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    第七章 教考衔接2 离子交换膜电解池模型及应用-2025年高考化学一轮总复习课件
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    第七章 教考衔接2 离子交换膜电解池模型及应用-2025年高考化学一轮总复习课件

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    这是一份第七章 教考衔接2 离子交换膜电解池模型及应用-2025年高考化学一轮总复习课件,共22页。PPT课件主要包含了课时作业33等内容,欢迎下载使用。

     结合电解目的、电极反应及溶液呈电中性判断离子交换膜的种类:①明确电解的目的,基于电解目的推测阴、阳极上物质的变化。②正确书写阴、阳极的电极反应,判断各电极消耗(或生成)离子情况,明确“剩余”阳离子还是阴离子。③考虑溶液呈电中性的特点,结合电解目的判断离子的移动方向,继而确定离子交换膜的种类。
    应用1 无膜电解池(2023·辽宁卷)某无隔膜流动海水电解法制H2的装置如下图所示,其中高选择性催化剂PRT可抑制O2产生。下列说法正确的是(  )
    A.b端电势高于a端电势B.理论上转移2 ml e-生成4 g H2C.电解后海水pH下降D.阳极发生:Cl-+H2O-2e-===HClO+H+
    H2为还原产物,故钛箔为电解池的阴极,钛网为阳极。阳极连接电源正极,阴极连接电源负极,故a端电势高于b端电势,A错误;电解时,阳极反应为Cl-+H2O-2e-===HClO+H+,阴极反应为2H2O+2e-===H2↑+2OH-,总反应方程式为Cl-+H2O===ClO-+H2↑,理论上转移2 ml e-生成2 g H2,B错误,D正确;流动海水电解后,海水中含有NaClO,其为强碱弱酸盐,pH不会下降,C错误。
    应用2 单膜电解池(2023·湖北卷)我国科学家设计如图所示的电解池,实现了海水直接制备氢气技术的绿色化。该装置工作时阳极无Cl2生成且KOH溶液的浓度不变,电解生成氢气的速率为x ml/h。下列说法错误的是(  )
    A.b电极反应式为2H2O+2e-===H2↑+2OH-B.离子交换膜为阴离子交换膜C.电解时海水中动能高的水分子可穿过PTFE膜D.海水为电解池补水的速率为2x ml/h
    应用3 双膜电解池(2021·天津卷)如图所示电解装置中,通电后石墨电极 Ⅱ 上有O2生成,Fe2O3逐渐溶解。下列判断错误的是(  )
    A.a是电源的负极B.通电一段时间后,向石墨电极 Ⅱ 附近滴加石蕊溶液,出现红色C.随着电解的进行,CuCl2溶液浓度变大D.当0.01 ml Fe2O3完全溶解时,至少产生气体336 mL (折合成标准状况下)
    通电后石墨电极 Ⅱ 上有O2生成,Fe2O3逐渐溶解,则石墨电极 Ⅱ 为阳极,石墨电极 Ⅰ 为阴极;结合电极的连接方式可知,电源b为正极,a为负极,A正确;石墨电极 Ⅱ 为阳极,通电一段时间后,产生O2和H+,故向石墨电极 Ⅱ 附近滴加石蕊溶液,出现红色,B正确;随着电解的进行,Cu2+在阴极得电子生成铜单质,则CuCl2溶液浓度变小,C错误;当0.01 ml Fe2O3完全溶解时,消耗0.06 ml H+,根据阳极电极反应2H2O-4e-===4H++O2↑,产生0.015 ml O2,在标准状况下的体积为0.015 ml×22.4 L/ml=0.336 L=336 mL,D正确。
    应用4 双极膜电解池(2021·全国甲卷)乙醛酸是一种重要的化工中间体,可用如下图所示的电化学装置合成。图中的双极膜中间层中的H2O解离为H+和OH-,并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法正确的是(  )
    A.KBr在上述电化学合成过程中只起电解质的作用C.制得2 ml乙醛酸,理论上外电路中迁移了1 ml电子D.双极膜中间层中的H+在外电场作用下向铅电极方向迁移
    该装置通电时,乙二酸在铅电极处被还原为乙醛酸,因此铅电极为电解池阴极,石墨电极为电解池阳极,阳极上Br-被氧化为Br2,Br2将乙二醛氧化为乙醛酸,双极膜中间层的H+在直流电场作用下移向阴极,OH-移向阳极。KBr在上述电化学合成过程中除作电解质外,还是电解过程中阳极的反应物,生成的Br2为乙二醛制备乙醛酸的中间产物,A错误;阳极上为Br-失去电子生成Br2,Br2将乙二醛氧化为乙醛酸,B错误;电解过程中阴、阳极均生成乙醛酸,1 ml乙二酸生成1 ml乙醛酸转移2 ml电子,1 ml乙
    二醛生成1 ml乙醛酸转移2 ml电子,根据转移电子守恒可知每生成1 ml乙醛酸转移1 ml电子,因此制得2 ml乙醛酸时,理论上外电路中迁移了2 ml电子,C错误;双极膜中间层的H+在外电场作用下移向阴极,即H+移向铅电极,D正确。
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