2020屆高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)講義專題講座3隔膜在電化學(xué)中的功能

公眾號(hào)碼：王校長(zhǎng)資源站專題講座三隔膜在電化學(xué)中的功能I!知識(shí)梳理 夯實(shí)基礎(chǔ)強(qiáng)化要點(diǎn).常見(jiàn)的隔膜隔膜又叫離子交換膜，由高分子特殊材料制成。離子交換膜分三類：不允許陰(1)陽(yáng)離子交換膜，簡(jiǎn)稱陽(yáng)膜，只允許陽(yáng)離子通過(guò)，即允許H+和其他陽(yáng)離子通過(guò)，離子通過(guò)。不允許陰(2)陰離子交換膜，簡(jiǎn)稱陰膜，只允許陰離子通過(guò)，不允許陽(yáng)離子通過(guò)。⑶質(zhì)子交換膜，只允許H+通過(guò)，不允許其他陽(yáng)離子和陰離子通過(guò)。.隔膜的作用(1)能將兩極區(qū)隔離，阻止兩極區(qū)產(chǎn)生的物質(zhì)接觸，防止發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。(2)能選擇性的通過(guò)離子，起到平衡電荷、形成閉合回路的作用。.離子交換膜選擇的依據(jù)離子的定向移動(dòng)。.離子交換膜的應(yīng)用—海水淡化——陰、陽(yáng)離子交換膜(電滲法)—燃料電池應(yīng)用一一物質(zhì)制備——隔膜、質(zhì)子交換膜—氯堿工業(yè)——離子交換膜電解槽|■提升思維能力?深度思考」.用下面的裝置制取NaOH、H2和Cl2，此裝置有何缺陷?NaC臍液NaC臍液答案缺陷1：Cl2和H2混合而引起爆炸；缺陷2：Cl2與NaOH反應(yīng)生成NaClO,影響NaOH的產(chǎn)量.用下圖裝置電解飽和食鹽水，其中陽(yáng)離子交換膜的作用有哪些?離子交換膜電解槽示意圖離子交換膜電解槽示意圖公眾號(hào)碼：王校長(zhǎng)資源站公眾號(hào)碼：王校長(zhǎng)資源站答案⑴平衡電荷，形成閉合回路；（2）防止C12和H2混合而引起爆炸；⑶避免C12與NaOH反應(yīng)生成NaClO，影響NaOH的產(chǎn)量；（4）避免C1二進(jìn)入陰極區(qū)導(dǎo)致制得的NaOH不純?！鼋忸}探究 總結(jié)規(guī)律提煉方法題組一離子交換膜在原電池中的應(yīng)用.已知：電流效率等于電路中通過(guò)的電子數(shù)與消耗負(fù)極材料失去的電子總數(shù)之比?，F(xiàn)有兩個(gè)電池i、n,裝置如圖所示。下列說(shuō)法正確的是（）a.I和n的電池反應(yīng)不相同 b.能量轉(zhuǎn)化形式不同C.I的電流效率低于H的電流效率D.5min后，I、II中都只含1種溶質(zhì)答案C解析I、n裝置中電極材料相同，電解質(zhì)溶液部分相同，電池反應(yīng)，負(fù)極反應(yīng)和正極反應(yīng)式相同，a項(xiàng)錯(cuò)誤；I和n裝置的能量轉(zhuǎn)化形式都是化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能，b項(xiàng)錯(cuò)誤；I裝置中銅與氯化鐵直接接觸，會(huì)在銅極表面發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致部分能量損失（或部分電子沒(méi)有通過(guò)電路），電流效率降低，而n裝置采用陰離子交換膜，銅與氯化銅接觸，不會(huì)發(fā)生副反應(yīng)，放電過(guò)程中交換膜左側(cè)負(fù)極的電極反應(yīng)式為Cu-2e-===C^+,陽(yáng)離子增多，右側(cè)正極的電極反應(yīng)式為2Fe3++2e一===2F8+，負(fù)電荷過(guò)剩，C1一從交換膜右側(cè)向左側(cè)遷移，電流效率高于I裝置，C正確；放電一段時(shí)間后，I裝置中生成氯化銅和氯化亞鐵，n裝置中交換膜左側(cè)生成氯化銅，右側(cè)生成了氯化亞鐵，可能含氯化鐵，D項(xiàng)錯(cuò)誤。2.（2018-黔東南州一模）二甲醚（CH30cH3）燃料電池的工作原理如圖，有關(guān)敘述正確的是（）A.