電解水設備原理圖

A. 電解水機的原理

電解水機就是將以市政自來水為水源，通過前置過濾器對水進行過濾，然內後得到的凈容水進入電解槽。以分離膜為媒介在水中施以直流電壓，利用電解板使水分解，既而分離出弱鹼性水與弱酸性水的一種電器。
由於水中的鈣、鎂、鈉、鉀等礦物質多聚集在陰極，氫氧離子（OH-）增加而成為弱鹼性，學名為「電解還原水」，日本則稱為「鹼性離子水」；氧、硫酸、硫黃等則被引致陽極。電解還原水 不僅適合一般健康人日常飲用，而且特別適合胃腸疾病、高血壓、高脂肪、高膽固醇、糖尿病、腎臟病、慢性肝炎、肥胖、特異性體質引起的疾病和便秘等患者飲用。增加氫離子（H+）而生成弱酸性水，學名為電解氧化水，日本稱為「酸性離子水」，酸性離子水除具有一定的滅菌、抑菌、改善某些皮膚病的作用外，還有美容、收斂的作用；酸性離子水的PH值5.5與皮膚表面酸度相近，可使皮膚光滑、細潔、白嫩，其作用與收縮化妝水相似，是十分理想的美容護膚品。

B. 電解水機的原理是什麼

百世康電解水機就是將以市政自來水為水源；通過前置過濾器對水進行過濾；然後得到的凈水進入電解槽，以分離膜為媒介在水中施以直流電壓，利用電解板使水分解，既而分離出弱鹼性水與弱酸性水的一種電器。
由於水中的鈣、鎂、鈉、鉀等礦物質多聚集在陰極，氫氧離子（OH-）增加而成為弱鹼性水，也稱為還原水； 氧、硫酸、硫黃等則被引致陽極，適合於飲用與保健等。 增加氫離子（H+）而生成弱酸性水，也稱為氧化水；
適合於清洗，消毒，美容等。
水是以水分子團的形式呈液態存在，普通的自來水通常是由11～13個的水分子集團構成的水分子簇，在電解槽中特定電場作用下，水分子間氫鍵被部分打開，生成5～6個水分子組成的小集團水；同時在電場力作用下，水中的Ca2+、Mg2+、K+等陽離子向陰極移動；而Cl-、SO42-、NO3-、NO2-等陰離子向陽極移動。
水在電解槽的陰陽兩極上發生反應如下：
H2O=OH-+H+
在陰極：H++e=H2H++2eH2↑2H2O+2e=2OH-+H2↑
在陽極：4OH–4e=2H2O+O2↑2H2O-4e=4H++O2↑
在電解槽中，電解槽由離子膜分為陰、陽兩室，兩室之間只有離子可以自由穿透。
水在液態時會電離為氫離子和氫氧根離子，通電後由於氫離子帶正電而向陰極移動；氫離子得到一個電子後變成還原性極強的活性氫，水的氧化還原電位因此改變，由正變負。
活性氫不穩定，兩個氫原子得到兩個電子變為氫氣逸出水電離的可逆平衡遭破壞，為了重新達到平衡，水不斷電離，則氫 氧根離子不斷聚積在陰極被稱為鹼性電解水；
相反，氫氧根離子帶負電向陽極移動，失去電子變成氧氣
水電離的可逆平衡遭破壞，為了重新達到平衡，水不斷電離，氫離子在陽極聚積，被稱為酸性電解水或電解氧化水。

C. 如何製作電解水的裝置

實驗名稱：電解水

實驗類別：演示或學生實驗

改進目的：通直流電分角水的實驗對研究水的組成至關重要。九年義務教育三年制初中教科書化學48頁所示簡易裝置水槽中需電解液量大，同時收集氣體的試管放入或取出電解液時手被溶液沾污而受腐蝕，為克服上述不足之處，特自製電解水實驗器。

製作電解水實驗器所需原材料：見附頁圖中所示。

電解水實驗器的製作過程：

1.將上底半徑為6厘米的圓台形的橡膠塞打上與注射器管和長頸漏斗管相匹配的三個孔。

2.將兩只相同的注射器管和一個長頸漏斗管旋轉插進橡膠塞的孔內，管的下沿不要超過塞子的下底面，以免裝電解液時杯內留下氣泡。

3.截取一小段帶孔的傘骨子（鍍鉻不銹鋼）將外附橡膠的細鋼絲一端裸露部分穿入傘骨於孔內並夾緊，再將傘骨手插入已用過的一次性注射器管內的膠塞中心（此塞剪有幾個孔），最後將制好的電極插入注射器管內，導線的另一端從漏斗管內穿出來，在導線上作好正負極的記號，與注射器管記號一一對應。

