突破电化学中带隔膜装置的难关复习.pptx

二轮复习课堂之 突破 电化学中有隔膜装置的难关 徐丹 江西师大附中 高考考情分析 学情调查 调查小结 2016 新课标I卷 11 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SO42 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 真题再现 Na SO42 阳膜 阴膜 膜的类型的判断 离子的定向移动规律 膜的作用 Na 为什么会向阴极移动 SO42 会向阳极移动 阴极 4H2O 4e 2H2 2OH 根据电荷守恒 阳离子要进入负极区 阳极 2H2O 4e O2 4H 根据电荷守恒 阴离子要进入正极区 允许特定微粒通过 使溶液电荷平衡 2016 新课标I卷 11 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SO42 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SO42 离子向正极迁移 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2H2O 4e O2 4H 负极区溶液PH降低D 当电路中通过1mol电子的电量时 会有的0 5molO2生成 B 稀硫酸 阳极室 产品室 原料室 阴极室 稀溶液 H3PO2 NaH2PO2 浓溶液 NaOH 稀溶液 石墨 膜 膜 膜 石墨 2014 全国理综I节选 T27 次磷酸 H3PO2 是一种精细磷化工产品 具有较强的还原性 回答下列问题 4 H3PO2也可用电渗析法制备 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 问题 产品室要得到H3PO2的则三种膜分别是什么膜 阳 阴 阳 2H2O 4e 4H O2 阳极 阴极 4H2O 4e 4OH H2 H H2PO2 Na 膜的类型的判断 离子的浓度的变化 稀硫酸 阳极室 产品室 原料室 阴极室 稀溶液 H3PO2 NaH2PO2 浓溶液 NaOH 稀溶液 石墨 阳膜 阴膜 阳膜 石墨 2014 全国理综I节选 T27 次磷酸 H3PO2 是一种精细磷化工产品 具有较强的还原性 回答下列问题 4 H3PO2也可用电渗析法制备 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 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 H3PO4或PO43 由于H3PO2具有还原性 电解时就会有H3PO2在阳极放电而被氧化生成H3PO4 稀硫酸 阳极室 产品室 原料室 阴极室 稀溶液 H3PO2 NaH2PO2 浓溶液 NaOH 稀溶液 石墨 阳膜 阴膜 阳膜 石墨 2014 全国理综I节选 T27 次磷酸 H3PO2 是一种精细磷化工产品 具有较强的还原性 回答下列问题 4 H3PO2也可用电渗析法制备 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 问题 若阴极室的NaOH溶液用NaH2PO2稀溶液代替 并撤去阴极室与原料室之间的阳膜 从而合并了阴极室与原料室 分析后续的反应 已知H3PO2是一元中强酸 阳极的电极反应 2H2O 4e 4H O2 阴极的电极反应 4H2O 4e 4OH H2 H OH 稀硫酸 阳极室 产品室 原料室 阴极室 稀溶液 H3PO2 NaH2PO2 浓溶液 NaOH 稀溶液 石墨 阳膜 阴膜 阳膜 石墨 2014 全国理综I节选 T27 次磷酸 H3PO2 是一种精细磷化工产品 具有较强的还原性 回答下列问题 4 H3PO2也可用电渗析法制备 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 阳极室 阴极室 H2O放电生成OH 和H2 膜的作用 防止产生杂质 提高产物纯度 H3PO2在阳极放电而被氧化生成H3PO4 常见膜的分析 归纳总结 归纳总结 膜的常见作用 允许特定微粒通过 使溶液电荷平衡 防止产生杂质 提高产物纯度 阻止副反应发生 避免安全隐患 归纳总结 常见膜的类型 阴离子交换膜 质子交换膜 选择性透过膜 阳离子交换膜 隔膜 离子交换膜 2016浙江 金属 M 空气电池 如图 具有原料易得 能量密度高等优点 有望成为新能源汽车和移动设备的电源 该类电池放电的总反应方程式为 4M nO2 2nH2O 4M OH n 已知 电池的 理论比能量 指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能 下列说法不正确的是 A 采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积 并有利于氧气扩散至电极表面B 比较Mg Al Zn三种金属 空气电池 Al 空气电池的理论比能量最高C M 空气电池放电过程的正极反应式 4Mn nO2 2nH2O 4ne 4M OH nD 在Mg 空气电池中 为防止负极区沉积Mg OH 2 宜采用中性电解质及阳离子交换膜 C 释放1mole 消耗Mg Al Zn质量分别12g 9g 32 5g 正极 O2 2H2O 4e 4OH 考查了膜的作用 关注所用膜的类型 锌溴液流电池是一种新型电化学储能装置 如图所示 电解液为溴化锌水溶液 其在电解质储罐和电池间不断循环 下列说法不正确的是 A 充电时电极a连接电源的负极B 阳离子交换膜可阻止Br2与Zn直接发生反应C 放电时左侧电解质储罐中的离子总浓度增大D 充电时 每转移2mole 理论上有1molZn2 通过离子交换膜从左向右扩散 放电的总反应 Zn Br2 ZnBr2 放电b极 Zn 2e Zn2 b 负极 充电时 b接 电源的负极 X Zn2 放电时作原电池 a极 Br2 2e 2Br 即左侧电极上生成了Br 原电池中阳离子向正极移动 阴离子向负极移动 锌溴液流电池是一种新型电化学储能装置 如图所示 电解液为溴化锌水溶液 其在电解质储罐和电池间不断循环 下列说法不正确的是 D 充电时 每转移2mole 理论上有1molZn2 通过离子交换膜从左向右扩散 充电时 电解池中阳离子向阴极移动 所以有1molZn2 从左向右扩散 Zn2 2e Zn b极为阴极 2mol 1mol 考查了膜的作用和过膜离子的量 工业上也可设计图示装置 用锂离子电池 LixC为难电离锂碳化合物 为电源 电解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7 当电解过程中转移了0 5mol电子时 LixC Li1 xCoO2C LiCoO2 1 理论上右侧溶液的质量减少g 2 理论上两侧溶液的质量差g 3 理论上两侧溶液的质量的变化差g 工业上也可设计图示装置 用锂离子电池 LixC为难电离锂碳化合物 为电源 电解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7 当电解过程中转移了0 5mol电子时 LixC Li1 xCoO2C LiCoO2 4CrO42 4H 2Cr2O72 2H2O 右侧生成H B极为阳极 阳极 2H2O 4e 4H O2 左侧阴极 4H2O 4e 4OH 2H2 中间为Na 交换膜 Na 工业上也可设计图示装置 用锂离子电池 LixC为难电离锂碳化合物 为电源 电解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7 当电解过程中转移了0 5mol电子时 1 理论上右侧溶液的质量减少g 4CrO42 4H 2Cr2O72 2H2O 阳极 2H2O 4e 4H O2 mO2 mNa 15 5g 阴极 4H2O 4e 4OH 2H2 在阴极 4e 4OH 根据电荷守恒 则有Na 会从右侧向左侧移动 0 5mol 0 5mol 即 0 5mol 0 125mol 0 125molX32g mol 23g molx0 5mol Na 工业上也可设计图示装置 用锂离子电池 LixC为难电离锂碳化合物 为电源 电解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7 当电解过程中转移了0 5mol电子时 2 理论上两侧溶液的质量差g 假设原来两侧溶液质量相同为mg 左侧