2025届高中化学一轮复习：第十章　热点强化18　离子交换膜电化学装置（课件 学案）(共18张PPT)

(课件网) 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1 Ah电量时，生成KO2的质量与消耗O2的质量 　比值约为2.22 D.用此电池为铅酸蓄电池充电，消耗3.9 g钾时，铅酸蓄电池消耗0.9 g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1 mol超氧化钾时，消耗1 mol氧气，两者的质量比为(1 mol×71 g·mol－1)∶ (1 mol×32 g·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2 mol水时，转移2 mol电子，由得失电子守恒可知，消耗3.9 g钾时，铅酸蓄电池消耗水的质量为 ×18 g·mol－1＝1.8 g，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