（人教版）高考化学一轮复习讲义课件第10章热点强化18　离子交换膜电化学装置（含解析）.pptVIP

必备知识整合应用举例必备知识整合易错辨析必备知识整合易错提醒必备知识整合提升关键能力命题方向明确练真题热点强化18离子交换膜电化学装置1.常见的离子交换膜离子交换膜是一种含离子基团的、对溶液中的离子具有选择透过功能的膜，通常由特殊高分子材料制成。离子交换膜分为：(1)阳离子交换膜，只允许阳离子通过，不允许阴离子通过。(2)阴离子交换膜，只允许阴离子通过，不允许阳离子通过。(3)质子交换膜，只允许H＋通过，不允许其他阳离子或阴离子通过。(4)双极隔膜，是一种新型离子交换膜，其膜主体可分为阴离子交换层、阳离子交换层和中间界面层，水解离催化剂被夹在中间的离子交换聚合物中，水电离产物H＋和OH－可在电场力的作用下快速迁移到两侧溶液中，为膜两侧的半反应提供各自理想的pH条件。2.离子交换膜的作用(1)能将两极区隔离，阻止两极区产生的物质接触，防止发生化学反应，提高产品的纯度或避免不安全因素。(2)能选择性地允许离子通过，起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。3.分析方法(1)根据膜的性质和离子在溶液中的迁移方向，画出离子透过膜的方向；(2)寻找迁出室溶液中浓度较大的迁移离子；(3)分析离子在迁入室的浓度增大和在迁出室的浓度减小，以及带来的实质变化。1.(2020·海南，11)某燃料电池主要构成要素如图所示，下列说法正确的是A.电池可用于乙醛的制备B.b电极为正极C.电池工作时，a电极附近pH降低D.a电极的反应式为O2＋4e－－4H＋===2H2O热点专练√一、含离子交换膜的电池该燃料电池中，乙烯和水发生氧化反应，所以通入乙烯和水的电极是负极，氧气得电子发生还原反应，所以通入氧气的电极是正极，由图可知负极上乙烯和水生成乙醛和氢离子，氢离子移向正极，正极上氧气和氢离子反应生成水，X为水，由此分析。电池工作时，氢离子移向正极，a电极的反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，a电极附近pH升高，故C、D不符合题意。2.(2021·河北，9)K-O2电池结构如图，a和b为两个电极，其中之一为单质钾片。关于该电池，下列说法错误的是A.隔膜允许K＋通过，不允许O2通过B.放电时，电流由b电极沿导线流向a电极；充电时，b电极为阳极C.产生1Ah电量时，生成KO2的质量与消耗O2的质量比值约为2.22D.用此电池为铅酸蓄电池充电，消耗3.9g钾时，铅酸蓄电池消耗0.9g水√金属性强的钾易与氧气反应，为防止钾与氧气反应，电池所选择隔膜应允许K＋通过，不允许O2通过，故A正确；放电时，a为负极，b为正极，电流由b电极沿导线流向a电极，充电时，b电极应与直流电源的正极相连，作电解池的阳极，故B正确；生成1mol超氧化钾时，消耗1mol氧气，两者的质量比为(1mol×71g·mol－1)∶(1mol×32g·mol－1)≈2.22∶1，故C正确；铅酸蓄电池充电时的总反应的化学方程式为2PbSO4＋2H2O===PbO2＋Pb＋2H2SO4，反应每消耗2mol水时，转移2mol电子，由得失电子守恒可知，消耗3.9g钾时，铅酸蓄电池消耗水的质量为×18g·mol－1＝1.8g，故D错误。3.我国科学家开发出了一种Zn-NO电池系统，该电池具有同时合成氨和对外供电的功能，其工作原理如图所示，下列说法错误的是A.电极电势：Zn/ZnO电极MoS2电极B.Zn/ZnO电极的反应式为Zn－2e－＋2OH－===ZnO＋H2OC.电池工作一段时间后，正极区溶液的pH减小D.电子流向：Zn/ZnO电极→负载→MoS2电极√Zn/ZnO电极为负极，MoS2电极为正极，正极电势高于负极电势，A正确；正极区消耗的H＋源于双极膜解离出的H＋，且产生的NH3会部分溶解，所以正极区溶液的pH不会减小，C错误；电子流向：负极→负载→正极，D正确。二、含离子交换膜的电解池4.以纯碱溶液为原料，通过电解的方法可制备小苏打，原理装置图如下：题述装置工作时，下列有关说法正确的是A.乙池电极接电源正极，气体X为H2B.Na＋由乙池穿过交换膜进入甲池C.NaOH溶液Z的浓度比NaOH溶液Y的小D.甲池电极反应为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑√由甲池放出O2知，乙池电极为电解池的阴极，和电源负极连接，溶液中水电离出的氢离子放电生成氢气，A项错误；电解池中阳离子移向阴极，B项错误；阴极附近水电离出的氢离子放电破坏了水的电离平衡，电极附近氢氧根离子浓度增大，NaOH溶液Y的浓度比NaOH溶液Z的大，C项正确；甲池电极为阳极，电解质溶液中水电离出的氢氧根离子放电生成氧气，氢离子浓度增大，碳酸根离子结合氢离子生成碳酸氢根离