投影实验之十四——氢碘酸的电解

电解氢碘酸时,在阳极产生碘： 2I-→I2+2e 在阴极有氢气生成： 2H2O+2e→2OH-+H2 利用投影装置可以很清楚地看到阳极上析出的碘晶体和阴极上产生的氢气气泡。一、电极和电解液 1. 阳极阳极为表面有铁锈的铁棒（或粗铁丝）。     

实验室电解法制备K_2S_2O_8条件的探讨

一、原理本实验以电解KHSO_4饱和溶液来制备K_2~(?)S_2~(?)O_8晶体。电解时在两极上进行的电极反应为: 阴极 2H~+2e→H_2 阳极 2H_2~(?)O→O_2~-+4H~++4e~- 2SO_4~(2-)→S_2~(?)O_8~(2-)+2e 3H_2O→O_3~(?)+6H~++6e 在0℃时,以生成氧及过二硫酸根为主,温度升高,臭氧产率明显提高。     

对一些教材中电解水的电极反应的质疑

在一些大学化学教材中,论及用惰性电极电解水或电解质溶液时,提出如下电极反应:阴极2H++2e=H2,阳极40H-=O2-2H2O+4e;并不指明水溶液的酸、中或碱性,或者就认为都按上同一途径实现电极反应:氢离子在阴极放电,氢氧根离子在阳极放电。例如:甘兰若,《无机化学》上册,江苏科学技术出版社1980,350页。     

三电极动态库仑仪测定SO_2机理的探讨

三电极动态库仑仪作为大气中二氧化硫(SO_2)浓度监测仪在国内外已得到广泛应用。然而,对三电极的工作机理,一般认为是在恒定的电解电流下,阳极发生氧化反应:2Ⅰ~-→2e+Ⅰ_2;阴极发生还原反应:Ⅰ_2+2e→2Ⅰ~-。当通入的     

H型电解池中CO2电化学还原的阳极电解液问题

采用自制的H型电解池开展了KHCO₃溶液中电化学还原CO₂制甲酸的研究. 研究发现,在电解池中长时间电解时阴阳两极间的电压（槽电压）会持续升高,导致电解过程不可持续. 经过恒电位电解、恒电流电解、pH测试以及电解前后阳极室KHCO₃浓度分析等实验研究,作者发现,这是由以下过程引起的：阳极上的析氧反应产生的H⁺与电解液中的HCO₃^-反应生成水和CO₂,导致阳极室的HCO₃^-的消耗,之后阳极室的K⁺被迫扩散进入阴极室而导致阳极室电解质浓度下降. 因此,阳极室电解液导电性下降,进而引起阳极电位的升高. 研究发现,阳极电解液具有碱性时,都可能发生此种现象,因此,为了保证电解过程可持续且保持高的能量转换效率,阳极液的电解质不能是任何具有碱性的物质.     

在线超声成对电合成苯甲醛和丁二酸

将间接电合成苯甲醛与电还原马来酸制备丁二酸的过程有机结合, 构建了一个新的成对电解体系, 即在隔膜电解槽中, 以纯Pb为阴极, PbO₂/Pb为阳极, 硫酸溶液为介质, 在施加超声波的条件下, 阳极氧化Ce³⁺为Ce⁴⁺, 阴极还原马来酸生成丁二酸; 同时, 在槽外采用Ce⁴⁺氧化甲苯生成苯甲醛. 实验结果表明, 阴极和阳极电解的平均电流效率分别为92.71%和87.81%, 总的电流效率高达180.52%; 且Ce⁴⁺槽外氧化甲苯为苯甲醛的收率为95.78%, 马来酸电还原为丁二酸的转化率为92.09%; 电解的槽电压与单一电解氧化Ce³⁺相比降低了0.25 V.     

3000A液态下阴极电解制备稀土金属关键技术研究

设计了一台3000A液态下阴极电解槽,阴极为轧制钨板设置在槽底部,电解过程中阴极表面形成一层金属液而充当液态阴极作用,继续析出的金属流入坩埚中,阳极为方块状石墨块,由导杆悬挂于可升降的水平导电母线上,阴极处于阳极投影下方,阴阳极之间水平平行布置.在此设计的电解槽上进行金属钕的电解试验,电解槽稳定运行,电解槽电压与传统上插阴阳极式电解槽相比,槽电压大幅降低至6V以内,电流效率达到80％以上,本文还考察了该电解槽的电压分布情况、电流电压曲线、电解槽的热场分布情况.     

