2019届一轮复习人教版 隔膜在电化学中的功能 课件(27张)
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离子交换膜在电化学中的应用页数:3
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锂离子电池隔膜PPT课件
复合隔膜
此种隔膜有两层（PP/PE）隔膜、三层(PP/PE/PP） 隔膜。三层膜在温度升高时，中部的PE在130度熔化 收缩造成热关闭，但是由于外部的PP熔化温度为160 度，隔膜还可以保持一定的安全性，因此三层膜也较 适用于动力电池。目前Celgard与UBE掌握此种技术 及专利权。
隔膜性能对电池性能的影响
隔膜简介
在锂离子电池中，隔膜的作用主要有两个 方面：一方面起到分隔正、负极，防止短路 的作用；另一方面，隔膜能够让锂离子通过， 形成充放电回路。
隔膜性能的优劣直接影响着电池内阻、放 电容量、循环使用寿命以及安全性能。隔膜 越薄，孔隙率越高，电池内阻越小，高倍率 放电性能越好，性能优异的隔膜对提高电池 的综合性能具有重要的作用。
目前所使用的电极颗粒一般在 10 微米的量级，而所使 用的导电添加剂则在 10 纳米的量级，不过很幸运的是 一般碳黑颗粒倾向于团聚形成大颗粒。一般来说，亚微 米孔径的隔膜足以阻止电极颗粒的直接通过，当然也不 排除有些电极表面处理不好，粉尘较多导致的一些诸如 微短路等情况。
⑥穿刺强度
穿刺强度：在一定的速度（每分钟 3-5 米）下，让一个 没有锐边缘的直径为1mm 的针刺向环状固定的隔膜，为穿 透隔膜所施加在针上的最大力。
来比较两种隔膜的浸润度。
④化学稳定性
要求隔膜在电化学反应中是惰性的，且对强还原、 强氧化不活泼，机械强度不衰减，不产生杂质。一般 认为，目前隔膜用材料PE或PP可满足化学惰性要求。
⑤孔径
防1μm时，锂离子穿透能力太小，大于0.1μm时，电池 内部枝晶生成时电池易短路。
全球主要隔膜生产企业产能分布（2010年）
根据台湾工研院的数据，预计到2013年隔膜需求量可达5.63 亿平米，产值近17亿美元，但由上面的产能表可见，隔膜的产 能远不能满足市场需求。
2019版高考化学总复习第6章化学反应与能量微专题强化突破11“共隔膜”电解池在工业生产中的应用课件新人教
解析：选 B。A 项，电极反应式为阳极：4OH－－4e－===2H2O ＋O2↑，阴极：Ni2＋＋2e－===Ni，2H＋＋2e－===H2↑，正确；B 项，由于 C 室中 Ni2＋、H＋不断减少，Cl－通过阴离子膜从 C 室 移向 B 室，A 室中 OH－不断减少，Na＋通过阳离子膜从 A 室移 向 B 室，所以 B 室中 NaCl 溶液的物质的量浓度不断增大，错 误；C 项，由于 H＋的氧化性大于 Ni2＋(低浓度)的氧化性，所以 为了提高 Ni 的产率，电解过程需要控制废水的 pH，正确；D 项，若去掉阳离子膜，在阳极 Cl－首先放电生成 Cl2，反应总方 程式发生改变，正确。
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)能选择性的通过离子，起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。
3．“隔膜”电解池的解题步骤 第一步，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。 第二步，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。 第三步，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。
(3)随着电解的进行，溶质 NaCl 不断消耗，所以应该及时补充。 精制饱和食盐水从与阳极连接的图中 a 位置补充，由于阴极 H＋ 不断放电，附近的溶液显碱性，氢氧化钠溶液从图中 d 位置流 出；水不断消耗，所以从 b 位置不断加入蒸馏水，从 c 位置流 出的是稀的 NaCl 溶液。 (4)KClO3 有氧化性，H2C2O4 有还原性，在酸性条件下 KClO3 可以和草酸(H2C2O4)反应生成高效的消毒杀菌剂 ClO2，还生成 CO2 和 KHSO4 等物质。根据电子守恒及原子守恒，可得该反应 的 化 学 方 程 式 是 2KClO3 ＋ H2C2O4 ＋ 2H2SO4===2ClO2 ↑ ＋ 2CO2↑＋2KHSO4＋2H2O。
