离子交换膜的运算ppt课件
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2020届高三化学二轮复习——电化学离子交换膜的分析和应用(共22张PPT)
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2.[2018·全国卷Ⅲ，27(3)①②]KIO3也可采用“电解法”制备，装置如图所示。
①写出电解时阴极的电极反应式：_2_H__2O__＋__2_e_－_=_=_=_2_O__H_－_＋__H__2_↑__。 解析 电解液是KOH溶液，阴极的电极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑。
解析 由原电池的工作原理图示可知， 左端的铂电极为负极，其电极反应式为NO －3e－＋2H2O===NO－ 3＋4H＋，当过程中产生2 mol HNO3时转移6 mol e－，而1 mol O2 参与反应转移4 mol e－，故需要1.5 mol O2参与反应，标准状况下的体积为33.6 L。
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4.一氧化氮—空气质子交换膜燃料电池将化学能转化为电能的同时，实现了制硝酸、 发电、环保三位一体的结合，其工作原理如图所示，写出放电过程中负极的电极反 应式：_N__O_－__3_e_－_＋__2_H__2_O_=_=_=_N__O_－ 3_＋__4_H__＋__，若过程中产生2 mol HNO3，则消耗标准 状况下O2的体积为_3_3_._6_L。
解析 如果撤去阳膜，H2PO－ 2 或 H3PO2 可能会被氧化。
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3 模拟预测
1.(2019·青岛市高三3月教学质量检测)水系锌离子电池是一种新型二次电池，工作原 理如下图。该电池以粉末多孔锌电极(锌粉、活性炭及粘结剂等)为负极，V2O5为正 极，三氟甲磺酸锌[Zn(CF3SO3)2]为电解液。下列叙述错误的是 A.放电时，Zn2＋向V2O5电极移动
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3.用电渗析法可将含硝酸钠的废水再生为硝酸和氢氧化钠，其装置如下图所示。下 列叙述不正确的是
A.膜a、膜c分别是阴离子交换膜、阳离子交换膜
2.[2018·全国卷Ⅲ，27(3)①②]KIO3也可采用“电解法”制备，装置如图所示。
①写出电解时阴极的电极反应式：_2_H__2O__＋__2_e_－_=_=_=_2_O__H_－_＋__H__2_↑__。 解析 电解液是KOH溶液，阴极的电极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑。
解析 由原电池的工作原理图示可知， 左端的铂电极为负极，其电极反应式为NO －3e－＋2H2O===NO－ 3＋4H＋，当过程中产生2 mol HNO3时转移6 mol e－，而1 mol O2 参与反应转移4 mol e－，故需要1.5 mol O2参与反应，标准状况下的体积为33.6 L。
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4.一氧化氮—空气质子交换膜燃料电池将化学能转化为电能的同时，实现了制硝酸、 发电、环保三位一体的结合，其工作原理如图所示，写出放电过程中负极的电极反 应式：_N__O_－__3_e_－_＋__2_H__2_O_=_=_=_N__O_－ 3_＋__4_H__＋__，若过程中产生2 mol HNO3，则消耗标准 状况下O2的体积为_3_3_._6_L。
解析 如果撤去阳膜，H2PO－ 2 或 H3PO2 可能会被氧化。
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3 模拟预测
1.(2019·青岛市高三3月教学质量检测)水系锌离子电池是一种新型二次电池，工作原 理如下图。该电池以粉末多孔锌电极(锌粉、活性炭及粘结剂等)为负极，V2O5为正 极，三氟甲磺酸锌[Zn(CF3SO3)2]为电解液。下列叙述错误的是 A.放电时，Zn2＋向V2O5电极移动
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3.用电渗析法可将含硝酸钠的废水再生为硝酸和氢氧化钠，其装置如下图所示。下 列叙述不正确的是
A.膜a、膜c分别是阴离子交换膜、阳离子交换膜
离子交换膜分离技术讲解96页PPT