“污水处理-电浮选凝聚法”实验的改进

人教版高中《实验化学》教材中"污水处理—电浮选凝聚法"的实验进行改进后,污水的凝聚效果会更理想。改进的方法是:(1)在污水中加入适量的电解质溶液;(2)用铁片和碳棒为阳极,铝片为阴极的三电极电解装置电解;(3)在电解的过程中同时搅拌。     

电解水中电极材料与电解条件的选择

义务教育初中化学电解水的实验（实验3～1）是为了给学生学习水的组成提供感性认识。因此,做好该演示实验,特别是使实验结果接近H2和Q2的体积比为2：1的理论值,成为讲好这节课的关键。本文从分析实验结果产生误差的原因及减少误差所采取的措施出发,通过自制的电解水装置,选择容易找到的电极材料及与之相匹配的电解质及溶液浓度、电压等条件的对比实验结果说明使实验结果更接近理论值的条件,为做好本实验提供参考。一、电解水时氢氧体积比产生误差的原因电解水的化学原理是：阴极：2H+＋22—HZ十阳极：4OH－－4e、ZH。O＋OZt“”…     

电解氯化亚铁溶液的实验探究

电解氯化亚铁溶液的电极反应过程和放电顺序的争议,影响着中学化学中电解池工作原理和电极反应相关内容的教学。通过实验探究了影响氯化亚铁溶液电解的pH和电压,根据电化学理论进行分析,探讨"Fe2+在阳极如何被氧化""阴极生成什么物质"等问题。     

化学习题(选择答案型)(46—52)

46.在电解生产钠的过程中 A.使用碳阳电极 B.使用熔融的氯化钠和铁阳电极 C.阳极上反应是 2Cl~-+2e~-→Cl_2↑ D.阴极由石墨制成 E.OH~-离子比氯离子更易于放电     

不要放弃学生提出的疑难问题

笔者最近遇到了如下一件老师放弃学生所提疑难问题的事情:有2个班的4名学生同时到办公室里向他们各自的任课老师问同一个问题,该问题是:"电解熔融的NaOH时,得到的产物为什么是Na、H2O和O2?得到的产物为什么不是Na、H2、O2 ?"其中有个学生认为:电解熔融的NaOH时,可以得到H2,因为电解生成的H2O可以进一步和Na反应生成H2.从他们师生的对话中知道,学生已经在教室里问过该问题,而且还有学生上网搜索过该问题,但都没有得到满意的答案.而此时的2位老师仍然没有给出令学生感到满意的答案,笔者只好出面帮助解答了该问题.该问题的答案如下:电解熔融的NaOH是在相对密闭的容器中进行的,NaOH在熔融的状态下电离成了Na+和OHˉ,电解的容器分为阳极区和阴极区,阳极区和阴极区是相对隔离的,阳极区和阴极区电解出的产物是不会彼此接触的.在阳极区,OHˉ失去电子生成H2O和O2,H2O和O2都以气体的形式从阳极区的气体导管里导出,导出后,H2O在常温下冷却为液体(这是电极反应方程式中未给水标符号"↑"的原因)、O2冷却后仍然是气体.在阴极区,Na+得到电子生成液态金属Na,液态会属Na从一个导管里导出后隔绝空气冷却为固态金属Na.     

V(Ⅲ)-V(Ⅳ)电解液的电解合成

以硫酸氧钒(VOSO4)为原料,电解合成了用于制备钒电池的混合价态钒离子[V(Ⅲ)-V(Ⅳ)]电解液.较适宜的电化学反应条件为:以Ir-Ta/Ti为阳极,导电石墨板为阴极;4 mol·L-1 H2SO4为阳极电解液,2 mol·L-1 VOSO4-2 mol·L-1H2SO4混合溶液为阴极电解液,于1A电解6 h.在此条件下进行电化学反应,电解液的电化学活性高,电导率稳定;电解过程实现了较高的电流效率(接近100%)和较低的电能损耗(345 Wh·kg-1).     

NdF3-LiF-Nd2O3熔盐体系中下阴极电解金属钕研究

设计了下阴极结构的稀土金属电解槽,该电解槽底部以钨材料为容器兼阴极,上部悬挂多块石墨作阳极,在NdF3·LiF-Nd2O3体系中,探索研究了液态下阴极电解制备金属钕的工艺技术条件.研究表明,在槽温990～1020℃,阴极电流密度1～3 A·cm-2.槽电压5.6 V条件下,电解可平稳进行,电流效率达65.64%,稀土回收率达88%～92%;该工艺与目前主流上插阴极电解工艺相比,其电解温度和槽电压明显降低,降低了电耗.     

m(SA-CS)BM串联电解槽双成对电解制备乙醛酸

分别用戊二醛和二价锡离子改性壳聚糖(CS)和海藻酸钠(SA),制备改性海藻酸钠/亮聚糖双极膜[m(SA-CS)BM].将其作为双阴阳极电解槽的隔膜,应用于双成对电合成乙醛酸体系.在电场的作用下,双极膜中水电离后生成的H+透过Msa阳离子膜进入阴极室,以补充草酸电还原生成乙醛酸过程中H+的消耗;OH-透过Mcs阴离子膜进入阳极室,与乙二醛电氧化生成乙醛酸过程中产生的H+结合生成H2O,以增大正向反应的速度.在电流密度为30mA/cm2,20℃下电解,双阴极室的电流效率分别可达86.94%和82.81%,双阳极室的电流效率可达81.99%和78.62%,电解电压稳定在3.0V左右.     

