2022年高考电化学复习离子交换膜的应用

2022年高考电化学复习离子交换膜的应用 考试说明（电化学）1、了解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。2、了解常见化学电源的种类及其工作原理。一个理解两个了解1、理解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害、防止金属腐蚀的措施。 请同学们画出电解饱和NaCl溶液制取NaOH、H2和Cl2的装置图，标出电极材料，写出电极反应式和总反应式。阳极：2Cl－－2e－==Cl2↑阴极：2H＋＋2e－==H2↑总反应方程式：2NaCl＋2H2O==2NaOH＋H2↑＋Cl2↑2Cl－＋2H2O==2OH－＋H2↑＋Cl2↑通电通电交流研讨1 用上面的装置制取NaOH、H2和Cl2,此装置有何缺陷？(收集问题除外）如何解决？思考离子交换膜阳离子交换膜OH－Na+功能：使Na+定向迁移,避免Cl2和NaOH反应再思考：阴极区是否为只含NaOH的溶液？怎么避免H2和Cl2混合？ 稀NaOH溶液浓NaOH溶液浓度更低的食盐水使用离子交换膜主要优点：1、避免Cl2和NaOH反应，制得较浓NaOH溶液氯碱工业生产模型图 氯碱工业工厂面朝大海原料易来 离子交换膜功能功能：使离子选择性定向迁移（目的是平衡整个溶液的离子浓度或电荷）。 离子交换膜类型常见的离子交换膜为：阳离子交换膜、阴离子交换膜、特殊离子交换膜等 电解槽类型常见类型：一膜两室、二膜三室、三膜四室…引1 电渗析法是一种利用离子交换膜进行海水淡化的方法，工作原理如图所示（两极均为惰性电极）。下列有关说法错误的是（）A．阳极可发生电极反应：B．阴极附近溶液的pH减小C．a膜为阴离子交换膜，b膜为阳离子交换膜D．I、II分别是淡水、浓海水出口B拓展训练1思考：①c、d膜为何种类型？②若海水中含Na+、Cl-、Ca2+、Mg2+、SO42-等离子则在阴极区能看到什么现象？ Na+Cl－Cl－Na+下一张恰当的使用离子交换膜可达到分离提纯的目的 一种以肼（N2H4）为燃料的电池装置如下图所示。该电池用空气中的氧气作为氧化剂，KOH作为电解质。（1）请写出负极发生的电极反应式_______.该燃料电池持续放电时，图中选_____离子交换膜。（2）假如使用阳离子交换膜，电流会怎样变化？不使用离子交换膜呢？（3）若该电池也可选用稀硫酸作为电解液，则两极反应式？选用什么交换膜可以电池持续放电。交流研讨2阴离子交换膜选择：要结合总反应和两极反应 （改编2016-新课标Ⅰ卷-11）三室电渗析法处理含Na2SO4废水同时制取NaOH和H2SO4产品的原理如图所示，其中电极A接直流电源的负极，电极B接直流电源的正极（A、B均为惰性电极），则：①ABC三室依次盛放的物质___②隔膜A、B分别是_______离子交换膜（填“阳”或“阴”）拓展训练4 阴极阳极稀NaOH含Na2SO4废水稀H2SO4阳阴 离子交换膜选择的一般依据：根据总反应式（目标）和电极反应式选择依据作用电化学考察内容电化学考察题型离子交换膜作用：1.防止副反应的发生，避免影响所制取产品的质量；防止引发不安全因素。2.用于物质的制备、分离、提纯等。电化学主要考察题型：选择题和主观题中的电极反应式书写电化学主要考察题内容：电极名称、离子和电子即电流的移动方向、溶液酸碱性的变化、电极反应式及总反应式的书写、根据电极反应式进行计算、能量转化等方面，近几年出现在电解池或原电池中涉及到离子交换膜的应用，电解池与原电池进行综合考查等等。课堂小结 如下图电解KI及淀粉溶液可以制备KIO3，通电发现右侧溶液变蓝色，一段时间后，蓝色逐渐变浅。已知:3I2＋6OH－＝IO3－＋5I－＋3H2O。(1)阴极电极反应式____；总反应方程式____（2）A为____离子交换膜（填“阳”或“阴”）巩固训练1 一种三室微生物燃料电池可用于污水净化、海水淡化，其工作原理如图所示，图中有机废水中有机物可用(C6H10O5)n表示。请思考回答下列问题：（1）排出N2的电极为，该电极反应式。（2）左右两侧离子交换膜分别为。（3）左侧X气体为，该电极反应式，电路中每通过4mol电子，两极共产生标况下气体L。正极2NO3-+2e-+12H+=N2↑+6H2O2NO3-+2e-+12H+=N2↑+6H2O左：阴离子交换膜右：阳离子交换膜CO2巩固训练2 2014·全国理综I化学卷，T27巩固训练3 2.金属(M)–空气电池(如图)具有原料易得、能量密度高等优点，有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为：4M+nO2+2nH2O=4M(OH)n。已知：电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。下列说法不正确的是A．采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积，并有利于氧气扩散至电极表面B．比较Mg、Al、Zn三种金属–空气电池，Al–空气电池的理论比能量最高C．M–空气电池放电过程的正极反应式：4Mn++nO2+2nH2O+4ne–=4M(OH)nD．在M–空气电池中，为防止负极区沉积Mg(OH)2，宜采用中性电解质及阳离子交换膜巩固训练4