2023届高中化学一轮复习微专题课件：“隔膜”原电池、电解池模型

这是一份2023届高中化学一轮复习微专题课件：“隔膜”原电池、电解池模型，共22页。PPT课件主要包含了隔膜的应用等内容，欢迎下载使用。
1．常见的隔膜隔膜又叫离子交换膜，由特殊高分子材料制成。离子交换膜分四类：(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。(2)阴离子交换膜，简称阴膜，只允许阴离子通过，即允许OH－和其他阴离子通过，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。(4)双极性膜，膜的一侧为阳膜，只允许阳离子通过，另一侧为阴膜，只允许阴离子通过。
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)能选择性地允许离子通过，起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。3．隔膜的选择依据：离子的定向移动。
5．多室电解池的类型多室电解池是利用离子交换膜的选择透过性，即允许带某种电荷的离子通过而限制带相反电荷的离子通过，将电解池分为两室、三室等，以达到浓缩、净化、提纯以及电化学合成的目的。
(1)两室电解池以惰性电极电解一定浓度的Na2CO3溶液为例，其原理如图所示：
(1)含离子交换膜的电解池的最大优点是能自动把产品(如该电解池产生的NaOH和NaHCO3)分离开，从而降低分离提纯成本。(2)“阴阳相吸”是很多化学反应的微观基础。“阴阳相吸”的含义：①阴离子与阳离子相互吸引并发生迁移；②阴极吸引电解液中的阳离子，阳极吸引电解液中的阴离子，并使阳离子与阴离子发生定向移动；③正极吸引自由电子，使电子通过导线由负极定向移动到正极。
(2)三室电解池以三室式电渗析法处理含KNO3的废水得到KOH和HNO3为例，其原理如图所示：
①阴极反应及ab膜的判断：阴极的电极反应式为4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－(放氢生碱)，生成的带负电荷的OH－吸引中间隔室的K＋向阴极迁移，得到KOH溶液，阴极区溶液的pH增大，ab膜为阳离子交换膜。
(3)四室电解池以四室式电渗析法制备H3PO2(次磷酸)为例，其原理如图所示：
电解稀硫酸的阳极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋(放氧生酸)，产生的H＋通过阳离子交换膜进入产品室，原料室中的H2PO通过阴离子交换膜进入产品室，与H＋结合生成弱电解质H3PO2；电解NaOH稀溶液的阴极反应式为4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－(放氢生碱)，原料室中的Na＋通过阳离子交换膜进入阴极室。
3．(2022·济南高三月考)铁基液流电池有显著的成本优势和资源优势。当前正研究的某种碱性铁基半液流电池的放电工作原理如图所示。下列说法错误的是(　　)A．放电时，b极为正极；充电时，该电极连接电源正极B．充电时，a极电极反应式为Fe3O4＋8e－＋4H2O===3Fe＋8OH－C．石墨烯的作用是提高电极中Fe3O4/Fe的反应活性，防止电极钝化D．放电时，负极失去1 ml电子时，一定有1 ml的阳离子通过交换膜
4．(双选)(2022·淄博高三模拟)我国科技工作者设计了一种电解装置，能将甘油(C3H8O3)和二氧化碳转化为甘油醛(C3H6O3)和合成气，原理如图所示。下列说法正确的是(　　)A．催化电极b与电源正极相连B．电解时催化电极a附近的pH增大C．电解时阴离子透过交换膜向电极a迁移D．生成的甘油醛与合成气的物质的量相等
6．(双选)(2022·聊城高三模拟)重铬酸钾是工业合成的常用氧化剂和催化剂，如图所示的微生物电池，能利用K2Cr2O7 实现对含苯酚(或醛类)废水的有效处理，该电池工作一段时间后，中间室内的NaCl溶液浓度减小，则下列叙述正确的是(　　)
A．a电极为负极，电子从a电极经过中间室到达b电极B．M为阳离子交换膜，电解过程中中间室内的 n(NaCl)减小C．处理含苯甲醛的废水时，a电极的电极反应为C6H5CHO－32e－＋13H2O===7CO2↑＋32H＋D．当b电极消耗等物质的量的K2Cr2O7 时，a电极消耗的C6H5OH和C6H5CHO的物质的量之比为 8∶7
7．(1)用间接电化学法除去NO的过程如图所示：①已知电解池的阴极室中溶液的pH在4～7之间，写出阴极的电极反应：_________________________________________________________________。②用离子方程式表示吸收池中除去NO的原理：_________________________________________________________________________________________。
(2)高铁酸钠(Na2FeO4)是一种高效多功能水处理剂，在强碱性条件下稳定，易被H2还原。以铁合金、Ni为电极，电解NaOH溶液制取Na2FeO4的装置如图所示。