在电解池中，阴极带负电，阳极带正电。这是因为电解池的工作原理是利用外部电压源驱动非自发的氧化还原反应。阴极从电解液中吸引阳离子（带正电荷的离子），发生还原反应，而阳极则吸引阴离子（带负电荷的离子），发生氧化反应。电解质促进离子在电极间的移动，从而完成电路。了解电极的标志和作用对于电镀、金属精炼和化学合成等应用至关重要。
要点说明：
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电解池中的电极标志:
- 阴极:带负电荷。
- 阳极:带正电。
- 这与电解池相反，电解池的阴极是正极，阳极是负极。电解池中的外部电压源逆转了电子的自然流动。
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电解池的组件:
- 电解质:盐溶液或熔盐：含有离子的溶液或熔盐，可促进电流流动。常见的例子包括盐或酸的水溶液以及熔融氯化钠。
- 阴极:发生还原反应的电极。它从电解液中吸引阳离子（带正电的离子）。
- 阳极:发生氧化的电极。它从电解质中吸引阴离子（带负电荷的离子）。
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细胞中的氧化还原反应:
- 阴极还原:带正电的离子（阳离子）获得电子并被还原。例如，在电解熔融氯化钠时，Na⁺离子在阴极被还原成金属钠。
- 阳极氧化:带负电荷的离子（阴离子）失去电子并被氧化。在同一例子中，Cl- 离子在阳极被氧化成氯气。
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外部电压源的作用:
- 外部电压源提供驱动非自发氧化还原反应所需的能量。它确保电子通过外电路从阳极流向阴极，同时离子在电解质中移动以保持电荷平衡。
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电极材料:
- 电极通常由石墨或铂等惰性材料制成，以防止与电解液发生不必要的反应。材料的选择取决于具体应用和所涉及的化学物质。
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放电电位:
- 启动电解并使离子在电极上放电所需的最低电压。如果存在多种离子，还原电位较高的离子在阴极被还原，还原电位较低的离子在阳极被氧化。
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电解池的应用:
- 电镀:在表面沉积一层金属。
- 金属精炼:提纯铜或铝等金属。
- 化学合成:产生氯、氢和氢氧化钠等物质。
了解这些要点有助于设计和操作各种工业和实验室应用中的电解池。电极的标志及其在氧化还原反应中的作用是这些电池运作的基础。
汇总表：
| 方面 | 详细信息 |
|---|---|
| 阴极 | 带负电荷；吸引阳离子；在此发生还原。 |
| 阳极 | 带正电；吸引阴离子；在此发生氧化。 |
| 电解质 | 促进离子移动；例如熔盐或水溶液。 |
| 氧化还原反应 | 阴极还原，阳极氧化。 |
| 外部电压源 | 驱动非自发反应；确保电子流。 |
| 应用 | 电镀、金属精炼、化学合成。 |
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