高考中有關離子交換膜的電化學試題ppt課件
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有關離子交換膜的電化學試題 1 1 隔離某些物質防止發(fā)生反應2 用于物質的制備3 物質分離 提純等 一 交換膜的功能 使離子選擇性定向遷移 目的是平衡整個溶液的離子濃度或電荷 三 離子交換膜的類型 常見的離子交換膜為 陽離子交換膜 陰離子交換膜 特殊離子交換膜等 二 交換膜在中學電化學中的作用 2 隔離某些物質防止發(fā)生反應 例1 目前電解法制燒堿通常采用離子交換膜法 陽 陰 離子交換膜不允許陰 陽 離子通過 則下列敘述中錯誤的是 A NaOH H2均在 區(qū)產生B 圖中a為陰離子交換膜C 使用離子交換膜可以有效地隔離NaOH和Cl2 阻止二者之間的反應D 電解時往 區(qū)的溶液中滴加幾滴甲基橙 溶液先變紅后褪色 B 3 二 制備某些物質 例2 加碘食鹽中含有碘酸鉀 KIO3 現以電解法制備碘酸鉀 實驗裝置如圖所示 先將一定量的碘溶于過量氫氧化鉀溶液 發(fā)生反應 3I2 6KOH 5KI KIO3 3H2O 將該溶液加入陽極區(qū) 另將氫氧化鉀溶液加入陰極區(qū) 開始電解 下列說法中正確的是 A 電解過程中OH 從a極區(qū)通過離子交換膜c進入b極區(qū)B 隨著電解進行 KOH溶液濃度會逐漸減小C a電極反應式 I 6e 6OH IO3 3H2O a極區(qū)的KI最終轉變?yōu)镵IO3D 當陽極有0 1molI 放電時 陰極生成6 72LH2 C 4 三 分離 提純某些物質 例3 工業(yè)品氫氧化鉀溶液中含有某些含氧酸根雜質 可用離子交換膜法電解提純 電解槽內裝有陽離子交換膜 只允許陽離子通過 其工作原理如圖所示 下列說法中不正確的是 A 陰極材料可以是Fe 含氧酸根雜質不參與電極反應B 該電解槽的陽極反應式為 4OH 4e 2H2O O2 C 通電后 該電解槽陰極附近溶液的pH會逐漸減小D 除去雜質后 氫氧化鉀溶液從出口B導出來 C 5 例4 利用惰性電極和下圖裝置對硫酸鈉水溶液進行電解 a b c d四處可得產品分別是 陽離子交換膜 Na2SO4 aq b a c d 氫氣氧氣NaOH溶液硫酸溶液 6 5 新課標全國卷 次磷酸 H3PO2 是一種精細磷化工產品 具有較強還原性 回答下列問題 4 H3PO2也可用電滲析法制備 四室電滲析法 工作原理如圖所示 陽膜和陰膜分別只允許陽離子 陰離子通過 下一頁 寫出陽極的電極反應式 分析產品室可得到H3PO2的原因是 早期采用 三室電滲析法 制備H3PO2 將 四室電滲析法 中陽極室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替 并撤去陽極室與產品室之間的陽膜 從而合并了陽極室與產品室 其缺點是產品中混有 雜質 該雜質產生的原因是 2H2O 4e O2 4H 陽極室的H 穿過陽膜擴散至產品室 原料室的H2PO3 穿過陰膜擴散至產品室 二者反應生成 PO43 H3PO3或H2PO2 被氧化 PO43 H3PO3或H2PO2 被氧化 7 2 某研究小組用NaOH溶液吸收尾氣中的二氧化硫 將所得的Na2SO3溶液進行電解循環(huán)再生 這種新工藝叫再生循環(huán)脫硫法 其中陰陽膜組合循環(huán)再生機理如圖 a b離子交換膜將電解槽分為三個區(qū)域 電極材料為石墨 圖中a表示離子交換膜 填 陰 或 陽 A E分別代表生產中的原料或產品 其中C為硫酸 則A表示 E表示 陽極的電極反應式為 8 1 現有陽離子交換膜 陰離子交換膜 石墨電極 請用氯堿工業(yè)中的膜技術原理 回答下列問題 