高中化学含膜电化学(2020届公开课)课件

欢迎光临电白一中高三化学备课组2019.9.26欢迎光临电白一中高三化学备课组2019.9.261电化学中的“膜”化学广东省茂名市2020届高考督导课电白区第一中学制作电化学中的“膜”化学广东省茂名市2020届高考督导课电白区第【备考札记】考纲要求展望20201.理解原电池和电解池的构成、工作原理及应用，能写出电极反应和总反应方程式。2.了解常见化学电源种类及其工作原理。3.了解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危止害及防止金属腐蚀的措施。心中有目标，学习有方向【备考札记】考纲要求展望20201.理解原电池和电解池的构成【备考札记】离子交换膜是一种含有离子基团的、对溶液中的离子具有选择透过能力的高分子膜，也称为离子选择透过性膜。阳离子交换膜阴离子交换膜质子交换膜其他离子交换膜的作用：1.隔离作用：隔离两池溶液，隔离气体，防止发生某些反应。2.传导作用：传导离子，均衡离子浓度和平衡电荷。3.消除作用：消除电流持续的阻碍分类：【备考札记】离子交换膜是一种含有离子基团的、对溶液中的离子具回忆往“试”

你的“膜”样（2015.新课标I卷,11）（2016.新课标I卷,11）（2018.新课标I卷,27）（2018.新课标3卷,27）（2019.新课标I卷,12）（2014.新课标I卷,27）——电化学装置考察变迁四室电解池双室原电池三室电解池双室电解池双室原电池回忆往“试”你的“膜”样（2015.新课标I卷,11）5年份20142015201620182019试题类型填空和简答题选择题选择题填空题和选择题选择题赋分6分6分6分9分6分命题背景材料“四室电渗析”制备次磷酸微生物电池工作原理“三室式电渗析法”处理废水CO2和H2S的高效去除、三室膜技术微生物电池工作原理题干表述方式文字表述+离子交换膜+电解装置图像文字表述+离子交换膜+电池装置图像文字表述+离子交换膜+电解装置图像文字表述+离子交换膜+电解装置图像文字表述+未知交换膜+电池装置图像装置类型四室电解池双室原电池三室电解池双室和电解池双室原电池离子交换膜类型和数目阳膜2个阴膜1个质子交换膜1个未知交换膜2个质子交换膜1个、阳离子交换膜2个未知交换膜1个考点阳极反应式；分析产品得到的原因；工艺流程的评价正极反应产物；判断质子移动的方向；电池总反应；微生物的作用离子的迁移方向；正极区的PH变化；负极电极方程式判断；相关计算阴极电极反应；总反应；电池的电势；阳极电极反应工艺流程的评价；阴极反应式；正极反应产物；判断质子移动的方向；考情分析新情境老问题年份20142015201620182019试题类型填空和简（选修4—P77）命题依据：不忘初心重视课本注意源于课本高于课本交换膜（选修4—P77）命题依据：不忘初心重视课本注意源于课7例1、【2015年新课标1卷11题】是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置．微生物电池，其工作原理如图所示下列有关微生物电池的说法错误的是（）A．正极反应中有CO2生成B．微生物促进了反应中电子的转移C．质子通过交换膜从负极区移向正极区D．电池总反应为C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O命题点：1、电极判断2、电极和总方程式书写3、电流传递4、电极产物及影响5、计算【活动探究一】交换膜在原电池中的应用A负极正极C6H12O6~CO20+4O2~H2O0-2

C6H12O6-24e-+6H2O=6CO2+24H+6O2+24e-+24H+=12H2OH+负极例1、【2015年新课标1卷11题】是指在微A．正极反应中有BH2-2e-=2H+或(H2+2MV2+=2H++2MV+)N2+6e-

+6H+=2NH3

或（N2+6H++6MV+=2NH3+6MV2+)负极正极负极H+BH2-2e-=2H+或N2+6e-+6H+宏观辨识微观探析1.根据图文信息判断反应物和生成物2.根据化合价升降判断正负极3.判断电子的移动方向，根据膜的类型，明确离子移动方向。4.根据电极反应电子得失守恒进行相关计算含膜原电池的解题思路宏观辨识微观探析1.根据图文信息2.根据化合价升降判断正负极例2、【2016年新课标1卷11题】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0.5mol的O2生成命题点：1、电极判断2、电极和总方程式书写3、电流传递4、电极产物及影响5、计算【活动探究二】交换膜在电解池中的应用BH2O2Na+

SO42-阴极阳极2H2O-4e-=O2↑+4H+PH减小，产物H2SO42H2O+2e-=H2↑+2OH-PH增大，产物NaOH阳极例2、【2016年新课标1卷11题】三室式A．通电后中间变式训练2、【2014年新课标1卷

27题

节选】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写出阳极的电极反应式:

。

②分析产品室可得到H3PO2的原因:

