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高中化学离子交换膜在电化学中的应用微课精品课件


巩固训练
2.利用反应6NO2+8NH3====7N2+12H2O构成电池,既能实现有效消除 氮氧化物的排放,减轻环境污染,又能充分利用化学能,装置如图所
示。下列说法不正确的是( C )
A.电流从右侧电极经过负载后流向左侧电极 B.为使电池持续放电,离子交换膜选用阴离子交换膜 C.电极A反应式为2NH3-6e-====N2+6H+ D.当有4.48 L NO2(标准状况)被处理时,转移电子为0.8 mol
1.隔离两极区,防止发生副反应
例2:现有阳离子交换膜、阴离子交换膜、石墨电极, 请用氯碱工业中的膜技术原理,回答下列问题.
请利用交换膜技术,根据上图框架,设计一个电解
Na2SO4溶液制NaOH溶液和H2SO4溶液的装置,标出进
出物质的化学式(已知E为Na2SO4溶液):
A膜aO为2
G

离H子2S交O4换膜B (H填2 “C阳”N或aO“H阴”;).

②若电解过程中转移了2mol电子,则膜两侧电解液的质量变化差
(Δm左-Δm右)为 14.4 g。
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3.人工肾脏可采用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素,原理如下图。
①电源的负极为 B (填“A”或“B”)。
②阳极室中发生的反应依次为
6Cl--6e- = 3Cl2↑

CO()2+3Cl2+H2O = N2+CO2+6HC。l
③电解结束后,阴极室溶液的pH与电解前相
比将 不变 ;若两极共收集到气体13.44
三、分离、提纯某些物质
例5: 工业品氢氧化钾溶液中含 有某些含氧酸根杂质,可用离 子交换膜法电解提纯。电解槽 内装有离子交换膜,其工作原理如 图所示。下列说法中不正确的
是(C )
A.阴极材料可以是Fe ,含氧酸根杂质不参与电极反应 B.该电解槽的阳极反应式为:4OH--4e-= 2H2O+O2↑ C.该离子交换膜为阴离子交换膜 D.除去杂质后,氢氧化钾溶液从出口B导出来
2.交换膜的功能 使离子选择性定向迁移(目的是平衡整个溶 液的_电__荷__或__离__子__浓__度__)
3.交换膜在电化学中的作用???
1.隔离两极区,防止发生副反应
例1:下图电解装置也可用于制备烧碱,a、b均为离子 交换膜,Ⅱ区加入NaCl溶液,则下列叙述中错误的是
( B)
A、NaOH、H2均在Ⅰ区产生 B、图中a为阴离子交换膜 C、使用离子交换膜可以有效地隔离NaOH和Cl2,阻止 二者之间的反应 D、电解时往Ⅲ区的溶液中滴加几滴甲基橙,溶液先变 红后褪色
3.交换膜在电化学中的作用 (1)将两极区隔离,防止 两极区的产物发生反应, 影响产品的纯度或者引发 安全事故。 (2)用于物质的制备。 (3)用于物质的分离、提纯等。
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1.某原电池装置如右图所示,电池总反应为2Ag+Cl2=2AgCl。 下列说法正确的是( D )
A.正极反应为AgCl+e-=Ag+Cl- B.放电时,交换膜右侧溶液中有大 量白色沉淀生成 C.若用NaCl溶液代替盐酸,则电池 总反应随之改变 D.当电路中转移0.01 mol e-时,交 换膜左侧溶液中约减少0.02 mol离子
二、制备某些物质
例3:加碘食盐中含有碘酸钾(KIO3),现以电解法制备碘 酸钾,实验装置如图所示。先将一定量的碘溶于过量氢氧 化钾溶液,发生反应:3I2+6KOH=5KI+KIO3+3H2O,将 反应后溶液加入阳极区,另将氢氧化钾溶液加入阴极区,
开始电解。下列说法中正确的是( C)
A.电解过程中OH-从a极区通过离子交换膜 c进入b极区
①写出阳极的电极反应式 _2_H__2O__-_4_e_- =__O_2_↑_+_4_H__+ 。 ②分析产品室可得到H3PO2的原因是 _阳__极__室_的__H__+穿__过__阳__膜_扩__散__至__产__品__室_,__原__料__室__的_H__2P_O2-穿过阴膜 _扩__散__至_产__品__室__,__二_者__反__应__生__成_H__3P_O__2。__________________。 ③早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2:将“四室电渗析 法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替,并撤去阳极室与 产品室之间的阳膜,从而合并了阳极室与产品室。其缺点是产 品中混有___P_O4_3_- __杂质,该杂质产生的原因是H_3_P_O_2或__H_2P_O_2_-_被_ 氧化。
B.c为阳离子交换膜 C.a电极反应式:I--6e-+6OH-= IO3-+3H2O,
a极区的KI最终转变为KIO3 D.当阳极有0.1mol I-放电时,阴极生成
6.72LH2
二、制备某些物质
例4:H3PO2可用电渗析法制备, “四室电渗析法”工作原理 如图所示(阳膜和阴膜分别只 允许阳离子、阴离子通过):
离子交换膜在电化学中的应用
在近几年的高考试题中,离子交换膜是电化学的考查热 点,且常考常新。其考情如下:
命题点
五年考情
阳离子交换膜
2018·Ⅰ·T27,2016·Ⅰ·T11, 2014·Ⅰ·T27,
阴离子交换膜 2016·Ⅰ·T11,2014·Ⅰ·T27
质子交换膜 2018·Ⅰ·T13,2015·Ⅰ·T11
L(标准状况),则除去的尿素为 7.2 g(忽略
气体的溶解)。
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4.化学在环境保护中起着十分重要的作 用,催化反硝化法和电化学降解法可用 于治理水中硝酸盐的污染。电化学降解 NO3-的原理如图所示。
①电源正极为 A (填A或B),
阴极反应式为 2 NO3- +10e-+6H2O = N2↑+ 12OH-
离子交换膜是一种含有离子基团的、对溶液中的离子具有 选择透过能力的高分子膜,也称为离子选择透过性膜。 1.常见的离子交换膜: (1)阳离子交换膜,简称阳膜,只允许阳离子通过,即允许H+和其 他阳离子通过,不允许阴离子通过。 (2)阴离子交换膜,简称阴膜,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,不允许其他阳离子和阴离子通过。
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