2024届高考复习课件之离子隔膜在电化学中的应用
外电路电子转移数=通过隔膜的阴（阳）离子带的负（正）电荷数。
例1：工业上常用连二亚硫酸钠 (Na2S2O4)消除烟气中的NO，通过电 解可使Na2S2O4再生，装置如下图所 示。吸收塔内每吸收11.2L(标准状况) 的NO，通过离子交换膜的H+的物质 的量为_______mol。
方法1：阳极：2H2O - 4e－= O2↑+ 4H+
A. 充电时电极b是阴极 B. 放电时NaCl溶液的pH减小
√C. 放电时NaCl溶液的浓度增大 D. 每生成1molCl2，电极a质量理论上增加23g
放电总：
Na3Ti2(PO4)3 + Cl2= NaTi2(PO4)3+2Na+ + 2Cl－
隔膜不一定是离子选择性膜
非选择性隔膜 优点：1.离子通透性强，电阻小
双极膜结构及解离水示意图
2023
知识重构 链接高考 模型构建
二、链接高考
例1
√
（2023年广东卷）——双极膜
➫解析 阴阳
H+
OH+
NH3·H2O ～ 8e －～8H+ ～8OH －
1mol
8
8
阳极：4OH- - 4e- == O2↑+2H2O
二、链接高考
（2022年全国甲卷）——阴阳离子交换膜
（2023年广东卷）
隔膜不一定是离子选择性膜
例1：（2022广东）科学家基于Cl2易溶于CCl4的 ➫解析
性质，发展了一种无需离子交换膜的新型氯流电池， 可作储能设备(如图)。充电时电极a的反应为： NaTi2(PO4)3 + 2Na＋ + 2e－ = Na3Ti2(PO4)3。下 列说法正确的是
高中化学课件：离子隔膜在电化学中的应用(课件)
种类
阴离子交换膜 (只允许阴离子 和水分子通过)
装置图
以Pt为电极电解淀粉KI溶 液，制备碘酸钾，中间用 阴离子交换膜隔开
说明
①阴极反应式： 2H2O＋2e－= H2↑＋2OH－ ②阳极反应式： 2I－－2e－=I2 ③阴极产生的OH－移向阳极与阳极产物反应：
3I2＋6OH－=IO3－＋5I－＋3H2O ④阴离子→透过阴离子交换膜→电解池 阳 极( 或原电池的 负 极)
阴离子膜
两端电解质的酸碱减弱， 溶质成分发生改变
二、重温经典
例2：（2022全国甲卷）一种水性电解液Zn-MnO2离子 选择双隔膜电池如图所示(KOH溶液中，Zn2+以Zn(OH)42－ 存在)。电池放电时，下列叙述错误的是
➫解析
深入思考：离子选择膜的种类
SO42-
K+
A．Ⅱ区的K+通过隔膜向Ⅲ区迁移 ×
一、知识重构
2.双液电池-盐桥 对盐桥的深入认识 （1）盐桥中琼胶的作用：控制离子流速，防止过早失效。 （2）用饱和氯化钾的原因：K+和Cl－迁移速率接近，且不发生化学反应。 （3）盐桥使用一段时间需要更换，恢复的方式是放入饱和氯化钾溶液中。
一、知识重构
2.双液电池-盐桥
例：（2020全国）验证不同化合价铁的氧化还 原能力，利用下列电池装置进行实验。电池装置 中，盐桥连接两电极电解质溶液。盐桥中阴、阳 离子不与溶液中的物质发生化学反应，并且电迁 移率(u∞)应尽可能地相近。根据下表数据，盐桥 中应选择_____K__C_l____作为电解质。
B. 放电时NaCl溶液的pH减小 C. 放电时NaCl溶液的浓度增大
√
D. 每生成1molCl2，电极a质量理论上增加23g
高中化学人教版(2019)选择性必修1课件第4章第2节能力课时8离子交换膜在电化学中的应用
1234 5
D [由题意结合电解原理可知，电极 a 是阴极，为精铜，电极 b 是阳极，为粗铜，A 项错误；甲膜为阴离子交换膜，可阻止杂质阳 离子进入阴极区，B 项错误；乙膜为过滤膜，可阻止阳极泥及漂浮物 杂质进入阴极区，C 项错误；当电路中通过 1 mol 电子时，可生成 0.5 mol 精铜，其质量为 32 g，D 项正确。]
[答案] ①2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑ ②K＋ 由 a 到 b ③ 产生 Cl2 易污染环境等
1．Kolbe 法制取乙烯的装置如图所示，电极 a 上的产物为乙烯 和碳酸根离子。下列说法正确的是( )
A．该装置将化学能转化为电能 B．图中为阳离子交换膜 C．阴极周围溶液的 pH 不断减小 D．每生成 1 mol 乙烯，电路中转移 2 mol 电子