1 寫出用惰性電極電解硫酸鈉水溶液的總反應式 2 請利用交換膜技術 根據上圖框架 設計一個電解硫酸鈉溶液制氫氧化鈉溶液和硫酸溶液的裝置 標出進出物質的化學式 A C E 膜b為離子交換膜 填 陽 或 陰 9 四 試題賞析 D 10 2 2014 全國大綱版理綜化學卷 T9 右圖是在航天用高壓氫鎳電池基礎上發(fā)展起來的一種金屬氫化物鎳電池 MH Ni電池 下列有關說法不正確的是 A 放電時正極反應為 NiOOH H2O e Ni OH 2 OH B 電池的電解液可為KOH溶液C 充電時負極反應為 MH OH M H2O e D MH是一類儲氫材料 其氫密度越大 電池的能量密度越高 C 11 3 2014 福建理綜化學卷 T11 某原電池裝置如右圖所示 電池總反應為2Ag Cl2 2AgCl 下列說法正確的是 A 正極反應為AgCl e Ag Cl B 放電時 交換膜右側溶液中有大量白色沉淀生成C 若用NaCl溶液代替鹽酸 則電池總反應隨之改變D 當電路中轉移0 01mole 時 交換膜左側溶液中約減少0 02mol離子 D 12 4 2013 浙江高考 11 電解裝置如圖所示 電解槽內裝有KI及淀粉溶液 中間用陰離子交換膜隔開 在一定的電壓下通電 發(fā)現左側溶液變藍色 一段時間后 藍色逐漸變淺 已知 3I2 6OH IO3 5I 3H2O下列說法不正確的是 A 右側發(fā)生的電極反應式 2H2O 2e H2 2OH B 電解結束時 右側溶液中含有IO3 C 電解槽內發(fā)生反應的總化學方程式 KI 3H2OKIO3 3H2 D 如果用陽離子交換膜代替陰離子交換膜 電解槽內發(fā)生的總化學反應不變 D 13 5 2012年重慶T29 3 人工腎臟可采用間接電化學方法除去代謝產物中的尿素 原理如下圖 電源的負極為 填 A 或 B 陽極室中發(fā)生的反應依次為 電解結束后 陰極室溶液的pH與電解前相比將 若兩極共收集到氣體13 44L 標準狀況 則除去的尿素為g 忽略氣體的溶解 B CO NH2 2 3Cl2 H2O N2 CO2 6HCl 6Cl 6e 3Cl2 不變 7 2 14 6 節(jié)選自2013年重慶T11 2 化學在環(huán)境保護中起著十分重要的作用 催化反硝化法和電化學降解法可用于治理水中硝酸鹽的污染 電化學降解NO3 的原理如圖所示 電源正極為 填A或B 陰極反應式為 若電解過程中轉移了2mol電子 則膜兩側電解液的質量變化差 m左 m右 為g A 2NO3 10e 6H2O N2 12OH 14 4 15 4 IV中 電解NO制備NH4NO3 其工作原理如上圖所示 為使電解產物全部轉化為NH4NO3 需補充物質A A是 說明理由 7 節(jié)選自2014 北京理綜化學卷 T26 NH3經一系列反應可以得到HNO3 NH3 根據電子守恒 陽極得到的NO3 的量大于陰極得到的NH4 的量 所以需充入NH3 或從陰陽極電極反應式說明也可 16 8 節(jié)選自2014 江蘇單科化學卷 T20 硫化氫的轉化是資源利用和環(huán)境保護的重要研究課題 由硫化氫獲得硫單質有多種方法 1 將燒堿吸收H2S后的溶液加入到如圖 1所示的電解池的陽極區(qū)進行電解 電解過程中陽極區(qū)發(fā)生如下反應 S2 2e S n 1 S S2 Sn2 寫出電解時陰極的電極反應式 電解后陽極區(qū)的溶液用稀硫酸酸化得到硫單質 其離子方程式可寫成 2H2O 2e H2 2OH 或2H 2e H2 Sn2 2H n 1 S H2S 17- 配套講稿:
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