(配套教参)第八章 化学反应与电能-【精彩三年·高考尖峰】2024高考总复习化学一轮复习基础拓展训练教师用书word+课件PPT（浙江专用）

微素养·思维观4　多池、多室的电化学装置(见学生用书P113) 1．“离子交换膜”电解池的解题思路 (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，判断允许哪种粒子通过隔膜。 (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。 (3)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。 (4)利用定量关系进行计算：外电路电子转移数＝通过隔膜的阴、阳离子带的负或正电荷数。 2．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、电荷流向等，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。 3．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： (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。 4．离子交换膜的类型 (1)阳离子交换膜(只允许阳离子和水分子通过，阻止阴离子和气体通过) 以锌铜原电池为例，中间用阳离子交换膜隔开 ①负极反应式：Zn－2e－===Zn2+ ②正极反应式：Cu2+＋2e－===Cu ③Zn2+通过阳离子交换膜进入正极区 ④阳离子→通过阳离子交换膜→原电池正极(或电解池的阴极) (2)阴离子交换膜(只允许阴离子和水分子通过，阻止阳离子和气体通过) 以Pt为电极电解碘化钾淀粉溶液，中间用阴离子交换膜隔开 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－===IO＋5I－＋3H2O ④阴离子→通过阴离子交换膜→电解池阳极(或原电池的负极) (3)质子交换膜(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＋→通过质子交换膜→电解池阴极(或原电池的正极) 5.离子交换膜的应用 将含AnBm的废水再生为HnB和A(OH)m的原理(已知A为金属活动性顺序表H之前的金属，Bn－为含氧酸根离子) 命题探究一　单膜电解池 例1　　乙醛酸钠(OHC—COONa)是一种精细化工产品。科研工作者设计如图所示装置制备乙醛酸钠，同时完成CO2的综合利用。该装置工作时，下列说法正确的是(　C　) A．电极a上的电势低于电极b上的电势 B．阴极的电极反应式为OHC—CHO＋3CO＋H2O－2e－===OHC—COO－＋3HCO C．生成OHC—COO－与生成CO的物质的量相等 D．CO由阳极区移向阴极区 【解析】由题图可知，电极N上二氧化碳转化为一氧化碳，发生还原反应，为阴极，则电极M为阳极；电极a连接电解池的阳极，为电源正极，则电势高于电极b上的电势，A错误；阴极发生还原反应，为得到电子的反应，不是失去电子；阳极发生氧化反应，失去电子，电极反应式为OHC—CHO＋3CO＋H2O－2e－===OHC—COO－＋3HCO，B错误；阴极电子转移情况为CO2～2e－～CO，根据电子守恒可知，OHC—COO－～2e－～CO，则生成OHC—COO－与生成CO的物质的量相等，C正确；电解池中阴离子向阳极移动，CO由阴极区移向阳极区，D错误。 命题探究二　多膜电解池 例2　　“电解法”制备氢碘酸的装置如图所示。其中双极膜(BPM)是阴、阳复合膜，在直流电作用下复合层间的H2O解离成H＋和OH－(少量I－会因为浓度差通过BPM膜)。下列说法正确的是(　B　) A．a极的电势比b极的低 B．A、B膜均为阳离子交换膜 C．若撤去A膜，对该电解池的工作无影响 D．电解过程中，图中三处H2SO4溶液的c(H2SO4)均不变 【解析】根据题中信息B膜右边生成NaOH，说明钠离子穿过B膜进入右边，根据电解质“异性