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❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
离子交换膜分离技术讲解
16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事， 只想现 在的事 。现在 有成就 ，以后 才能更 辉煌。
18、于向黑暗宣战的人，心里必须 充满光 明。 19、学习的关键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前，莽撞的 人只能 引为烧 身，只 有真正 勇敢的 人才能 所向披 靡。
离子交换膜简介 ppt课件
3. 半均相离子交换膜 也是将活性基团引入高分子 支持物制成的。但两者不形成化学结合，其性能介于 均相离子交换膜和非均相离子交换膜之间。
3
PPT课件
离子交换膜按功能及结构的不同，又 可分为阳离子交换膜、阴离子交换膜、两性 交换膜、镶嵌离子交换膜、聚电解质复合物 膜五种类型。
4
PPT课件
阳离子交换膜是对阳离子具有选择透过 性。阳离15
6
PPT课件 7
PPT课件
离子交换膜主要的材料种类
聚乙烯均相阴阳膜 聚苯醚均相阳膜 聚砜型均相阴膜 聚氟乙烯-多胺型阴膜 偏氟乙烯阳膜 甲基丙烯酸均相阳膜 聚三氟氯乙烯阳膜
8
PPT课件
离子交换膜的制备
离子交换膜的制备主要包括以下三个步骤：制 备基膜，引进交联结构和引入功能基团。制膜 的途径主要有以下三种：
阴离子交换膜对阴离子具有选择透过性。 一般以-NH3+、-NR2H+或者-PR3+等阳离子 作为活性交换基团。
5
原理
PPT课件
离子子交换膜可以看作是一种高分子电解质, 他的高分子母体是不溶解的,而连接在母体上 的带电基团带有电荷和可解离离子相互吸引着, 他们具有亲水性。例如，由于阳膜带负电荷, 虽然原来的解离阳离子受水分子作用解离到水 中,但在膜外我们通电通过电场作用,带有正电 荷的阳离子就可以通过阳膜,而阴离子因为同 性排斥而不能通过,所以具有选择透过性。
换膜分为三大类：
1. 非均相离子交换膜 由粉末状的离子交换树脂加
黏合剂混炼、拉片、加网热压而成。树脂分散在黏合
剂中，因而其化学结构是不均匀的。
2. 均相离子交换膜 均相离子交换膜系将活性基团 引入一惰性支持物中制成。它没有异相结构，本身是 均匀的。其化学结构均匀，孔隙小，膜电阻小，不易 渗漏，电化学性能优良，在生产中应用广泛。但制作 复杂，机械强度较低。
3
PPT课件
离子交换膜按功能及结构的不同，又 可分为阳离子交换膜、阴离子交换膜、两性 交换膜、镶嵌离子交换膜、聚电解质复合物 膜五种类型。
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PPT课件
阳离子交换膜是对阳离子具有选择透过 性。阳离15
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PPT课件 7
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离子交换膜主要的材料种类
聚乙烯均相阴阳膜 聚苯醚均相阳膜 聚砜型均相阴膜 聚氟乙烯-多胺型阴膜 偏氟乙烯阳膜 甲基丙烯酸均相阳膜 聚三氟氯乙烯阳膜
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PPT课件
离子交换膜的制备
离子交换膜的制备主要包括以下三个步骤：制 备基膜，引进交联结构和引入功能基团。制膜 的途径主要有以下三种：
阴离子交换膜对阴离子具有选择透过性。 一般以-NH3+、-NR2H+或者-PR3+等阳离子 作为活性交换基团。
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原理
PPT课件
离子子交换膜可以看作是一种高分子电解质, 他的高分子母体是不溶解的,而连接在母体上 的带电基团带有电荷和可解离离子相互吸引着, 他们具有亲水性。例如，由于阳膜带负电荷, 虽然原来的解离阳离子受水分子作用解离到水 中,但在膜外我们通电通过电场作用,带有正电 荷的阳离子就可以通过阳膜,而阴离子因为同 性排斥而不能通过,所以具有选择透过性。
换膜分为三大类：
1. 非均相离子交换膜 由粉末状的离子交换树脂加
黏合剂混炼、拉片、加网热压而成。树脂分散在黏合
剂中，因而其化学结构是不均匀的。
2. 均相离子交换膜 均相离子交换膜系将活性基团 引入一惰性支持物中制成。它没有异相结构，本身是 均匀的。其化学结构均匀，孔隙小，膜电阻小，不易 渗漏，电化学性能优良，在生产中应用广泛。但制作 复杂，机械强度较低。
高三化学二轮复习各种离子交换膜课件
电。下列叙述错误的是（ C ）
负极 阴极
加合： Li2O2＝2Li＋O2
正极 A．充电时，电池的总反应
