2021届高考化学一轮复习专题 离子交换膜在电化学中的功能最新课件
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高考化学大一轮复习 学科素养专项提升6 电化学中的离
解析 答案
-11-
123
2.(2018山东济南一模)现在污水治理越来越引起人们的重视,可以
通过膜电池除去废水中的乙酸钠和对氯苯酚
,同时利
用此装置的电能在铁上镀铜,下列说法正确的是( )
答案 B
-5-
方法技巧1.离子交换膜的作用 (1)离子交换膜在电化学中的作用。 ①防止副反应的发生,避免影响所制取产品的质量;防止引发不 安全因素。(如在电解饱和食盐水时,利用阳离子交换膜,防止阳极 产生的Cl2进入阴极室与氢氧化钠反应,导致所制产品不纯;防止Cl2 与阴极产生的H2混合发生爆炸)。 ②选择性的通过离子,起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。 ③用于物质的制备、分离、提纯等。 (2)分类。 ①阳离子交换膜,简称阳膜,只允许阳离子通过,即允许H+和其他 阳离子通过,不允许阴离子通过。 ②阴离子交换膜,简称阴膜,只允许阴离子通过,不允许阳离子通 过。 ③质子交换膜,只允许H+通过,不允许其他阳离子和阴离子通过。
-10-
123
1.(2019福建莆田九中高三调研)用间接电化学法可对大气污染物 NO进行无害化处理,其工作原理如图所示,质子膜允许H+和H2O通 过。下列说法正确的是( )
关闭
由图示可知电极Ⅰ的反应应该是 HSO3- 得电子转化为 S2O42-,选项 A 错误;电解时,阳离子应该向阴极移动,所以 H+由电极Ⅱ向电极Ⅰ迁 移,选项 B 错误;由图示可知吸收塔中进入的物质是 NO 和 S2O42-,出 去A.的电生极成Ⅰ物为是阴极N2,电和极H反SO应3- ,所式以为反2H应2O为+22eN-=O=+2O2SH2-O+42H-+2↑2H2O NB2.+电4H解S时O3-H,选+由项电C极正Ⅰ确向;该电装极置Ⅱ的迁总移反应可以理解为 2NO N2+O2, 所 错CCD..以 误吸每每 。收处处塔理理中1 m的1om反l No应lON为,可O,2同可N时同O+得时2到S得2O3到242-g0+.2O5H2m2Ool O2,其N质2+4量H为SO13-6 g,选项 D关闭
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2.(2018山东济南一模)现在污水治理越来越引起人们的重视,可以
通过膜电池除去废水中的乙酸钠和对氯苯酚
,同时利
用此装置的电能在铁上镀铜,下列说法正确的是( )
答案 B
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方法技巧1.离子交换膜的作用 (1)离子交换膜在电化学中的作用。 ①防止副反应的发生,避免影响所制取产品的质量;防止引发不 安全因素。(如在电解饱和食盐水时,利用阳离子交换膜,防止阳极 产生的Cl2进入阴极室与氢氧化钠反应,导致所制产品不纯;防止Cl2 与阴极产生的H2混合发生爆炸)。 ②选择性的通过离子,起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。 ③用于物质的制备、分离、提纯等。 (2)分类。 ①阳离子交换膜,简称阳膜,只允许阳离子通过,即允许H+和其他 阳离子通过,不允许阴离子通过。 ②阴离子交换膜,简称阴膜,只允许阴离子通过,不允许阳离子通 过。 ③质子交换膜,只允许H+通过,不允许其他阳离子和阴离子通过。
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1.(2019福建莆田九中高三调研)用间接电化学法可对大气污染物 NO进行无害化处理,其工作原理如图所示,质子膜允许H+和H2O通 过。下列说法正确的是( )
关闭