此步須注意以下兩點：

①電極既不能露出管底，又不能插入管內太深。電極露出管底則產生的氫氣和氧氣混合；插入管內太深則產生氣體的速度慢。

②電解器內部的細鋼絲除與電極接觸部分能裸露外，其餘部分不能裸露。

4.將與注射器管相匹配的注射針尖截斷且夾扁密封，留下針帽。

5.將制好的塞子塞到與之匹配的茶杯口內，把針帽扭到注射器管的上端。

操作步驟及現象：

1.扭下針帽，檢查裝置的氣密性。

2.向漏斗內倒入5％至10％純凈的氫氧化鈉水溶液，當電解液升到注射器管內後，加液體的速度放慢，待三個管的注段達到頂點不再改變時，將針帽扭上（不要扭得太緊）。

3，通直流電源12伏至6伏，電解液濃度小則電壓調大，電解液濃度大則電壓調小。不到半分鍾，負極（陰極）產生5毫升氣體，正極（陽極）產生約2.5毫升氣體。

4.切斷電源，點燃木條，扭下與負極相連的針帽，迅速在管尖處點火，氣體燃燒，呈淡藍色火焰——氫氣。

5.為使實驗現象明顯，再通電源，扭下與正極相邊的針帽，迅速把帶火星的木條放到管尖處，木條復燃——氧氣。

改進後的效果：

自製電解水實驗器所需的原材料易得，製作不難。實驗操作安全方便，便於觀察。電解的速度快，所得氫氣和氧氣體積很接近2∶1；檢驗生成氣體的現象十分明顯。實驗所需電解液的量不多，同時可避免手被溶液沾污而受腐蝕。實驗器可長久使用，必須時更換電極也十分方便。演示實驗可改為學生實驗。

附：自製電解水實驗器平面圖。

如圖所示：

1.直徑為6厘米圓台形橡膠塞。

2.口徑為6厘米的透明玻璃杯。

3.5毫升或10毫升注射器玻璃管。

4.長頸漏斗。

5.電極（鍍鉻不銹鋼——帶孔一小節傘骨子）。

6.外絕級導電線（細鋼絲）。

7.與注射器管相配套的針帽（針尖切斷且夾扁密封）。

8.帶孔小膠塞。

D. 水的電解實驗中的實驗裝置分析圖

（1）在分解水時，在電極上有氣泡生成，由於b管中產生的氣體較少，應是氧氣，檢驗的操作是：打開活塞，用帶火星的木條接近玻璃管尖嘴部分；
（2）水電解過程中，由電能轉變成化學能，生成的氧氣與氫氣體積比為1：2，由於同溫同壓下，同體積的氣體的分子數相同，所以水電解後生成的氧氣和氫氣的分子個數比是1：2；
（3）水電解實驗的主要實驗目的是探究水的組成．
故答為：（1）有氣泡產生 用帶火星的木條接近玻璃管尖嘴部位，慢慢打開活塞（2）電 化學 1：2 （3）D．

E. 電解池的工作原理

[編輯本段]概念1、電解原理（電解池裝置如圖）

什麼是電解
電解是使電流通過電解質溶液（或熔融的電解質）
而在陰、陽兩極引起氧化還原反應的過程。
（上圖是電解CuCl2溶液的裝置。通電後發生反應：CuCl2=Cu + Cl2↑用離子方程式表示：Cu2++ 2Cl-=Cu + Cl2↑ ）
電解過程中的能量轉化（裝置特點）

電能轉化為化學能
陽極：惰性電極 陰極：不一定是惰性電極
發生電解反應的條件

①連接直流電源
②陰陽電極 陰極：與電源負極相連為陰極
陽極：與電源正極相連為陽極
③兩極處於電解質溶液或熔融電解質中
④兩電極形成閉合迴路
電極反應

電極反應
與電源的正極相連的電極稱為陽極。物質在陽極上失去電子，發生氧化反應。如上圖裝置中，Cl-在陽極上失去電子轉化為Cl２，陽極反應式：2Cl--2e＝Cl2↑
與電源的負極相連的電極成為陰極。物質在陰極上得到電子，發生還原反應。如上圖裝置中，Cu2+在陰極是得到電子轉化為Cu，陰極反應式：Cu2++2e＝Cu
電解結果
在兩極上有新物質生成
電解池電極反應方程式的書寫
陽極：活潑金屬—電極失電子（Au,Pt 除外）；惰性電極—溶液中陰離子失電子
失電子能力：活潑金屬（Mg～Ag）>S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F-
陰極：溶液中陽離子得電子
得電子能力：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+（酸）>Pb+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+（水）>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+（即活潑型金屬順序表的逆向）
規律：鋁前（含鋁）離子不放電，氫（酸）後離子先放電，氫（酸）前鋁後的離子看條件
四類電解型的電解規律
①電解水型（強鹼，含氧酸，活潑金屬的含氧酸鹽），pH由溶液的酸鹼性決定，溶液呈鹼性則pH增大，溶液呈酸性則pH減小，溶液呈中性則pH不變。電解質溶液復原—加適量水
②電解電解質型（無氧酸，不活潑金屬的無氧酸鹽，），pH變大。電解質溶液復原—加適量電解質。
③放氫生鹼型（活潑金屬的無氧酸鹽），pH變大。電解質溶液復原—加陰離子相同的酸
④放氧生酸型（不活潑金屬的含氧酸鹽），pH變小。電解質 溶液復原—加陽離子相同的鹼或氧化物
意義

