“离子交换膜”在电化学中的应用课件

A.随着电极反应的不断进行,正极附近的电解液pH不 断升高 B.可将有机电解液改为水溶液
C.放电时,当有22.4 L O2(标准状况下)被还原时,溶
液中有4 mol Li+从左槽移动到右槽
D.电池总反应方程式为4Li + O2 + 2H2O====4LiOH
【解析】选B。该锂电池中,正极上的电极反应式为 O2+4e-+2H2O====4OH-,正极附近的电解液pH会升高,故 A正确; Li属于活泼金属,能与水反应,不能将有机电
2 mol
D.储氢装置工作时,右侧电极区的pH减小
【解析】选B。由电池工作反应知甲图中右侧电极为 正极,电极反应为11O2+22H2O+44e-====44OH-;左侧电 极为负极,负极反应为4VB2+44OH--44e-==== 2V2O5+
4B2O3+22H2O。由乙图知,E为阴极,C应与电源负极相
(2)阴离子交换膜,简称阴膜,只允许阴离子通过,不允 许阳离子通过。 (3)质子交换膜,只允许H+通过,不允许其他阳离子和
阴离子通过。
2.隔膜的作用: (1)能将两极区隔离,阻止两极区产生的物质接触,防 止发生化学反应。
(2)能选择性地通过离子,起到平衡电荷、形成闭合回
路的作用。
3.解题步骤: (1)分清隔膜类型。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。
(2)写出电极反应式,判断交换膜两侧离子变化,推断
电荷变化,根据电荷平衡判断离子迁移方向。
(3)分析隔膜作用。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。
【真题·体验素养】 (2015·全国卷Ⅰ·11)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
解液改为水溶液,B错误;放电时,当有22.4 L O2(标准
状况下)被还原时,根据正极反应式:O2+4e-+2H2O
====4OH-,会转移电子4 mol,即溶液中有4 mol Li+从
左槽(负极)移动到右槽,故C正确;由图示可知,正极的 电极反应式为O2 + 4e- + 2来自百度文库2O====4OH-,电池总反应方 程式为4Li+O2 +2H2O====4LiOH,D正确。
【解析】选C。锌化合价升高被氧化,连接电源正极, 故A错误;阳离子交换膜只允许阳离子通过,所以ZnC2O4 在交换膜左侧生成,故B错误;电解的总反应:2CO2+Zn ==== 是0.5 mol,转移电子不一定是0.5 mol,故D错误。
电解 ZnC O ,故C正确; 11.2 L CO 的物质的量不一定 2 4 2
示。下列有关微生物电池的说法错误的是
世纪金榜导学号79100098
(
)
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。
【加固训练】 1.采用电化学法还原CO2是一种使CO2资源化的方法,如 图是利用此法制备ZnC2O4的示意图(电解液不参与反
应)。下列说法正确的是
(
)
A.Zn与电源的负极相连 B.ZnC2O4在交换膜右侧生成
电解 ZnC O C.电解的总反应:2CO2+Zn ==== 2 4
D.通入11.2 L CO2时,转移0.5 mol电子
连,E极上电极反应为2 +12H++12e-==== 2 ,为
还原产物;F为阳极,D应与电源正极相连,电极反应为
6H2O-12e-====12H++3O2↑,储氢装置工作时,产生的H+ 经高分子电解质膜移至左侧,右侧电极区的pH不会减 小。综上所述,只有B选项正确。
2.(新题预测)科学家研制出了一种新型的锂-空气电 池,其工作原理如图所示。关于该电池的说法中不正 确的是 ( )
2.某原电池装置如图所示,电池总反应为 2Ag+Cl2====2AgCl。 (1)当电路中转移a mol e-时,交换
膜左侧溶液中约减少______mol离子。
交换膜右侧溶液中c(HCl)____(填“>”“<”或
“=”)1 mol·L-1(忽略溶液体积变化)。
(2)若质子交换膜换成阴离子交换膜,其他不变。若有 11.2 L氯气(标准状况)参与反应,则必有______mol ________离子(填离子符号)由交换膜______侧通过交
【素养变式】 (1)该电池的正极反应式为___________。 提示:6O2+24e-+24H+====12H2O。
(2)该电池的负极反应式为_________。 提示:C6H12O6+6H2O-24e-====24H++6CO2↑。
【训练·提升素养】 1.(2018·绵阳模拟)在一定条件下,可以用甲图所示 的硼化钒(VB2)-空气电池(工作时反应为4VB2+11O2
素养提升突破系列(四)
“离子交换膜”在电化学中的应用
【考情· 透视规律】
在近几年的高考试题中,离子交换膜是电化学的考查热
点。其考情如下:
【归纳·认知素养】 1.常见的隔膜: 隔膜又叫离子交换膜,由高分子特殊材料制成。离子
交换膜分三类:
(1)阳离子交换膜,简称阳膜,只允许阳离子通过,即允
许H+和其他阳离子通过,不允许阴离子通过。
==== 4B2O3+2V2O5)为电源给乙图所示装置通电,模拟
有机物的电化学储氢。下列说法正确的是 ( )世
纪金榜导学号79100099
A.整套装置工作时A连接D,B连接C B.VB2极发生的电极反应为2VB2+22OH--22e-==== V2O5+2B2O3+11H2O
C.电极F产生3 mol气体时电极E得到的氧化产物为