該裝置能實(shí)現(xiàn)化學(xué)能100%轉(zhuǎn)化為電能公眾號(hào)碼：王校長(zhǎng)資源站公眾號(hào)碼：王校長(zhǎng)資源站B.電子移動(dòng)方向?yàn)椋篴極一b極一質(zhì)子交換膜一a極C.a電極的電極反應(yīng)式為：CH3OCH3+3H2O-12e-===2CO2+12H+D.當(dāng)b電極消耗22.4LO2時(shí)，質(zhì)子交換膜有4molH+通過(guò)答案C解析A項(xiàng)，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能和電能，不可能100%轉(zhuǎn)化為電能，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，電子不能經(jīng)過(guò)電解質(zhì)溶液，所以電子由a極――線b極，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，a為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：CH3OCH3-12e-+3H2O===2CO2+12H+,正確；D項(xiàng)，狀況不知，無(wú)法由體積求物質(zhì)的量，所以通過(guò)H+的物質(zhì)的量不知，錯(cuò)誤。3.隨著各地“限牌”政策的推出，電動(dòng)汽車(chē)成為汽車(chē)族的“新寵”。某電動(dòng)汽車(chē)使用的是鉆酸鋰（LiCoOJ電池，其工作原理如圖所示，且電解質(zhì)為一種能傳導(dǎo)Li+的高分子材料，隔膜只放電一允許Li+通過(guò)，電池反應(yīng)式為L(zhǎng)i%C6+Li]_xCoO2^rC6+LiCoO2。下列說(shuō)法不正確的是（ ）電解質(zhì)隔膜A.放電時(shí)，正極鋰的化合價(jià)未發(fā)生改變B.充電時(shí)Li+移動(dòng)方向：右室一左室C.放電時(shí)負(fù)極的電極反應(yīng)式：Li^C6—%e-===q+%Li+D.充電時(shí)陽(yáng)極的電極反應(yīng)式：Li1-^CoO2+xLi++xe-===LiCog答案D解析放電時(shí)負(fù)極的電極反應(yīng)式為L(zhǎng)ixC6-xe-==q+xLi+正極的電極反應(yīng)式為L(zhǎng)i1-xCoO2+xLi++xe-===LiCoO2，放電時(shí)正極上鉆的化合價(jià)降低、鋰的化合價(jià)不變，A、C項(xiàng)正確；充電時(shí)左側(cè)為陰極，右側(cè)為陽(yáng)極，陽(yáng)極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，陽(yáng)離子由陽(yáng)極移向陰極，B項(xiàng)正確、D項(xiàng)錯(cuò)誤。■歸納總結(jié)?在原電池中應(yīng)用離子交換膜，起到替代鹽橋的作用，一方面能起到平衡電荷導(dǎo)電的作用，另一方面能防止電解質(zhì)溶液中的離子與電極直接反應(yīng)，提高電能效率。題組二離子交換膜在電解池中的應(yīng)用公眾號(hào)碼：王校長(zhǎng)資源站公眾號(hào)碼：王校長(zhǎng)資源站.（2018?合肥第一次教學(xué)質(zhì)量檢測(cè)）利用LiOH和鉆氧化物可制備鋰離子電池正極材料。可用電解LiCl溶液制備LiOH,裝置如下圖所示。下列說(shuō)法中正確的是（）A.電極B連接電源正極B.A極區(qū)電解液為L(zhǎng)iCl溶液C.陽(yáng)極反應(yīng)式為2H2O+2e-===H2f+2OH-D.每生成1molH2,有1molLi+通過(guò)該離子交換膜答案B解析由題意知，電解LiCl溶液制備LiOH，由于B電極生成氫氣，A與B用陽(yáng)離子交換膜隔開(kāi)，所以B為陰極，B極區(qū)為L(zhǎng)iOH溶液，A極區(qū)為L(zhǎng)iCl溶液。電極B上產(chǎn)生氫氣，所以B為陰極，B連接電源負(fù)極，A項(xiàng)錯(cuò)誤；陽(yáng)極反應(yīng)式為2Cl--2e.