第6章專題講座三x

1、專題講座三隔膜在電化學(xué)中的功能1 常見的隔膜隔膜又叫離子交換膜，由高分子特殊材料制成。離子交換膜分三類：(1)陽離子交換膜，簡稱陽膜，只允許陽離子通過，即允許和其他陽離子通過，不允許陰H離子通過。(2)陰離子交換膜，簡稱陰膜，只允許陰離子通過，不允許陽離子通過。(3)質(zhì)子交換膜，只允許H 通過，不允許其他陽離子和陰離子通過。2 隔膜的作用(1)能將兩極區(qū)隔離，阻止兩極區(qū)產(chǎn)生的物質(zhì)接觸，防止發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。(2)能選擇性的通過離子，起到平衡電荷、形成閉合回路的作用。3 離子交換膜選擇的依據(jù)離子的定向移動(dòng)。4 離子交換膜的應(yīng)用1用下面的裝置制取NaOH 、H 2 和 Cl 2，此裝置有何缺陷？答案缺

2、陷 1：Cl 2 和 H2 混合而引起爆炸；缺陷 2： Cl 2 與 NaOH 反應(yīng)生成 NaClO ，影響 NaOH 的產(chǎn)量2用下圖裝置電解飽和食鹽水，其中陽離子交換膜的作用有哪些？答案(1) 平衡電荷，形成閉合回路；(2)防止 Cl 2 和 H 2 混合而引起爆炸；(3)避免 Cl 2 與 NaOH 反應(yīng)生成NaClO ，影響 NaOH 的產(chǎn)量；(4)避免 Cl 進(jìn)入陰極區(qū)導(dǎo)致制得的NaOH 不純。題組一離子交換膜在原電池中的應(yīng)用1已知： 電流效率等于電路中通過的電子數(shù)與消耗負(fù)極材料失去的電子總數(shù)之比?，F(xiàn)有兩個(gè)電池、，裝置如圖所示。下列說法正確的是()A 和的電池反應(yīng)不相同B 能量轉(zhuǎn)化形式

3、不同C的電流效率低于的電流效率D 5 min后，、中都只含1 種溶質(zhì)答案C解析 、 裝置中電極材料相同，電解質(zhì)溶液部分相同，電池反應(yīng)，負(fù)極反應(yīng)和正極反應(yīng)式相同， A 項(xiàng)錯(cuò)誤； 和 裝置的能量轉(zhuǎn)化形式都是化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能，B 項(xiàng)錯(cuò)誤； 裝置中銅與氯化鐵直接接觸，會(huì)在銅極表面發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致部分能量損失(或部分電子沒有通過電路 )，電流效率降低，而 裝置采用陰離子交換膜，銅與氯化銅接觸，不會(huì)發(fā)生副反應(yīng)，放電過程中交換膜左側(cè)負(fù)極的電極反應(yīng)式為 Cu 2e =Cu2 ，陽離子增多， 右側(cè)正極的電極反應(yīng)式為 2Fe3 2e =2Fe2 ，負(fù)電荷過剩， Cl 從交換膜右側(cè)向左側(cè)遷移， 電流效率高于 裝置，C

4、 正確；放電一段時(shí)間后， 裝置中生成氯化銅和氯化亞鐵，裝置中交換膜左側(cè)生成氯化銅，右側(cè)生成了氯化亞鐵，可能含氯化鐵，D 項(xiàng)錯(cuò)誤。2(2018·東南州一模黔) 二甲醚 (CH 3OCH 3)燃料電池的工作原理如圖，有關(guān)敘述正確的是()A 該裝置能實(shí)現(xiàn)化學(xué)能100%轉(zhuǎn)化為電能B 電子移動(dòng)方向?yàn)椋?a 極 b 極質(zhì)子交換膜a 極Ca 電極的電極反應(yīng)式為：CH 3OCH 3 3H 2O 12e =2CO2 12HD當(dāng) b 電極消耗 22.4 L O2 時(shí)，質(zhì)子交換膜有 4 mol H通過答案C解析A 項(xiàng)，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能和電能，不可能100% 轉(zhuǎn)化為電能，錯(cuò)誤； B 項(xiàng)，電子不能經(jīng)導(dǎo)線過電解

5、質(zhì)溶液，所以電子由a 極 b 極，錯(cuò)誤； C 項(xiàng)， a 為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反 3H2O=2CO2 12H，正確； D 項(xiàng)，狀況不知，無法由體積求物應(yīng)式為： CH3OCH 3 12e質(zhì)的量，所以通過 H 的物質(zhì)的量不知，錯(cuò)誤。3隨著各地“限牌”政策的推出， 電動(dòng)汽車成為汽車族的“新寵”。某電動(dòng)汽車使用的是鈷酸鋰 (LiCoO 2)電池，其工作原理如圖所示， 且電解質(zhì)為一種能傳導(dǎo)的高分子材料， 隔膜只Li允許 Li 通過，電池反應(yīng)式為Li xC6 Li 1 xCoO 2放電C6 LiCoO 2。下列說法不正確的是充電()A 放電時(shí)，正極鋰的化合價(jià)未發(fā)生改變B 充電時(shí)Li 移動(dòng)方向：右室左室