1234 5
[解析] 阳极发生氧化反应：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，阳极 室 H＋向 a 室迁移，a 室中的 Na2SO3 转化成 NaHSO3。阴极发生还原 反应，析出 H2，OH－增多，Na＋由 a 室向 b 室迁移，则 b 室中 Na2SO3 浓度增大。
[答案] 2H2O－4e－===4H＋＋O2↑ a
判断 a、d 电极的名称，并写出电极反应式。
[提示] 根据图示可以得出 d 电极上发生 CO23－转化为 C 的反应， 根据化合价可以判断发生的是得电子的还原反应，因此电极 d 为阴 极，电极反应式为 CO23－＋4e－===C＋3O2－；则电极 a 为阳极，根据 图示可以判断电极反应式为 2C2O25－－4e－===4CO2↑＋O2↑。
AD [由图可知，b 电极为阳极，电解时阳极上水失电子发生氧 化反应生成 O2 和 H＋，a 电极为阴极，电解时阴极上水得电子发生还 原反应生成 H2 和 OH－，原料室中的钠离子通过阳膜进入 a 极室，溶 液中 c(NaOH)增大，原料室中 B(OH)－ 4 通过阴膜进入产品室，b 极室 中 H＋通过阳膜进入产品室，在产品室中 H＋与 B(OH)－ 4 发生反应生成 H3BO3，a、b 两电极反应式分别为 2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－、2H2O －4e－===O2↑＋4H＋，理论上每生成 1 mol 产品，b 极生成 1 mol H＋， a 极产生 0.5 mol H2。]
D [由题意结合电解原理可知，电极 a 是阴极，为精铜，电极 b 是阳极，为粗铜，A 项错误；甲膜为阴离子交换膜，可阻止杂质阳 离子进入阴极区，B 项错误；乙膜为过滤膜，可阻止阳极泥及漂浮物 杂质进入阴极区，C 项错误；当电路中通过 1 mol 电子时，可生成 0.5 mol 精铜，其质量为 32 g，D 项正确。]
[答案] ①2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑ ②K＋ 由 a 到 b ③ 产生 Cl2 易污染环境等
1．Kolbe 法制取乙烯的装置如图所示，电极 a 上的产物为乙烯 和碳酸根离子。下列说法正确的是( )
A．该装置将化学能转化为电能 B．图中为阳离子交换膜 C．阴极周围溶液的 pH 不断减小 D．每生成 1 mol 乙烯，电路中转移 2 mol 电子
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[解析] 阳极发生氧化反应：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，阳极 室 H＋向 a 室迁移，a 室中的 Na2SO3 转化成 NaHSO3。阴极发生还原 反应，析出 H2，OH－增多，Na＋由 a 室向 b 室迁移，则 b 室中 Na2SO3 浓度增大。
[答案] 2H2O－4e－===4H＋＋O2↑ a
判断 a、d 电极的名称，并写出电极反应式。
[提示] 根据图示可以得出 d 电极上发生 CO23－转化为 C 的反应， 根据化合价可以判断发生的是得电子的还原反应，因此电极 d 为阴 极，电极反应式为 CO23－＋4e－===C＋3O2－；则电极 a 为阳极，根据 图示可以判断电极反应式为 2C2O25－－4e－===4CO2↑＋O2↑。
AD [由图可知，b 电极为阳极，电解时阳极上水失电子发生氧 化反应生成 O2 和 H＋，a 电极为阴极，电解时阴极上水得电子发生还 原反应生成 H2 和 OH－，原料室中的钠离子通过阳膜进入 a 极室，溶 液中 c(NaOH)增大，原料室中 B(OH)－ 4 通过阴膜进入产品室，b 极室 中 H＋通过阳膜进入产品室，在产品室中 H＋与 B(OH)－ 4 发生反应生成 H3BO3，a、b 两电极反应式分别为 2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－、2H2O －4e－===O2↑＋4H＋，理论上每生成 1 mol 产品，b 极生成 1 mol H＋， a 极产生 0.5 mol H2。]
2019届一轮复习人教版 素养提升突破系列——“离子交换膜”在电化学中的应用 课件(31张)