由图示可知电极Ⅰ的反应应该是 HSO3- 得电子转化为 S2O42-,选项 A 错误;电解时,阳离子应该向阴极移动,所以 H+由电极Ⅱ向电极Ⅰ迁 移,选项 B 错误;由图示可知吸收塔中进入的物质是 NO 和 S2O42-,出 去A.的电生极成Ⅰ物为是阴极N2,电和极H反SO应3- ,所式以为反2H应2O为+22eN-=O=+2O2SH2-O+42H-+2↑2H2O NB2.+电4H解S时O3-H,选+由项电C极正Ⅰ确向;该电装极置Ⅱ的迁总移反应可以理解为 2NO N2+O2, 所 错CCD..以 误吸每每 。收处处塔理理中1 m的1om反l No应lON为,可O,2同可N时同O+得时2到S得2O3到242-g0+.2O5H2m2Ool O2,其N质2+4量H为SO13-6 g,选项 D关闭
2021年高考化学总复习第六章《化学反应与能量》专题讲座三隔膜在电化学中的功能
2021年高考化学总复习第六章《化学反应与能量》专题讲座三隔膜在电化学中的功能1．常见的隔膜隔膜又叫离子交换膜，由高分子特殊材料制成。
离子交换膜分三类：(1)阳离子交换膜，简称阳膜，只允许阳离子通过，即允许H＋和其他阳离子通过，不允许阴离子通过。
(2)阴离子交换膜，简称阴膜，只允许阴离子通过，不允许阳离子通过。
(3)质子交换膜，只允许H＋通过，不允许其他阳离子和阴离子通过。
2．隔膜的作用(1)能将两极区隔离，阻止两极区产生的物质接触，防止发生化学反应。
(2)能选择性的通过离子，起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。
3．离子交换膜选择的依据离子的定向移动。
4．离子交换膜的应用问题思考(1)用下面的装置制取NaOH、H2和Cl2，此装置有何缺陷？答案缺陷1：Cl2和H2混合而引起爆炸；缺陷2：Cl2与NaOH反应生成NaClO，影响NaOH的产量。
(2)用下图装置电解饱和食盐水，其中阳离子交换膜的作用有哪些？答案(1)平衡电荷，形成闭合回路；(2)防止Cl2和H2混合而引起爆炸；(3)避免Cl2与NaOH反应生成NaClO，影响NaOH的产量；(4)避免Cl－进入阴极区导致制得的NaOH不纯。
题组一离子交换膜在原电池中的应用1．已知：电流效率等于电路中通过的电子数与消耗负极材料失去的电子总数之比。
现有两个电池Ⅰ、Ⅱ，装置如图所示。
下列说法正确的是()A．Ⅰ和Ⅱ的电池反应不相同B．能量转化形式不同C．Ⅰ的电流效率低于Ⅱ的电流效率D．5 min后，Ⅰ、Ⅱ中都只含1种溶质答案 C解析Ⅰ、Ⅱ装置中电极材料相同，电解质溶液部分相同，电池反应、负极反应和正极反应式相同，A项错误；Ⅰ和Ⅱ装置的能量转化形式都是化学能转化成电能，B项错误；Ⅰ装置中铜与氯化铁直接接触，会在铜极表面发生反应，导致部分能量损失(或部分电子没有通过电路)，电流效率降低，而Ⅱ装置采用阴离子交换膜，铜与氯化铜接触，不会发生副反应，放电过程中交换膜左侧负极的电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋，阳离子增多，右侧正极的电极反应式为2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋，负电荷过剩，Cl－从交换膜右侧向左侧迁移，电流效率高于Ⅰ装置，C正确；放电一段时间后，Ⅰ装置中生成氯化铜和氯化亚铁，Ⅱ装置中交换膜左侧生成氯化铜，右侧生成了氯化亚铁，可能含氯化铁，D项错误。
高三化学一轮复习离子交换膜在电化学中的应用课件
阳极的电极反应式为
,阴极产生的物质A的化学式为 H2 。
4CO32- + 2H2O - 4e- =4HCO3- + O2
例3
物质的分离提纯
普通电解精炼铜的方法所制备的铜中仍含杂质，利用下面的双膜(阴离 子交换膜和过滤膜)电解装置可制备高纯度的Cu。下列有关叙述中正确的
是( D)
A．电极a为粗铜，电极b为精铜 B．甲膜为过滤膜，可阻止阳极泥及漂浮物杂质进入阴极区 C．乙膜为阴离子交换膜，可阻止杂质阳离子进入阴极区 D．当电路中通过1 mol电子时，可生成32 g精铜
小试身手
电解除污
2.用一种阴、阳离子双隔膜三室电解槽处理废水中的NH4+，模拟装置 如图所示。下列说法正确的是( C )
A．阳极室溶液由无色变成棕黄色
B．阴极的电极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ C．电解一段时间后，阴极室溶液的pH升高
