31 专题六 热考题型突破(五) 电化学中离子交换膜的作用及分析（课件PPT）-【优化指导】2024高考化学二轮复习高中总复习·第2轮（老教材）

专题六　化学反应与能量 热考题型突破(五)　≡电化学中离子交换膜的作用及分析≡ [知识拓展] 1．离子交换膜的种类 返回导航 第2轮 化学 （全国版）　 专题六　化学反应与能量 2．离子交换膜的功能和作用 (1)交换膜的功能是使离子选择性地定向移动，使溶液保持电中性。 (2)作用有三点：①隔离阴、阳极的产物，防止其发生化学反应；②用于制备物质；③用于物质的分离提纯。 返回导航 第2轮 化学 （全国版）　 专题六　化学反应与能量 3．判断离子交换膜种类的方法 (1)判断离子交换膜的用途是制取物质，还是避免电极产物之间发生反应。 (2)根据电解质溶液呈电中性的原则，判断离子交换膜的种类。明确电极反应及产物，写出阴、阳极上的电极反应。 (3)依据电极反应式判断该电极附近剩余哪种离子，考虑交换膜的用途，结合溶液呈电中性的原则，判断离子移动的方向，确定离子交换膜的种类。 返回导航 第2轮 化学 （全国版）　 专题六　化学反应与能量 返回导航 第2轮 化学 （全国版）　 专题六　化学反应与能量 返回导航 第2轮 化学 （全国版）　 专题六　化学反应与能量 解析： 返回导航 第2轮 化学 （全国版）　 专题六　化学反应与能量 (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 mol·h-1。下列说法错误的是(　　) 返回导航 第2轮 化学 （全国版）　 专题六　化学反应与能量 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 mol·h-1 返回导航 第2轮 化学 （全国版）　 专题六　化学反应与能量 解析： 选D 该装置工作时，b电极连接电源负极为阴极，电极上放出H2：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，A正确；阳极无Cl2生成且KOH溶液浓度不变，阳极电极反应式为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，为保持OH－浓度不变，阴极OH－应通过离子交换膜进入阳极室，离子交换膜为阴离子交换膜，B正确；电解的本质是电解水，而KOH浓度不变，PTFE膜不透液态水，则通过PTFE膜的水应为动能高的水分子(透汽)，C正确；由电解总反应知，每生成1 mol H2要消耗1 mol H2O，电解生成H2的速率为x mol·h-1，故海水为电解池补水的速率为x mol·h-1，D错误。 返回导航 第2轮 化学 （全国版）　 专题六　化学反应与能量 “三步法”突破“带膜”电解池的构成及原理类题 (1)确定电解池的阴、阳极：根据外接直流电源的正负极、电子流向、电极现象等判断电解池的阴、阳极。 (2)根据电极反应式及产生(或消耗)离子、溶液呈电中性等确定移动的离子及移动方向。 (3)结合离子放电顺序书写电极反应式，判断电极反应产物，判断溶液中离子浓度、pH、质量等变化，并结合得失电子守恒进行简单计算。 返回导航 第2轮 化学 （全国版）　 专题六　化学反应与能量 [题型演练] (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(　　) 返回导航 第2轮 化学 （全国版）　 专题六　化学反应与能量 返回导航 第2轮 化学 （全国版）　 专题六　化学反应与能量 解析： 选D H2为还原产物，故钛箔为电解池的阴极，钛网极为阳极。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 mol 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。 返回导航 第2轮 化学 （全国版）　 专题六　化学反应与能量 双极膜(BP)是阴、阳复合膜，在直流电作用下，阴、阳膜复合层间的H2O解离成H＋和OH－。利用双极膜电渗析法和惰性电极电解食盐水可获得淡水、NaOH溶液和盐酸，其工作原理如下图所示，M、N为离子交换膜。下列说法错误的是(　　) 返回导航 第2轮 化学 （全国版）　 专题六　化学反应与能量 返回导航 第2轮 化学 （全国版）　 专题六　化学反应与能量 解析： 选D 由题给示意图可知，该装置为电解池，左侧与电源负极相连的电极为电解池的