离子交换膜在电化学解题中的应用

离子交换膜在电化学解题中的应用课标研读化学能与电能的课程标准学业要求1、能分析、解释原电池、电解池的工作原理，能设计简单的原电池和电解池。2、能列举常见的化学电源，并能利用相关信息分析化学电源的工作原理。3、能利用电化学原理解释金属腐蚀现象选择并设计防腐措施。4、能综合考虑化学变化中的物质变化和能量变化来分析、解决实际问题，如新型电池的开发等。学业要求体现：必备知识与关键能力、学科素养、核心价值之间是紧密相连，形成具有内在逻辑关系的整体网络。教材回归·真题再现（2018.I卷,27）

(回归教材.选修四P77）（2015.I卷,11）（2016.I卷，11）

（2018.I卷,13）（2019.I卷,12）科学视野·学情调查小结科学视野学情调查小结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，称为离子选择透过性膜命题角度有：阳离子交换膜、阴离子交换膜、质子交换膜、双极隔膜1、膜的类型的判断2、膜的作用3、过膜离子的判断4、膜两边溶液的相关计算（离子迁移量、溶液质量变化、PH变化）真题命题分析：基于“价值引领、素养导向、能力为重、知识为基”的新时代高考命题的有效连接。活动探究1制备物质除杂提纯、淡化思考：在下列两个实验中离子如何移动,要选择何种离子交换膜？

膜的功能及膜类型的判断阳离子阴离子阴离子阳离子阳离子交换膜阳极电源阴极阴离子交换膜阴离子交换膜阳极电源阴极阳离子交换膜制备的物质原料提纯后的物质课外作业：同学们利用交换膜设计一个电解装置将海水淡化？高考怎么考（2014·全国I）次磷酸（H3PO2）是一种精细磷化工产品，具有较强的还原性。（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）：膜的功能作用及膜类型的判断问题1：产品室要得到H3PO2离子如何移动,三种膜分别是什么膜？问题2：产品室可得到H3PO2的原因2H2O－4e-＝4H＋＋O2↑阳极：阴极：4H2O+4e-＝4OH-＋H2↑阳极室的H+穿过阳膜至产品室，原料室的H2PO2-穿过阴膜至产品室，二者反应得到H3PO2思考：膜的功能及作用？稀硫酸阳极室产品室原料室阴极室稀溶液H3PO2NaH2PO2浓溶液NaOH稀溶液石墨__膜__膜__膜石墨阳阴阳H+H2PO2-Na+答题要素使离子选择性定向移动，平衡整个溶液的离子浓度或电荷离子交换膜的功能离子交换膜的作用1离子交换膜离子交换膜的作用2离子交换膜的作用3隔离某些物质，防止阴极与阳极产物之间发生反应用于物质的制备（电解后溶液阴极区或阳极区得到所制备的物质）用于物质物质分离、提纯活动探究2高考怎么考？有关膜两边溶液的相关计算2014·福建卷·11某原电池装置如右图所示，电池总反应为2Ag+Cl2=2AgCl。下列说法正确的是A．正极反应AgCl+e-=Ag+Cl-

B．放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成C．若用NaCl溶液代替盐酸，则电池总反应改变D．当电路中转移0.01mole-时，交换膜左侧溶液中约减少0.02mol离子0.01molH+离子交换膜的计算注意点：1.迁移离子所带的电荷数=外电路上转移的电子数2.溶液物质变化=电极反应引起的变化和离子迁移引起的变化之和左侧：Ag-e-+Cl-=

AgCl右侧：Cl2+2e-=2Cl-

0.01molH+0.01molCl-D“离子交换膜”电解池的解题思路分清隔膜类型1写出电极反应式2分析隔膜作用3即交换膜属于阳膜、阴膜或质子膜中的哪一种，判断允许哪种离子通过隔膜判断交换膜两侧离子变化，推断电荷变化，据电荷平衡判断离子迁移方向在产品制备中，隔膜作用主要是提高产品纯度，避免产物之间发生反应，或避免产物因发生反应而造成危险常见题型训练1、物质制备例1用惰性电极电解KI及淀粉溶液制备KIO3（如下图所示），A为离子交换膜。通电发现右侧溶液变蓝色，一段时间后，蓝色逐渐变浅。其中。

已知:3I2＋6OH－＝IO3－＋5I－＋3H2O。(3)若将阴离子交换膜改为阳离子交换膜，则总反应方程式为

。(1)A为

离子交换膜（“阴”、“阳”）

阴(2)请写出此装置电解总反应方程式KI+3H2O=KIO3+3H2↑通电2KI+2H2O=2KOH+H2↑+I2通电常见题型训练2、分离提纯例2（2017天津卷）某混合物浆液含有Al(OH)3、MnO2和少量Na2CrO4,。考虑到胶体的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出，某研究小组利用设计的电解分离装置（见图2），使浆液分离成固体混合物和含铬元素溶液，并回收利用。1.用惰性电极电解时，CrO42-能从浆液中分离出来的原因_____________________；2.分离后含铬元素的粒子是___________；3.阴极室生成的物质为_______________。在直流电源作用下，CrO42-通过阴离子交换膜向阳极室移动，脱离浆液。Cr2O72-和CrO42-NaOH和H2常见题型训练3、有关膜的计算例3.“绿水青山就是金山银山”，研究NO2、NO、CO、NO2-

等大气污染物和水污染物的处理对建设美丽中国具有重要意义。（1）电化学降解亚硝酸根(NO2－)的原理如下图：①电源的负极是

(填A或B）阴极反应式为

。②若电解过程中转移了6mol电子，则膜右侧电解液的质量变化值(∆m右)为

g。B2NO2-+6e-+8H+=4H2O+N2↑222NO2-+6e-+8H+=4H2O+N2↑6H+电荷守恒6e-1mol6mol∆m右=m(N2)-m(H+)=28g-6g=22g离子交换膜的计算注意点：1.迁移离子所带的电荷数=外电路上转移的电子数2.溶液物质变化=电极反应引起的变化和离子迁移引起的变化之和1.隔离两池溶液。2.选择