D．电解一段时间后，阴极室溶液中的溶质一定是(NH4)3PO4
学以致用
已知：电流效率＝电路中通过的电子数与消耗负极失去电子总数之比。 现有两个电池Ⅰ、Ⅱ，装置如图所示。
下列说法正确的是( C )
A．Ⅰ和Ⅱ的电池反应不同 B．Ⅰ和Ⅱ的能量转化形式不同 C．Ⅰ的电流效率低于Ⅱ的电流效率 D．放电一段时间后，Ⅰ、Ⅱ中都只含1种溶质
1.分类：
离子交换膜
2.功能：使离子选择性定向迁移，平衡整个溶液的离子浓度或电荷。 隔离某些物质，防止其发生副反应
例2
隔离物质
H3PO2(具有较强还原性)可用电渗析法制备, “四室电渗析法”工作原理如图Z7-11所示。
①写出阳极的电极反应式:
。
②分析产品室可得到H3PO2的原因: 。
高考化学微专题五离子交换膜在电化学中的应用课件
12/10/2021
解析：D [A.阳离子移向阴极，故阴极得电子发生还原反应， 则电极反应方程式为 2Li＋＋2H2O＋2e－===H2↑＋2LiOH，故 b 极附 近溶液的 pH 增大，故 A 正确；B.阴离子移向阳极，故 a 为阳极失 电子发生氧化反应，故 a 极发生的反应为 2H2O－4e－===O2↑＋4H＋， 故 B 正确；C.a 极发生的反应为 2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，SO42－移 向 a 极可以与 H＋结合生成硫酸，b 极反应方程式为 2H2O＋2e－ ===H2↑＋2OH－，则可得到氢气，故该法制备 LiOH 还可得到硫酸 和氢气等产品，故 C 正确；D.2Li＋＋2H2O＋2e－===H2↑＋2LiOH， 故当电路中通过 1 mol 电子时，可得到 1 mol LiOH，故 D 错误。]
电势，B 错误；C 项：电极 a(正极)电极反应为
＋H＋＋2e
－→
＋Cl－，正极每得到 2 mol 电子时，为使溶液电中性，
必有 2 mol H＋通过质子交换膜进入 a 极溶液，同时电极反应消耗 1
mol H＋。故工作一段时间之后，a 极区溶液中 H＋浓度增大，pH 减
小，C 错误；D 项：据图中物质转化，考虑到质量守恒和电荷守恒
12/10/2021
解析：B [A.电解池中阴离子向阳极区移动，因此通电后中间 隔室的 SO24－离子向正极迁移；正极区氢氧根放电，产生氢离子，所 以正极区溶液 pH 减小，错误；B.阳极区氢氧根离子放电，产生硫酸， 阴极区氢离子放电，产生氢氧化钠，因此该法在处理含 Na2SO4 废水 时可以得到 NaOH 和 H2SO4 产品，正确；C.负极区氢离子得到电子 使溶液中 c(H＋)减小，所以负极区溶液 pH 升高，错误；D.当电路中 通过 1 mol 电子的电量时，会有 0.25 mol 的 O2 生成，错误。]
解析：D [A.阳离子移向阴极，故阴极得电子发生还原反应， 则电极反应方程式为 2Li＋＋2H2O＋2e－===H2↑＋2LiOH，故 b 极附 近溶液的 pH 增大，故 A 正确；B.阴离子移向阳极，故 a 为阳极失 电子发生氧化反应，故 a 极发生的反应为 2H2O－4e－===O2↑＋4H＋， 故 B 正确；C.a 极发生的反应为 2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，SO42－移 向 a 极可以与 H＋结合生成硫酸，b 极反应方程式为 2H2O＋2e－ ===H2↑＋2OH－，则可得到氢气，故该法制备 LiOH 还可得到硫酸 和氢气等产品，故 C 正确；D.2Li＋＋2H2O＋2e－===H2↑＋2LiOH， 故当电路中通过 1 mol 电子时，可得到 1 mol LiOH，故 D 错误。]
电势，B 错误；C 项：电极 a(正极)电极反应为
＋H＋＋2e
－→
＋Cl－，正极每得到 2 mol 电子时，为使溶液电中性，
必有 2 mol H＋通过质子交换膜进入 a 极溶液，同时电极反应消耗 1
mol H＋。故工作一段时间之后，a 极区溶液中 H＋浓度增大，pH 减
小，C 错误；D 项：据图中物质转化，考虑到质量守恒和电荷守恒
12/10/2021
