高考化学一轮复习专项突破13隔膜在电化学装置中的应用教学案鲁科版.docx

隔膜在电化学装置中的应用1隔膜的分类隔膜又叫离子交换膜，由高分子特殊材料制成。离子交换膜分三类：(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。2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。注意：反应物相同，不同的交换膜，迁移的离子种类不同。同种交换膜，转移相同的电子数，如果离子所带电荷数不同，迁移离子数不同。离子迁移依据电荷平衡，而离子数目变化量可能不相等。典例导航(2016全国卷，T11)三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na和SO可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。下列叙述正确的是()A通电后中间隔室的SO向正极迁移，正极区溶液pH增大B该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品C负极反应为2H2O4e=O24H，负极区溶液pH降低D当电路中通过1 mol电子的电量时，会有0.5 mol的O2生成思路点拨直流电场作用图中的“”极和“”极就是阴极和阳极SO移向“”极，Na移向“”极ab为阳离子交换膜，cd为阴离子交换膜“”极反应为2H2e=H2，pH增大；“”极反应为4OH4e=O22H2O，pH减小。答案：B(1)ab为_(填“阴”或“阳”，下同)离子交换膜，cd为_离子交换膜。(2)正极区的电极反应式为_，正极区的pH变_(填“大”或“小”)，从平衡角度解释原因_。(3)当正极产生0.5 mol气体时，通过cd膜的离子数目为_。答案：(1)阳阴(2)4OH4e=O22H2O小正极区溶液中存在H2OHOH，OH放电，c(OH)减小，上述平衡右移，使c(H)c(OH)，且c(H)逐渐增大，pH减小(3)6.021023(或NA)对点训练1(2019保定模拟)用Na2SO3溶液吸收硫酸工业尾气中的二氧化硫，将所得的混合液进行电解循环再生，这种新工艺叫再生循环脱硫法。其中阴、阳离子交换膜组合循环再生机理如图所示，下列有关说法中不正确的是()AX为直流电源的负极，Y为直流电源的正极B阳极反应为4OH4e=2H2OO2C图中的baD该过程中的产品主要为H2SO4和H2B根据Na和SO的移向可知Pt()为阴极，反应为2H2e=H2，Pt()为阳极，反应为SO2eH2O=SO2H。2(2014全国卷，改编)次磷酸(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)：(1)左电极为_极，电极反应式为_。(2)阳极室中的_通过阳膜进入产品室；原料室中_通过阳膜进入阴极室；原料室中_通过阴膜进入产品室。(3)产品室中发生的离子反应方程式为_。(4)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_杂质。该杂质产生的原因是_。答案：(1)阳4OH4e=2H2OO2(或2H2O4e=4HO2)(2)HNaH2PO(3)HH2PO=H3PO2(4)POH2PO(或H3PO2)被氧化3某原电池装置如下图所示，电池总反应为2Ag