使在通常情況下不發生變化的物質發生氧化還原反應，得到所需的化工產品、進行電鍍以及冶煉活潑的金屬。在金屬的保護方面也有一定的用處。 [編輯本段]電解原理的應用 氯鹼工業（電解飽和食鹽水）
製取氯氣、氫氣、燒鹼。
飽和食鹽水溶液中存在Ｎａ＋和Ｃl－以及水電離產生的Ｈ＋和ＯＨ－。其中氧化性Ｈ＋＞Ｎａ＋，還原性Ｃl－＞ＯＨ－。所以Ｈ＋和Ｃl－先放電（即發生還原或氧化反應）。
陰極：２Ｈ＋＋２ｅ＝Ｈ２↑（還原反應）
陽極：２Ｃl－２ｅ－＝Ｃl２↑ （氧化反應）
總反應的化學方程式：２ＮａＣl＋２Ｈ２Ｏ=（等號上為通電）２ＮａＯＨ＋Ｈ２↑＋Ｃl２↑
用離子方程式表示：２Ｃl－＋２Ｈ２Ｏ=（等號上為通電）２ＯＨ－＋Ｈ２↑＋Ｃl２↑。
電鍍和電解精煉銅
電鍍：應用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或者合金的過程
條件：①鍍件做陰極②鍍層金屬做陽極③電鍍液中含鍍層金屬離子
電鍍時，把待鍍的金屬製品（即鍍件）作陰極，鍍層金屬作陽極，用含有鍍層金屬離子的溶液作電鍍液。
陽極：Ｍｎ－ｅ－＝Ｍｎ＋
陰極：Ｍｎ＋＋ｅ－＝Ｍ
這樣，在直流電的作用下，鍍層金屬就均勻地覆蓋到鍍件的表面。
同樣的道理，用純銅作陰極，用粗銅作陽極，用ＣｕＳＯ４溶液作電解液。通入直流電，作為陽極的粗銅逐漸溶解，在陰極上析出純銅，從而達到提純銅的目的。
電解法冶煉金屬
鈉、鈣、鎂、鋁等活潑金屬，很難用還原劑從它們的化合物中還原得到單質，因此必須通過電解熔融的化合物的方法得到。如電解熔融的氯化鈉可以得到金屬鈉：
陰極：２Ｎａ＋＋２ｅ－＝２Ｎａ
陽極：２Ｃｌ――２ｅ－＝Ｃｌ２↑ [編輯本段]電解時，物質在電極上的放電順序（1）陽極：與電源的正極相連。
當陽極的電極材料為金屬（Pt或Au除外）時，通電後作電極的金屬失去電子變成金屬離子，溶解到電解質溶液中。
當陽極的電極材料是惰性物質（如Au、Pt或石墨）時，通電後溶液中的陰離子在陽極上失去電子，當溶液中同時存在多種陰離子時，還原性強的離子先失去電子發生氧化反應。常見陰離子的還原性由強到弱的順序是：Ｃｌ－＞ＯＨ－＞含氧酸根離子（如ＳＯ４２－、ＮＯ３－等）＞Ｆ－。Ｃｌ－和ＯＨ－在電解時的電極反應式分別是：
２Ｃｌ――２ｅ－＝Ｃｌ２↑
４ＯＨ――４ｅ－＝２Ｈ２Ｏ＋Ｏ２↑
因為水電離能夠產生ＯＨ－，所以電解含氧酸鹽溶液時，在陽極上是ＯＨ－放電生成氧氣，而含氧酸根離子不發生變化。（當陽極為惰性金屬常用的為C 鉑 金 時 自身放電）
（2）陰極：與電源的負極相連。
在陰極上發生還原反應的是溶液中的陽離子。當溶液中存在多種陽離子時，按金屬活動性順序，越不活潑的金屬，其陽離子的氧化性越強，越容易被還原。在水溶液中，鋁之前的金屬的陽離子不可能被還原。 [編輯本段]酸、鹼、鹽溶液電解規律（1）無氧酸是其本身的電解
（2）含氧酸是水的電解
（3）可溶性鹼是水的電解
（4）活潑性金屬的含氧酸鹽也是水的電解
（5）活潑金屬的無氧鹽陰極析出氫氣並伴隨溶液顯鹼性，陽極析出非金屬單質
（6）不活潑金屬的無氧鹽是該鹽的電解
（7）中等活動性金屬的含氧酸鹽陰極析出金屬，陽極得到氧氣同時酸性提高

F. 如圖是實驗室電解水的簡易裝置示意圖．（1）接通直流電源後，B電極為電源的______極；（2）該反應的符號

（1）與正極相連的試管生成的氣體是氧氣，較少．與負極相連的試管生成的是氫氣，較多，所以A端是正極B端是負極；
（2）電解水生成了氫氣和氧氣，該反應的符號表達式為：2H₂O