2026届高三二轮复习：”膜“法突破：电化学中离子交换膜的选择及应用 课件

“膜”法突破 ~电化学中离子交换膜的选择及应用 河北南宫中学 刘志峰 激情励学 膜类型 年份、省份 质子交换膜 2025・陕晋青宁卷、2024・江西、 2023・辽宁、2023・全国甲卷 阳离子交换膜 2025・湖南、2025・河南、 2024・广东、2024・福建、 阴离子交换膜 2025・新课标、2026・浙江、2025・江西、 2025・四川、2024・吉林 多个隔膜 2025・河南、2025・云南、2024・重庆、 2023・河北、2023・山东 双极膜 2025・云南、2024・湖北 高频考点 3 考察方式 年份、省份 离子交换膜的选择 2026・浙江、2025・江西、2025・云南、 2025・河南、2024・福建、2025・山东 膜调控区域产物·电渗析 2025・云南、2025・河南 膜协同电极反应的浓度判断与定量计算 2025・河南、2025・全国卷、2024・湖北、2024・江西、2025・四川、2024・广东 目标引学 任务一、膜的选择与多室电渗析模型 任务二、膜协同电极反应：浓度判断与定量计算 文本研学：任务一，交换膜的选择 1.观察教材中氯碱工业原理示意图，完成以下问题。 （1）在图中标出离子迁移方向 （2）写出电极反应式 阳极：________________ 阴极：________________ （3）使用_____（填“阴”或“阳”）离子 交换膜。 （4）使用阳离子交换膜的作用有哪些？ ①防止H2和Cl2混合爆炸 ②防止Cl2与OH-反应 膜的选择原则： 1.防止发生副反应 2Cl- - 2e- = Cl2↑ 2H2O + 2e- = H2↑+2OH- 阳 小组探学：任务一，交换膜的选择 2.(2025·江西)我国学者设计了一种新型去除工业污水重金属离子的电池(如图)。交换膜应选用_______（填“阳离子”或“阴离子”）交换膜。 阴离子 完成去除污水中重金属离子的目的。 膜的选择原则： 1.防止发生副反应 2.不引入杂质，不干扰电极反应 3.完成除杂（或浓缩）任务 3.(2024·福建)一种兼具合成功能的新型锂电池工作原理如图。电解质为含Li+有机溶液。放电过程中产生(CF3SO2)2NLi，充电过程中电解LiCl产生Cl2,交换膜应选用_______交换膜。 阳离子 小组探学：任务一，交换膜的选择 膜的选择原则： 1.防止发生副反应。 2.不引入杂质，不干扰电极反应。 3.完成除杂（或浓缩）任务。 4.协同电极反应，维持电解质稳定 协同电极反应 Li+ 文本研学：双极膜原理示意图 当外电路转移2mol电子时，双极膜内解离水的物质的量为___mol，向两侧迁移的H+和OH-的物质的量为___mol。 2 2 多室电渗析技术是在直流电场驱动下，利用不同离子交换膜的选择透过性，将溶液分隔成多个独立功能隔室，实现离子定向迁移、分离与转化的膜分离技术。核心是通过阴、阳离子交换膜、质子膜或双极膜的组合，构建二室、三室、四室、五室等结构，完成脱盐、制酸碱、物质提纯等目标。 了解多室电渗析技术 多室电渗析技术图示举例 4.(2025·云南改编)一种用双极膜电渗析法卤水除硼的装置如图所示，双极膜中H2O解离的H+和OH-在电场作用下向两极迁移。除硼原理：[B(OH)4]- + H+ = B(OH)3 + H2O。下列说法错误的是（ ） A．Pt电极反应：4OH-- 4e- = O2↑+2H2O B．外加电场可促进双极膜中水的电离 C．Ⅲ室中，X膜、Y膜分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜 D．Ⅳ室每生成1molNaOH，同时Ⅱ室中最多生成1molB(OH)3 C 小组探学：膜调控区域产物——电渗析模型 问题1：目的是什么？通过什么原理达成这个目的？ 问题2：为达目的，离子如何迁移？怎样判断电源正负极？ 问题3：题目中还有其他有效信息吗？ 评价促学：膜调控区域产物——电渗析模型 5.(2025·河南)一种液流电解池在工作时可以实现海水淡化，并以LiCl形式回收含锂废弃物中的锂元素，工作原理如图。下列说法正确的是（ ） A. Ⅱ为阳离子交换膜 B.电极a附近溶液的pH减小 C. 电极b上发生的电极反应式为 D. 若海水用NaCl溶液模拟，则每脱除，58.5gNaCl，理论上可回收1mol LiCl D 问题1：目的是什么？ 问题2：为达成这个目的，离子应如何迁移？ 评价促学：膜调控区域产物——电渗析模型 6.(2016·全国I卷)三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示，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SO42-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SO42-离子向正极迁移，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1mol电子的电量时，会有0.5 mol的O2生成 B 教师助学：任务二、膜协同电极反应，浓度判断与定量计算 7.(2025·四川)最近，我国科学工作者制备了一种Ni-CuO电催化剂，并将其与金属铝组装成可充电电池，用于还原污水中的NO3-为NH3，其工作原理如图所示。研究证明，电池放电时，水中的氢离子在电催化剂表面获得电子成为氢原子，氢原子再将吸附在电催化剂表面的NO3-逐步还原为NH3。下列说法错误的是（ ） 下列说法错误的是 A．放电时，负极区游离的OH-数目保持不变 B．放电时，还原1mol NO3-为NH3，理论上需要8.0 mol氢原子 C．充电时，OH-从阴极区穿过离子交换膜进入阳极区 D．充电时，电池总反应为 4[Al(OH)4]- = 4Al + 6H2O + 4OH- + 3O2↑ A 评价促学：任务二、膜协同电极反应，浓度判断与定量计算 8.减弱温室效应的方法之一是将CO2回收利用。科学家利用如图所示装置可以将CO2转化为气体燃料CO(电解质溶液为稀硫酸)，该装置工作时，导线中通过2 mol电子后，假定溶液体积不变，M极电解质溶液的pH　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)，N极电解质溶液变化的质量Δm=　　　　 g。  不变 18 谢谢！ Lavf58.20.100 $