GCSE 科学/电解
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电解是使用电能分解某些类型物质的过程。可被分解的物质类型是 **离子** 物质。这仅仅意味着它们是由带电离子而不是中性原子构成的。{记住离子只是一个带正电或负电的原子}。氯化钠（普通食盐）就是离子物质的一个例子。钠原子带正电，氯原子带负电。通常写成 Na+Cl-。
Q1) 检查一下元素周期表，钠的符号是 Na 还是 Cl？
如你可能已经知道，如果你学习过 金属 模块，盐就是任何由酸与碱结合形成的物质。酸、碱，因此所有盐都是离子性的。
Q2) 以下哪种物质可以被电能分解：氯化钠、硫酸铁、硝酸铜？
| 文件：Simple electrolysis setup.png |
| 液体电解质连接到 电池或电源。 电极不能接触！ |
大多数离子化合物在室温下不是液体。这是一个问题，因为离子需要能够移动才能让电流流动。这可以通过熔化来实现。看看右侧显示的电气装置。电极只是连接到电池的两个碳棒。连接到正极的那个叫做 **阳极**。连接到负极的那个叫做 **阴极**。这是由于碰撞造成的
以溴化铅为例。这种化合物在室温下是固体，但在本生灯火焰上可以熔化。所以，你所要做的就是把一些溴化铅放到烧杯里。将烧杯放在三脚架上，放在本生灯火焰上。熔化溴化铅，然后放入电极，将电源打开，设置为例如 2V。你会看到阴极上形成银色的纯铅涂层，而阳极上形成溴。电流会持续流动，直到所有的溴化铅都变成铅和溴。
Q3) 分解像溴化铅这样的化合物需要能量。这种能量从哪里来？
Q4) 预测如果电解质是氯化铜，那么你在阳极和阴极会得到什么产物。
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| 溴原子（蓝色） 分别放弃 2 个电子 |
阳极是正极；它吸引带负电的离子，因为异性相吸。溴离子穿过熔体，直到到达阳极。到达那里后，它们会放弃它们多余的两个电子，变成溴原子。
2Br- → Br2 + 2e-
电子沿着阳极向上流动，到达电池的正极。
阴极是负极；它吸引带正电的离子。金属离子总是带正电，所以铅离子穿过金属，到达电池的负极，然后到达铅离子。
一些记住阳离子、阴离子、阴极和阳极的小窍门。
我有一只猫......我叫她来的时候会说 come here plussy！ - 阴极吸引正离子
ca+ions 中有一个加号，阳离子是正离子
红猫：阴极发生还原反应
Pb2+ + 2e- → Pb
Q5) 固体离子物质不导电，也不会被电能分解。你认为这是为什么？
在溴化铅的实验中，你看到铅沉积在阴极上。如果你真的做了这个实验，你会看到铅覆盖了阴极。在本节中，我们将研究在给定时间内有多少金属会覆盖阴极。
一位科学家做了以下实验。
- 一个铜阴极被仔细清洁并精确称重。
- 它被放置在一个装有硫酸铜溶液的烧杯中，同时还有一个阳极。
- 它通过一个电流表连接到一个可变电源。
- 让电流持续一段时间，然后取出阴极，再次称重。
他的结果是
| 电流 /A | 时间 /s | 沉积的铜质量 /g |
| 1 | 3000 | 1.0 |
| 2 | 3000 | 2.0 |
| 2 | 1500 | 1.0 |
| 1 | 1500 | 0.5 |
你可以从结果中看到，沉积的铜总量取决于电流和电流持续的时间。这是因为可以由离子形成的铜原子数量取决于流动的 **电荷** 总量。电荷的单位是库仑。
1 库仑是指 1 安培电流流过 1 秒的时间产生的电荷量。
Q6) 看看上面的结果表。当 1A 电流持续 3000 秒时，沉积了多少铜？
Q7) 如果你预测 1A 电流持续 6000 秒会沉积多少铜？
Q8) 如果 2A 电流持续 12000 秒呢？
在学习本节之前，请咨询你的老师，看看你是否需要.
在本模块的前面，你已经学习到离子必须能够移动才能使电解起作用。如果离子被固定住 {例如在固体中}，它们就无法移动，电流就不会流动。我们已经研究了如何通过熔化电解质来使离子自由移动。另一种实现这一点的方法是将电解质溶解在水中。这种方法的问题是，溶液中会存在不止一种类型的离子。
水会部分分解成离子 {这就是为什么它可以很好地溶解离子化合物}。它分解成氢离子和氢氧根离子。
H2O → H+ +OH-
所以，在阴极上将存在两种离子：金属离子以及来自水的氢离子。实际上，哪种元素会在阴极上析出取决于金属的活泼性。如果金属非常活泼，例如钾或钠，那么它就不太可能被放电。因此，氢气会生成。如果金属不活泼，例如银，那么金属会生成。为了弄清楚哪种离子“获胜”，金属离子还是氢离子，请将它们的活泼性在金属活动性顺序表中进行比较。最活泼的那一个 **不会** 在阴极上析出。
在阳极上也发生类似的情况。氢氧根离子 {来自水} 通常会在阳极上放电，最终产生氧气。然而，如果卤素离子（第 7 族）的浓度远高于氢氧根离子的浓度，那么卤素离子就会被放电。硫酸根离子永远不会被放电。
OH- → OH + e-
4OH → 2H2O + O2。
Q9) 氯化钠溶解在水中并进行电解。解释你在每个电极上观察到的现象。
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总结
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