高中化学人教版高考大单元四　第九章　第43讲　多池、多室电化学装置.pptxVIP

化学大一轮复习第九章第43讲多池、多室电化学装置

复习目标1.了解离子交换膜的类型及作用。2.了解多池连接装置的特点及分析方法。3.建立解答复杂电化学装置的思维路径。

考点一离子交换膜在电化学中的应用考点二多池电化学装置课时精练内容索引

考点一离子交换膜在电化学中的应用

离子交换膜是一种含离子基团的、对溶液中的离子具有选择透过功能的膜，通常由特殊高分子材料制成。离子交换膜分为：(1)阳离子交换膜，只允许阳离子通过，不允许阴离子通过。(2)阴离子交换膜，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，不允许其他阳离子或阴离子通过。(4)双极隔膜，是一种新型离子交换膜，其膜主体可分为阴离子交换层、阳离子交换层和中间界面层，水解离催化剂被夹在中间的离子交换聚合物中，水电离产物H+和OH-可在电场力的作用下快速迁移到两侧溶液中，为膜两侧的半反应提供各自理想的pH条件。整合必备知识

1.离子交换膜的作用(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，提高产品的纯度或避免不安全因素。(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。2.分析方法(1)根据膜的性质和离子在溶液中的迁移方向，画出离子透过膜的方向；(2)寻找迁出室溶液中浓度较大的迁移离子；(3)分析离子在迁入室的浓度增大和在迁出室的浓度减小，以及带来的实质变化。

一、单一离子交换膜电化学装置1.利用人工光合作用可将CO2转化为甲酸，反应原理为2CO2+2H2O===2HCOOH+O2，装置如图所示(M、N电极均为惰性电极)，下列说法错误的是A.N电极上发生氧化反应，失去电子B.M电极上的电极反应式为2H++CO2+2e-===HCOOHC.每转移0.4mol电子，消耗的CO2与产生O2的质量之差为10gD.电池工作时，左侧工作室产生的H+通过质子交换膜往右侧工作室迁移√提升关键能力

N极失去电子，为负极，发生氧化反应，故A正确；M极为正极，正极CO2得电子生成甲酸，电极反应式为CO2+2e-+2H+===HCOOH，故B正确；总反应为2CO2+2H2O===2HCOOH+O2，每转移0.4mol电子，消耗8.8gCO2，产生3.2gO2，质量之差为8.8g-3.2g=5.6g，故C错误；N极为负极，电极反应为2H2O-4e-===4H++O2，M极为正极，电池工作时，左侧工作室产生的H+通过质子交换膜往右侧工作室迁移，故D正确。

2.(2024·黑吉辽，12)“绿色零碳”氢能前景广阔。为解决传统电解水制“绿氢”阳极电势高、反应速率缓慢的问题，科技工作者设计耦合HCHO高效制H2的方法，装置如图所示。部分反应机理为：。下列说法错误的是A.相同电量下H2理论产量是传统电解水的1.5倍B.阴极反应：2H2O+2e-===2OH-+H2↑C.电解时OH-通过阴离子交换膜向b极方向移动D.阳极反应：2HCHO-2e-+4OH-===2HCOO-+2H2O+H2↑√

?②HCOOH+OH-===HCOO-+H2O，阴极反应：2H2O+2e-===H2↑+2OH-，即转移2mol电子时，阴、阳两极各生成1molH2，共2molH2；而传统电解水：2H2O2H2↑+O2↑，转移2mol电子，只有阴极生成1molH2，所以相同电量下H2理论产量是传统电解水的2倍，故A错误、B正确；

由电极反应式可知，电解过程中阴极生成OH-，OH-通过阴离子交换膜向阳极移动，即向b极方向移动，故C正确；由分析可知阳极反应为2HCHO-2e-+4OH-===2HCOO-+2H2O+H2↑，故D正确。

?√

放电时N极为负极，M极为正极，M极电势高，故A正确；放电时，双极膜解离出的OH-向负极N极移动，B正确；充电时阴极反应：2CH2==CHCN+2e-+2H+===NC(CH2)4CN，C正确；充电时制得1molNC(CH2)4CN，转移2mol电子，有2molOH-移入左室，放电时负极反应：2H2O-4e-===O2↑+4H+，放电时生成1molO2，转移4mol电子，有4molH+移入左室，则不能使左室恢复至初始状态，D错误。

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5.(2021·天津，11)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0.01molFe2O3完全溶解时，至少产生气体336mL(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，说明石墨