2018版高考化學(xué)總復(fù)習(xí)專題六增分補課6電化學(xué)中的介質(zhì)與交換膜題型沖關(guān)蘇教版

1、專題六 增分補課6 電化學(xué)中的介質(zhì)與交換膜在近幾年高考中，涉及離子交換膜的應(yīng)用及電解液介質(zhì)對電極反應(yīng)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(zhì)，電解液介質(zhì)主要對電極反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行二次反應(yīng)。增分點1電化學(xué)中的交換膜(對應(yīng)學(xué)生用書P152)知識查補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(xué)電化學(xué)中的作用(1)防止副反應(yīng)的發(fā)生，避免影響所制取產(chǎn)品的質(zhì)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(chǎn)生的氯氣進(jìn)入陰極室與氫氧化鈉反應(yīng)，導(dǎo)致所制產(chǎn)品不純；防止與陰極產(chǎn)生的氫氣混合

2、發(fā)生爆炸)。(2)用于物質(zhì)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。增分題例一、隔離某些物質(zhì)防止發(fā)生反應(yīng)【例1】(2016合肥質(zhì)檢)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()ANaOH、H2均在區(qū)產(chǎn)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(yīng)D電解時往區(qū)的溶液中滴加幾滴甲基橙，溶液先變紅后褪色解析區(qū)是陰極室，H(H2O)放電生成氫氣，同時促進(jìn)水的電離，生成氫氧化鈉，區(qū)Na通過a進(jìn)入I區(qū)，故a應(yīng)該是陽離子交換膜；區(qū)和電源的

3、正極相連，為陽極，Cl放電生成氯氣，區(qū)Cl通過b進(jìn)入?yún)^(qū)，故b應(yīng)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B二、制備某些物質(zhì)【例2】加碘食鹽中含有碘酸鉀(KIO3)，現(xiàn)以電解法制備碘酸鉀，實驗裝置如圖所示。先將一定量的碘溶于過量氫氧化鉀溶液，發(fā)生反應(yīng)：3I26KOH=5KIKIO33H2O，將該溶液加入陽極區(qū)，另將氫氧化鉀溶液加入陰極區(qū)，開始電解。下列說法中正確的是()A電解過程中OH從a極區(qū)通過離子交換膜c進(jìn)入b極區(qū)B隨著電解進(jìn)行，KOH溶液濃度會逐漸減小Ca電極反應(yīng)式：I6e6OH= IO3H2O，a極區(qū)的KI最終轉(zhuǎn)變?yōu)镵I

4、O3D當(dāng)陽極有0.1 mol I放電時，陰極生成6.72 L H2解析與外加電源正極相連的是電解池的陽極，即a電極是陽極，故b電極是陰極；題意知陽極區(qū)的物質(zhì)有：KOH、KI、KIO3、H2O，陽極將發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，失電子能力：IOHIO，故發(fā)生反應(yīng)I6e6OH= IO3H2O，在陰極上H(H2O)放電，6H2O6e=3H26OH，電解總反應(yīng)為：I3H2OIO3H2，故電解時KOH濃度會增大；b極區(qū)OH會通過c進(jìn)入a極區(qū)，c應(yīng)為陰離子交換膜。正確的是C。答案C三、分離、提純某些物質(zhì)【例3】工業(yè)品氫氧化鉀溶液中含有某些含氧酸根雜質(zhì)，可用離子交換膜法電解提純。電解槽內(nèi)裝有陽離子交換膜(只允許陽

5、離子通過)，其工作原理如圖所示。下列說法中不正確的是()A陰極材料可以是Fe，含氧酸根雜質(zhì)不參與電極反應(yīng)B該電解槽的陽極反應(yīng)式為：4OH4e=2H2OO2 C通電后，該電解槽陰極附近溶液的pH會逐漸減小 D除去雜質(zhì)后，氫氧化鉀溶液從出口B導(dǎo)出來解析該電解槽中陰離子放電順序OH含氧酸根離子，陽離子放電順序HK，故此電解反應(yīng)的實質(zhì)是電解水，陰極反應(yīng)是2H2O2e=2OHH2，通電后陰極區(qū)的pH會增大，陽極反應(yīng)是4OH4e=2H2OO2，電解總反應(yīng)是2H2O2H2O2，陽極區(qū)c(OH)減小，K會通過陽離子交換膜流向陰極與產(chǎn)生的OH結(jié)合，以KOH溶液的形式從B口導(dǎo)出。由此可得出A、B、D正確，C錯誤。