。

③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

。

2H2O﹣4e﹣=O2↑+4H+阳极室的H+穿过阳膜扩散至产品室，原料室的H2PO2﹣穿过阴膜扩散至产品室，二者反应生成H3PO2PO43﹣（或HPO42﹣、H2PO4﹣、H3PO4）H2PO2﹣或H3PO2被氧化H+H2PO2-Na+2H2O+2e-=H2↑+2OH-Na+通过阳膜移向阴极室2H2O-4e-=O2↑+4H+H+通过阳膜移向产品室H2PO2-通过阴膜移向产品室，发生反应H++H2PO2-=

H3PO2阳极阴极2H2O﹣4e﹣=O2↑+4H+阳极室的H+穿过阳膜扩散至产宏观辨识微观探析2.根据电极反应判断电荷增减溶液PH的变化等1.根据图文信息写出电极反应3.据电中性原则，明确离子移动方向（避免副反应），确定膜的类型。4.根据电子得失守恒进行相关计算含膜电解池的解题思路宏观辨识微观探析2.根据电极反应判断电荷增减溶液PH例3、用CH4/O2碱性燃料电池电解MnSO4溶液制备MnO2的装置如图所示。下列说法正确的是（）A、电极a上反应式为CH4+2H2O-8e-=CO2+8H+B、电极b为正极，通入的气体Y是O2C、电解过程中，质子交换膜右侧PH不断增大D、转移1mole-时，电极c处生成2molMnO2B【活动探究三】交换膜在“双池”中的综合应用MnSO4~MnO2+2+4原电池电解池阳阴正负a极:

CH4-8e-

+10OH-=CO32-+7H2Ob极：2O2+

8e-

+4H2O=8OH-d极：2H

++2e-=H2↑c极：Mn2+-2e-

+2H2O=MnO2+4H+H+例3、用CH4/O2碱性燃料电池电解MnSO4溶液制备MnO电极

反应物电极

产物过程失电子

场所

(负极或阳极)得电子

场所

(正极或阴极)电子

导体

(导线)离子

导体

装置维度原理维度现象还原剂氧化产物e-e-得e-氧化剂还原产物阳膜阴膜阴离子阳离子失e-应用和社会价值维度新型电源制备物质环境保护.....宏观模型微粒观念（1）交换膜作用及类型（2）交换摸的选择与计算(含离子移动、质量变化、PH变化等）电极

反应物电极

产物过程失电子

场所

(负极或阳极)得电子作业：《备考指南》P1336.P1343.P1363.P1417、（2）作业：《备考指南》1．(2018·甘肃兰州一中考前冲刺三模)如图为一种微生物燃料电池结构示意图，关于该电池叙述正确的是(

)A．正极反应式为MnO2＋4H＋＋2e－=Mn2＋＋2H2OB．微生物所在电极区放电时发生还原反应C．放电过程中，H＋从正极区移向负极区D．若用该电池给铅蓄电池充电，MnO2电极质量减少8.7g，则铅蓄电池负极增重9.6g模拟高考一A1．(2018·甘肃兰州一中考前冲刺三模)如图为一种微生物燃2．LiOH和钴氧化物可用于制备锂离子电池正极材料。利用如图装置电解制备LiOH，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。下列说法不正确的是(

)A．B极区电解液为LiOH溶液B．每产生标准状况下2.24L氢气，就有0.1mol阳离子通过交换膜进入阴极区C．电解过程中Li＋向B电极迁移D．阳极电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑模拟高考二B2．LiOH和钴氧化物可用于制备锂离子电池正极材料。利用如图欢迎光临电白一中高三化学备课组2019.9.26欢迎光临电白一中高三化学备课组2019.9.2619电化学中的“膜”化学广东省茂名市2020届高考督导课电白区第一中学制作电化学中的“膜”化学广东省茂名市2020届高考督导课电白区第【备考札记】考纲要求展望20201.理解原电池和电解池的构成、工作原理及应用，能写出电极反应和总反应方程式。2.了解常见化学电源种类及其工作原理。3.了解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危止害及防止金属腐蚀的措施。心中有目标，学习有方向【备考札记】考纲要求展望20201.理解原电池和电解池的构成【备考札记】离子交换膜是一种含有离子基团的、对溶液中的离子具有选择透过能力的高分子膜，也称为离子选择透过性膜。阳离子交换膜阴离子交换膜质子交换膜其他离子交换膜的作用：1.隔离作用：隔离两池溶液，隔离气体，防止发生某些反应。2.传导作用：传导离子，均衡离子浓度和平衡电荷。3.消除作用：消除电流持续的阻碍分类：【备考札记】离子交换膜是一种含有离子基团的、对溶液中的离子具回忆往“试”