解析：B [A.电解池中阴离子向阳极区移动，因此通电后中间 隔室的 SO24－离子向正极迁移；正极区氢氧根放电，产生氢离子，所 以正极区溶液 pH 减小，错误；B.阳极区氢氧根离子放电，产生硫酸， 阴极区氢离子放电，产生氢氧化钠，因此该法在处理含 Na2SO4 废水 时可以得到 NaOH 和 H2SO4 产品，正确；C.负极区氢离子得到电子 使溶液中 c(H＋)减小，所以负极区溶液 pH 升高，错误；D.当电路中 通过 1 mol 电子的电量时，会有 0.25 mol 的 O2 生成，错误。]
2024届高三化学一轮复习 电化学里的“魔法师”——离子交换膜 课件
2024届高三专题复习
电化学里的“膜法师”——离子交换膜
感受高考 明确考向
2023全国甲卷
2022全国甲卷
2023全国乙卷
2022全国乙卷
2021全国甲卷
2021全国乙卷
考查知识点：
1.电极名称、电势高低判断
2.三个方向（电子、电流、 离子） 3.电极反应式的书写与正误 判断 4.电解质溶液质量、PH、 浓度的变化
活动一、识膜——离子交换膜的知识重构——建构认知模型
3.离子交换膜在教材中的经典原理模型 [回归教材1]选修4教材P80 画出氯碱工业电解装置图
写出电极反应式和总化学方程式
活动一、识膜——离子交换膜的知识重构——建构认知模型
3.离子交换膜在教材中的经典原理模型 [回归教材1]选修4教材P80 画出氯碱工业离子交换膜电解装置图（一膜二进四出）
2.电化学装置中为什么要引入离子交换膜？它的作用是什么？
单液原电池
缺点:负极与电解质溶 液直接接触，导致电 流不稳定， 电能转化 率低
带盐桥的原电池
缺点:电流稳定， 但电流小 （盐桥电阻大）
带离子交换膜的原电池
优点：有效隔离，电阻小。 电流稳定， 电流较大。
离子交换膜的作用： ①隔离Zn和CuSO4溶液， 避免直接反应 ②选择性通过离子，平衡 电荷，形成闭合回路
5.离子交换膜的种类判断 及穿膜离子方向判断
6.有关定量计算
学习目标：理解并掌握电化学中关于离子交换膜的判断、应用及相关计算。 通过对离子交换膜的分析感受化学原理在社会生活中的应用。
活动一、识膜——离子交换膜的知识重构——建构认知模型
1.什么是离子交换膜？常见的类型有哪些？离子交换膜的原理？
2.电化学装置中为什么要引入离子交换膜？它的作用是什么？ 3.离子交换膜在教材中的原理模型
电化学里的“膜法师”——离子交换膜
感受高考 明确考向
2023全国甲卷
2022全国甲卷
2023全国乙卷
2022全国乙卷
2021全国甲卷
2021全国乙卷
考查知识点：
1.电极名称、电势高低判断
2.三个方向（电子、电流、 离子） 3.电极反应式的书写与正误 判断 4.电解质溶液质量、PH、 浓度的变化
活动一、识膜——离子交换膜的知识重构——建构认知模型
3.离子交换膜在教材中的经典原理模型 [回归教材1]选修4教材P80 画出氯碱工业电解装置图
写出电极反应式和总化学方程式
活动一、识膜——离子交换膜的知识重构——建构认知模型
3.离子交换膜在教材中的经典原理模型 [回归教材1]选修4教材P80 画出氯碱工业离子交换膜电解装置图（一膜二进四出）
2.电化学装置中为什么要引入离子交换膜？它的作用是什么？
单液原电池
缺点:负极与电解质溶 液直接接触，导致电 流不稳定， 电能转化 率低
带盐桥的原电池
缺点:电流稳定， 但电流小 （盐桥电阻大）
带离子交换膜的原电池
优点：有效隔离，电阻小。 电流稳定， 电流较大。
离子交换膜的作用： ①隔离Zn和CuSO4溶液， 避免直接反应 ②选择性通过离子，平衡 电荷，形成闭合回路
5.离子交换膜的种类判断 及穿膜离子方向判断
6.有关定量计算
学习目标：理解并掌握电化学中关于离子交换膜的判断、应用及相关计算。 通过对离子交换膜的分析感受化学原理在社会生活中的应用。
活动一、识膜——离子交换膜的知识重构——建构认知模型
1.什么是离子交换膜？常见的类型有哪些？离子交换膜的原理？
2.电化学装置中为什么要引入离子交换膜？它的作用是什么？ 3.离子交换膜在教材中的原理模型
微专题7 离子交换膜在电化学中的应用课件高二化学人教版选择性必修1
