内容正文:
离子交换膜在电化学中的应用
【教学目标】
1.了解离子交换膜的种类和功能;
2.掌握离子交换膜在电化学中的应用
【学情分析】
学生在了解原电池和电解池的工作原理的基础上,简单的电化学试题能解答出来,而稍微复杂一些感觉困难,就如结合膜的,多室的等,但在近几年高考中,涉及离子交换膜的试题比较多,且常出常新。
【重点难点】离子交换膜在电化学中的应用
【课前预习案】
1.课本选修4《化学反应原理》P80-81
2.请同学们画出电解饱和NaCl溶液制取NaOH、H2和Cl2的装置图,标出电极材料,写出电极反应式和总反应式。
3.阅读《南方凤凰台》P37-38
【课堂探究案】
典例探究1.如右图是电化学催化还原二氧化碳制备一氧化碳的装置示意图,质子交换膜将电解池分隔为阴极室和阳极室。下列说法中正确的是
( )
A.a是阴极 B.B极室的反应是 CO2+2e-+2H+=CO+H2O
C.一段时间后,A极室中溶液的pH增大 D.电子由B极室流向A极室
典例探究2 .(2016·新课标Ⅰ卷)三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如下图所示,采用惰性电极,ab、cd均为离子交换膜,在直流电场的作用下,两膜中间的Na+和SOeq \o\al(2-,4)可通过离子交换膜,而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。下列叙述正确的是( )
A. 通电后中间隔室的SOeq \o\al(2-,4)向正极迁移,正极区溶液pH增大
B. 该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品
C. 负极反应为2H2O-4e-===O2↑+4H+,负极区溶液pH降低
D. 当电路中通过1 mol电子的电量时,会有0.5 mol O2生成
典例探究3.工业品氢氧化钾溶液中含有某些含氧酸根杂质,可用离子交换膜法电解提纯。电解槽内装有阳离子交换膜(只允许阳离子通过),其工作原理如图所示。下列说法中不正确的是( )
A.阴极材料可以是Fe,含氧酸根杂质不参与电极反应
B.该电解槽的阳极反应式为4OH--4e-===2H2O+O2↑
C.通电后,该电解槽阴极附近溶液的pH会逐渐减小
D.除去杂质后,氢氧化钾溶液从出口B导出来
【课堂检测】
1.目前电解法制烧碱通常采用离子交换膜法,则下列叙述中错误的是( )
A.NaO