==Cl2f,C項(xiàng)錯(cuò)誤；每生成1molH2,有2molLi+通過(guò)該離子交換膜，D項(xiàng)錯(cuò)誤。.（2019?長(zhǎng)春質(zhì)檢）某科研小組研究采用BMED膜堆（示意圖如下），模擬以精制濃海水為原料直接制備酸堿。BMED膜堆包括陽(yáng)離子交換膜、陰離子交換膜和雙極膜A、口）。已知：在直流電源的作用下，雙極膜內(nèi)中間界面層發(fā)生水的解離，生由+和OH-。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的短 ）A.電極a連接電源的正極B.B為陽(yáng)離子交換膜C.電解質(zhì)溶液采用Na2SO4溶液可避免有害氣體的產(chǎn)生D.II口排出的是淡水答案B解析根據(jù)題干信息確定該裝置為電解池，陰離子向陽(yáng)極移動(dòng)，陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)，所以電極a為陽(yáng)極，連接電源的正極，A正確；水在雙極膜A解離后，氫離子吸引陰離子透過(guò)B膜公眾號(hào)碼：王校長(zhǎng)資源站公眾號(hào)碼：王校長(zhǎng)資源站到左側(cè)形成酸，B為陰離子交換膜，B錯(cuò)誤；電解質(zhì)溶液采用Na2s04溶液，電解時(shí)生成氫氣和氧氣，可避免有害氣體的產(chǎn)生，C正確；海水中的陰、陽(yáng)離子透過(guò)兩側(cè)交換膜向兩側(cè)移動(dòng)，淡水從H口排出，D正確。6.（2018?河南天一大聯(lián)考階段檢測(cè)）普通電解精煉銅的方法所制備的銅中仍含雜質(zhì)，利用下面的雙膜（陰離子交換膜和過(guò)濾膜電解裝置可制備高純度的Cu。下列有關(guān)敘述中正確的息 ）電極a3電源產(chǎn) 電極b冬之三:玄F二二三二二二二甲膜一三里一三看叵三二三延〒一乙膜Cu（NO；,）2”陽(yáng)極液溶液-I凈化裝置I-A.電極a為粗銅，電極b為精銅B.甲膜為過(guò)濾膜，可阻止陽(yáng)極泥及漂浮物雜質(zhì)進(jìn)入陰極區(qū)C.乙膜為陰離子交換膜，可阻止雜質(zhì)陽(yáng)離子進(jìn)入陰極區(qū)D.當(dāng)電路中通過(guò)1mol電子時(shí)，可生成32g精銅答案D解析由題意結(jié)合電解原理可知，電極a是陰極，為精銅，電極b是陽(yáng)極，為粗銅，A項(xiàng)錯(cuò)誤；甲膜為陰離子交換膜，可阻止雜質(zhì)陽(yáng)離子進(jìn)入陰極區(qū)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；乙膜為過(guò)濾膜，可阻止陽(yáng)極泥及漂浮物雜質(zhì)進(jìn)入陰極區(qū)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)電路中通過(guò)1mol電子時(shí)，可生成0.5mol精銅，其質(zhì)量為32g，D項(xiàng)正確。.（2018?哈爾濱模擬）用一種陰、陽(yáng)離子雙隔膜三室電解槽處理廢水中的NH：,模擬裝置如圖所示。下列說(shuō)法正確的是（所示。下列說(shuō)法正確的是（透過(guò)膜A.陽(yáng)極室溶液由無(wú)色變成棕黃色.陰極的電極反應(yīng)式為4OH—4e-===2H2O+O2fC.電解一段時(shí)間后，陰極室溶液中的pH升高D.電解一段時(shí)間后，陰極室溶液中的溶質(zhì)一定是（NH4）3PO4公眾號(hào)碼：王校長(zhǎng)資源站公眾號(hào)碼：王校長(zhǎng)資源站答案C解析陽(yáng)極上Fe發(fā)生氧化反應(yīng)，溶液由無(wú)色變?yōu)闇\綠色，A項(xiàng)錯(cuò)誤；陰極上H+發(fā)生還原反應(yīng)：2H++2e-===HJ,B項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)陰極上電極反應(yīng)，陰極消耗H+,電解一段時(shí)間后，陰極室溶液pH升高