归纳总结 离子交换膜类型的判断方法 根据电解质溶液呈电中性的原则,结合要制备的物质或避免产生的副反应, 判断交换膜的类型。判断时第一写出阴、阳两极上的电极反应,根据电极 反应确定该电极附近哪种离子剩余,因该电极附近溶液呈电中性,结合题意 判断出离子移动的方向,进而确定交换膜的类型,如电解饱和食盐水时,阴 极反应为2H++2e-=== H2↑,则阴极区域破坏了水的电离平衡,OH-有剩余,为 得到NaOH,则阳极区域的Na+穿过离子交换膜进入阴极室,与OH-结合生成 NaOH,故电解食盐水中的离子交换膜是阳离子交换膜。
种类
装置图
利用双极膜组合电解法模拟海水
淡化
双极 膜
说明
①阴极反应:2H++2e-=== H2↑ ②阳极反应:
4OH--4e-===O2↑+2H2O
总反应为2H2O
向如左图所示
应用体验
视角1“单膜”电解池 1.连二亚硫酸钠(Na2S2O4)俗称保险粉,是一种强还原剂。工业常用惰性电 极电解亚硫酸氢钠的方法制备连二亚硫酸钠,原理及装置如图所示,下列说 法正确的是( B ) A.b电极应该接电源的负极 B.a 电极的电极反应为 2HSO3- +2H++2e-===S2O42-+2H2O
视角2“双膜”电解池
2.[2023湖北武汉第十二中学期末]某锂离子电池的总反应为2Li+FeS===
Fe+Li2S。某小组以该电池为电源电解处理含Ba(OH)2的废水和含Ni2+、 Cl-的酸性废水,并分别获得BaCl2溶液和单质镍。电解处理的工作原理如 图所示[LiPF6·SO(CH3)2为锂离子电池的电解质]。下列说法不正确的是 (设NA为阿伏加德罗常数的值)( )
高考化学一轮复习微专题强化提升课离子交换膜在电化学中的应用课件鲁科版ppt
②阳离子交换膜的作用 它只允许 Na＋通过，而阻止阴离子(Cl－)和气体(Cl2)通过。这样既防止了两极产生 的 H2 和 Cl2 混合爆炸，又避免了 Cl2 和阴极产生的 NaOH 反应生成 NaClO 而影响 烧碱的质量。
A.b 膜是阳离子交换膜 B．A 极室产生气泡并伴有少量沉淀生成 C．淡化工作完成后 A、B、C 三室中 pH 大小为 pHA<pHB<pHC D．B 极室产生的气体可使湿润的 KI-淀粉试纸变蓝
【解析】选 A。因为阴极是阳离子反应，所以 b 膜为阳离子交换膜，选项 A 正确； A 极室 Cl－在阳极失电子产生氯气，但不产生沉淀，选项 B 错误；淡化工作完成 后，A 室 Cl－失电子产生氯气，部分溶于水溶液呈酸性，B 室 H＋得电子产生氢气， OH－浓度增大，溶液呈碱性，C 室溶液呈中性，pH 大小为 pHA<pHC<pHB，选项 C 错误；B 极室 H＋得电子产生氢气，不能使湿润的 KI-淀粉试纸变蓝，选项 D 错误。
【解析】选 C。由题图可知，在 b 极上 NO3－ 转化为 N2，发生得电子的还原反应， 故 b 极为正极，a 极为负极，A 项错误；b 极的电极反应式为 2NO－ 3 ＋12H＋＋ 10e－===N2↑＋6H2O，B 项错误；原电池中阴离子向负极移动，故 C 项正确；左 室消耗苯酚的电极反应式为 C6H5OH－28e－＋11H2O===6CO2↑＋28H＋，9.4 g 苯 酚的物质的量为 0.1 mol，故用电器应流过 2.8 mol 电子，D 项错误。
A．负极反应为 CH3COO－＋2H2O－8e－===2CO2↑＋7H＋ B．隔膜 1 为阳离子交换膜，隔膜 2 为阴离子交换膜 C．当电路中转移 1 mol 电子时，模拟海水理论上除盐 58.5 g D．电池工作一段时间后，正、负极产生气体的物质的量之比为 2∶1
“离子交换膜”在电化学中的应用课件
氢装置工作时,右侧电极区的pH减小
【解析】选B。由电池工作反应知甲图中右侧电极为 正极,电极反应为11O2+22H2O+44e-====44OH-;左侧电 极为负极,负极反应为4VB2+44OH--44e-==== 2V2O5+
4B2O3+22H2O。由乙图知,E为阴极,C应与电源负极相
连,E极上电极反应为2 +12H++12e-==== 2 ,为
还原产物;F为阳极,D应与电源正极相连,电极反应为
6H2O-12e-====12H++3O2↑,储氢装置工作时,产生的H+ 经高分子电解质膜移至左侧,右侧电极区的pH不会减 小。综上所述,只有B选项正确。