【解析】选A。根据碳元素的化合价的变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。
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 ( )
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
(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。
素养提升突破系列(四) “离子交换膜”在电化学中的应用
【知识解析】“隔膜”在电化学装置中的应用-完整版课件
典例详析
考法（2018全国Ⅰ节选）
焦亚硫酸钠（Na2S2O5）在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。回答下列问题： （2）制备Na2S2O5也可采用三室膜电解技术，装置如图所示，其中SO2碱吸收液中含 有NaHSO3和Na2SO3。阳极的电极反应式为____2_H_2_O_－__4_e_－__=_=_=__4_H__＋_＋__O_2_↑____。 电解后，____a____室的NaHSO3浓度增加。 将该室溶液进行结晶脱水，可得到Na2S2O5。
几种常见的“隔膜”
（1）阳离子交换膜：对阳离子有选择性透过作用的膜，简称阳膜。 （2）质子交换膜：一般指对H＋有选择性透过作用的膜。 （3）阴离子交换膜：对阴离子有选择性透过作用的膜，简称阴膜。
几种常见的“隔膜”
（4）“两性离子”交换膜：同时含有阳离子交换基团和阴离子交换基团的离子交换 膜，对某些离子有较高的选择性，主要用于离子分离和回收溶液中的微量金属。
解读含“隔膜”的多室电解池模型
（2）“三膜四室”电解池
在电解装置中，应用三个离子交换膜隔 开四个盛有电解质溶液的“室”。以四 室电渗析法制备H3PO2（次磷酸）为例 ，其工作原理如图所示：
解读含“隔膜”的多室电解池模型
电解稀硫酸的阳极反应为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H2PO2－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。
典例详析
解析：（1）NaHSO3结晶脱水生成Na2S2O5，化学方程式为2NaHSO3 === Na2S2O5＋ H2O。（2）阳极发生氧化反应2H2O－4e－ === 4H＋＋O2↑，阳极室的H＋通过阳离子 交换膜进入a室，与a室中的Na2SO3发生反应生成NaHSO3。阴极发生还原反应，析出 H2，OH－增多，Na＋由a室向b室迁移，则b室中Na2SO3浓度增加。
高三化学高考备考一轮复习：多池串联与“隔膜”电化学装置课件
C
多膜电化学装置 3．一种三室微生物燃料电池污水净化系统的原理如图所示，图中 含酚废水中的有机物可用C6H5OH表示。
下列说法不正确的是( C ) A．右室电极为该电池的正极 B．右室电极附近溶液的pH增大 C．左侧离子交换膜为阳离子交换膜 D．左室电极反应式可表示为C6H5OH＋11H2O－28e－===6CO2↑ ＋28H＋
A．工作时，Ⅰ室和Ⅱ室溶液的pH均增大 B．生成1 mol Co，Ⅰ室溶液质量理论上减少16 g C．移除两交换膜后，石墨电极上发生的反应不变 D．电解总反应：2Co2＋＋2H2O=通==电==2Co＋O2↑＋4H＋
D
3．(2021·全国甲卷，T13)乙醛酸是一种重要的化工中间体，可采 用如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。
A．若用铅酸蓄电池为电源，则X极与Pb电极相连 B．双极膜中a为H＋，b为OH－ C．当电路中通过4 mol电子时，电极Y上产生2 mol气体 D．M膜为阴离子交换膜，N膜为阳离子交换膜
CD
1．(2022·山东等级考，T13)设计如图装置回收金属钴。保持细菌 所在环境pH稳定，借助其降解乙酸盐生成CO2，将废旧锂离子电 池的正极材料LiCoO2(s)转化为 Co2＋，工作时保持厌氧环境， 并定时将乙室溶液转移至甲室。 已知电极材料均为石墨材质， 右侧装置为原电池。下列说法 正确的是( )
D