你的“膜”样（2015.新课标I卷,11）（2016.新课标I卷,11）（2018.新课标I卷,27）（2018.新课标3卷,27）（2019.新课标I卷,12）（2014.新课标I卷,27）——电化学装置考察变迁四室电解池双室原电池三室电解池双室电解池双室原电池回忆往“试”你的“膜”样（2015.新课标I卷,11）23年份20142015201620182019试题类型填空和简答题选择题选择题填空题和选择题选择题赋分6分6分6分9分6分命题背景材料“四室电渗析”制备次磷酸微生物电池工作原理“三室式电渗析法”处理废水CO2和H2S的高效去除、三室膜技术微生物电池工作原理题干表述方式文字表述+离子交换膜+电解装置图像文字表述+离子交换膜+电池装置图像文字表述+离子交换膜+电解装置图像文字表述+离子交换膜+电解装置图像文字表述+未知交换膜+电池装置图像装置类型四室电解池双室原电池三室电解池双室和电解池双室原电池离子交换膜类型和数目阳膜2个阴膜1个质子交换膜1个未知交换膜2个质子交换膜1个、阳离子交换膜2个未知交换膜1个考点阳极反应式；分析产品得到的原因；工艺流程的评价正极反应产物；判断质子移动的方向；电池总反应；微生物的作用离子的迁移方向；正极区的PH变化；负极电极方程式判断；相关计算阴极电极反应；总反应；电池的电势；阳极电极反应工艺流程的评价；阴极反应式；正极反应产物；判断质子移动的方向；考情分析新情境老问题年份20142015201620182019试题类型填空和简（选修4—P77）命题依据：不忘初心重视课本注意源于课本高于课本交换膜（选修4—P77）命题依据：不忘初心重视课本注意源于课25例1、【2015年新课标1卷11题】是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置．微生物电池，其工作原理如图所示下列有关微生物电池的说法错误的是（）A．正极反应中有CO2生成B．微生物促进了反应中电子的转移C．质子通过交换膜从负极区移向正极区D．电池总反应为C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O命题点：1、电极判断2、电极和总方程式书写3、电流传递4、电极产物及影响5、计算【活动探究一】交换膜在原电池中的应用A负极正极C6H12O6~CO20+4O2~H2O0-2

C6H12O6-24e-+6H2O=6CO2+24H+6O2+24e-+24H+=12H2OH+负极例1、【2015年新课标1卷11题】是指在微A．正极反应中有BH2-2e-=2H+或(H2+2MV2+=2H++2MV+)N2+6e-

+6H+=2NH3

或（N2+6H++6MV+=2NH3+6MV2+)负极正极负极H+BH2-2e-=2H+或N2+6e-+6H+宏观辨识微观探析1.根据图文信息判断反应物和生成物2.根据化合价升降判断正负极3.判断电子的移动方向，根据膜的类型，明确离子移动方向。4.根据电极反应电子得失守恒进行相关计算含膜原电池的解题思路宏观辨识微观探析1.根据图文信息2.根据化合价升降判断正负极例2、【2016年新课标1卷11题】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0.5mol的O2生成命题点：1、电极判断2、电极和总方程式书写3、电流传递4、电极产物及影响5、计算【活动探究二】交换膜在电解池中的应用BH2O2Na+

SO42-阴极阳极2H2O-4e-=O2↑+4H+PH减小，产物H2SO42H2O+2e-=H2↑+2OH-PH增大，产物NaOH阳极例2、【2016年新课标1卷11题】三室式A．通电后中间变式训练2、【2014年新课标1卷

27题

节选】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写出阳极的电极反应式:

。

②分析产品室可得到H3PO2的原因:

。

③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

。

2H2O﹣4e﹣=O2↑+4H+阳极室的H+穿过阳膜扩散至产品室，原料室的H2PO2﹣穿过阴膜扩散至产品室，二者反应生成H3PO2PO43﹣（或HPO42﹣、H2PO4﹣、H3PO4）H2PO2﹣或H3PO2被氧化H+H2PO2-Na+2H2O+2e-=H2↑+2OH-Na+通过阳膜移向阴极室2H2O-4e-=O2↑+4H+H+通过阳膜移向产品室H2PO2-通过阴膜移向产品室，发生反应H++H2PO2-=

H3PO2阳极阴极2H2O﹣4e﹣=O2↑+4H+阳极室的H+穿过阳膜扩散至产宏观辨识微观探析2.根据电极反应判断电荷增减溶液PH的变化等1.根据图文信息写出电极反应3.据电中性原则，明确离子移动方向（避免副反应），确定膜的类型。4.根据电子得失守恒进行相关计算含膜电解池的解题思路宏观辨识微观探析2.根据电极反应判断电荷增减溶液PH例3、用CH4/O2碱性燃料电池电解MnSO4溶液制备MnO2的装置如图所示。下列说法正确的是（）A、电极a上反应式为CH4+2H2O-8e-=CO2+8H+B、电极b为正极，通入的气体Y是O2C、电解过程中，质子交换膜右侧PH不断增大D、转移1mole-时，电极c处生成2molMnO2B【活动探究三】交换膜在“双池”中的综合应用MnSO4~MnO2+2+4原电池电解池阳阴正负a极:

CH4-8e-

+10OH