人教版高中化学选择性必修1化学反应原理精品课件 第4章 化学反应与电能 第2节 电解池 微专题7 离子交换膜在电化学中的应用.ppt

解析根据电池反应为2Li+SO2Cl2===2LiCl+SO2↑可知,放电时Li元素化合价由0价变为+1价,失去电子,所以Li电极是负极,电极反应为Li-e-===Li+,则C电极是正极,正极是SO2Cl2中的硫原子得电子发生还原反应,电极反应为SO2Cl2+2e-===2Cl-+SO2↑。电解池中,Ni电极失去电子生成Ni2+,通过膜a进入产品室,所以g电极为阳极,应与f相接,由Ⅲ室通过膜b进入产品室Ⅱ室,与Ni2+生成Ni(H2PO2)2。h电极为阴极,与原电池的e相接,不锈钢电极上H2O发生得电子的还原反应,电极反应为2H2O+2e-===H2↑+2OH-,则不锈钢电极附近的pH增大,Na+通过膜c进入Ⅳ室,形成闭合回路,所以膜a、c是阳离子交换膜,膜b是阴离子交换膜。故A、B、D正确,C错误。视角4“双极膜”电解池5.某科研小组研究采用膜堆(示意图如下)模拟以精制浓海水为原料直接制备酸碱。膜堆包括阳离子交换膜、阴离子交换膜和双极膜(A、D)。已知:在直流电源的作用下,双极膜内中间界面层发生水的解离,生成H+和OH-。下列说法错误的是()A.电极a连接电源的正极B.B膜为阳离子交换膜C.电解质溶液采用Na2SO4溶液可避免有害气体的产生D.Ⅱ口排出的是淡水B解析根据题干信息确定该装置为电解池,阴离子向阳极移动,阳离子向阴极移动,所以电极a为阳极,连接电源的正极,A正确;水在双极膜A解离后,H+向右移动、海水中的阴离子透过B膜向左移动形成酸,则B膜为阴离子交换膜,B错误;电解质溶液采用Na2SO4溶液,电解时生成氢气和氧气,可避免有害气体的产生,C正确;海水中的阴离子透过B膜向左移动,海水中的阳离子透过C膜向右移动,淡水从Ⅱ口排出,D正确。*探究离子交换膜在电化学中的应用方法突破1.含义、功能和作用(1)含义:离子交换膜又叫隔膜,由高分子特殊材料制成。(2)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)。(3)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。②能选择性地通过离子,起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。2.离子交换膜的类型(1)阳离子交换膜(简称阳膜):只允许阳离子通过,阻止阴离子和气体通过。(2)阴离子交换膜(简称阴膜):只允许阴离子通过,阻止阳离子和气体通过。(3)质子交换膜:只允许质子(H+)通过,不允许其他阳离子和阴离子通过。(4)双极膜:特种离子交换膜,它是由一张阳膜和一张阴膜复合制成的阴、阳复合膜。该膜的特点是在直流电场的作用下,阴、阳膜复合层间的H2O解离成H+和OH-并分别通过阴膜和阳膜,作为H+和OH-的来源。3.交换膜应用实例种类装置图说明阳离子交换膜①负极反应:Zn-2e-===Zn2+②正极反应:Cu2++2e-===Cu③Zn2+通过阳离子交换膜进入正极区种类装置图说明阴离子交换膜以Pt为电极电解淀粉KI溶液,中间用阴离子交换膜隔开①阴极反应:2H2O+2e-===H2↑+2OH-②阳极反应:2I--2e-===I2③阴极产生的OH-移向阳极与阳极产物反应:3I2+6OH-===+5I-+3H2O种类装置图说明质子交换膜在微生物作用下电解有机废水(含CH3COOH),可获得清洁能源H2①阴极反应:2H++2e-===H2↑②阳极反应:CH3COOH-8e-+2H2O===2CO2↑+8H+③阳极产生的H+通过质子交换膜移向阴极种类装置图说明双极膜利用双极膜组合电解法模拟海水淡化①阴极反应:2H++2e-===H2↑②阳极反应:4OH--4e-===O2↑+2H2O总反应为2H2O2H2↑+O2↑③离子移动方向如左图所示应用体验视角1“单膜”电解池1.连二亚硫酸钠(Na2S2O4)俗称保险粉,是一种强还原剂。工业常用惰性电极电解亚硫酸氢钠的方法制备连二亚硫酸钠,原理及装置如图所示,下列说法正确的是()A.b电极应该接电源的负极C.装置中所用离子交换膜为阴离子交换膜D.电路中每转移1mol电子,消耗SO2的体积为11.2LB解析NaHSO3在a电极反应生成Na2S2O4,S元素的化合价由+4价降低为+3价,发生还原反应,则a电极是阴极,b电极是阳极,故b电极接电源的正极,A持溶液呈电中性,H+透过离子交换膜向阴极迁移,则该离子交换膜应为质子交换膜,C错误;电路中每转移1mol电子,阳极消耗0.5molSO2,在标准状况下的体积为11.2L,题目未指明SO2是否处于标准状况下,D错误。归