6、答案C增分點2電化學(xué)中的介質(zhì)對電極反應(yīng)的影響知識查補電化學(xué)中常見的五大介質(zhì)(以CH3OH 、O2 燃料電池為例)介質(zhì)一：K2SO4中性溶液總反應(yīng)式：2CH3OH3O2=2CO24H2O()負(fù)極：2CH3OH12e2H2O=2CO212H()正極：_介質(zhì)二：KOH堿性介質(zhì)總反應(yīng)式：2CH3OH 3O2 4OH= 2CO6H2O()負(fù)極：2CH3OH12e16OH=2CO12H2O()正極：_介質(zhì)三：H2SO4溶液酸性總反應(yīng)式：2CH3OH3O2=2CO24H2O()負(fù)極：2CH3OH12e2H2O=2CO212H()正極：_介質(zhì)四：熔融鹽介質(zhì)，如熔融的K2CO3總反應(yīng)：2CH3OH3O2=2CO

7、2 4H2O()負(fù)極：2CH3OH12e6CO=8CO24H2O()正極：_介質(zhì)五：摻雜Y2O3的ZrO3固體電解質(zhì)，在高溫下能傳導(dǎo)正極生成的O2 總反應(yīng)：2CH3OH3O2=2CO2 4H2O()負(fù)極：2CH3OH12e6O2=2CO24H2O()正極：_提示3O212e6H2O=12OH3O212e6H2O=12OH3O212e12H=6H2O3O212e6CO2=6CO3O212e=6O2規(guī)律首先要分析介質(zhì)是否參與總反應(yīng)，然后寫出總反應(yīng)方程式，O2在不同介質(zhì)中的轉(zhuǎn)化關(guān)系(O2得電子轉(zhuǎn)化為O2，堿性(中性)溶液中轉(zhuǎn)化為OH；酸性溶液中轉(zhuǎn)化為H2O，熔融碳酸鹽中轉(zhuǎn)化為CO；固體氧化物轉(zhuǎn)化為O

8、2)，寫出正極反應(yīng)，利用相減法(總反應(yīng)正極反應(yīng)負(fù)極反應(yīng))，寫出負(fù)極反應(yīng)。增分題例一 、判斷“酸、堿”介質(zhì)，理清書寫思路 【例4】一種基于酸性燃料電池原理設(shè)計的酒精檢測儀，負(fù)極上的反應(yīng)為 CH3CH2OH4eH2O=CH3COOH4H 。下列有關(guān)說法正確的是()A檢測時，電解質(zhì)溶液中的H 向負(fù)極移動 B若有0.4 mol電子轉(zhuǎn)移，則在標(biāo)準(zhǔn)狀況下消耗4.48 L氧氣C電池反應(yīng)的化學(xué)方程式為CH3CH2OHO2=CH3COOHH2OD正極上發(fā)生的反應(yīng)為O24e 2H2O=4OH解析 解答本題時審題是關(guān)鍵，反應(yīng)是在酸性電解質(zhì)溶液中進(jìn)行的。在原電池中，陽離子要往正極移動，故A錯；因電解質(zhì)溶液是酸性的，不可能存在OH ，故正極的反應(yīng)式為O24H 4e =2H2O，轉(zhuǎn)移4 mol電子時消耗1 mol O2，則轉(zhuǎn)移0.4 mol電子時消耗(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)2.24 L O2，故B、D錯；電池反應(yīng)式即正負(fù)極反應(yīng)式之和，將兩極的反應(yīng)式相加可知C正確。答案C二、區(qū)分介質(zhì)“狀態(tài)”，判斷離子流向【例5】某燃料電池以Ca(HSO4)2固體為電解質(zhì)傳遞H ，其基本結(jié)構(gòu)如圖所示，電池總反應(yīng)可表示為2H2O2=2H2O。請回答：(