离子交换膜在电化学中应用

离子交换膜在电化学中的应用

把化学能转化电能的装置——原电池11.电化学是研究

的

科学。__________________的关系来区分将电化学反应过程（及其装置）分为两类：化学能与电能相互转换装置、过程和效率把电能转化化学能的装置——电解池2知识梳理从反应产物与电流1.X、Y都是惰性电极，通过导线与直流电源相连来电解足量饱和NaCl溶液（电解液a）。实验开始时同时在两边各滴入几滴酚酞试液。⑴电解池中X极上的电极反应式为__________________，在X极附近观察到的现象是_____________________

。⑵Y电极上的电极反应式为________________，检验该电极反应产物的方法是___________________。⑶写出电解饱和NaCl溶液总的离子反应方程式___________________________。放出气体，溶液变红2H＋＋2e－=H2↑

2Cl－＋2H2O2Cl－－2e－═Cl2↑

用湿润的淀粉碘化钾试纸放在Y极附近观察试纸变蓝2OH－＋Cl2↑＋H2↑典例分析2．用如右图阳离子交换膜装置电解饱和食盐水。⑴气体①为___。气体②为___。溶液A是______。溶液B是_______。Cl2H2淡盐水NaOH溶液变大

⑵阴极附近溶液pH____。

电解时从电解槽的下部往阳极室注入经过精制的NaCl溶液，往阴极室注入水。在阳极室中Cl-放电生成Cl2，从电解槽顶部放出，同时Na+透过阳离子交换膜流向阴极室。在阴极室中H+放电，生成H2从电解槽顶部放出。但剩余的OH-由于受阳离子交换膜的阻隔，不能移向阳极室，就在阴极室里逐渐富集，形成NaOH溶液，所得的碱液从阴极室上部导出。Cl2H2淡盐水NaOH溶液

离子交换膜具有选择透过性。阳离子交换膜只能让阳离子通过。使用阳离子交换膜透过Na+

，阻止阴离子Cl-透过，阴极室生成的NaOH溶液中含NaCl杂质很少，使产品纯度更高。1．用如右图装置用惰性电极电解硫酸钾溶液来制取氧气、氢气、硫酸和氢氧化钾。⑴X极与电源的___（填正或负）极相连，氢气从___（选填A、B、C或D）口导出。

⑵离子交换膜只允许一类离子通过，则M为____（填“阴”或“阳”）离子交换膜，N为_____（填“阴”或“阳”）交换膜。通过阴离子交换膜的离子数______(填“大于”、“小于”或“等于”)通过阳离子交换膜的离子数。正C阴阳小于拓展分析2.某储能电池的原理如图所示，溶液中c(H＋)=2.0mol·L－1，阴离子为SO42－，a、b均为惰性电极，充电过程中左槽溶液颜色由蓝色变为黄色。⑴当右槽溶液颜色由绿色变为紫色时，能量转化形式为⑵充电时a极的电极反应式为；⑶放电时，当转移的电子数为6.02×1023时，共有molH＋从槽迁移进入槽。左槽：VO2+(蓝)→VO2+(黄)VO2+(黄)→VO2+(蓝)+4+4+5+5充电阳极放电正极右槽：V3+(绿)→V2+(紫)V2+(紫)→V3+(绿)充电阴极放电负极电能转化为化学能。VO2++H2O-e-=VO2++2H+1左右

3．某原电池装置如右图所示，电池总反应为2Ag＋Cl2＝2AgCl。⑶当电路中转移0．01mole－时，交换膜左侧溶液中约减少________mol离子。⑵放电时，交换膜______（填左或右）侧溶液中有大量白色沉淀生成。⑴负极反应式为_________________