人教版高中化學選擇性必修1第四章課題以“電化學法處理廢水”為載體解決化學反應與電能問題課件

情境活動課課題以“電化學法處理廢水”為載體解決化學反應與電能問題第四章

化學反應與電能電化學法可以處理廢水中的多種有機物、重金屬等。例如，對制藥廢水、肉類加工廢水、電鍍廢水等的處理都有顯著效果。目前世界各國對工業(yè)廢水的處理研究甚多，其中電化學法設備占地面積小，操作靈活，排污量小，不僅可以處理無機污染物，也可以處理有機污染物，甚至連一些無法生物降解的有毒有機物與某些含重金屬的污水都可用此方法進行處理；

再加上風力、核電等新興發(fā)電技術的大力發(fā)展和推廣應用帶來的電能成本降低，使得電化學方法在治理廢水方面具有更大的優(yōu)勢。如圖裝置是一種微生物脫鹽電池的裝置，它可以通過處理有機廢水(以含CH3COO－的溶液為例)獲得電能，同時還可實現(xiàn)海水淡化。已知a、b電極為惰性電極，X、Y均為離子交換膜。原電池的工作原理活動1

判斷a極和b極的電極名稱？[提示]

根據(jù)圖示可知，在a極上CH3COO－失去電子被氧化生成CO2和H＋，碳元素化合價升高，被氧化，所以a極為該原電池的負極，則b極為正極?；顒?

判斷X、Y離子交換膜的類型？[提示]

為了實現(xiàn)海水的淡化，海水中的氯離子需要移向負極，即a極，則X為陰離子交換膜，鈉離子需要移向正極，即b極，則Y為陽離子交換膜?；顒?

寫出a極的電極反應式，判斷H＋能否移向正極？[提示]

a極為負極，CH3COO－失去電子被氧化生成CO2，同時產(chǎn)生H＋，則結合電荷守恒可得電極反應式為CH3COO－＋2H2O－8e－===2CO2↑＋7H＋，由于X是陰離子交換膜，所以阻礙生成的H＋向正極移動，即H＋不能移向正極。活動4

當電路中轉移1mol電子時，在b極室可以生成多少克NaOH?[提示]

當電路中轉移1mol電子時，會有1molNa＋進入b極室形成1molNaOH，其質量是40g。積極推進污水資源化利用，既可緩解水的供需矛盾，又可減少水污染。采用電解法可以除去工業(yè)污水中的CN－，原理如圖所示。通電前先向含CN－的污水中加入適量NaCl并調整其pH維持堿性(CN－不參與電極反應)。

電解池的工作原理活動1

判斷電源X、Y極的名稱？隔膜1是陽離子交換膜還是陰離子交換膜？[提示]

右側氯離子放電產(chǎn)生次氯酸根離子，次氯酸根離子氧化CN－生成氮氣，右側電極是陽極，則電源的X極是負極，Y極是正極。左側氫離子放電，產(chǎn)生氫氧化鈉，所以鈉離子向左側移動，所以隔膜1是陽離子交換膜。活動2

電解過程中，陰極區(qū)溶液的pH如何變化？[提示]

電解過程中，陰極區(qū)氫離子放電，產(chǎn)生氫氧化鈉，溶液的pH變大。活動3

寫出該裝置中右側電極的電極反應式。[提示]

ClO－是電極產(chǎn)物，溶液顯堿性，電極反應式為2OH－＋Cl－－2e－===ClO－＋H2O。活動4

當生成2.24L(標準狀況)N2時，電路中通過多少摩爾電子？[提示]

當生成2.24L(標準狀況)N2時即0.1mol氮氣，根據(jù)反應5ClO－＋2CN－＋H2O===5Cl－＋2CO2↑＋N2↑＋2OH－，消耗0.5mol次氯酸根離子，氯元素化合價從＋1價降低到－1價，得到2個電子，則電路中通過1mol電子。某化肥廠排放含大量磷酸二氫銨(NH4H2PO4)的廢水，擬采用甲烷燃料電池為電源，用電化學滲析法處理廢水并提取化工產(chǎn)品氨水和濃磷酸。裝置如圖所示。

原電池、電解池的工作原理的綜合應用活動1

膜1、膜2為陽離子交換膜還是陰離子交換膜？

活動2

判斷a、b電極的名稱是什么？[提示]

a極為陰極，b極為陽極?；顒?

消耗標準狀況下2.24L甲烷，理論上生成H3PO4的質量是多少？

1．“打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)”，意味著對大氣污染防治比過去要求更高。二氧化硫—空氣質子交換膜燃料電池實現(xiàn)了制硫酸、發(fā)電、環(huán)保三位一體的結合，原理如圖所示。下列說法正確的是(

)A．該電池放電時質子從電極b移向電極aB．相同條件下，放電過程中消耗的SO2和O2的體積比為2∶1C．電極a附近發(fā)生的電極反應為SO2＋2H2O－2e－===H2SO4＋2H＋D．電極b附近發(fā)生的電極反應為O2＋2H2O＋4e－===4OH－

√

2．基于水煤氣轉化反應CO＋H2O===H2＋CO2，通過電化學裝置制備純氫的原理示意圖如下。下列說法不正確的是(

)

√

3．利用熱再生氨電池可實現(xiàn)CuSO4電鍍廢液的濃縮再生，同時利用該電池電解Na2SO4溶液(a、b