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常用詞典

[冶][化工] 電解槽；電解池

例句

The negative electrode of an electrolytic cell.

在電解池内的負電極。

Cathode: The negative electrode of an electrolytic cell.

陰極：在電解池内的負電極。

The structure of the electrolytic cell is the polymerized mobile type.

電解池結構為聚合型流動式。

The electrical energy into chemical energy device is electrolytic cell.

将電能轉變為化學能的裝置是電解池。

Disclosed is an electrolytic cell for removal of material from a solution.

本發明公開了一種從溶液去除物質的電解池。

同義詞

|electrolytic tank/electrolyser;[冶][化工]電解槽；[電]電解池

專業解析

電解槽（Electrolytic Cell）是一種利用電能驅動非自發氧化還原反應的電化學裝置。它與原電池（如蓄電池）相反，後者是自發反應産生電能，而電解槽需要外部電源提供能量來強制進行化學反應。以下是其核心要點：

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一、基本定義與原理

電解槽通過外部電源（如直流電源）向兩個電極（陽極和陰極）施加電壓，使電解質溶液或熔融電解質中的離子發生定向移動和反應：

• 陽極（Anode）：發生氧化反應（失去電子），吸引陰離子（如Cl⁻、OH⁻）。
• 陰極（Cathode）：發生還原反應（獲得電子），吸引陽離子（如Na⁺、Cu²⁺）。 其總反應為非自發過程，需滿足：

  $$ E{text{外}} > E{text{電池}} $$

  （外部電壓大于反應的理論分解電壓）

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二、核心組件

1. 電源

   提供直流電，驅動離子遷移與反應。

2. 電極
   • 陽極：常用惰性材料（如鉑、石墨），避免參與反應。
   • 陰極：依反應選擇（如鐵、銅）。
3. 電解質

   含可移動離子的溶液或熔融鹽（如NaCl水溶液、熔融Al₂O₃）。

4. 容器

   盛放電解質，常用耐腐蝕材料（如陶瓷、塑料）。

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三、典型應用實例

1. 氯堿工業

   電解食鹽水（NaCl溶液）制取氯氣（陽極）、氫氣（陰極）和氫氧化鈉：

   $$ ce{2NaCl + 2H2O -> 2NaOH + H2 + Cl2} $$

   來源：美國化學學會（ACS）《化學術語》↗

2. 金屬冶煉

   電解熔融氧化鋁（Al₂O₃）生産鋁：

   $$ ce{2Al2O3 ->[電解] 4Al + 3O2} $$

   來源：美國國家标準與技術研究院（NIST）↗

3. 電鍍

   以銅為陽極，待鍍件為陰極，硫酸銅溶液為電解質，實現金屬表面鍍層。

   來源：英國皇家化學學會（RSC）電化學教育專題↗

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四、與原電池的區别

特征	電解槽	原電池
能量轉換	電能 → 化學能	化學能 → 電能
反應自發性	非自發（需外電壓）	自發
電極極性	陽極正極，陰極負極	陽極負極，陰極正極

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五、技術參數

• 電流效率：實際産物質量與理論值的比值，反映能量利用率。
• 槽電壓：克服理論分解電壓、電解質電阻及電極極化所需的總電壓。

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參考資料

1. 美國化學學會（ACS）. Electrolysis: The Basics ↗
2. 美國國家标準與技術研究院（NIST）. Electrochemistry ↗
3. 英國皇家化學學會（RSC）. Electrolysis Learning Resources ↗
4. Brown, T. L. et al. Chemistry: The Central Science (15th ed.). Pearson, 2023. （教材：電極反應原理）
5. 國際可再生能源機構（IRENA）. Hydrogen from Renewable Power: Electrolyser Technologies ↗ （電解水制氫技術）

網絡擴展資料

電解池（electrolytic cell）是一種通過外部電源提供電能，驅動非自發化學反應的電化學裝置。其核心功能是将電能轉化為化學能，與自發産生電能的原電池（如幹電池）形成對比。

關鍵組成部分

1. 電極
   • 陽極（Anode）：連接電源正極，發生氧化反應（失去電子）。
   • 陰極（Cathode）：連接電源負極，發生還原反應（獲得電子）。
2. 電解質：可為熔融态或溶液形式的離子導體（如硫酸銅溶液、熔融氯化鈉）。
3. 外部電源：提供驅動反應所需的電能。

工作原理

電流通過電解質時，陽離子向陰極遷移并被還原，陰離子向陽極遷移并被氧化。例如：

• 電解水：水分解為氫氣（陰極）和氧氣（陽極）。
• 電解氯化鈉熔融液：生成金屬鈉（陰極）和氯氣（陽極）。

應用領域

1. 金屬精煉：如電解法提煉純銅或鋁。
2. 電鍍：在物體表面鍍金屬層（如鍍鉻）。
3. 化學品生産：氯堿工業中制取氯氣、氫氣和氫氧化鈉。

與原電池的區别

特性	電解池	原電池
能量轉換	電能→化學能	化學能→電能
反應自發性	非自發，需外部電源	自發進行
電極極性	陽極正極，陰極負極	陽極負極，陰極正極

若需進一步了解具體反應式或工業案例，可參考電化學教材或相關文獻。

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