【学霸笔记：同步精讲】第四章 阶段提升课 第2课时 电化学中的隔膜应用与有关计算 讲义--2026版高中化学人教版选必修1

第2课时　电化学中的隔膜应用与有关计算 素养 目标 1．了解电化学装置中隔膜的类型及应用，培养学生的模型认知化学素养。 2．了解串联中的原电池与电解池及其有关计算，培养学生的思维能力和创新能力。 考点一　隔膜在电化学中的应用 隔膜又叫离子交换膜，主要由高分子特殊材料制成。 1．隔膜的分类及其特点 (1)阳离子通过阳离子交换膜移向原电池的正极或电解池的阴极。 (2)阴离子通过阴离子交换膜移向原电池的负极或电解池的阳极。 (3)通过交换膜的离子带的电荷数等于外电路转移的电子数。 2．隔膜的应用 (1)用于物质的制备：通过隔膜在阴、阳极区分别制备特定物质。 (2)物质的分离与提纯。 (3)海水的淡化。 3．隔膜的作用 (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。 (2)能选择性地通过离子，起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。 4．离子交换膜类型的判断方法 根据电解质溶液呈电中性的原则和实验目的，判断膜的类型，判断时首先写出阴、阳两极上的电极反应，依据电极反应确定该电极附近哪种离子剩余，因该电极附近溶液呈电中性，从而判断出离子移动的方向，进而确定离子交换膜的类型，如电解饱和食盐水时，阴极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，则阴极区域破坏水的电离平衡，OH－有剩余，阳极区域的Na＋穿过离子交换膜进入阴极室，形成NaOH溶液，故电解饱和食盐水中的离子交换膜是阳离子交换膜。 含离子交换膜电化学装置题的解题步骤 说明：原电池中阴(阳)离子通过阴(阳)离子交换膜移向负(正)极，电解池中阴(阳)离子通过阴(阳)离子交换膜移向阳(阴)极。 类型一　利用交换膜进行物质的分离与提纯 1．双极膜在电渗析中应用广泛，它是由阳离子交换膜和阴离子交换膜复合而成的，双极膜内层为水层，工作时双极膜可将水层中的H2O解离得到H＋和OH－，并分别通过离子交换膜向两侧发生迁移。如图为NaBr溶液的电渗析装置示意图。 下列说法不正确的是(　　) A．出口1的物质为硫酸钠溶液 B．Br－可从盐室最终进入阳极液中 C．出口2的物质为NaOH溶液 D．阳极反应式为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O B　[电解时，阴极上水电离出的H＋得到电子生成H2，左侧双极膜中的H＋向阴极迁移，补充阴极液中所消耗的不能通过双极膜，故出口1的物质为Na2SO4溶液，A正确；电解时，溶液中的阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，则盐室溶液中的Br－向阳极移动，与双极膜提供的氢离子结合，故出口4的物质为HBr溶液，Br－不会从盐室最终进入阳极液中，B错误；电解时，溶液中的阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，则盐室溶液中的Na＋向阴极移动，与双极膜提供的氢氧根离子结合，出口2的物质为NaOH溶液，C正确；电解池阳极处发生的反应是物质失电子被氧化，发生氧化反应，水电离成H＋和OH－，且氢氧根离子放电能力强于硫酸根离子，则在阳极处发生的电极反应为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，D正确。] 类型二　利用交换膜进行物质的制备 2．可利用三室式电解法电解Na2SO4溶液制备稀硫酸、NaOH溶液、H2和O2，原理如图所示。下列说法不正确的是(　　) A．可向阴极区加入稀NaOH溶液增强导电性 B．a可使用阳离子交换膜 C．电解时阴极区发生还原反应 D．电解时阳极区反应式为2H＋＋2e－===H2↑ D　[根据电解原理可知在阴极区得到NaOH溶液，所以为了增强溶液导电性，电解开始前可向阴极区中加入稀NaOH溶液，A正确；Na＋需要进入阴极区需要进入阳极区，所以a可使用阳离子交换膜，B正确；电解时阴极区得到电子，发生还原反应，C正确；电解时阳极区反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，D错误。] 类型三　利用交换膜进行污水处理 3．用一种阴、阳离子双隔膜三室电解槽处理废水中的，模拟装置如图所示。下列说法正确的是(　　) A．阳极室溶液由无色变成棕黄 ... ...