高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)專題 離子交換膜在電化學(xué)中的功能

離子交換膜在電化學(xué)中的功能二輪專題小專題學(xué)習(xí)目標(biāo)

1.通過離子交換膜在原電池中的應(yīng)用，強(qiáng)化鞏固電子和

陰陽離子在電解池中的定向移動(dòng)方向。2.通過離子交換膜在電解池中的應(yīng)用，強(qiáng)化鞏固電子和陰陽離子在電解池中的定向移動(dòng)方向。小專題核心素養(yǎng)目標(biāo)1.變化觀念與平衡思想：能從多角度、動(dòng)態(tài)地分析電解池中發(fā)生的反應(yīng)，并運(yùn)用電解原理解決有關(guān)隔膜的實(shí)際問題。2.證據(jù)推理與模型認(rèn)知：利用電解池裝置，分析電解原理，建立解答有關(guān)隔膜在電解池問題中的思維模型，并利用模型揭示其本質(zhì)及規(guī)律。3.科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任：體會(huì)隔膜在電解原理中對(duì)社會(huì)發(fā)展的重大貢獻(xiàn)，具有可持續(xù)發(fā)展意識(shí)和綠色化學(xué)觀念，能對(duì)隔膜在電解有關(guān)的社會(huì)熱點(diǎn)問題上做出正確的價(jià)值判斷。小專題離子交換膜分三類：(1)陽離子交換膜，簡(jiǎn)稱陽膜，只允許陽離子通過，即允許H＋和其他陽離子通過，不允許陰離子通過。(2)陰離子交換膜，簡(jiǎn)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。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。小專題(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。2.隔膜的作用離子的定向移動(dòng)。3.離子交換膜的選擇依據(jù)4.離子交換膜的應(yīng)用5．多室電解池的類型(1)兩室電解池以惰性電極電解一定濃度的Na2CO3溶液制取NaHCO3溶液為例，其原理如圖所示：

①判斷電極名稱；②書寫電極反應(yīng)式陰極(乙):4H2O+4e－=2H2↑+4OH－

陽極(甲):2H2O-4e－+4CO32-=4HCO3-＋O2↑2H2O－4e－=O2↑＋4H＋H＋+CO32-=HCO3-小專題鞏固練習(xí)1.(2019·高考全國(guó)卷Ⅰ)利用生物燃料電池原理研究室溫下氨的合成，電池工作時(shí)MV2＋/MV＋在電極與酶之間傳遞電子，示意圖如下所示。下列說法錯(cuò)誤的是(

)A．相比現(xiàn)有工業(yè)合成氨，該方法條件溫和，同時(shí)還可提供電能B．陰極區(qū)，在氫化酶作用下發(fā)生反應(yīng)H2＋2MV2＋===2H＋＋2MV＋C．正極區(qū)，固氮酶為催化劑，N2發(fā)生還原反應(yīng)生成NH3D．電池工作時(shí)質(zhì)子通過交換膜由負(fù)極區(qū)向正極區(qū)移動(dòng)正極負(fù)極0-3BMV＋-e－=MV2＋負(fù)極區(qū)得得失失得失鞏固提高小專題4.有一種節(jié)能的氯堿工業(yè)新工藝，將電解池與燃料電池相組合，相關(guān)流程如下圖所示（電極未標(biāo)出），下列說法不正確的是（）A．氣體B為H2B．相同條件下，當(dāng)電解池生成2LCl2，理論上燃料電池應(yīng)消耗1LO2C．極室1與極室2之間的離子交換膜也為陽離子交換膜D．溶液a、b、c的pH大小順序?yàn)椋篴>b>cH2Cl2+-陰極陽極c＞a＞b2Cl2～O2～4e-DNa＋Na＋+：O2+2H2O+4e－=4OH－-：2H2＋4OH－-4e－=4H2O鞏固練習(xí)小專題5.某小組同學(xué)設(shè)想用如圖裝置電解硫酸鉀溶液來制取氧氣、氫氣、硫酸和氫氧化鉀。(1)X極與電源的______(填“正”或“負(fù)”)極相連，

