）。
五、分析电解过程的思维程序：1、⾸先判断阴、阳极，分析阳极材料是惰性电极还是活泼电极。
2、再分析电解质⾸溶液的组成，找全离⾸并分阴、阳两组(不要忘记⾸溶液中的H+和OH-)。
3、然后排出阴、阳两极的放电顺序：①、阴极：阳离⾸放电顺序Ag+→Fe3+→Cu2+→H+(酸)→Fe2+→Zn2+→H+(⾸)→Al3+→Mg2+→Na+→Ca2+→K+。
②、阳极：活泼电极>S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根离⾸。
4、分析电极反应，判断电极产物，写出电极反应式，要注意遵循原⾸守恒和电荷守恒。
电解水实验报告
电解水实验报告电解水实验报告一、引言电解水是一种常见的实验现象，通过电流通过水溶液，使水分解成氢气和氧气的过程。
这个实验不仅有趣，而且有助于理解电解过程和化学反应的基本原理。
本实验旨在观察电解水的现象，并探究电解水的原理和应用。
二、实验目的1. 观察电解水的现象，确定气体的产生和电极的变化；2. 理解电解水的原理，包括水的电离和氧化还原反应；3. 探究电解水的应用，如制氢和制氧。
三、实验材料和仪器1. 电解槽：用于容纳水和电极的容器；2. 电源：提供电流的能源；3. 电极：一根作为阳极，一根作为阴极；4. 导线：用于连接电源和电极；5. 水：作为电解质溶液。
四、实验步骤1. 准备电解槽，并将阳极和阴极插入槽中；2. 倒入适量的水，确保电极完全浸没在水中；3. 将电源连接到电极上，并调整电流强度；4. 观察电解槽中的现象，包括气泡的产生和电极的变化；5. 记录实验数据，并进行分析。
五、实验结果和讨论在电解水的过程中，我们观察到以下现象：1. 气泡的产生：在阳极上产生氧气气泡，在阴极上产生氢气气泡；2. 电极的变化：阳极逐渐氧化，变得腐蚀，而阴极则没有明显变化。
这些现象可以通过水的电离和氧化还原反应来解释：1. 水的电离：在电解过程中，水分子会发生电离，形成氢离子和氢氧根离子。
氢离子在阴极上接受电子，还原成氢气；氢氧根离子在阳极上失去电子，氧化成氧气；2. 阳极的氧化反应：2H2O(l) → O2(g) + 4H+(aq) + 4e-；3. 阴极的还原反应：4H+(aq) + 4e- → 2H2(g)。
电解水的应用非常广泛，其中最重要的是制氢和制氧：1. 制氢：电解水是制备氢气的主要方法之一。
氢气广泛应用于氢燃料电池、化学工业和航天航空等领域；2. 制氧：电解水可以制备纯净的氧气，用于医疗、实验室和工业等领域。
六、实验结论通过本实验，我们观察到了电解水的现象，并理解了电解水的原理和应用。
电解水是一种重要的化学实验，可以帮助我们深入了解电解过程和化学反应的基本原理。
高考电化学知识点——电解原理
高考电化学知识点——电解原理(一)电解原理1. 电解池：把电能转化为化学能的装置，也叫电解槽。
2. 电解：电流(外加直流电)通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应(被动的不是自发的)的过程。
3. 放电：当离子到达电极时，失去或获得电子，发生氧化还原反应的过程。
4. 电子流向：(电源)负极—(电解池)阴极—(离子定向运动)电解质溶液—(电解池)阳极—(电源)正极。
5. 电极名称及反应阳极：与直流电源的正极相连的电极，发生氧化反应阴极：与直流电源的负极相连的电极，发生还原反应6. 电解CuCl2溶液的电极反应：阳极：2Cl- -2e-=Cl2 (氧化)阴极：Cu2++2e-=Cu(还原总反应式：CuCl2=Cu+Cl2 ↑7. 电解本质：电解质溶液的导电过程，就是电解质溶液的电解过程规律总结：电解反应离子方程式书写：放电顺序：阳离子放电顺序：Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(指酸电的)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+> Al3+ > Mg2+ >Na+ >Ca2+ >K+阴离子的放电顺序：是惰性电极时：S2->I->Br->Cl->OH->NO3->SO42-(等含氧酸根离子)> F-是活性电极时：电极本身溶解放电注先要看电极材料，是惰性电极还是活性电极，若阳极材料为活性电极(Fe、Cu)等金属，则阳极反应为电极材料失去电子，变成离子进入溶液;若为惰性材料，则根据阴阳离子的放电顺序，依据阳氧阴还的规律来书写电极反应式。