3．用C3H8、O2和熔融Na2CO3组成的燃料电池作电源，电解饱和 的K2S溶液和2 mol·L－1 AgNO3溶液制备某些单质，盐桥中充有饱 和的KNO3溶液。下列说法错误的是( )
A．石墨 1 的电极反应式为 C3H8－20e－＋10CO23－===13CO2＋4H2O B．石墨 2 电极电势较石墨 1 电极高 C．盐桥中的 NO－3 移向石墨 4 电极处 D．电解的总反应离子方程式为 2Ag＋＋S2－=通==电==2Ag＋S
多膜电化学装置 3．一种三室微生物燃料电池污水净化系统的原理如图所示，图中 含酚废水中的有机物可用C6H5OH表示。
下列说法不正确的是( C ) A．右室电极为该电池的正极 B．右室电极附近溶液的pH增大 C．左侧离子交换膜为阳离子交换膜 D．左室电极反应式可表示为C6H5OH＋11H2O－28e－===6CO2↑ ＋28H＋
A．工作时，Ⅰ室和Ⅱ室溶液的pH均增大 B．生成1 mol Co，Ⅰ室溶液质量理论上减少16 g C．移除两交换膜后，石墨电极上发生的反应不变 D．电解总反应：2Co2＋＋2H2O=通==电==2Co＋O2↑＋4H＋
D
3．(2021·全国甲卷，T13)乙醛酸是一种重要的化工中间体，可采 用如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。
A．若用铅酸蓄电池为电源，则X极与Pb电极相连 B．双极膜中a为H＋，b为OH－ C．当电路中通过4 mol电子时，电极Y上产生2 mol气体 D．M膜为阴离子交换膜，N膜为阳离子交换膜
CD
1．(2022·山东等级考，T13)设计如图装置回收金属钴。保持细菌 所在环境pH稳定，借助其降解乙酸盐生成CO2，将废旧锂离子电 池的正极材料LiCoO2(s)转化为 Co2＋，工作时保持厌氧环境， 并定时将乙室溶液转移至甲室。 已知电极材料均为石墨材质， 右侧装置为原电池。下列说法 正确的是( )
D
3．用C3H8、O2和熔融Na2CO3组成的燃料电池作电源，电解饱和 的K2S溶液和2 mol·L－1 AgNO3溶液制备某些单质，盐桥中充有饱 和的KNO3溶液。下列说法错误的是( )
A．石墨 1 的电极反应式为 C3H8－20e－＋10CO23－===13CO2＋4H2O B．石墨 2 电极电势较石墨 1 电极高 C．盐桥中的 NO－3 移向石墨 4 电极处 D．电解的总反应离子方程式为 2Ag＋＋S2－=通==电==2Ag＋S
高考化学一轮第6章化学反应与能量常考点7膜在电化学中的应用新人教版
下列说法不正确的是( ) A.a是直流电源的正极,石墨电极发生氧化反应 B.交换膜A是阴离子交换膜,通电一段时间,Ⅰ室pH降低
C.当产生 0.1 mol 的 Ni1Co1Mn1(OH)2 时,标准状况下纯钛电极上至少产生
1.12 L气体
33 3
D.若将纯钛电极直接放入Ⅱ室,则纯钛电极上会有金属与前驱体附着而使 产率降低
1.b极的电极反应为2H2O-4e-===O2↑+4H+,通过1 mol电子时,有0.5 mol H2O 放电,产生1 mol H+。 2.通过1 mol电子时,有1 mol H+从稀硫酸中通过阳膜进入产品室。因此通 过1 mol电子时,稀硫酸中反应消耗0.5 mol H2O,生成的O2逸出,生成的H+迁 移至产品室,则质量减少9 g。稀硫酸中H+的物质的量不变,若不考虑溶液 体积变化,则溶液pH不变。
二、离子交换膜类型的判断 1.看清图示,是否在交换膜上标注了阴、阳离子,是否标注了电源的正、负 极。是否标注了电子流向,明确阴、阳离子的移动方向。 2.根据电解池中阴、阳离子的移动方向,结合题中给出的已知信息,找出物 质生成或消耗的电极区域,确定移动的阴、阳离子,从而推知离子交换膜的 种类。
三、电解池中某极区溶液质量变化与pH分析 在含有离子交换膜的电解池中,要判断一个极区溶液质量或溶液pH的变化, 应综合考虑电极反应引起的溶液质量变化和通过离子交换膜、离子的迁 移引起的质量变化。如下列装置中每通过1 mol电子,稀硫酸的变化:
2.阴离子交换膜(只允许阴离子和水子交换膜(只允许H+和水分子通过)
在微生物作用下电解有机废水(含CH3COOH), 可获得清洁能源H2 ①阴极反应式:2H++2e-===H2↑ ②阳极反应式:CH3COOH-8e-+2H2O ===2CO2↑+8H+ ③阳极产生的H+通过质子交换膜移向阴极 ④H+→透过质子交换膜→原电池正极(或电解 池的阴极)
