探究电解水制氢速率的影响因素

探究电解水制氢速率的影响因素安徽省屯溪一中

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景目录目录CATALOG实验目的实验原理实验装置实验评价实验背景实验展示随着国家“双碳”目标以及“十四五”规划的提出，低碳减排的目标要求日益增长。氢能作为高效清洁环保型能源，其制取技术受到多国关注。目前，市面上95%的氢气都是由化石能源转化而来，在生产过程中会排放大量二氧化碳气体，这些氢能俗称“灰氢”，为实现低碳经济，最理想的办法是以“绿电”制“绿氢”，即以风、光、水、地热等可再生能源发电，电解水制氢。实验目的实验原理实验装置实验评价实验背景实验展示

工业生产中，为提高电解水制氢效率，需要提高电解水的速率。电解水速率大小与哪些因素有关？它们之间有怎样的关系？

探究电解水制氢速率的影响因素实验目的实验原理实验装置实验评价实验背景实验展示总反应：2H2O====2H2↑+O2↑阴极：4H2O+4e-=2H2↑+4OH-阳极：2H2O-4e-=O2↑+4H+电解n（H2）=1/2n（e-）法拉第电解定律：Q=nF=It欧姆定律：I=U/R电解水速率与电压大小和电解槽内阻有关实验目的实验原理实验装置实验评价实验背景实验展示

图5图7图6实验目的实验原理实验装置实验评价实验背景实验展示电压大小电解质溶液电极材料电极间距电流实验现象6V0.1mol/LNa2SO44mm石墨棒2cm6V0.1mol/LNa2SO44mm石墨棒4cm电解水速率与电极间距有关。其他条件相同时，电极间距越小，电解质溶液内阻越小，电流越大，电解速率越快。实验1：电极间距的影响（左2cm，右4cm

）0.10A0.08A阴极室溶液先排尽阴极室溶液后排尽实验目的实验原理实验装置实验评价实验背景实验展示电压大小电解质溶液电极间距电极材料电流实验现象6V0.1mol/LNa2SO44cm2mm石墨棒6V0.1mol/LNa2SO44cm4mm石墨棒电解水速率与电极横截面积有关。其他条件相同时，电极横截面积越大，电极电阻越小，电流越大，电解速率越快。0.04A0.08A阴极室溶液后排尽阴极室溶液先排尽实验2：电极横截面积的影响（左2mm，右4mm）实验目的实验原理实验装置实验评价实验背景实验展示电压大小电解质溶液电极间距电极材料电流实验现象6V0.1mol/LNa2SO42cm2mm铜棒6V0.1mol/LNa2SO42cm2mm石墨棒电解水速率与电极材料种类有关。其他条件相同时，铜棒比石墨棒电阻小，电流大，电解速率快。实验3：电极材料种类的影响（左铜棒，右石墨棒）0.06A0.08A阴极室溶液先排尽阴极室溶液后排尽实验目的实验原理实验装置实验评价实验背景实验展示

为加快电解水制氢的速率，在电压恒定时，可以适当减小电极间距，增大电极横截面积，使用电阻率较小的电极材料。结

论实验目的实验原理实验装置实验评价实验背景实验展示

该实验装置简单，现象明显，使用自制滴管架固定滴管，可一次性完成多组对照实验，且分别从定性和定量两个角度探究了电解水速率的影响因素。学生可借此观察实验现象，分析并总结影响电解水速率的因素；教师可引导学生从化学和物理角度