阳极 ✔ Li2O2＝2Li＋O2
阴极反应与电子有关， 阳极反应与空穴有关， 故充电效率与电子和 空穴量有关
B✔．充电效率与光照产生的电子和空穴量有关
C．放电时，Li＋从正极穿过离子交换膜向负极迁移
4.离子交换膜的类型：
阳离子向“正极”或“阴极”迁移
阳离子交换膜
只允许阳离子通过，阻止阴离子和气体通过
阴离子向“负极”或“阳极”迁移
阴离子交换膜 阴离子交换膜只允许阴离子通过
质子交换膜 质子交换膜只允许质子(H＋)通过
双极膜
双极膜
双极膜在直流电作用下将水解离 ,膜两侧分别得到H+和OH-, 与其他阴膜、阳膜组合成双极膜电渗析系统 , 可在不引入新 组分的情况下，将盐转化为对应的酸和碱 。
✖
无CO32-
✔
1mol的C2H4转移12mol电子
✔
分化式电解或 调和式电解
阴阳 双模
（1）阴膜允许阴离子通过；阳膜允许阳离子通过 （2）隔绝阴阳离子使之不发生反应，酸碱性分化更强
【典例5】（2023·广东·期末）高铁酸钠（Na2FeO4）是一种新型绿色水处理剂。 工业上可用电解浓NaOH溶液制备Na2FeO4，其工作原理如图所示，两端隔室中
1molNa+通过a移向甲溶液，1molOH-经过b
膜移向乙溶液，中间隔室中离子数目减少2NA
一般：金属单质为负，化合物为正
【典例6】（2022·全国甲卷）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 ）
离子互换反应PPT教学课件
例：①浓硫酸钠溶液与浓硝酸钙溶液混合
②二氧化硫通入澄清石灰水中 ③工业上用石灰乳吸收二氧化硫
<3>溶液中生成氨气的条件
<4>水解写“ ”，水解完全写“→”
2020/12/09
14
【高考热点】
(一)离子共存判断(分析题意、各个击破)
例：下列离子既能在溶液中大量共存，又能
在将溶液的pH调到0.3 时会出现浑浊的
* 离子互换反应的条件： 生成难溶性物质、难电离物质、气体。
思考：写出将少量稀盐酸逐滴滴入纯碱溶液
中的反应方程式
* 离子互换反应的实质(条件)：
溶液中发生的离子互换反应一般总是向有
关离子浓度减少的方向进行
2020/12/09
4
二、酸、碱、盐溶液中的离子互换反应
思考：完成下列反应的化学方程式，并判断
第四章 离子互换反应和
氧化还原反应
2020/12/09
1
想一想：完成下列反应方程式，指出其中哪
些有离子参加了反应
<1> CuSO4溶液与Ba(OH)2溶液混合 <2> 一氧化碳还原赤铁矿
<3> 盐酸与NaOH溶液混合
<4> 向CH3COONa溶液中滴入盐酸 <5> 氢气在氯气中燃烧
<6> Cl2通入NaBr溶液 <7> 向FeCl3溶液中加入Fe粉 <8> FeCl3溶液中加入KSCN溶液 <9> 碳酸氢钠溶液中加入氯化铝溶液
2020/12/09
9
三、离子方程式
1.定义：用实际参加反应的离子符号来表示
离子反应的式子
练习：
将以下离子方程式改写为化学方程式
②二氧化硫通入澄清石灰水中 ③工业上用石灰乳吸收二氧化硫
<3>溶液中生成氨气的条件
<4>水解写“ ”，水解完全写“→”
2020/12/09
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【高考热点】
(一)离子共存判断(分析题意、各个击破)
例：下列离子既能在溶液中大量共存，又能
在将溶液的pH调到0.3 时会出现浑浊的
* 离子互换反应的条件： 生成难溶性物质、难电离物质、气体。
思考：写出将少量稀盐酸逐滴滴入纯碱溶液
中的反应方程式
* 离子互换反应的实质(条件)：
溶液中发生的离子互换反应一般总是向有
关离子浓度减少的方向进行
2020/12/09
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二、酸、碱、盐溶液中的离子互换反应
思考：完成下列反应的化学方程式，并判断
第四章 离子互换反应和
氧化还原反应
2020/12/09
1
想一想：完成下列反应方程式，指出其中哪
些有离子参加了反应
<1> CuSO4溶液与Ba(OH)2溶液混合 <2> 一氧化碳还原赤铁矿
<3> 盐酸与NaOH溶液混合
<4> 向CH3COONa溶液中滴入盐酸 <5> 氢气在氯气中燃烧
<6> Cl2通入NaBr溶液 <7> 向FeCl3溶液中加入Fe粉 <8> FeCl3溶液中加入KSCN溶液 <9> 碳酸氢钠溶液中加入氯化铝溶液
2020/12/09
9
三、离子方程式
1.定义：用实际参加反应的离子符号来表示
离子反应的式子
练习：
将以下离子方程式改写为化学方程式
离子交换膜的运算ppt课件
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①电源的负极为 （填“A”或“B”）.
