2018年高考化学一轮复习热点专题突破系列(五)电化学中“离子交换膜”的应用课件![优质ppt]

【加固训练】 (2017·唐山模拟)工业品氢氧化钾溶液中含有某些含 氧酸根杂质，可用离子交换膜法电解提纯。电解槽内 装有阳离子交换膜，其工作原理如图所示。下列说法 中不正确的是( )
A.阴极材料可以是Fe，含氧酸根杂质不参与电极反应 B.该电解槽的阳极反应式为4OH--4e-====2H2O+O2↑ C.通电后，该电解槽阴极附近溶液的pH会逐渐减小 D.除去杂质后，氢氧化钾溶液从出口B导出来
热点专题突破系列（五） 电化学中“离子交换膜”的应用
【透视热点考情】
在近几年高考中，涉及离子交换膜的试题比较多，且
常考常新。其考情如下：
命题点 阳离子交换膜 阴离子交换膜 质子交换膜
五年考情 2016·乙·T11，2014·乙·T27， 2013·甲·T13 2016·乙·T11，2014·乙·T27 2015·乙·T11
4.(2017·宜春模拟)室温时，在FeCl3酸性溶液中加少 量锌粒后，Fe3+立即被还原成Fe2+，组成的原电池装置 如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子 通过，下列有关叙述正确的是( )
A.该原电池的正极反应是Zn-2e-====Zn2+ B.电池工作一段时间后，甲池的c(Cl-)增大 C.一段时间后，乙池中溶液的红色逐渐褪去 D.石墨电极上发生氧化反应
【高考模拟预测】 1.(2015·乙卷)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( )
世纪金榜导学号30682099
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
【解析】选C。根据化学方程式判断，氨气发生氧化反 应，电极A是负极，电极B是正极，电流从右侧电极经 过负载后流向左侧电极，A正确；因电解质溶液为碱性， NH3失去电子与OH-结合，电极A反应式为2NH3-6e-+6OH====N2+6H2O，则该离子交换膜应允许OH-通过，是阴离 子交换膜，B正确，C错误；4.48L标准状况下的NO2是 0.2 mol，N的化合价从+4价降到0价，转移电子为0.2 mol×4=0.8 mol，D正确。
【解析】选C。电解池反应的实质是电解水，阴极反应 是2H++2e-====H2↑，pH增大，A正确，C错误；阳极反 应是4OH--4e-====2H2O+O2↑，B正确；K+通过阳离子交 换膜流向阴极与产生的OH-结合，以KOH溶液的形式从 出口B导出，D正确。
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3.现有离子交换膜、石墨电极和如图所示的电解槽， 电解KI的淀粉溶液制取KOH，一段时间后Ⅲ区附近变蓝 色，下列叙述中错误的是( )
A.KOH、H2均在Ⅰ区产生 B.图中A为阴离子交换膜 C.Ⅲ区的电极连接电源的正极 D.阴极反应式为2H++2e-====H2↑
来自百度文库
【解析】选B。电解KI淀粉溶液类似电解饱和食盐水， Ⅲ区变蓝色，生成I2为阳极，连接电源的正极，KOH、 H2均在阴极区产生，A、C正确；Ⅰ区H+放电，KOH在此 生成，图中A能让K+通过，为阳离子交换膜，B错误； 阴极是H+放电，发生2H++2e-====H2↑，D正确。
【备考必记必会】 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。
1.离子交换膜的功能： 使离子选择性定向迁移(目的是平衡整个溶液的离子浓 度或电荷)。 2.离子交换膜在电化学中的作用： (1)隔离某些物质防止发生反应。 (2)用于物质的制备。 (3)物质分离、提纯等。
【解析】选C。该电池的总反应为Zn+2Fe3+====2Fe2++ Zn2+，Zn为负极，电极反应为Zn-2e-====Zn2+，A错误； 阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，两池中 c(Cl-)不变，B错误；由于乙池中的Fe3+被还原为Fe2+， 所以乙池中溶液的红色逐渐褪去，C正确；石墨电极为 正极，得电子，发生还原反应，D错误。
【解析】选A。根据碳元素的化合价的变化，二氧化碳 中碳元素的化合价为最高价+4价，所以生成二氧化碳 的反应为氧化反应，应在负极生成，其电极反应式应 为C6H12O6+6H2O-24e-====24H++6CO2↑，A错误；在微生 物的作用下，该装置为原电池装置，反应速率比化学 反应速率快，所以微生物促进了反应的发生，B正确； 原电池中阳离子(质子)向正极移动，C正确；电池的总 反应实质是葡萄糖的氧化反应，D正确。
3.离子交换膜的类型： 根据透过的微粒，离子交换膜可以分为多种，在高考 试题中主要出现阳离子交换膜、阴离子交换膜和质子 交换膜三种。阳离子交换膜只允许阳离子通过，阻止 阴离子和气体通过，阴离子交换膜只允许阴离子通过， 质子交换膜只允许质子(H+)通过。可见离子交换膜的 功能在于选择性地通过某些离子和阻止某些离子来隔 离某些物质。
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2.(2017·洛阳模拟)利用反应6NO2+8NH3====7N2+12H2O 构成电池，既能实现有效消除氮氧化物的排放，减轻 环境污染，又能充分利用化学能，装置如图所示。下 列说法不正确的是( )
A.电流从右侧电极经过负载后流向左侧电极 B.为使电池持续放电，离子交换膜选用阴离子交换膜 C.电极A反应式为2NH3-6e-====N2+6H+ D.当有4.48 L NO2(标准状况)被处理时，转移电子为 0.8 mol