氫氣從______(選填“A”、“B”、“C”或“D”)口導(dǎo)出。(2)離子交換膜只允許一類離子通過，

則M為

_____(填“陰離子”或“陽離子”,下同)交換膜，N為_______交換膜.(2)三室電解池正C陰離子陽離子+-陰極陽極K＋SO42-陽極：2H2O－4e－=O2↑＋4H＋陰極：4H2O＋4e－=2H2↑＋4OH－鞏固練習(xí)(3)四室電解池H＋＋H2PO2-=H3PO2以四室式電滲析法制備H3PO2(次磷酸)為例，其工作原理如圖所示：試分析產(chǎn)品室得到H3PO2的原因：陽極：2H2O－4e－=O2↑＋4H＋陰極：4H2O＋4e－=2H2↑＋4OH－H＋Na＋H2PO2-小專題鞏固練習(xí)6.（四室電解池）某電池研究員使用鋰-磺酰氯（Li-SO2Cl2

）電池作為電源電解制備Ni(H2PO2)2，其工作原理如圖所示。已知電池反應(yīng)為2Li+SO2Cl2=2LiCl+SO2↑，下列說法錯(cuò)誤的是（

）A．電池中C電極的電極反應(yīng)式為SO2Cl2+2e-=2Cl-+SO2↑B．電池的e極連接電解池的h極C．膜a是陽離子交換膜，膜c是陰離子交換膜D．電解池中不銹鋼電極的電極反應(yīng)式為2H2O+2e-=H2↑+2OH-C-+陽極陰極Ni2＋Na＋H2PO2-都是陽膜7.(限制離子遷移)某原電池裝置如下圖所示，電池總反應(yīng)為

2Ag＋Cl2=2AgCl。鞏固練習(xí)(1)當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移amole－時(shí)，交換膜左側(cè)溶液中約減少

mol離子。交換膜右側(cè)溶液中c(HCl)

(填“＞”,“＜”或“＝”)1mol·L－1(忽略溶液體積變化)。(2)若質(zhì)子交換膜換成陰離子交換膜，其他不變。若有11.2L氯氣(標(biāo)準(zhǔn)狀況)參與反應(yīng)，則必有

mol

離子(填離子符號(hào))由交換膜

側(cè)通過交換膜向

遷移。交換膜右側(cè)溶液中c(HCl)

(填“＞”、“＜”或“＝”)1mol·L－1(忽略溶液體積變化)。+-H＋負(fù)極:Ag－e－＋Cl－=AgCl正極:Cl2＋2e－=2Cl－2a＞(amolCl－＋amolH＋)1Cl－右左=Cl－小專題練后反思反應(yīng)物相同，不同的交換膜，遷移的離子種類

；同種交換膜，轉(zhuǎn)移相同的電子數(shù)，如果離子所帶電荷數(shù)不同，遷移離子數(shù)

；

離子遷移依據(jù)

，而離子數(shù)目變化量可能

。不同電荷平衡不同不相等技巧點(diǎn)撥練后反思反思?xì)w納解這類（隔膜）問題可以分三步：第一步，分清隔膜類型。即交換膜屬于陽膜、陰膜或質(zhì)子膜中的哪一種，判斷允許哪種離子通過隔膜。第二步，寫出電極反應(yīng)式，判斷交換膜兩側(cè)離子變化，推斷電荷變化，根據(jù)電荷平衡判斷離子遷移方向。第三步，分析隔膜作用。在產(chǎn)品制備中，隔膜作用主要是提高產(chǎn)品純度，避免產(chǎn)物之間發(fā)生反應(yīng)，或避免產(chǎn)物因發(fā)生反應(yīng)而造成危險(xiǎn)。課堂小結(jié)

你的收獲鞏固練習(xí)小專題(雙選)(凈化水質(zhì))世界水產(chǎn)養(yǎng)殖協(xié)會(huì)網(wǎng)介紹了一種利用電化學(xué)原理凈化魚池中水質(zhì)的方法，其裝置如圖所示。下列說法正確的是(

)A．X為電源負(fù)極B．若該裝置在高溫下進(jìn)行，則凈化效率將降低C．若有1molNO3-被還原，則有6molH＋通過質(zhì)子膜遷移至陰極區(qū)D．若BOD為葡萄糖(C6H12O6)，則1mol