高考化学二轮复习专题七电化学微专题3电化学中离子交换膜的分析与应用课件(共32张PPT)

(课件网) 专题七　电化学 微专题3　电化学中离子交换膜的分析与应用 高考真题赏析　明考向 电化学装置中双极膜的使用 1 角度 1. (2023·广东选考)用一种具有“卯榫”结构的双极膜组装电解池(下图)，可实现大电流催化电解KNO3溶液制氨。工作时，H2O在双极膜界面处被催化解离成H＋和OH－，有利于电解反应顺利进行。下列说法不正确的是(　　) 多用于电解池中，可以向阴阳两区提供所需的H＋和OH－ ? A．电解总反应：KNO3＋3H2O===NH3·H2O＋2O2↑＋KOH B．每生成1 mol NH3·H2O，双极膜处有9 mol的H2O解离 C．电解过程中，阳极室中KOH的物质的量不因反应而改变 D．相比于平面结构双极膜，“卯榫”结构可提高氨生成速率 【答案】　B 电化学装置中多膜多室 2 角度 【答案】　B 规律方法整合　建模型 ? 常见的离子交换膜　 种类 允许通过的离子及移动方向 说明 阳离子交换膜 阳离子→移向电解池的阴极或原电池的正极 只允许阳离子通过 阴离子交换膜 阴离子→移向电解池的阳极或原电池的负极 只允许阴离子通过 质子交换膜 H＋→移向电解池的阴极或原电池的正极 只允许H＋通过 种类 允许通过的离子及移动方向 说明 双极膜 由一张阳膜和一张阴膜复合制成。该膜特点是在直流电的作用下，阴、阳膜复合层间的H2O解离成H＋和OH－并通过阳膜和阴膜分别向两极区移动 只允许H＋和OH－通过 ? 离子交换膜的作用 【思维模型】　解含离子交换膜电化学装置题思维模型 第一步：分清隔膜类型。即交换膜属于阳膜、阴膜或质子膜中的哪一种，判断允许哪种离子通过隔膜。 第二步：写出电极反应式，判断交换膜两侧离子变化，推断电荷变化，根据电荷平衡判断透过膜的离子迁移方向。 第三步：分析隔膜作用。在产品制备中，隔膜作用主要是提高产品纯度，避免产物之间发生反应，或避免产物因发生反应而造成危险。 强基培优精练　提能力 电化学装置中双极膜的使用 1 角度 1. (2024·广东深圳二模)我国科研工作者研发了一种光电催化系统，其工作原理如图所示。工作时，光催化Fe2O3电极产生电子和空穴；H2O在双极膜界面处解离成H＋和OH－，有利于电极反应顺利进行，下列说法不正确的是(　　) A．双极膜中靠近Fe2O3电极的一侧为阴膜 B．左室溶液pH逐渐增大 C．GDE电极发生的反应为O2＋2H＋＋2e－===H2O2 D．空穴和电子的产生驱动了脱硫与H2O2制备反应的发生 【答案】　B 2. (2024·湖北十堰市二模)一种应用间接电氧化红曲红(M)合成新型红曲黄色素(N)的装置如图。下列说法正确的是(　　) 【答案】　C 电化学装置多膜多室 2 角度 3. (2024·河北沧州二模)一种新型酸碱混合锌铁液流电池放电时的工作原理如图所示。已知X和Y分别为阳离子膜和阴离子膜，①、②、③区电解质溶液的酸碱性不同。下列说法正确的是(　　) A．放电时，a电极的反应为Zn－2e－＋ 4H2O===[Zn(OH)4]2－＋4H＋ B．放电时，Cl－由②区向③区迁移 C．充电时，②区电解质溶液的浓度减小 D．充电时，③区溶液的酸性减弱 【答案】　C 【解析】　a极为负极，Zn发生失电子的氧化反应生成[Zn(OH)4]2－，同时可判断①区电解质溶液呈碱性，b极为正极，Fe3＋发生得电子的还原反应生成Fe2＋，同时可判断③区电解质溶液呈酸性。根据分析，放电时，a极为负极，Zn发生失电子的氧化反应生成[Zn(OH)4]2－，电极反应：Zn－2e－＋4OH－===[Zn(OH)4]2－，A错误；放电时，b极为正极，Fe3＋发生得电子的还原反应生成Fe2＋，为保持电解质溶液呈电中性，溶液中阴离子透过阴离子交换膜移向②区，B错误；充电过程中，a电极发生电极反应：[Zn(OH)4]2－＋2e－===Zn＋4OH－，b电极发生电极反应：2Fe2＋－2e－===2Fe3＋，结合离子交换膜种类及电解质溶液保持电中性，Na＋移 ... ...