【課件】電化學(xué)中的“膜術(shù)”

高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)——

電化學(xué)中的“膜術(shù)”真題再現(xiàn)（2014福建高考）某原電池裝置如右圖所示，電池總反應(yīng)為

2Ag+Cl2=2AgCl。下列說法正確的是()A．正極反應(yīng)為AgCl+e–=Ag+Cl–B．放電時(shí)，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(yīng)隨之改變D．當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.01mole–時(shí)，交換膜左側(cè)溶液中約減少0.02mol離子D電化學(xué)裝置考察變遷氯堿工業(yè)：電解飽和NaCl溶液陽極：2Cl--2e-=Cl2↑陰極：2H2O+2e-=H2↑+2OH-離子交換膜的作用：（1）防止陽極產(chǎn)生的Cl2進(jìn)入陰極室與NaOH反應(yīng)，導(dǎo)致產(chǎn)品不純。（2）防止與陰極產(chǎn)生的氫氣混合發(fā)生爆炸通電基礎(chǔ)必備離子交換膜是一種含有離子基團(tuán)的、對溶液中的離子具有選擇透過能力的高分子膜，也稱為離子選擇透過性膜。分類：陽離子交換膜陰離子交換膜質(zhì)子交換雙極性膜離子交換膜的作用：1.隔離作用：兩池溶液，隔離氣體，防止發(fā)生某些反應(yīng)。2.傳導(dǎo)作用：傳導(dǎo)離子，均衡離子濃度和平衡電荷，電解質(zhì)中電流的傳導(dǎo)。3.消除作用：消除液接電勢消除電流持續(xù)的阻礙二、學(xué)習(xí)“膜術(shù)”小試牛刀【2021年新課標(biāo)1卷11題】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(jìn)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(shí)可以得到NaOH和H2SO4產(chǎn)品C．負(fù)極反應(yīng)為2H2O﹣4e﹣=O2+4H+，負(fù)極區(qū)溶液pH降低D．當(dāng)電路中通過1mol電子的電量時(shí)，會有0.5mol的O2生成1.含膜電解池BH2O2Na+SO42-陰極陽極2H2O-2e-=H2+2OH-

c(OH-)>c(H+)

PH增大，產(chǎn)物NaOH2H2O-4e-=O2+4H+

c(H+)>c(OH-)

PH減小，產(chǎn)物H2SO4隔離兩池溶液，防止發(fā)生某些反應(yīng)，選擇性讓某類離子通過解析宏觀辨識微觀探析2.根據(jù)電極反應(yīng)判斷電荷增減溶液PH的變化等1.根據(jù)圖文信息寫出電極反應(yīng)3.據(jù)電中性原則，明確離子移動方向（避免副反應(yīng)），確定膜的類型。4.根據(jù)電子得失守恒進(jìn)行相關(guān)計(jì)算含膜電解池的解題思路小試牛刀次磷酸(H3PO2)為一元中強(qiáng)酸，具有較強(qiáng)的還原性，可用電滲析法制備，四室電滲析法”工作原理如圖所示。下列敘述不正確的是(）A．陽極反應(yīng)為2H2O-4e-=O2↑+4H+B．產(chǎn)品室中發(fā)生反應(yīng)H++H2PO-=H3PO2，該法還可得副產(chǎn)品NaOHC．次磷酸H3PO2在水溶液中的電離可表示為：H3PO2==3H++PO2-D．陽膜1的主要作用是防止H2PO2-進(jìn)入陽極室被氧化并允許H+通過C122H2O-4e-=H2+4OH-

c(OH-)>c(H+)

Na+通過陽膜移向陰膜2H2O-4e-=O2+4H+

c(H+)>c(OH-)

H+通過陽膜移向產(chǎn)品室NaH2PO2=Na++H2PO2-H++H2PO2-=

H3PO2隔離兩池溶液，選擇性讓某類離子通過，制備某些物質(zhì)H+Na+H2PO2-解析【2020年新課標(biāo)1卷】微生物電池，是指在微生物的作用下將化學(xué)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(cuò)誤的是（）A．正極反應(yīng)中有CO2生成B．微生物促進(jìn)了反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移C．質(zhì)子通過交換膜從負(fù)極區(qū)移向正極區(qū)D．電池總反應(yīng)為C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O2.含膜原電池AO2~O0-2正極負(fù)極C6H12O6~CO20+46O2+24e-+24H+=12H2OC6H12O6-24e-+6H2O=6CO2+24H+解析宏觀辨識微觀探析1.根據(jù)圖文信息判斷反應(yīng)物和生成物2.根據(jù)化合價(jià)升降判斷正負(fù)極3.判斷電子的移動方向，根據(jù)膜的類型，明確離子移動方向。4.根據(jù)電極反應(yīng)電子得失守恒進(jìn)行相關(guān)計(jì)算含膜原電池的解題思路小試牛刀(2022·全國卷）一種水性電解液Zn-MnO2離子選擇雙隔膜電池如圖所示[KOH溶液中，Zn2＋以Zn(OH)42-存在]。電池放電時(shí)，下列敘述錯(cuò)誤的是(

)A．Ⅱ區(qū)的K+通過隔膜向Ⅲ區(qū)遷移B．Ⅰ區(qū)的SO42-通過隔膜向Ⅱ區(qū)遷移C．MnO2電極反應(yīng)：MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2OD．電池總反應(yīng)：Zn+4OH-+MnO2+4H+=Zn(OH)2+Mn2++2H2OA

微生物燃料電池是指在微生物的作用下將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。某微生物燃料電池的工作原理如圖所示,下列說法正確的是(

)A.電子從b流出,經(jīng)外電路流向aB.HS-在硫氧化菌作用下轉(zhuǎn)化為SO42-的反應(yīng)是HS-+4H2O-8e-=SO42-+9H+C.如果將有機(jī)反應(yīng)物直接燃燒,能量的利用率不會變化D.若該電池電路中有0.4mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移,則有0.5molH+通過質(zhì)子交換膜B模擬高考三、百變“膜術(shù)”大顯身手用CH4/O2堿性燃料電池電解MnSO4溶液制備MnO2的裝置如圖所示。下列說法正確的是（）A、電極a上反應(yīng)式為CH4+2H2O-8e-=CO2+8H+B、電極b為正極，通入的氣體Y是O2C、電解過程中，質(zhì)子交換膜右側(cè)PH不斷增大D、轉(zhuǎn)移1mole-時(shí)，電極c處生成2molMnO2B大展身手

廚房垃圾發(fā)酵液可通過電滲析法處理，同時(shí)得到乳酸的原理如圖所示(圖中HA表示乳酸分子，A－表示乳酸根離子，乳酸的摩爾質(zhì)量為90g·mol－1

)。下列有關(guān)說法中正確的是（）A．陽極的電極反應(yīng)式為4OH－－4e－

=2H2O+O2↑B．H+

從陽極通過陽離子交換膜向陰極移動C．A－通過陰離子交換膜從陰極進(jìn)入濃縮室D．400mL10g·L－1乳酸溶液通電一段時(shí)間后，濃度上升為145g·L－1(溶液體積變化忽略)不計(jì))，陰極上產(chǎn)生的H2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積約為4.48L大展身手電極

反應(yīng)物電極

產(chǎn)物過程失電子

場所

(負(fù)極或陽極)得電子

場所

(正極或陰極)電子

導(dǎo)體

(導(dǎo)線)離子

導(dǎo)體

裝置維度原理維度現(xiàn)象