②阳极室中发生的反应依次为
、
。
③电解结束后，阴极室溶液的pH与电解前相比将 ；若
两极共收集到气体13.44L（标准状况），则除去的尿素为
g（忽略气体的溶解）.
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6
①B②2Cl﹣﹣2e﹣═Cl2↑， CO（NH2）2+3Cl2+H2O═N2+CO2+6HCl ③ 不变，7.2
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1
2010重庆 全钒液流储能电池是 利用不同价态离子对的氧化还 原反应来实现化学能和电能相 互转化的装置，其原理如下图 所示。
（3）当左槽溶液颜色逐渐由黄
变蓝，其电极反应式为____。
（4）充电过程中，右槽溶液颜
色逐渐由____色变为____色。
（5）放电过程中氢离子的作用
是___和___；充电时若转移的ppt课件完整
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7
2014福建
某原电池装置如图所示，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0.01 mol e－时，交换膜左侧溶液中约减少0.02 mol离子
已知Ksp(BaSO4)＝1.0×10－10 ，Ksp(BaCO3)＝ 2.5×10－9 。若用10 L Na2CO3溶液溶解1.0 mol的 BaSO4，则Na2CO3溶液的最初浓度不得低于( )
离子交换法3.ppt
阴离子交换剂是选可吸附的最高pH，便于解吸附。
39
第五节 树脂和操作条件的选择 3 离子交换吸附 3.2 离子强度 离子交换吸附应在很低的离子强度下进行。 缓冲液中的离子强度一般在10-50 mmol/L 由于离子强度越↓，吸附越↑，越难解吸，因
2) 弱酸性阳离子交换树脂 交换性能和溶液的pH有很大关系，羧酸阳离子树
脂须在pH﹥4.5 、酚羟基树脂须在pH﹥9的溶液 中进行反应。 -COOH， -OH (酚羟基） 典型的交换反应：
8
一、离子交换剂分类—离子交换树脂分类
3）强碱性阴离子交换树脂 有两种：一种含三甲胺基(Ⅰ型) 和一种含二甲基-
β-羟基-乙基胺基团 (Ⅱ型) 其交换能力与外界溶液的pH无关
9
一、离子交换剂分类—离子交换树脂分类
4）弱碱性阴离子交换树脂 其交换能力与外界溶液的pH降低而增大，一般宜
在pH﹤ 7的溶液中使用。 功能基团如下: 伯胺基团-NH2； 仲胺基团- NHR； 叔胺基团- N(R)2；
10
一、离子交换剂分类—离子交换树脂分类
水性两大类： 1）、树脂类（疏水性）离子交换剂： 其基质是人工合成的、与水结合力交换剂分类、合成、理化性能和测定方法 --离子交换剂分类
2）、多糖类（亲水性）离子交换剂： 其基质是天然的或人工合成的、与水结合力较大
的物质 常用的有纤维素、交联纤维素、交联葡聚糖、交
（3）交换速度 （慢）
（4）选择性（高）
17
第二节 离子交换剂分类、结构、合成、理化性 能和测定方法
五、离子交换树脂的理化性能与测定方法 1、物理性能 (1)．粒度 ①有效粒径是指筛分树脂时，10%体积的树脂颗粒通过，
而90%体积的树脂颗粒保留的筛孔直径。 ②均一系数是指能通过60%体积树脂的筛孔直径（d60%）
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第五节 树脂和操作条件的选择 3 离子交换吸附 3.2 离子强度 离子交换吸附应在很低的离子强度下进行。 缓冲液中的离子强度一般在10-50 mmol/L 由于离子强度越↓，吸附越↑，越难解吸，因
2) 弱酸性阳离子交换树脂 交换性能和溶液的pH有很大关系，羧酸阳离子树
脂须在pH﹥4.5 、酚羟基树脂须在pH﹥9的溶液 中进行反应。 -COOH， -OH (酚羟基） 典型的交换反应：
