【学霸笔记：同步精讲】第1章 第3节 第3课时 “有膜”电解池题型的解题方法(能力课) 讲义--2026版高中化学鲁科版选必修1

第3课时�———�有膜”电解池题型的解题方法(能力课) 探究任务 1．掌握有隔膜电解池的工作原理，知道隔膜在电解池中的应用。 2．形成“有膜”电解池的解题思路，增强发现问题解决问题的能力。 旧知回顾 1．电解精炼或电镀时，电极质量减少的电极必为金属电极———阳极；电极质量增加的电极必为阴极。 2．电镀时，阳极(镀层金属)失去电子的数目与阴极镀层金属离子得到电子的数目相等，因此电镀液的浓度不变。电解精炼铜时由于阳极发生多个反应，阴极增加的质量不等于阳极减少的质量，溶液中c(Cu2+)减小。 3．电解的计算，以电路中通过4 mol e－为桥梁构建关系式：4e－～～(式中M为金属，n为其离子的化合价数值)。 1．交换膜的功能及工作原理 (1)功能：使离子选择性定向移动，目的是平衡整个溶液的离子浓度或电荷。 (2)工作原理(以阳离子交换膜为例)：交换膜上有很多微孔，“孔道”上有许多带负电荷的基团，阳离子可以自由通过“孔道”，由浓度大的区域向浓度小的区域移动。阴离子移动到“孔道”处，受到“孔道”带负电荷基团的排斥而不能进入“孔道”中，因而不能通过交换膜。这就是“选择性”透过的原因。其构造与工作示意图如图所示：阴离子交换膜的构造和工作原理与此相同，只不过是“孔道”中带正电荷基团而已。 2．离子交换膜的作用及意义 (1)隔离某些物质，防止发生反应，常用于物质制备。 (2)限制某些离子的移动，常用于物质制备及纯化。 (3)双极膜：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的作用下，阴、阳膜复合层间的H2O解离成H＋和OH－并分别通过阳膜和阴膜，作为H＋和OH－的离子源。 3．有膜电解池试题的解题思路 (1)确定电解池的阴、阳极：根据外接电源的正负极、电子流向、电极现象等确定电解池的阴、阳极。 (2)根据交换膜的类型确定移动的离子及移动方向： ①阳离子交换膜：只有阳离子由阳极移向阴极； ②阴离子交换膜：只有阴离子由阴极移向阳极； ③质子交换膜：只有氢离子由阳极移向阴极。 (3)根据移动的离子书写判断电极反应式，判断溶液离子浓度、质量、pH的变化，判断电极产物等。 【例题】　Al－H2O2电池是一种新型电池，已知H2O2是一种弱酸，在强碱性溶液中以形式存在。现以Al－H2O2为电源(如甲池所示，电池总反应为＋3H2O===2[Al(OH)4]－＋OH－)，电解处理有机质废水(如乙池所示)。下列说法正确的是(　　) A．电池工作时，甲池、乙池用导线连接的顺序为a连c，b连d B．电池工作一段时间后甲池中pH减小 C．乙池工作时，质子将从B电极室移向A电极室 D．若B电极上转化1.5 mol CO2，则甲池中溶解4 mol Al －＋OH－，反应生成OH－，工作一段时间后甲池中pH增大，故B错误；乙池工作时，阳离子移向阴极，质子将从A电极室移向B电极室，故C错误；B电极CO2→CH4，C元素化合价由＋4降低为－4，若B电极上转化1.5 mol CO2，电路中转移12 mol电子，根据得失电子守恒，甲池中溶解4 mol Al，故D正确。] “串联”类电池的解题流程 1．以纯碱溶液为原料，通过电解的方法可制备小苏打，原理装置如图所示，此装置工作时，下列有关说法不正确的是(　　) A．乙池电极接电源负极，气体X为H2 B．Na＋由甲池穿过交换膜进入乙池 C．NaOH溶液Z的浓度比NaOH溶液Y的小 D．甲池电极反应为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ 2．利用CH4燃料电池电解制备Ca(H2PO4)2并得到副产物NaOH、H2、Cl2，装置如图所示。下列说法正确的是(　　) A．P极、Q极分别为阴极、阳极 B．A膜、C膜均为阳离子交换膜，B膜为阴离子交换膜 C．a极上的反应为CH4－4e－＋4O2-===CO2＋2H2O D．理论上，a极消耗2.24 L甲烷，P极产生0.4 mol Cl2 3．双极膜(BP)为复合膜，可在直流电的作用下，将膜间的水分子解离，提供H＋、OH－。利用双极膜与离子交 ... ...