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－ ＋
式为 2Fe3 ＋2e ===2Fe2 ，负电荷过剩。Cl 从交换膜右侧向左侧迁
＋ － ＋ －
答案：①2H2O－4e ===O2↑＋4H
＋
－
＋
②阳极室的 H 穿过阳膜扩散至产品室， 原料室的 H2PO2 穿过阴 膜扩散至产品室，二者反应生成 H3PO2 被氧化
第六章
3 ③PO4
－
－
H2PO2 或 H3PO2
－
阶段排查落实练
解这类问题可以分三步：第一步，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。 第二步，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。第三步，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。
－
－
第六章
阶段排查落实练
解析：B
[电极H2O＋O2↑ 阴极：Ni2 ＋2e ===Ni
＋ －
2H ＋2e ===H2↑ A 项正确；B 项，由于 C 室中 Ni2 、H 不断减少，Cl 通过阴
＋ ＋ －
＋
－
离子膜从 C 室移向 B 室，A 室中 OH 不断减少，Na 通过阳离子膜 从 A 室移向 B 室， 所以 B 室中 NaCl 溶液的物质的量浓度不断增大， 错误；C 项，由于 H 的氧化性大于 Ni2 (低浓度)的氧化性，所以为
第六章
阶段排查落实练
(2)反应物相同，不同的交换膜，迁移的离子种类不同；同种交 换膜，转移相同的电子数，如果离子所带电荷数不同，迁移离子数 不同。 离子迁移依据电荷平衡，而离子数目变化量可能不相等。
第六章
阶段排查落实练
[题组 1]
提高产品纯度
1．(导学号 27346722)(2018· 宜昌市高三教学测试)工业上用电解 法处理含镍酸性废水并得到单质 Ni 的原理如图所示。下列说法不正 确的是 ( )
高 考 总 复 习
阶段排查落实练
六、隔膜在电化学中的功能
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。
＋
第六章
阶段排查落实练
(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)能选择性的通过离子，起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。 尤其在物质制备中，确保制备的物质纯净。
第六章
阶段排查落实练
[题组 2]
提高电流效率
3．(导学号 27346724)已知：电流效率＝电路中通过的电子数与 消耗负极失去电子总数之比。现有两个电池Ⅰ、Ⅱ，装置如图所示。
第六章
阶段排查落实练
下列说法正确的是(
)
A．Ⅰ和Ⅱ的电池反应不相同 B．能量转化形式不同 C．Ⅰ的电流效率低于Ⅱ的电流效率 D．5 min 后，Ⅰ、Ⅱ中都只含 1 种溶质
第六章
阶段排查落实练
解析：①阳极发生氧化反应，在反应中 OH 失去电子，电极反 应式为 2H2O－4e ===O2↑＋4H 。 ②H2O 放电产生 H ，H 进入产品室，原料室的 H2PO2 穿过阴 膜扩散至产品室，二者发生反应：H ＋H2PO2
－ ＋ － ＋ ＋ － － ＋
－
3PO2。
③如果撤去阳膜，H2PO2 或 H3PO2 可能被氧化。
第六章
阶段排查落实练
已知：①Ni2 在弱酸性溶液中发生水解
＋
②氧化性：Ni2 (高浓度)>H >Ni2 (低浓度)
＋ ＋ ＋
A．碳棒上发生的电极反应：4OH －4e ===O2＋2H2O B．电解过程中，B 室中 NaCl 溶液的物质的量浓度将不断减小 C．为了提高 Ni 的产率，电解过程中需要控制废水 pH D．若将图中阳离子膜去掉，将 A、B 两室合并，则电解反应总 方程式发生改变
＋
第六章
阶段排查落实练
3．(1)解这类问题可以分三步：第一步，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。第二步，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。第三步，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。
＋ ＋
－
＋