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一、离子交换剂分类—离子交换树脂分类
3）强碱性阴离子交换树脂 有两种：一种含三甲胺基(Ⅰ型) 和一种含二甲基-
β-羟基-乙基胺基团 (Ⅱ型) 其交换能力与外界溶液的pH无关
9
一、离子交换剂分类—离子交换树脂分类
4）弱碱性阴离子交换树脂 其交换能力与外界溶液的pH降低而增大，一般宜
在pH﹤ 7的溶液中使用。 功能基团如下: 伯胺基团-NH2； 仲胺基团- NHR； 叔胺基团- N(R)2；
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一、离子交换剂分类—离子交换树脂分类
水性两大类： 1）、树脂类（疏水性）离子交换剂： 其基质是人工合成的、与水结合力交换剂分类、合成、理化性能和测定方法 --离子交换剂分类
2）、多糖类（亲水性）离子交换剂： 其基质是天然的或人工合成的、与水结合力较大
的物质 常用的有纤维素、交联纤维素、交联葡聚糖、交
（3）交换速度 （慢）
（4）选择性（高）
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第二节 离子交换剂分类、结构、合成、理化性 能和测定方法
五、离子交换树脂的理化性能与测定方法 1、物理性能 (1)．粒度 ①有效粒径是指筛分树脂时，10%体积的树脂颗粒通过，
而90%体积的树脂颗粒保留的筛孔直径。 ②均一系数是指能通过60%体积树脂的筛孔直径（d60%）
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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0.01 mol e－时，交换膜左侧溶液中约减少0.02 mol离子
精选
8
两极共收集到气体13.44L（标准状况），则除去的尿素为
g（忽略气体的溶解）.
精选
6
①B②2Cl﹣﹣2e﹣═Cl2↑， CO（NH2）2+3Cl2+H2O═N2+CO2+6HCl ③ 不变，7.2
精选
7
2014福建
某原电池装置如图所示，电池总反应为
2Ag＋Cl2＝2AgCห้องสมุดไป่ตู้。下列说法正确的是
A．正极反应为AgCl ＋e－＝Ag ＋Cl－
变化差(△m左－△m右)为
g。
精选
4
（2）①A，2NO3－+6H2O+10e－ == N2↑+12OH－ ②14.4
精选
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2012重庆（3）人工肾脏可用间接电化学方法除去代谢产物中
的尿素，原理如图29图2.[来源:学科网]
①电源的负极为 （填“A”或“B”）.
②阳极室中发生的反应依次为
、
。
③电解结束后，阴极室溶液的pH与电解前相比将 ；若
已知Ksp(BaSO4)＝1.0×10－10 ，Ksp(BaCO3)＝ 2.5×10－9 。若用10 L Na2CO3溶液溶解1.0 mol的 BaSO4，则Na2CO3溶液的最初浓度不得低于( )
A.2.6 mol·L－1 B.2.5 mol·L－1 C.2.3 mol·L－1 D.3.0 mol·L－1
精选
1
2010重庆 全钒液流储能电池是 利用不同价态离子对的氧化还 原反应来实现化学能和电能相 互转化的装置，其原理如下图 所示。
（3）当左槽溶液颜色逐渐由黄
变蓝，其电极反应式为____。
（4）充电过程中，右槽溶液颜
色逐渐由____色变为____色。
（5）放电过程中氢离子的作用
是___和___；充电时若转移的 精选
2
电子数 为3.0l×1023个，左槽
（3）VO2++2H++e- = VO2++H2O （4）绿；紫 （5）参与正极反应；通过交换膜定向移动使电 流通过溶液；0.5 mol
精选
3
2013重庆（2）电化学降解NO3－的原理如题11图所示。
①电源正极为
（填“A”或“B”），阴极反
应式为
。
②若电解过程中转移了2mol电子，则膜两侧电解液的质量