2.(新题预测)科学家研制出了一种新型的锂-空气电 池,其工作原理如图所示。关于该电池的说法中不正 确的是 ( )
【解析】选C。锌化合价升高被氧化,连接电源正极, 故A错误;阳离子交换膜只允许阳离子通过,所以ZnC2O4 在交换膜左侧生成,故B错误;电解的总反应:2CO2+Zn ==== 是0.5 mol,转移电子不一定是0.5 mol,故D错误。
电解 ZnC O ,故C正确; 11.2 L CO 的物质的量不一定 2 4 2
示。下列有关微生物电池的说法错误的是
世纪金榜导学号79100098
(
)
A.正极反应中有CO2生成 B.微生物促进了反应中电子的转移 C.质子通过交换膜从负极区移向正极区
D.电池总反应为C6H12O6+6O2====6CO2+6H2O
【解析】选A。根据碳元素的化合价的变化,二氧化碳 中碳元素的化合价为最高价+4价,所以生成二氧化碳 的反应为氧化反应,应在负极生成,其电极反应式应为 C6H12O6+6H2O-24e-====24H++6CO2↑,A错误;在微生物的 作用下,该装置为原电池装置,反应速率比化学反应速 率快,所以微生物促进了反应的发生,B正确;原电池中 阳离子(质子)向正极移动,C正确;电池的总反应实质 是葡萄糖的氧化反应,D正确。
【解析】选B。由电池工作反应知甲图中右侧电极为 正极,电极反应为11O2+22H2O+44e-====44OH-;左侧电 极为负极,负极反应为4VB2+44OH--44e-==== 2V2O5+
4B2O3+22H2O。由乙图知,E为阴极,C应与电源负极相
连,E极上电极反应为2 +12H++12e-==== 2 ,为
还原产物;F为阳极,D应与电源正极相连,电极反应为
6H2O-12e-====12H++3O2↑,储氢装置工作时,产生的H+ 经高分子电解质膜移至左侧,右侧电极区的pH不会减 小。综上所述,只有B选项正确。
2.(新题预测)科学家研制出了一种新型的锂-空气电 池,其工作原理如图所示。关于该电池的说法中不正 确的是 ( )
【解析】选C。锌化合价升高被氧化,连接电源正极, 故A错误;阳离子交换膜只允许阳离子通过,所以ZnC2O4 在交换膜左侧生成,故B错误;电解的总反应:2CO2+Zn ==== 是0.5 mol,转移电子不一定是0.5 mol,故D错误。
电解 ZnC O ,故C正确; 11.2 L CO 的物质的量不一定 2 4 2
示。下列有关微生物电池的说法错误的是
世纪金榜导学号79100098
(
)
A.正极反应中有CO2生成 B.微生物促进了反应中电子的转移 C.质子通过交换膜从负极区移向正极区
D.电池总反应为C6H12O6+6O2====6CO2+6H2O
【解析】选A。根据碳元素的化合价的变化,二氧化碳 中碳元素的化合价为最高价+4价,所以生成二氧化碳 的反应为氧化反应,应在负极生成,其电极反应式应为 C6H12O6+6H2O-24e-====24H++6CO2↑,A错误;在微生物的 作用下,该装置为原电池装置,反应速率比化学反应速 率快,所以微生物促进了反应的发生,B正确;原电池中 阳离子(质子)向正极移动,C正确;电池的总反应实质 是葡萄糖的氧化反应,D正确。
高中化学课件：离子隔膜在电化学中的应用(课件)
种类
阴离子交换膜 (只允许阴离子 和水分子通过)
装置图
以Pt为电极电解淀粉KI溶 液，制备碘酸钾，中间用 阴离子交换膜隔开
说明
①阴极反应式： 2H2O＋2e－= H2↑＋2OH－ ②阳极反应式： 2I－－2e－=I2 ③阴极产生的OH－移向阳极与阳极产物反应：
3I2＋6OH－=IO3－＋5I－＋3H2O ④阴离子→透过阴离子交换膜→电解池 阳 极( 或原电池的 负 极)
阴离子膜
两端电解质的酸碱减弱， 溶质成分发生改变
二、重温经典
例2：（2022全国甲卷）一种水性电解液Zn-MnO2离子 选择双隔膜电池如图所示(KOH溶液中，Zn2+以Zn(OH)42－ 存在)。电池放电时，下列叙述错误的是
➫解析
深入思考：离子选择膜的种类
SO42-
K+
A．Ⅱ区的K+通过隔膜向Ⅲ区迁移 ×
一、知识重构