了提高 Ni 的产率，电解过程需要控制废水的 pH，正确；D 项，若 去掉阳离子膜，在阳极 Cl 首先放电生成 Cl2，反应总方程式发生改 变，正确。]
－
第六章
阶段排查落实练
2．(导学号 27346723)(2014· 新课标全国卷Ⅰ，27(4))H3PO2 也可 用电渗析法制备。“四室电渗析法”工作原理如图所示(阳膜和阴膜 分别只允许阳离子、阴离子通过)：
第六章
阶段排查落实练
①写出阳极的电极反应式：____________________________。 ②分析产品室可得到 H3PO2 的原因__________________ ______________________________________________________。 ③早期采用“三室电渗析法”制备 H3PO2 ：将“四室电渗析 法”中阳极室的稀硫酸用 H3PO2 稀溶液代替。并撤去阳极室与产品 室之间的阳膜，从而合并了阳极室与产品室。其缺点是产品中混有 ______杂质。该杂质产生的原因是____________________________。
第六章
阶段排查落实练
解析：C
[Ⅰ、Ⅱ装置中电极材料相同，电解质溶液部分相同，
电池反应，负极反应和正极反应式相同， A 项错误；Ⅰ和Ⅱ装置的 能量转化形式都是化学能转化成电能， B 项错误； Ⅰ装置中铜与氯化 铁直接接触，会在铜极表面发生反应，导致部分能量损失 (或部分电 子没有通过电路)，导致电流效率降低。 而Ⅱ装置采用阴离子交换膜， 铜与氯化铜接触，不会发生副反应，放电过程中交换膜左侧负极的 电极反应式为 Cu－2e ===Cu2 ，阳离子增多；右侧正极的电极反应
式为 2Fe3 ＋2e ===2Fe2 ，负电荷过剩。Cl 从交换膜右侧向左侧迁
＋ － ＋ －
答案：①2H2O－4e ===O2↑＋4H
＋
－
＋
②阳极室的 H 穿过阳膜扩散至产品室， 原料室的 H2PO2 穿过阴 膜扩散至产品室，二者反应生成 H3PO2 被氧化
第六章
3 ③PO4
－
－
H2PO2 或 H3PO2
－
阶段排查落实练
解这类问题可以分三步：第一步，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。 第二步，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。第三步，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。
－
－
第六章
阶段排查落实练
解析：B
[电极H2O＋O2↑ 阴极：Ni2 ＋2e ===Ni
＋ －
2H ＋2e ===H2↑ A 项正确；B 项，由于 C 室中 Ni2 、H 不断减少，Cl 通过阴
＋ ＋ －
＋
－
离子膜从 C 室移向 B 室，A 室中 OH 不断减少，Na 通过阳离子膜 从 A 室移向 B 室， 所以 B 室中 NaCl 溶液的物质的量浓度不断增大， 错误；C 项，由于 H 的氧化性大于 Ni2 (低浓度)的氧化性，所以为
第六章
阶段排查落实练
(2)反应物相同，不同的交换膜，迁移的离子种类不同；同种交 换膜，转移相同的电子数，如果离子所带电荷数不同，迁移离子数 不同。 离子迁移依据电荷平衡，而离子数目变化量可能不相等。
第六章
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[题组 1]
提高产品纯度
1．(导学号 27346722)(2018· 宜昌市高三教学测试)工业上用电解 法处理含镍酸性废水并得到单质 Ni 的原理如图所示。下列说法不正 确的是 ( )
高 考 总 复 习
阶段排查落实练
六、隔膜在电化学中的功能
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。
＋
第六章
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(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)能选择性的通过离子，起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。 尤其在物质制备中，确保制备的物质纯净。
