電化學中的膜問題.ppt

1、電化學中的膜問題,高三化學二輪,2016年考綱,2017年考綱,1.理解原電池和電解池的構(gòu)成、工作原理及應用，能寫出電極反應和總反應方程式。 2.了解常見化學電源種類及其工作原理。 3.了解金屬發(fā)生電化學腐蝕的原因、金屬腐蝕的危止害及防止金屬腐蝕的措施。,考綱對比,1.了解原電池和電解池的工作原理及應用，能寫出電極反應和總反應方程式。 2.了解常見化學電源種類及其工作原理。 3.理解金屬發(fā)生電化學腐蝕的原因、金屬腐蝕的危止害及防止金屬腐蝕的措施。,全國新課標高考試題分析,【高考試題分布】,真題回放,（2015.新課標I卷,11）,（2015.福建卷,11）,（2014.新課標卷, 27 ）,（

2、2016.新課標I卷,11）,（2015.上海卷,五）,（2016.浙江卷,11）,電化學中的“膜” 問題,【活動探究一】交換膜在原電池中的應用,【例1】(2015天津,4) 鋅銅原電池裝置如圖所示，其中陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過。下列有關(guān)敘述正確的是 A. 銅電極上發(fā)生氧化反應 B. 電池工作一段時間后，甲池的c(SO42)減小 C. 電池工作一段時間后，乙池溶液的總質(zhì)量增加 D. 陰陽離子分別通過交換膜向負極和正極移動，保持溶液電荷平衡,【思考1】,（1）遷移離子所帶電荷總數(shù)與得失電子數(shù)的關(guān)系是什么? （2）如果外電路中有3mol電子通過，溶液中會有多少離子穿過陽離子交換膜？,1

3、.選擇性讓某類離子單向通過，平衡兩池電荷。 2.隔離兩池溶液。,c,電化學中的“膜” 問題,【跟蹤練習1】(2015新課標) 微生物電池是指在微生物的作用下將化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，其工作原理如圖所示。下列有關(guān)微生物電池的說法錯誤的是 A正極反應中有CO2生成 B微生物促進了反應中電子的轉(zhuǎn)移 C質(zhì)子通過交換膜從負極區(qū)移向正極區(qū) D電池總反應C6H12O66O2=6CO26H2O,A,氯堿工業(yè)：電解飽和 NaCl 溶液制取 NaOH 、 Cl 2 和H2,精制飽和NaCl溶液,淡鹽水,Cl2,H2,H2O(含少量NaOH）,NaOH溶液,1.隔離Cl 2 和H2 2.防止Cl 2 和NaOH反應

4、 3.降低分離難度提高產(chǎn)物純度,【活動探究二】交換膜在電解池中的應用,電化學中的“膜” 問題,在電解池中可以利用離子交換膜 進行物質(zhì)的制備、分離、提純。,【活動探究二】交換膜在電解池中的應用,【例2】(2016.新課標I卷,11) 三室式電滲析法處理含Na2SO4廢水的原理如圖所示，采用惰性電極，ab、cd均為離子交換膜，在直流電場的作用下，兩膜中間的Na+和SO42可通過離子交換膜，而兩端隔室中離子被阻擋不能進入中間隔室。下列敘述正確的是（ ）,A通電后中間隔室的SO42離子向正極遷移，正極區(qū)溶液pH增大 B該法在處理含Na2SO4廢水時可以得到NaOH和H2SO4產(chǎn)品 C負極反應為2 H2

5、O4e=O2+4H+，負極區(qū)溶液pH降低 D當電路中通過1mol電子的電量時，會有0.5mol的O2生成,B,電化學中的“膜” 問題,在電解池中可以利用離子交換膜 進行物質(zhì)的制備、分離、提純。,【跟蹤練習2】2014.新課標全國卷,27(4)H3PO2也可以通過電解的方法制備。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)：,分析產(chǎn)品室可得到H3PO2的原因 。 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(chǎn)品室之間的陽膜，從而合并了陽極室與產(chǎn)品室，其缺點是 雜質(zhì)。該雜質(zhì)產(chǎn)生的原因是 。,電化學中的“膜” 問題,陽

6、極室的H+穿過陽膜至產(chǎn)品室，原料室的H2PO2-穿過陰膜至產(chǎn)品室，二者反應得到H3PO2,PO43-,H2PO2-或H3PO2被氧化,【例3】（2014.福建卷,11）某原電池裝置如右圖所示，電池總反應為2Ag + Cl2=2 AgCl。下列說法正確的是（ ） A正極反應AgCl +e-= Ag+Cl- B放電時，交換膜右側(cè)溶液中有大量白色沉淀生成 C若用NaCl溶液代替鹽酸，則電池總反應改變 D當電路中轉(zhuǎn)移0.01 mol e-時，交換膜左側(cè)溶液中約減少0.02 mol離子,【活動探究三】穿過交換膜的微粒個數(shù)判斷,D,右側(cè)：Cl2+2e- = 2Cl-,左側(cè)：Ag-e-+ Cl- = AgC

7、l,電化學中的“膜” 問題,1.遷移離子所帶的電荷數(shù)總是等于外電路上轉(zhuǎn)移的電子數(shù) 2.溶液中變化的離子數(shù)與遷移離子數(shù)不一定相等,【跟蹤練習3】利用微生物電池處理含乙酸鈉和對氯酚,的廢水，工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是（ ） A電極b是正極 B質(zhì)子從b極移向a極 C處理后的廢水pH降低 Da極的電極反應式：,電化學中的“膜” 問題,A,當有0.2mol電子轉(zhuǎn)移時，穿過質(zhì)子交換膜的H+有多少個？,【活動探究三】穿過交換膜的微粒個數(shù)判斷,【跟蹤練習4】(2013.重慶卷,11)化學在環(huán)境保護中起著十分重要的作用，催化反硝化法和電化學降解法可用于治理水中硝酸鹽的污染。 (2)電化學降解NO3的原理

8、如圖所示。,(1)電源正極為 （填A或B）， 陰極反應式為 。,(2) 若電解過程中轉(zhuǎn)移了2mol電子,若右側(cè)溶液體積為4L,電解后溶液的PH為 。,A,2NO3-+10e-+6H2O=12OH-+N2,14.4,13,則膜兩側(cè)電解液的質(zhì)量變化差(m左m右)為 g。,電化學中的“膜” 問題,【活動探究三】穿過交換膜的微粒個數(shù)判斷,思路點撥,O 2,N2,離子遷移,方法提煉： 電極反應引起的變化 離子遷移引起的變化,陽極：2H2O4eO2 4H （m左） 2mol 16g 陰極：2NO310e6H2ON212OH （m右） 2mol 5.6g 離子遷移：2 mol H（2 g） m左m右(162)(5.62)14.4 g,【跟蹤練習5】2010.重慶卷,29節(jié)選全釩液流儲能電池是利用不同價態(tài)離子對的氧化還原反應來實現(xiàn)化學能和電能相互轉(zhuǎn)化的裝置，其原理如圖所示,【思考】,（1）分析圖像，分別寫出充電時的電極反應式和總的電池反應方程式。,（2）充電時若轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為3.011023個左槽溶液中n(H)的變化量為多少？,陽極：V