电解水的化学原理科普知识
学习水的电解部分的时候,小爽老师发现了一个心碎的事实。。。带了七个班,只有两位同学问这个问题——为什么正极产生氧气,而负极产生氢气?
在水的电解这一课上,小爽老师带大家配平了这学段学到的第一个化学方程式,它就是——当当当当——
2H2O =通电= 2H2 ↑+ O2↑
(当然通电这两个字一般写在等号上方啦)
课堂上学习的时候很轻松,电池的正极也叫阳极,产生了氧气,两者读音相同使得小伙伴们一下子就记住了,阳极产生氧气。但是,问题来了,到底为什么正极就一定产生氧气,负极就一定产生氢气呢?
我们知道,化学变化的过程是分子被掰成原子,而原子重新组合的过程。在水(H2O)这个化合物中,由于巨大的氧原子最外层有6个电子,它迫切想要达到8电子的稳定结构,所以倾向于掠夺2个别人家的电子。而单薄的氢原子最外层只有孤零零的一个电子,势单力薄,自然容易被氧抢走。
“颤抖吧!一个电子是满足不了我的!”氧强大的控制欲使得它毫不客气的掠夺了两个氢原子的两个电子,所以在我们的水分子中,一个氧原子和两个氢原子搭配存在。
有了这个基础,接下来就比较容易理解了!在咱们的实验中,电流方向是从正极流向负极,而电子则是从负极进入正极。当一个电子从负极出来,首先接触到的是负极周围的水。这时候,水分子中的氢非常高兴,因为终于有外来的电子了!于是,落魄的氢趁着氧不注意,抓起外来的电子就跑,迫不及待的逃离水面,以氢气的形态跑了出去。
而这个过程,实际上是这样的:
而正极面临的情况更加急迫,它需要大量的电子排队回到电池中,所以不得不从水中召唤电子。上面说啦,水分子里面的氧原子强行霸占了氢原子的两个电子,这下这两个电子便被更加霸道的正电极召唤走了。氧原子眼睁睁看着自己抢来的电子进了电极中,心里百感交集,干脆两个氧原子互相结合互相安慰,化身一股氧气,结伴离开这令人伤心的水中。
实际上,正极发生的反应是这样的:
呛呛呛,小伙伴们这下知道为什么阳(yang)极产生氧(yang)气,而阴极产生氢气了吧!
那么聪明的大家,好奇的大家,小爽老师还想问一个问题:咱们平时喝的电解质饮料是什么呢?和电解水有啥关系?这个问题留给大家去探索,去思考🤔🤔🤔
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