【课件】电化学中的“膜术”

高三化学一轮复习——

电化学中的“膜术”真题再现（2014福建高考）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．正极反应为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，则电池总反应随之改变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D电化学装置考察变迁氯碱工业：电解饱和NaCl溶液阳极：2Cl--2e-=Cl2↑阴极：2H2O+2e-=H2↑+2OH-离子交换膜的作用：（1）防止阳极产生的Cl2进入阴极室与NaOH反应，导致产品不纯。（2）防止与阴极产生的氢气混合发生爆炸通电基础必备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。分类：阳离子交换膜阴离子交换膜质子交换双极性膜离子交换膜的作用：1.隔离作用：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，电解质中电流的传导。3.消除作用：消除液接电势消除电流持续的阻碍二、学习“膜术”小试牛刀【2021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1.含膜电解池BH2O2Na+SO42-阴极阳极2H2O-2e-=H2+2OH-

c(OH-)>c(H+)

PH增大，产物NaOH2H2O-4e-=O2+4H+

c(H+)>c(OH-)

PH减小，产物H2SO4隔离两池溶液，防止发生某些反应，选择性让某类离子通过解析宏观辨识微观探析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小试牛刀次磷酸(H3PO2)为一元中强酸，具有较强的还原性，可用电渗析法制备，四室电渗析法”工作原理如图所示。下列叙述不正确的是(）A．阳极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+B．产品室中发生反应H++H2PO-=H3PO2，该法还可得副产品NaOHC．次磷酸H3PO2在水溶液中的电离可表示为：H3PO2==3H++PO2-D．阳膜1的主要作用是防止H2PO2-进入阳极室被氧化并允许H+通过C122H2O-4e-=H2+4OH-

c(OH-)>c(H+)

Na+通过阳膜移向阴膜2H2O-4e-=O2+4H+

c(H+)>c(OH-)

H+通过阳膜移向产品室NaH2PO2=Na++H2PO2-H++H2PO2-=

H3PO2隔离两池溶液，选择性让某类离子通过，制备某些物质H+Na+H2PO2-解析【2020年新课标1卷】微生物电池，是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置．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+6H2O2.含膜原电池AO2~O0-2正极负极C6H12O6~CO20+46O2+24e-+24H+=12H2OC6H12O6-24e-+6H2O=6CO2+24H+解析宏观辨识微观探析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小试牛刀(2022·全国卷）一种水性电解液Zn-MnO2离子选择双隔膜电池如图所示[KOH溶液中，Zn2＋以Zn(OH)42-存在]。电池放电时，下列叙述错误的是(

)A．Ⅱ区的K+通过隔膜向Ⅲ区迁移B．Ⅰ区的SO42-通过隔膜向Ⅱ区迁移C．MnO2电极反应：MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2OD．电池总反应：Zn+4OH-+MnO2+4H+=Zn(OH)2+Mn2++2H2OA

微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如图所示,下列说法正确的是(

)A.电子从b流出,经外电路流向aB.HS-在硫氧化菌作用下转化为SO42-的反应是HS-+4H2O-8e-=SO42-+9H+C.如果将有机反应物直接燃烧,能量的利用率不会变化D.若该电池电路中有0.4mol电子发生转移,则有0.5molH+通过质子交换膜B模拟高考三、百变“膜术”大显身手用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大展身手

厨房垃圾发酵液可通过电渗析法处理，同时得到乳酸的原理如图所示(图中HA表示乳酸分子，A－表示乳酸根离子，乳酸的摩尔质量为90g·mol－1

)。下列有关说法中正确的是（）A．阳极的电极反应式为4OH－－4e－

=2H2O+O2↑B．H+

从阳极通过阳离子交换膜向阴极移动C．A－通过阴离子交换膜从阴极进入浓缩室D．400mL10g·L－1乳酸溶液通电一段时间后，浓度上升为145g·L－1(溶液体积变化忽略)不计)，阴极上产生的H2在标准状况下的体积约为4.48L大展身手电极

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