3.7.5 電解

直接先備知識模組: 氧化還原反應

你對「電解」這個詞語一定不會陌生。在提取金屬的方法中,我們曾簡要介紹,提取活性很高的金屬需用電解熔融金屬礦石的方法。實際上,電解的用途還有很多。例如銅的純化、電鍍和氯鹼工業等都必須藉由電解才能實現。於本課題中,我們將一起來認識電解。

內容簡介 學生應學習 學生應能
第一課 甚麼是電解

電解,顧名思義,即是用電進行分解。電解是如何發生的?電解時必備的物料有哪些呢?本節中,我們將會介紹關於電解的基本知識。

第一節 電解的基本裝置
  • 描述製作電解池所需的物料
第二節 電解
  • 了解電解的原理
第三節 比較化學電池和電解池
  • 描述化學電池和電解池的異同
第二課 離子的放電次序與電化序的關係

在電解過程中,陽離子在陰極得到電子發生還原反應,陰離子在陽極失去電子發生氧化反應。當電解池中的陰離子和陽離子不止一種的時候,哪種離子會先發生反應?離子在電解池的電極上發生氧化或還原反應的過程,稱為 放電 。於本課中,我們將通過觀察電解稀硫酸的實驗,探究離子優先放電次序與電化序的關係。

第一節 電解稀硫酸
  • 描述用石墨電極電解稀硫酸過程中可見的變化
第二節 電解稀硫酸過程中的反應
  • 說明用石墨電極電解稀硫酸過程中發生的反應和可見的變化
第三節 離子在電化序中的位置對離子放電次序的影響
  • 描述離子在電化序中的位置對離子放電次序的影響
第三課 離子的放電次序與離子濃度的關係

在電解海水時,我們得到的是氫、氯和氫氧化鈉。我們知道海水的主要成份是氯化鈉,而氯離子在電化序中的位置低於氫氧離子,但為甚麼氯離子會優先於氫氧離子放電呢?於本課中,我們將通過觀察電解不同濃度的氯化鈉溶液的實驗,探究離子優先放電次序與離子濃度的關係。

第一節 電解不同濃度的氯化鈉溶液
  • 比較用石墨電極電解不同濃度氯化鈉溶液過程中發生的反應和可見的變化
第二節 離子濃度對離子優先放電次序的影響
  • 描述離子濃度對離子優先放電次序的影響
第四課 離子的放電次序與電極性質的關係

除了離子在電化序中的位置和離子在溶液中的濃度之外,還有哪些因素影響離子的優先放電次序呢?於本課中,我們將通過觀察用不同性質的電極電解硫酸銅(II)溶液的實驗,探究離子優先放電次序與電極性質的關係。至此,你將能夠綜合考慮影響離子優先放電次序的各因素,推測電解時所發生的反應以及電解生成物。

第一節 電解硫酸銅(II)溶液
  • 描述用石墨電極和銅電極電解硫酸銅(II)溶液的過程中發生的反應和電解質的可見變化
第二節 電極性質對離子優先放電次序的影響
  • 描述電極性質對離子優先放電次序的影響
第三節 推測電極生成物
  • 推測電解池中每一電極的生成物
第五課 電解的應用

在了解了電解的原理之後,你將會認識電解是如何應用到工業生產中的。事實上,電解在銅的純化、電鍍、氯鹼工業、提取活潑金屬和鋁的陽極電鍍等過程中,都起著舉足輕重的作用。於本課中,我們將介紹電解在工業上的兩個重要應用——電鍍和銅的純化。

第一節 電鍍的過程
  • 明白電鍍的原理
  • 描述電鍍過程中發生的陽極反應、陰極反應、總反應和電解質的可見變化
第二節 電鍍對環境的影響
  • 明白電鍍工業對環境的影響
第三節 銅的純化
  • 明白銅的純化的原理
  • 描述銅純化過程中發生的陽極反應、陰極反應、總反應和電解質的可見變化