高三化學一輪復習課件：核心素養(yǎng)提升21 電化學中的介質與交換膜

素養(yǎng)說明：在近幾年高考中，涉及離子交換膜的應用及電解液介質對電極反應的影響的試題比較多，且常出常新，離子交換膜的功能在于選擇性地通過某些離子和阻止某些離子來隔離某些物質，電解液介質主要對電極反應產物進行二次反應。1.電化學中的交換膜（1）交換膜的功能使離子選擇性定向遷移（目的是平衡整個溶液的離子濃度或電荷）。（2）交換膜在中學電化學中的作用①防止副反應的發(fā)生，避免影響所制取產品的質量；防止引發(fā)不安全因素。如在電解飽和食鹽水中，利用陽離子交換膜，防止陽極產生的氯氣進入陰極室與氫氧化鈉反應，導致所制產品不純；防止與陰極產生的氫氣混合發(fā)生爆炸。②用于物質的制備、分離、提純等。（3）離子交換膜的類型常見的離子交換膜為：陽離子交換膜、陰離子交換膜、特殊離子交換膜等。2.電化學中的介質[題型專練]1.（隔離某些離子或物質）目前電解法制燒堿通常采用離子交換膜法，陽（陰）離子交換膜不允許陰（陽）離子通過。則下列敘述中錯誤的是（）A.NaOH、H2均在Ⅰ區(qū)產生B.圖中a為陰離子交換膜C.使用離子交換膜可以有效地隔離NaOH和Cl2，阻止二者之間的反應D.電解時往Ⅲ區(qū)的溶液中滴加幾滴甲基橙，溶液先變紅后褪色解析Ⅰ區(qū)是陰極室，H＋（H2O）放電生成氫氣，同時促進水的電離，生成氫氧化鈉，Ⅱ區(qū)Na＋通過a進入I區(qū)，故a應該是陽離子交換膜；Ⅲ區(qū)和電源的正極相連，為陽極，Cl－放電生成氯氣，Ⅱ區(qū)Cl－通過b進入Ⅲ區(qū)，故b應該是陰離子交換膜；氯氣溶于水顯酸性，同時次氯酸還具有漂白性，所以滴入甲基橙后溶液先變紅后褪色。錯誤的是B。答案B2.（分離、提純）用電解法可提純含有某種含氧酸根雜質的粗KOH溶液，其工作原理如圖所示。下列有關說法錯誤的是（）A.陽極反應式為4OH－－4e－===2H2O＋O2↑B.通電后陰極區(qū)溶液pH會增大C.K＋通過交換膜從陰極區(qū)移向陽極區(qū)D.純凈的KOH溶液從b口導出解析陽極區(qū)為粗KOH溶液，陽極上OH－失電子發(fā)生氧化反應：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，A項正確；陰極上H2O得電子發(fā)生還原反應：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，陰極區(qū)附近溶液中c（OH－）增大，pH增大，B項正確；電解時陽離子向陰極移動，故K＋通過陽離子交換膜從陽極區(qū)移向陰極區(qū)，C項錯誤；陰極區(qū)生成KOH，故純凈的KOH溶液從b口導出，D項正確。答案C3.（制備某些物質）H3PO2也可用電滲析法制備。

“四室電滲析法”工作原理如圖所示（陽膜和陰膜分別只允許陽離子、陰離子通過）：（1）寫出陽極的電極反應式_____________________________________________。（2）分析產品室可得到H3PO2的原因___________________________________________________________________________________________________________。（3）早期采用“三室電滲析法”制備H3PO2將“四室電滲析法”中陽極室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替。并撤去陽極室與產品室之間的陽膜，從而合并了陽極室與產品室。其缺點是產品中混有

雜質。該雜質產生的原因是：___________________________________________________________________________________________________________________________________________。4.（2017·海南化學）一種電化學制備NH3的裝置如圖所示，圖中陶瓷在高溫時可以傳輸H＋。下列敘述錯誤的是（）A.Pd電極b為陰極B.陰極的反應式為：N2＋6H＋＋6e－===2NH3C.H＋由陽極向陰極遷移D.陶瓷可以隔離N2和H2解析A.此裝置為電解池，總反應是N2＋3H2===2NH3，Pd電極b上是氫氣發(fā)生反應，即氫氣失去電子化合價升高，Pd電極b為陽極，故A說法錯誤；B.根據(jù)A選項分析，Pd電極a為陰極，反應式為N2＋6H＋＋6e－===2NH3，故B說法正確；C.根據(jù)電解池的原理，陽離子在陰極上放電，即由陽極移向陰極，故C說法正確；D.根據(jù)裝置圖，陶瓷隔離N2和H2，故D說法正確。答案

A5.用固體氧化物作為電解質的氫氧燃料電池電解Na2SO4溶液，已知固體氧化物在高溫下允許氧離子（O2－）在其間通過，其工作原理如圖所示（c、d均為惰性電極）。下列有關說法正確的是（）A.電路中電子流向為a→d→c→bB.電極b為負極，電極反應式為O2＋4e－===2O2－C.電解后燒杯中溶液pH增大D.理論上b極消耗氣體和c極生成氣體質量相等解析

在溶液中沒有電子的移動，只有離子的移動，A項錯誤；通入O