电流化学效应的举例
电解，电镀，电离等就属于电流的化学效应的例子。
碘化钾溶液在通电后发生化学变化，碘能使淀粉变成蓝色。
当电流通过电解质时,在两极会发生化学反应,这就是所谓电流的化学效应
水的组成与分解
组成:
氢气燃烧可产生水
氢与氧组成水
分解:
接於电池两极的金属导线於水中生气泡
水被电流分解为氢与氧
电解
利用电能,以引起分解的化学反应
装置:
原理:正离子移向负极得电子而析出
负离子移向正极失电子而成中性原子析出
水的电解
注意事项:
针头与铜线以绝缘胶带缠紧是防气泡从铜线冒出
纯水极难电解故加入氢氧化钠或硫酸钠帮助导电.
试管内不能有空气
装置(一)
水的电解装置(二)
水的电解观察
负极产生的气体与正极产生的气体其高度比为2:1 体积比为2:1
两极的极棒愈靠近,电解产生气泡的速率愈快.
负极的气体会使点燃的火柴产生爆鸣声
氢之可燃性
正极的气体会使带火星的木条复燃
氧之助燃性
化合物与化学变化
水的电解讨论
电解时,水中OH–离子移向正极,故正极可收集到氧气;H+移向负极,故负极可收集到氢气.
反应式:
负极:H++e- H2
正极:2OH– O2+2H++4e-
总反应:2H2O 2H2+O2
体积比: 2 : 1
质量比: 1 : 8
定比定律
硫酸铜水溶液的电解
以碳棒做电极,因其稳定而不参与化学反应
硫酸铜於水中解离:2CuSO4→2Cu2++SO42–
铜离子移向负极得电子而析出红色铜
碳棒质量增加,溶液中Cu2+减少,故蓝色逐渐便淡
水比硫酸根离子易失电子,故正极是电解水的反应而生氧气与H+ pH值降低
硫酸铜水溶液电解装置
反应式:
负极:2Cu2++4e–→2Cu
正极:2H2O→4H++O2+4e–
总反应:
2Cu2++2H2O→2Cu+O2+4H+
这就是我们喝的水吗
是否曾被卖净水器的推销员以家中的水来电解,而被电解水中出现黄色与绿色的各种污秽不堪的悬浮物所吓到呢
事实上∶
其以铁作正极而发生氧化反应,会产生有色的金属离子或金屑错离子: Fe→Fe2++2e-或Fe→Fe3++3e-
而电解水时负极产生碱性物质,可与铝电极生之铝离子产生胶状物质:2H2O+2e-→H2+2OH-
2Al+2OH-+6H2O→2A1(OH)4-+3H2
故有色污染物来自铁棒,胶状悬浮物来自铝棒,
电镀
电镀∶利用电解反应,将一种金属镀於另一种金属的表面,形成一层金属外壳
原理∶利用电解反应,溶液中的金属离子会在负极接受电子而析出
反应∶
正极:欲镀金属M M++e-
负极∶被镀物表面做M++e- M
故用含M+之溶液作电镀液
电镀的图解
电镀实例一
铁质钥匙镀上铜
正极:Cu→Cu2++2e–
负极:Cu2++2e–→Cu
全反应:
Cu(正极)→Cu(负极)
电镀液:硫酸铜溶液
电镀实例二
铜板镀银
正极:Ag→Ag2++2e
负极:Ag2++2e–→A
全反应:
Ag(正极) Ag(负极)
电镀液:银氰化钾溶液
讨论
溶液中金属离子在负极获得电子而析出,故负极重量增加,且受温度,电流强度及电镀液浓度影响其薄膜的均匀坚实
正极金属溶解成金属离子进入电镀液中,故正极重量减少
正极减少的质量等於负极增加的质量,故电镀液的离子浓度不变.
用砂纸磨去锈斑,以氢氧化钠水溶液洗去油污,因其造成导电不良
电镀后,被镀物体先以蒸馏水冲洗,再以丙酮洗净,因丙酮为一种极易挥发的溶剂,故有助於加速乾燥硬化.
电镀的功用,污染,处理
功用:
防止生锈:能使电镀层内的金属与空气,水分隔绝,以免生锈.
增加美观:能使物体表面光滑明亮.
提炼纯金属:粗铜中含金银锌等杂质,故将粗铜放於正极以电解出纯铜於负极
磨光金属表面:因正极金属在通电过程中,都由突出部份先被电解融化,故可使金属表面变光滑 电镀的污染,处理
电镀工业的废弃物可能含有铜,铬,锌等重金属,浓度高时都有毒性.对环境造成很严重污染.
镀银的电镀液中含有剧毒的氰化物(含CN–),必须加以处理才能排放.
民国75年4月间的二仁溪河口绿牡蛎事件,就是二仁溪上游电镀业者随意排放电镀废弃液的结果,造成铜离子的污染.通常可在铜离子水溶液中加入钢丝绒,使其反应,析出金属铜.
化合物与化学变化
化学变化:原分子发生改变产生新分子,性质也改变了
化合物:由两种或两种以上的元素以一定的比例组成的新物质
与其成分元素的性质完全不同
必须用化学变化来分解出他的成分
是一种纯物质,具有一定熔点与沸点.
水电解后产生氢和氧.其三种性质完全不同,故水的电解是一种化学变化.
定比定律
定比定律:组成化合物的各种元素之间,其质量比恒为一定值.
Ex:H2O含H,O质量比为1:8;CO2含CO质量比为3:8
故不论用何种方法得知化合物,其成分元素质量比恒保持定值
Ex:氢气燃烧与双氧水分解来的水其H,O质量比皆为1:8