6、C放電時(shí)負(fù)極的電極反應(yīng)式：Li xC6xe =C6 xLiD充電時(shí)陽極的電極反應(yīng)式：Li 1 xCoO2 xLi xe =LiCoO 2答案D解析放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式為 Li x 66，正極的電極反應(yīng)式為Li 1 xCoO2C xe=C xLi xLi xe =LiCoO 2，放電時(shí)正極上鈷的化合價(jià)降低、鋰的化合價(jià)不變，A 、C 項(xiàng)正確；充電時(shí)左側(cè)為陰極，右側(cè)為陽極，陽極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，陽離子由陽極移向陰極，B項(xiàng)正確、 D 項(xiàng)錯(cuò)誤。在原電池中應(yīng)用離子交換膜，起到替代鹽橋的作用，一方面能起到平衡電荷導(dǎo)電的作用，另一方面能防止電解質(zhì)溶液中的離子與電極直接反應(yīng)，提高電能效率。題組二離子交換

7、膜在電解池中的應(yīng)用4(2018·肥第一次教學(xué)質(zhì)量檢測合) 利用LiOH和鈷氧化物可制備鋰離子電池正極材料。可用電解LiCl溶液制備LiOH，裝置如下圖所示。下列說法中正確的是()A 電極 B 連接電源正極B A 極區(qū)電解液為 LiCl溶液C陽極反應(yīng)式為 2H O2e =H 2OH22通過該離子交換膜D每生成 1 mol H 2，有 1 mol Li答案B解析由題意知，電解 LiCl 溶液制備 LiOH ，由于 B 電極生成氫氣， A 與 B 用陽離子交換膜隔開，所以 B 為陰極， B 極區(qū)為 LiOH溶液， A 極區(qū)為 LiCl溶液。電極 B 上產(chǎn)生氫氣，所以B 為陰極， B 連接電

8、源負(fù)極， A 項(xiàng)錯(cuò)誤；陽極反應(yīng)式為 2Cl 2e =Cl2 ，C 項(xiàng)錯(cuò)誤；每生通過該離子交換膜， D 項(xiàng)錯(cuò)誤。成 1 mol H 2 ，有 2 mol Li5 (2018 沈·陽質(zhì)檢 )某科研小組研究采用BMED 膜堆 (示意圖如下 )，模擬以精制濃海水為原料直接制備酸堿。 BMED膜堆包括陽離子交換膜、陰離子交換膜和雙極膜(A 、D) 。已知：在直流電源的作用下，雙極膜內(nèi)中間界面層發(fā)生水的解離，生成H 和 OH 。下列說法錯(cuò)誤的是 ()A 電極 a 連接電源的正極B B 為陽離子交換膜C電解質(zhì)溶液采用Na 2SO4 溶液可避免有害氣體的產(chǎn)生D口排出的是淡水答案B解析根據(jù)題干信息確定

9、該裝置為電解池，陰離子向陽極移動(dòng)，陽離子向陰極移動(dòng)，所以電極 a 為陽極，連接電源的正極，A 正確；水在雙極膜A 解離后，氫離子吸引陰離子透過B 膜到左側(cè)形成酸，B 為陰離子交換膜，B 錯(cuò)誤；電解質(zhì)溶液采用Na2SO4 溶液，電解時(shí)生成氫氣和氧氣，可避免有害氣體的產(chǎn)生，C 正確；海水中的陰、陽離子透過兩側(cè)交換膜向兩側(cè)移動(dòng)，淡水從 口排出， D 正確。6(2018 ·河南天一大聯(lián)考階段檢測)普通電解精煉銅的方法所制備的銅中仍含雜質(zhì)，利用下面的雙膜 (陰離子交換膜和過濾膜)電解裝置可制備高純度的Cu 。下列有關(guān)敘述中正確的是()A 電極 a 為粗銅，電極b 為精銅B 甲膜為過濾膜，可阻止

10、陽極泥及漂浮物雜質(zhì)進(jìn)入陰極區(qū)C乙膜為陰離子交換膜，可阻止雜質(zhì)陽離子進(jìn)入陰極區(qū)D當(dāng)電路中通過1 mol電子時(shí)，可生成32 g精銅答案D解析由題意結(jié)合電解原理可知，電極a 是陰極，為精銅，電極b 是陽極，為粗銅，A 項(xiàng)錯(cuò)誤；甲膜為陰離子交換膜，可阻止雜質(zhì)陽離子進(jìn)入陰極區(qū)，B 項(xiàng)錯(cuò)誤；乙膜為過濾膜，可阻止陽極泥及漂浮物雜質(zhì)進(jìn)入陰極區(qū)，C 項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)電路中通過1 mol電子時(shí)，可生成0.5 mol精銅，其質(zhì)量為32 g，D項(xiàng)正確。7 (2018 哈·爾濱模擬 )用一種陰、陽離子雙隔膜三室電解槽處理廢水中的NH 4 ，模擬裝置如圖所示。下列說法正確的是 ()A 陽極室溶液由無色變成棕黃色B 陰極的電極反應(yīng)式為 4OH 4e=2H2O O2C電解一段時(shí)間后，陰極室溶液中的pH 升高D電解一段時(shí)間后，陰極室溶液中的溶質(zhì)一定是(NH ) PO443答案C解析陽極上 Fe 發(fā)生氧化反應(yīng)，溶液由無色變?yōu)闇\綠色，A 項(xiàng)錯(cuò)誤；陰極上 H 發(fā)生還原反應(yīng)：2H 2e =H 2 ，B 項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)陰極上電極反應(yīng)，陰極消耗H ，電解一段時(shí)間后，陰極室溶液pH 升高， C 項(xiàng)正確；電解一段時(shí)間后