第4章 章末素养提升（课件）-【勤径学升·同步练测】2024-2025学年高中化学选择性必修1（人教版2019）

单击此处添加文本具体内容 第四章　 化学反应与电能 章末素养提升 第四章　化学反应与电能 第四章　化学反应与电能 第四章　化学反应与电能 第四章　化学反应与电能 第四章　化学反应与电能 第四章　化学反应与电能 第四章　化学反应与电能 第四章　化学反应与电能 第四章　化学反应与电能 第四章　化学反应与电能 第四章　化学反应与电能 第四章　化学反应与电能 第四章　化学反应与电能 第四章　化学反应与电能 第四章　化学反应与电能 第四章　化学反应与电能 第四章　化学反应与电能 第四章　化学反应与电能 第四章　化学反应与电能 素养一　离子交换膜在工业生产中的应用 一、常见的离子交换膜 离子交换膜又叫隔膜，由高分子特殊材料制成。离子交换膜分为三类： (1)阳离子交换膜，简称阳膜，只允许阳离子通过，不允许阴离子通过。 (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。 二、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。 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。 三、“离子交换膜”电解池的解题步骤 第一步，分清离子交换膜的类型。即离子交换膜属于阳膜、阴膜或质子膜中的哪一种，判断允许哪种离子通过离子交换膜。 第二步，写出电极反应式，判断离子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，分析离子交换膜的作用。在产品制备中，离子交换膜的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。 四、离子交换膜的相关计算 1．迁移离子所带的电荷数总是等于外电路上转移的电子数。 2．溶液质量变化等于电极反应引起的变化和离子迁移引起的变化之和。 1．(江西吉安七校联考)氢氧化钾在医药、轻工业、电化工、纺织等领域有广泛的应用。实验室以铁、石墨为电极，电解饱和KCl溶液制备KOH、Cl2等，电解装置如下图所示。下列说法正确的是(　　) A．a 电极是铁 B．阴极反应：2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑ C．当电路中有2 mol电子转移时，有78 g K＋通过阳离子交换膜进入a极区 D．一段时间后整个电解池均变成红色 解析　结合图示装置可知a极为阳极，由于要制备KOH和Cl2，即阳极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，阳极应为石墨，A错误；b极为阴极，电极反应为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，B正确；电路中有2 mol 电子转移时，会有2 mol K＋从阳极区移向阴极区，即有2 mol×39 g/mol＝78 g K＋通过阳离子交换膜进入b极区，C错误；阳极生成 Cl2，阳极区不变红，D错误。 答案　B 2．工业上电解法处理含镍酸性废水并得到单质Ni的原理如图所示。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)。 下列说法不正确的是 (　　) A．碳棒上发生的电极反应：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O B．电解过程中，B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，则电解反应的总方程式发生改变 解析　由图知，碳棒与电源正极相连，作电解池的阳极，电极反应式为 4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，故A正确；电解过程中为平衡A、C室中的电荷，A室中的Na＋和C室中的Cl－分别通过阳离子膜和阴离子膜移向B室中，使B室中NaCl溶液的物质的量浓度不断增大，故B错误；因Ni2＋在弱酸性溶液中易发生水解，且氧化性：Ni2＋(高浓度)>H＋>Ni2＋(低浓度)，为了提高Ni的产率，电解过程中需要控制废水的pH，故C正确；若将图中阳离子膜去掉，由于放电顺序：Cl－>OH－，则Cl－在阳极放电：2Cl－－2e－===Cl2↑，电解反应的总方程式会发生改变，故D正确。 答案　B 素养二　电化学“串联”装置 一、两类串联装置的特点 无外接电源，二者必有一个装置是原电池(相当于发电装置)，为电解装置提供电能，其中两个电极活动性差异大者为原电池，即左图为原电池，右图为电解池 有外接电源，两烧杯均作电解池，且串联电解，通过的电量相等 二、“串联”类电池的解题流程 3．用甲醇燃料电池作电源，用铁作电极电解含 Cr2O eq \o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7)) 的酸性废水，最终可将Cr2O eq \o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7)) 转化成Cr(OH)3沉淀而除去，装置如图。下列说法正确的是 (　　) A．Fe(Ⅱ)为阳极 B．M电极的电极反应式为CH3OH＋8OH－－6e－===CO eq \o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3)) ＋6H2O C．电解一段时间后，在Fe(Ⅰ)电极附近有沉淀析出 D．电路中每转移6 mol电子，最多有1 mol Cr2O eq \o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7)) 被还原 解析　由H＋移动方向可知，M电极是负极，则Fe(Ⅱ)为阴极，故A错误；M电极的电极反应式为CH3OH＋H2O－6e－===CO2↑＋6H＋，故B错误；Fe(Ⅰ)为阳极，Fe失电子生成Fe2＋，Fe2＋与Cr2O eq \o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7)) 发生反应：6Fe2＋＋Cr2O eq \o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7)) ＋14H＋===6Fe3＋ ＋2Cr3＋＋7H2O，电解一段时间后，Fe(Ⅱ)电极生成的OH－移向阳极区，在Fe(Ⅰ)电极附近生成Fe(OH)3、Cr(OH)3沉淀，故C正确；6Fe～12e－～6Fe2＋～Cr2O eq \o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7)) ，电路中每转移6 mol电子，最多有0.5 mol Cr2O eq \o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7)) 被还原，故D错误。 答案　C 4．(湖南长沙A佳教育联盟月考)下图为相互串联的三个装置，下列说法正确的是(　　) A．甲池中A极的电极反应式为CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋ B．若利用乙池在铁片上镀银，则C是铁片 C．往丙池中滴加酚酞，石墨附近溶液先变红 D．若甲池消耗标准状况下1.4 L CH4，则丙池中阳极上产生气体的物质的量为0.15 mol 解析　结合图示装置可知甲池为燃料电池，乙池和丙池均为电解池。甲池中CH4在碱性条件下失电子发生氧化反应，A极的电极反应为CH4＋10OH－－8e－===CO eq \o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3)) ＋7H2O，A错误；若利用乙池在铁片上镀银，铁片作阴极，即D是铁片，B错误；丙池中Fe电极与电源负极相连，为阴极，石墨电极为阳极，在石墨电极生成Cl2，在Fe电极生成H2和NaOH，则往丙池中滴加酚酞，铁电极附近溶液先变红，C错误；若甲池消耗标准状况下1.4 L CH4，反应中失去电子的物质的量为 eq \f(1.4 L,22.4 L/mol) ×8＝0.5 mol，串联电路中转移电子的物质的量相等，则丙池 阳极也失去0.5 mol 电子，丙池中阳极开始时的电极反应为2Cl－－2e－=== Cl2↑，溶液中含n(Cl－)＝0.1 L×1 mol/L＝0.1 mol，产生0.05 mol Cl2，然后阳极水电离出的 OH－放电，结合2H2O－4e－===O2↑＋4H＋可知转移0.4 mol电子时生成 0.1 mol O2，即阳极上共生成气体(0.05＋0.1) mol＝0.15 mol，D正确。 答案　D $$