2.双液电池-盐桥 对盐桥的深入认识 （1）盐桥中琼胶的作用：控制离子流速，防止过早失效。 （2）用饱和氯化钾的原因：K+和Cl－迁移速率接近，且不发生化学反应。 （3）盐桥使用一段时间需要更换，恢复的方式是放入饱和氯化钾溶液中。
一、知识重构
2.双液电池-盐桥
例：（2020全国）验证不同化合价铁的氧化还 原能力，利用下列电池装置进行实验。电池装置 中，盐桥连接两电极电解质溶液。盐桥中阴、阳 离子不与溶液中的物质发生化学反应，并且电迁 移率(u∞)应尽可能地相近。根据下表数据，盐桥 中应选择_____K__C_l____作为电解质。
B. 放电时NaCl溶液的pH减小 C. 放电时NaCl溶液的浓度增大
√
D. 每生成1molCl2，电极a质量理论上增加23g
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液中c(HCl) ＞ (填“＞”,“＜”或“＝”)1 mo若质子交换膜换成阴离子交换膜，其他不变。若有11.2 L氯气(标准状况)参与反应，
则必有 1 mol Cl－ 离子(填离子符号)由交换膜 右 侧通过交换膜向 左 迁移。交换
膜右侧溶液中c(HCl) = (填“＞”、“＜”或“＝”)1 mol·L－1(忽略溶液体积变化)。
C．极室1与极室2之间的离子交换膜也为阳离子交换膜
D．溶液a、b、c的pH大小顺序为：a>b>c
c＞a＞b
巩固练习
(2)三室电解池
5.某小组同学设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氧气、氢气、硫酸和氢氧化钾。 (1)X极与电源的__正____(填“正”或“负”)极相连，
小专题 氢气从___C___(选填“A”、“B”、“C”或“D”)口导出。
2.隔膜的作用
(1)能将两极区隔离，阻止两极区产生的物质接触，防止发生化学反应。
小专题 (2)能选择性的通过离子，起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。
3 .离子交换膜的选择依据 离子的定向移动。
4 .离子交换膜的应用
5．多室电解池的类型
(1)两室电解池 以惰性电极电解一定浓度的Na2CO3溶液制取NaHCO3溶液为例， 其原理如图所示：
说法错误的是( B )
小专题
负极 失 得
0 失 -3得
正极 失得
A．相比现有工业合成氨，该方法条件温和，同时还可提供电能 负极区B．阴极区，在氢化酶作用下发生反应H2＋2MV2＋===2H＋＋2MV＋ MV＋-e－=MV2＋
C．正极区，固氮酶为催化剂，N2发生还原反应生成NH3 D．电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动
习
小专- 题+ 阳极
阴极
Ni2＋
Na＋
H2PO2-
A．电池中 C 电极的电极反应式为SO2Cl2+2e- = 2Cl-+SO2 ↑ B．电池的 e 极连接电解池的 h 极
C．膜 a 是阳离子交换膜，膜 c 是阴离子交换膜 都是阳膜 D．电解池中不锈钢电极的电极反应式为 2H2O+2e-=H2↑+2OH-
Na＋ H＋ H2PO2-
阳极：2H2O－4e－=O2↑＋4H＋ 阴极：4H2O＋4e－=2H2↑＋4OH－
H＋＋H2PO2-=H3PO2 试分析产品室得到H3PO2的原因：
巩 6.（四室电解池）某电池研究员使用锂- 磺酰氯（ Li-SO2Cl2 ）电池作为电源电解 固 制备Ni(H2PO2)2，其工作原理如图所示。已知电池反应为 2Li+SO2Cl2 = 练 2LiCl+SO2↑，下列说法错误的是（ C ）
练后反思
反应物相同，不同的交换膜，迁移的离子种类 不同 ；
小专题 同种交换膜，转移相同的电子数，如果离子所带电荷数不同，迁移离子数 不同；
离子迁移依据 电荷平衡 ，而离子数目变化量可能 不相等。
课技练堂反巧后小思点反结归拨思纳
你的收获
解这类（隔膜）问题可以分三步：
第一步，分清隔膜类型。即交换膜属于阳膜、阴膜或质子膜中的哪一种，
(2)离子交换膜只允许一类离子通过，
则M为 阴离__子___(填“阴离子”或“阳离子”,下同)交换膜，N为__阳__离__子_交换膜.
