如何理解电解铝阳极和阴极过程?

如题所述

阳极:首先考虑Al失电子,Al - 3e- = Al3+,由于电解质溶液为NaHCO3溶液,Al3+ + 3HCO3- = Al(OH)3↓ + 3CO2↑ ,发生双水解反应,最终生成的是Al(OH)3沉淀,所以电极反应应该写作:Al - 3e- + 3HCO3- = Al(OH)3↓ + 3CO2↑。
阴极:考虑到NaHCO3溶液略显碱性,所以应该写作:2HCO3- + 2e- = H2↑ + 2CO32-。
然后根据得失电子总数相等,将两式修改为:
阳极:2Al - 6e- + 6HCO3- = 2Al(OH)3↓ + 6CO2↑。
阴极:6HCO3- + 6e- = 3H2↑ + 6CO32-。
两极附近HCO3-、CO32-、H2CO3的浓度会有变化。
如果你不断搅拌电解液,使CO2能及时与CO32-反应,CO2 + CO32- + H2O = 2HCO3-,总反应是:2Al + 6H2O = 2Al(OH)3↓ + 3H2↑ 。这样的话,也可以看做消耗水而非HCO3-。但实际上由于CO2不可能完全被吸收。

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