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[题组 2]
提高电流效率
3．(导学号 27346724)已知：电流效率＝电路中通过的电子数与 消耗负极失去电子总数之比。现有两个电池Ⅰ、Ⅱ，装置如图所示。
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下列说法正确的是(
)
A．Ⅰ和Ⅱ的电池反应不相同 B．能量转化形式不同 C．Ⅰ的电流效率低于Ⅱ的电流效率 D．5 min 后，Ⅰ、Ⅱ中都只含 1 种溶质
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阶段排查落实练
解析：①阳极发生氧化反应，在反应中 OH 失去电子，电极反 应式为 2H2O－4e ===O2↑＋4H 。 ②H2O 放电产生 H ，H 进入产品室，原料室的 H2PO2 穿过阴 膜扩散至产品室，二者发生反应：H ＋H2PO2
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3PO2。
③如果撤去阳膜，H2PO2 或 H3PO2 可能被氧化。
第六章
阶段排查落实练
已知：①Ni2 在弱酸性溶液中发生水解
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②氧化性：Ni2 (高浓度)>H >Ni2 (低浓度)
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A．碳棒上发生的电极反应：4OH －4e ===O2＋2H2O B．电解过程中，B 室中 NaCl 溶液的物质的量浓度将不断减小 C．为了提高 Ni 的产率，电解过程中需要控制废水 pH D．若将图中阳离子膜去掉，将 A、B 两室合并，则电解反应总 方程式发生改变
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第六章
阶段排查落实练
3．(1)解这类问题可以分三步：第一步，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。第二步，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。第三步，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。
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了提高 Ni 的产率，电解过程需要控制废水的 pH，正确；D 项，若 去掉阳离子膜，在阳极 Cl 首先放电生成 Cl2，反应总方程式发生改 变，正确。]
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第六章
阶段排查落实练
2．(导学号 27346723)(2014· 新课标全国卷Ⅰ，27(4))H3PO2 也可 用电渗析法制备。“四室电渗析法”工作原理如图所示(阳膜和阴膜 分别只允许阳离子、阴离子通过)：
第六章
阶段排查落实练
①写出阳极的电极反应式：____________________________。 ②分析产品室可得到 H3PO2 的原因__________________ ______________________________________________________。 ③早期采用“三室电渗析法”制备 H3PO2 ：将“四室电渗析 法”中阳极室的稀硫酸用 H3PO2 稀溶液代替。并撤去阳极室与产品 室之间的阳膜，从而合并了阳极室与产品室。其缺点是产品中混有 ______杂质。该杂质产生的原因是____________________________。
第六章
阶段排查落实练
解析：C
[Ⅰ、Ⅱ装置中电极材料相同，电解质溶液部分相同，
电池反应，负极反应和正极反应式相同， A 项错误；Ⅰ和Ⅱ装置的 能量转化形式都是化学能转化成电能， B 项错误； Ⅰ装置中铜与氯化 铁直接接触，会在铜极表面发生反应，导致部分能量损失 (或部分电 子没有通过电路)，导致电流效率降低。 而Ⅱ装置采用阴离子交换膜， 铜与氯化铜接触，不会发生副反应，放电过程中交换膜左侧负极的 电极反应式为 Cu－2e ===Cu2 ，阳离子增多；右侧正极的电极反应