Question

試分析以石墨為電極電解Cu（NO₃）₂溶液的原理。請試著寫出⑴電極反應式； ⑵電解的總反應式和離子方程式。

Answer 1

⑴ 陽極  4OH^－  → 2H₂O ＋ O₂↑＋　4e^－；陰極  2 Cu²⁺  ＋4e^－ → 2 Cu 。⑵ 2Cu（NO₃）₂ ＋ 2 H₂O    2 Cu ＋O₂↑＋ 4HNO₃ 。2Cu^2＋ ＋ 2 H₂O   2 Cu ＋O₂↑＋ 4H^＋。

解析:

Cu（NO₃）₂的水溶液中有Cu（NO₃）₂和H₂O兩種物質組成，而H₂O電離出的H^＋和OH^－中的OH^－放電，在改寫總化學方程式時，來自于H₂O的OH^－要改寫作H₂O。Cu（NO₃）₂的水溶液中Cu²⁺、H⁺兩種陽離子和NO₃^－、OH^－兩種陰離子。Cu²⁺、H⁺在陰極上的的電子順序是：Cu²⁺＞H⁺ （Cu²⁺氧化性比H⁺的強）；OH^－、NO₃^－在陽極上失電子順序是：OH^－＞NO₃^－（OH^－還原性比NO₃^－強）。所以，電極反應式為：陽極   4OH^－  → 2H₂O ＋ O₂↑＋　4e^－；陰極   2 Cu²⁺  ＋4e^－ → 2 Cu 。將兩個電極反應式相加，得到電解的總反應式為：2Cu（NO₃）₂ ＋ 2 H₂O  2 Cu ＋O₂↑＋ 4HNO₃ 。