第1个回答 2011-01-26
这个问题可以这样考虑:
电解的实质就是溶液中的阴离子、阳离子分别在电流的作用下向阳极,阴极移动,并接受或失去电子发生氧化还原反应。而我们在学习电解池时,首先学习的是电解饱和食盐水。其中在阴极发生的反应为:2H+ +2e=H2 但显而易见,溶液中其实并不存在氢离子,这样写的原因就在于考虑到电解池反应的原理(阳离向阴极移动,并且是阳离子被还原)因而在写阴极反应时,反应物写氢离子而非水(2H20+2e=H2+2OH-)但是,在写总反应方程式时,反应物却写的是水,说明的正是这一点。
类似的,在电解硫酸铜溶液的电极反应式中,-2价的氧在阳极被氧化,由于按照电解池原理,在阳极被氧化的是阴离子,因此在写电极反应式时,选取的是氢氧根(并非说溶液中含有氢氧根)。同样,在写电极总反应式时,反应物中不再含有氢氧根(反应的实质也的确如你所说生成硫酸)总方程式:2Cu2+ +2h20==2Cu+4H+ +O2 (因为水中的羟基被氧化,自然氢离子就相对多了,溶液也就成酸性)
至于你提问中说到的阳极有较多的氢氧根,可以这么理解:水由于微弱的电离时溶液中含有极少量的氢氧根,在电流的作用下,他们移动到阳极并被氧化。然后根据平衡的原理,水进一步电离出氢氧根,再移向阳极被氧化。因此并不是说溶液中有较多的氢氧根,只是平衡不断移动的结果(这也就是总方程式不写氢氧根的根本原因)。
基本上就是这样,还有什么不清楚的可以继续补充。
我的意思是氢离子的量少到可以忽略不计,少到不能写进反应的总方程式中
以最简单的铜锌原电池为例:
正极:铜棒插在硫酸铜溶液中(形成了Cu2+/Cu氧化还原电对),
负极:锌棒插在硫酸锌溶液中,(形成了Zn2+/Zn氧化还原电对)
两个溶液之间用盐桥(氯化钾饱和溶液)连接,铜棒和锌棒之间用导线连接,这样就构成了原电池.
那么电子就会从负极流向正极,你要问的就是为什么电子要定向流动.不知道你学过标准电极电势的概念没有,这个值是可以通过实验测到的,由于单质锌和锌离子构成的氧化还原电对的标准电极电势比单质铜和铜离子构成的氧化还原电对的标准电极电势小是个负值(规定标准氢电极的电极电势是0),而铜电极是个正值,所以当用导线将两个电极连接起来时,由于两个电极之间电势差的存在,电子会从负极流向负极,而电流的方向是正极流向负极,与电子流动的方向相反,就像我们常说的水往低处流,就是由于高地势与低地势之间存在高度差(地势差),是个自发的过程.
利用标准电极电势还可以知道金属的活泼性,电极电势越小那么金属单质的活泼性越强,我们在化学课上学过,金属有个活动顺序表:钾,钙,钠,镁,铝,锌,铁,锡,铅,氢,铜,汞,银,铂,金;这个表就是根据标准电极电势的值来排列出来的,我们从这个表中可知在氢前的金属单质可以将氢从溶液当中置换出来,刚才说过规定标准氢电极的电极电势是0,所以在氢之前的金属与其阳离子构成的氧化还原电对的标准电极电势是小于0的,而在氢之后的金属其标准电极电势是大于0的.
不知道你明白没有?