+ 阳极
阴极
阳极：2H2O－4e－=O2↑＋4H＋ 阴极：4H2O＋4e－=2H2↑＋4OH－
SO42- K＋
巩固练习 (3)四室电解池
以四室式电渗析法制备H3PO2(次磷酸)为例，其工作原理如图所示：
小专题 离子交换膜在电化学中的功能
学习目标
小专题 1.通过离子交换膜在原电池中的应用，强化巩固电子和
阴阳离子在电解池中的定向移动方向。 2.通过离子交换膜在电解池中的应用，强化巩固电子和 阴阳离子在电解池中的定向移动方向。
核心素养目标
1. 变化观念与平衡思想：能从多角度、动态地分析电解池中发生的反
巩 7.(限制离子迁移)某原电池装置如下图所示，电池总反应为 2Ag＋Cl2=2AgCl。 固
练 习
- H＋
+ 正极:Cl2＋2e－=2Cl－
负极:Ag－e－＋Cl－=AgCl
Cl－
(a mol Cl－＋a mol H＋)
(1)当电路中转移a mole－时，交换膜左侧溶液中约减少 2a mol离子。交换膜右侧溶
阴极(乙):4H2O+4e－=2H2↑+4OH－
阳极(甲):2H2O-4e－+4CO32-=4HCO3-＋O2↑
①判断电极名称； ②书写电极反应式
2H2O－4e－=O2↑＋4H＋ H＋ + CO32- = HCO3-
巩固练习
1.(2019·高考全国卷Ⅰ)利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，
电池工作时MV2＋/MV＋在电极与酶之间传递电子，示意图如下所示。下列
巩固提高
4.有一种节能的氯碱工业新工艺，将电解池与燃料电池相组合，相关流程如下 图所示（电极未标出），下列说法不正确的是（ D ）
小专题 Na＋
阳极
阴极 H2
Cl2
Na＋
-
+
+：O2+2H2O+4e－=4OH － -：2H2＋4OH－-4e－=4H2O
A．气体B为H2
2Cl2～O2～4e-
B．相同条件下，当电解池生成2L Cl2，理论上燃料电池应消耗1L O2
小专题 应，并运用电解原理解决有关隔膜的实际问题。
2.证据推理与模型认知：利用电解池装置，分析电解原理，建立解答 有关隔膜在电解池问题中的思维模型，并利用模型揭示其本质及规律。 3.科学态度与社会责任：体会隔膜在电解原理中对社会发展的重大贡 献，具有可持续发展意识和绿色化学观念，能对隔膜在电解有关的社 会热点问题上做出正确的价值判断。
1.常见的隔膜
隔膜又叫离子交换膜，由高分子特殊材料制成。
小专题 离子交换膜分三类：
(1)阳离子交换膜，简称阳膜，只允许阳离子通过，即允许H＋和其他阳离 子通过，不允许阴离子通过。 (2)阴离子交换膜，简称阴膜，只允许阴离子通过，不允许阳离子通过。 (3)质子交换膜，只允许H＋通过，不允许其他阳离子和阴离子通过。
判断允许哪种离子通过隔膜。
第二步，写出电极反应式，判断交换膜两侧离子变化，推断电荷变化，
根据电荷平衡判断离子迁移方向。
第三步，分析隔膜作用。在产品制备中，隔膜作用主要是提高产品纯度，
避免产物之间发生反应，或避免产物因发生反应而造成危险。
巩固练习