電解水的化學原理是什麼?
初三化學內容。求幫助。
首先預習一下電解的原理。電解普遍採用直流電，即在反應體系一端連接正極，一端連接負極，通過外電路向反應體系輸出電流（即提供能量）從而產生一系列獨特的化學反應。學化學應該知道的一點化學思想是：自然界中的化學反應總是會自發地向著反應體系總能量減小的方向進行，這是自然界的規律，在這裡不做過多的解釋，有興趣可以去了解一下熱力學上的吉布斯自由能以及焓和熵的概念。在這裡還是以氫氣和氧氣的反應為例，氫氣和氧氣在點燃的條件下可以迅速生成水，放出大量的熱，所以這是一個體系能量減小的反應，可以自發進行，反之，由水生成氫氣和氧氣，則是個體系總能量增加的反應，不可以自發進行，如果需要發生，則需要外加能量提供給整個反應體系，而電解，就可以通過向反應體系提供能量來促使這類本身不自發的反應發生。電解池中與電源正極相連的稱為陽極，與電源負極相連的稱為陰極，學過初二物理的應該知道，直流電體系中，電流流出的電極為正極，流入的電極為負極，而實際上電路體系中並非正電荷在移動，而是電子的遷移，所以真實情況是：電子從負極流出，經過外電路從正極回到電源系統從而形成通路。所以就電解池來說，大量電子在陰極表面富集，從而使陰極的還原性提高（還原反應需要得電子，陰極存在大量電子），反之陽極的氧化性提高（氧化反應需要失電子）。就水分解的反應來說，H2O中的H為+1價，變成氫氣之後即變為0價，化合價降低，故產生H2的反應為還原反應，因此氫氣在陰極產生，同理氧氣在陽極產生，這就是電解水的基本原理。
補充幾個細節問題來幫助理解：
Q1：電解水的條件是什麼，為什麼日常生活中將乾電池連接到水中無法發生電解？
好多回答說水的分解電壓在1.23V，理論上一節乾電池（1.5V）就可以促使水的電解。然而這僅僅是理論上的，實際操作中需要考慮很多因素，水的電解過程中需要提供的電壓 :
其中 為水的理論分解電壓 V
為電解電流 A
為電解池總電阻 Ω
為析氫超電位
為析氧超電位
而且為了保證電解反應的穩定進行，通常需要施加較高的電流，低電壓高電流是電解水的特點，所以說實際操作中需要穩定持續的電源提供大電流，整個電源系統需要提供穩定的高功率輸出（P=IU），有危險性，不建議私自操作。
Q2：電解水的具體過程是怎樣的？
這個其實遠比我們所見的 要複雜的多，如上所說，水的分解需要克服電解池的總電阻，由於純水的導電性很差，所以為了降低電阻需要向水中加入穩定電解質來增加電荷的傳導能力。通常選擇的電解質為強鹼，如KOH或者NaOH。 常見的電解質如NaCl等，因為在電解過程中電解質本身會參與反應，產生氯氣，所以不可以使用（產生氯氣的原因在此不贅述）。而強鹼因為在電解過程中本身穩定，所以在工業電解中普遍採用，下面就以KOH為電解質的電解過程做簡單的介紹。
首先在陰極發生還原反應：電解液中的 （水的電離平衡所產生的）受陰極的電荷吸引向陰極遷移，在陰極上接收電子析出氫氣，其電極反應為：
產生的氫氣在陰極析出，OH-在電解液中被陽極吸引，遷移到陽極參與反應：
可以發現，將兩個電極反應相加，總反應就是水的分解反應：
從以上電解過程還可以看出，電解水的過程並不是直接一步得到H2和O2，水的結構式如下：
在一步電解過程中，水是無法直接獲得H2和O2的，首先是水分子在陰極表面獲得能量，其中一個O-H鍵發生斷裂，產生一個氫氧根（OH-）和一個氫離子（H+），其中H+和另一個分解的水分子中產生的H+結合，生成H2
而剩下的OH-受到陽極的吸引向陽極遷移，並在陽極繼續發生斷鍵，生成O離子和H離子，其中一個氫離子和未分解的OH-結合，產生水，而剩下的O離子則結合產生O2，並在陽極釋放出多餘的電子，從而完成整個電荷轉移的平衡。
水中的氫+1價，氧-2價
電解後，生成氫氣0價，氧氣0價
方程式是：2H2O=（電解）2H2+O2
在整個反應中，4個氫原子化合價降低，從+1價到0價，得到四個電子
兩個氧原子化合價升高，從-2價到0價，失去四個電子 所以說反應中電子守恆！！
所以說的是電子的實質其實是化合價的升降！！
既然是初三，只能通俗講了.......
2H2+O2=2H2O（這是順反應，只要給個點燃這個條件就直接反應）反應是放出熱（想一想燒柴，會有熱，你暫且把這種熱直接看成能量吧「真的難以通俗講鴨」）
然而，電解水是逆反應（就是水生成氫氣氧氣）所以，反應應該是相反的（不能夠直接反應），既然不能夠直接反應，意味著要滿足條件，隨以就給予能量，能量就是電。
電解水就是用電能讓一個能夠正常反應的氫氣燃燒逆過來。
（你高中就會學的，別急）
水分子的組成成分是氧原子和氫原子，氫原子的電子束縛能力是很弱的，而氧氣的電子束縛力強（這個強弱的理論分析牽扯到量子力學，你把它當做實驗結論記就好了），在溶液中通電的時候，正極能夠吸引負電荷，負極吸引正電荷，此時「搶走了」氫原子電子的氧原子（此時應該是離子了）帶有負電，被吸到正極，到達正極後，電子被吸引力更強的導線吸走，氧離子變回原子，又自然反應變成了氧氣。另一邊氫原子（也變成了離子，常見情況下所謂氫離子就是質子）也被負極吸引，負極的電子跑到氫離子上，氫離子變回原子，又反應生成氫氣，於是產生了電離。（為了形象簡化了一些過程。）
析氫析氧都有一個電位，你電解的電位到達了析氫電位就會析出氫，到了析氧電位就會析出氧氣。一般水的電位窗口也就1. 2v左右吧。
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