间接电氧化2-丁酮制备α-羟基缩酮的研究

在板框式循环电解槽中,以KOH为电解质,KI为催化剂,石墨电极分别为阳极和阴极,研究电化学间接氧化2-丁酮合成乙偶姻中间体α-羟基缩酮,讨论电流密度、极板间电解液流速、电解液中2-丁酮浓度、电解温度以及通电量等电解条件对中间体收率和电流效率的影响,经优选工艺条件为：电流密度40 mA·cm^-2,流速6.4 cm·s^-1,2-丁酮浓度1.75 mol·L^-1,电解温度30℃,通电量为1.5 F·moL^-1时,中间体收率可达78.9%,电流效率40.1%. 循环伏安测试结果表明,电解时碘离子在阳极氧化生成碘单质,甲醇在阴极还原生成甲氧基负离子,原料2-丁酮与电解产物反应,并最终生成乙偶姻中间体.     

Ni-P-mCMC/mCS双极膜技术在成对电解制备糠醇、糠酸中的应用

以磷酸化试剂改性羧甲基纤维素钠(mCMC)制备了阳膜层,以戊二醛改性壳聚糖(mCS)制备了阴膜层溶胶,将阴膜层溶胶流延于阳膜层上,制备了P-mCMC/mCS双极膜,而后以化学镀方法在阳膜层表面镀镍,制备了Ni-P-mCMC/mCS双极膜,并应用于成对电合成糠醇(阴极室中)、糠酸(阳极室中)。在电场的作用下,双极膜中水电离后生成的H+透过mCMC阳离子膜进入阴极室,促进糠醛电还原生成糠醇过程的进行;OH-透过mCS阴离子膜进入阳极室,与糠醛电氧化生成糠酸过程中产生的H+结合生成H2O,以增大正向反应的速度。在电流密度为2.5×10-2A/cm2,30℃下电解,阴阳两极室的电解效率分别为83.0%和77.4%,电解槽电压稳定在3.0V左右。     

氧化数

中学阶段称为的化合价,大学阶段改为氧化数(氧化态),为什么?先看实验事实:当1mol e-通过熔融NaCl得1 mol Na(阴极)、0.5 mol Cl2(阳极),由此可知原先是Na+、Cl-;同理,由电解熔融MgCl2的实验结果可知原先是Mg2+、Cl—……1 mol e-通过     

电解食盐水的阴极反应

无论过去还是现行高中化学教科书上,对隔膜法电解食盐水的阴极反应,一致是这么讲的:在阴极,H+比Na+容易得到电子,因而H+不断从阴极获得电子被还原成氢原子,氢原子两两结合成氢分子从阴极放出。     

鋅在氫氧化鉀溶液中的阳极溶解和自动溶解的电化学机理

1.測定鋅电极在氫氧化鉀溶液(从0.2N到飽和溶液)中自动溶解的稳定电位,找出当碱浓度大于～1N时,φc～log α_(KOH)具綫性关系,其斜率为—59毫伏特。 2.测定鋅电极在不同浓度(1.07—8.31N)氫氧化鉀溶液中的阳极极化曲綫,其綫性部分的斜率为40毫伏特。当溶液的log a_(KOH)改变1个单位时,阳极极化电位約移动80毫伏特(在恆定的电流密度下)。 3.用重量法測定鋅在氫氧化鉀溶液中(浓度为1.61—9.81N)的腐蝕速度,找出log ic～～log a_(KOH)具綫性关系,其斜率約为0.4。 4.根据以上实驗数据提出鋅在氫氧化鉀溶液(浓度大于～1N)中的阳极溶解机理为: Zn+OH~-→ZnOH+e (a) ZnOH+OH~-→Zn(OH)_2+e (b)并且步驟(b)的速度决定整个阳极过程的速度。 5.确定鋅在氫氧化鉀溶液(浓度大于～1N)中的自动溶解机理为上述阳极过程和氫在鋅上析出的阴极过程組成一对共軛的电化学反应。