电解质水溶液电解产物的规律：类型电极反应特点实例电解对象电解质浓度分解电解质型电解质电离出的阴阳离子分别在两极放电HCl 电解质减小CuCl2放H2生成碱型阴极：水放H2生碱阳极：电解质阴离子放电NaCl电解质和水生成新电解质放氧生酸型阴极：电解质阳离子放电阳极：水放O2生酸CuSO4电解质和水生成新电解质电解水型阴极：4H++4e-==2H2 ↑阳极：4OH--4e-==O2↑+ 2H2ONaOH水增大Na2SO4上述四种类型电解质分类：(1)电解水型：含氧酸，强碱，活泼金属含氧酸盐(2)电解电解质型：无氧酸，不活泼金属的无氧酸盐(氟化物除外)(3)放氢生碱型：活泼金属的无氧酸盐(4)放氧生酸型：不活泼金属的含氧酸盐(二)电解原理的应用1. 电解饱和食盐水以制造烧碱、氯气和氢气(1)电镀应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法(2)电极、电解质溶液的选择：阳极：镀层金属，失去电子，成为离子进入溶液M- ne-==Mn+阴极：待镀金属(镀件)：溶液中的金属离子得到电子，成为金属原子，附着在金属表面Mn+ + ne-==M电解质溶液：含有镀层金属离子的溶液做电镀液镀铜反应原理阳极(纯铜)：Cu-2e-=Cu2+阴极(镀件)：Cu2++2e-=Cu，电解液：可溶性铜盐溶液，如CuSO4溶液2. 电镀应用之一：铜的精炼阳极：粗铜;阴极：纯铜电解质溶液：硫酸铜3. 电冶金(1)电冶金：使矿石中的金属阳离子获得电子，从它们的化合物中还原出来用于冶炼活泼金属，如钠、镁、钙、铝(2)电解氯化钠：通电前，氯化钠高温下熔融：NaCl==Na++Cl-通直流电后：阳极：2Na++ 2e-==2Na阴极：2Cl- - 2e-==Cl2↑规律总结：原电池、电解池、电镀池的判断规律(1)若无外接电源，又具备组成原电池的三个条件。
电解水实验的改进与实际操作
电解水实验的改进与实际操作作者：蒋发强来源：《课程教育研究·上》2016年第03期初中化学教材经过多次改版，内容发生了较大的变化。
自从“氢气还原氧化铜”淡出后，课本中吸引人眼球的实验项目似乎已经很少。
因而，“电解水”的演示质量不容忽视。
在教材中，“水的组成”是通过电解水实验来证明的。
这个实验的看点在于，看似单纯的水，经过电解以后，生成了两种截然不同的气体——氧气和氢气，而且它们的体积比为2：1。
实验中可以看到大量气泡从电极上产生并冒出，生成的气体可以检验，一种能够使带火星的木条复燃，另一种则能够燃烧。
观察实验现象，可以使学生获得广泛的想象空间，看似单纯的水，在电流的作用下变成两种单质，有助于学生对分解反应的认识和理解。
也可以帮助学生理解化学反应的本质，理解原子，分子，以及一些物质是由分子构成的等等基本概念和知识。
“电解水”实验的典型装置是“霍夫曼电解器”，电极材料使用昂贵的铂，学校一般没有配置。
虽然上级配给的仪器中也有类似的，但是，制作工艺粗糙，而且损坏以后修理困难，订货的周期又比较漫长，并且跑冒滴漏现象严重，由于电解水的时候，要在水中加入硫酸或者烧碱，因此，这样的瑕疵是无法容忍的。
因此，在实际教学时，往往使用自制简易装置。
不过，实验效果并不理想，主要的缺点包括：手需要多次接触有腐蚀性的电解液，如果使用手套，操作又显笨拙，检验氢气的时候效果不理想，老师对此有改进的要求。
经过查找资料和动手实验，我们对实验中的一些问题有了成套的改进方案。
图一是过去常用的简易电解水装置，图二是现在改进后的电解水装置。
一、改进的实验方案如下：1.电解液：用NaOH溶液，根据实测经验，质量分数为15%～18%最理想，最好用纯度较高的试剂和蒸馏水配制。
实际用10%NaOH溶液效果就很好了。
2.电解池：曾经使用1000ml烧杯。
由于烧杯上有文字和标识刻度，会影响观察，最好用塑料缸，定制。
但是，学校没有这样的条件。
现在改用定制的长方形有机玻璃缸，量身定制，与收集气体的容器（注射器匹配），不浪费药品。
电解水
摘要氢能是高密度、洁净、可再生的二次能源,发展氢能己成为缓解我国能源供应压力、保障能源安全、促进环境保护的能源战略之一。
目前,氢能大规模商业应用首要解决的问题就是如何高效地制备大量廉价的氢气。
由于制氢技术的多样性和整体发展的不均性,迫切需要开展与氢能系统评价相关的研究。
本文详细介绍了碱性电解水制氢、固体聚合物电解水制氢、高温固体氧化物电解水制氢三种电解水制氢技术的特点、研究水平及应用现状等，并对其在风力发电、太阳能光伏发电及太阳能光热发电领域应用的适宜性进行了分析评价。
关键词:制氢技术; 可再生能源发电。
1.引言随着国民经济的迅速增长，对能源的需求日益旺盛，能源短缺以及化石能源所产生的环境污染问题日益尖锐。
新能源资源潜力大，可持续利用，在满足能源需求、改善能源结构、减少环境污染、促进经济发展等方面发挥了重要作用，已引起了国际社会的广泛关注。
在能源安全与环境保护的双重压力下，技术相对成熟、具备规模化开发条件的风力发电、在世界范围内取得了飞速发展。
特别是近年来，风力发电的产业规模和市场化程度逐年提高。
截至 2012 年底，我国新增风电装机 1404.9 万千瓦（吊装容量），我国累计风电装机量超过 7000 万千瓦。
由于风能等可再生能源自身特点决定了风电是典型的随机性、间歇性电源。
其大规模并网发电对电网的安全稳定和运行调度等诸多方面均有很大影响。
特别是随着可再生能源发电规模的不断扩大，对电网的影响将更加显著，这已成为制约可再生能源发电规模化发展的严重障碍。
风电是目前装机规模最大可再生能源发电技术，目前由于风电并网难题，全国风电场普遍存在弃风问题，其比例甚至可达 1/3。
如何充分利用这部分弃风电能成为我国各风力发电企业关注的重点。
电解水制氢是一种高效、清洁的制氢技术，其制氢工艺简单，产品纯度高，氢气、氧气纯度一般可达 99.9％，是最有潜力的大规模制氢技术。
特别是随着目前可再生能源发电的日益增长，氢气将成为电能存储的理想载体。