人教版化学选择性必修一第四章 电解池 电化学装置中的离子交换膜
文档属性
| 名称 | 人教版化学选择性必修一第四章 电解池 电化学装置中的离子交换膜 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.1MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2022-11-29 17:29:12 | ||
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文档简介
(共17张PPT)
电化学装置中的离子交换膜
课本中的离子交换膜
选择性必修一98页
选择性必修一104页
2．隔膜的作用
(1)将两极区隔离，防止两极区产生的物质接触发生化学反应。
(2)能选择性地通过离子，起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。
1．离子交换膜
离子交换膜又叫隔膜，由高分子材料制成，交换膜使离子选择性定向迁移(目的是平衡整个溶液的离子浓度或电荷)。
离子交换膜简介
3．交换膜的分类与应用
4．实例分析
三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的装置如下图所示，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。试判断ab、cd是什么交换膜；判断离子的迁移方向；书写电极反应式；判断电极产物。
阴离子
阴离子
活动探究：在下列两种装置中离子如何移动,应该选择何种离子交换膜？
物质制备
除杂提纯
阳离子
阳离子
阳离子交换膜
阳极
电源
阴极
阴离子交换膜
阴离子交换膜
阳极
电源
阴极
阳离子交换膜
制备的物质
原料
提纯后的物质
典型例题1：次磷酸（H3PO2）是一种精细磷化工产品，具有较强的还原性。 H3PO2可用“四室电渗析法制备。”工作原理如图所示（阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过）：
问题1：产品室要得到H3PO2离子如何移动,三种膜分别是什么膜？
问题2：产品室可得到H3PO2的原因
2H2O－4e-＝4H＋＋O2↑
阳极：
阴极：
4H2O + 4e-＝4OH-＋H2↑
阳极室的H+穿过阳膜至产品室，
原料室的H2PO2-穿过阴膜至产品室，
二者反应得到H3PO2
思考：膜的功能及作用？
稀硫酸
阳极室
产品室
原料室
阴极室
稀溶液
H3PO2
NaH2PO2
浓溶液
NaOH
稀溶液
石墨
__膜
__膜
__膜
石墨
阳
阴
阳
H+
H2PO2-
Na+
阴离子
阴离子
活动探究：在下列两种装置中离子如何移动,应该选择何种离子交换膜？
物质制备
除杂提纯
阳离子
阳离子
阳离子交换膜
阳极
电源
阴极
阴离子交换膜
阴离子交换膜
阳极
电源
阴极
阳离子交换膜
制备的物质
原料
提纯后的物质
牛刀小试：请试着设计一个可以淡化海水的电解装置
氯离子
海水淡化装置
钠离子
阴离子交换膜
阳极
电源
阴极
阳离子交换膜
海水
淡化海水
稀盐酸
稀氢氧化钠
能改进装置在淡化海水的同时得到盐酸和烧碱溶液产品吗？
“离子交换膜”思维模型
分清隔膜类型
1
写出电极反应式
2
分析隔膜作用
3
即交换膜属于阳膜、阴膜或质子膜中的哪一种，判断允许哪种离子通过隔膜
判断交换膜两侧离子变化，推断电荷变化，据电荷平衡判断离子迁移方向
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
D
典型例题3：海水淡化的方法有多种，如蒸馏法、电渗析法等。电渗析法是利用离子交换膜的特性淡化海水的方法，原理如图所示。利用此方法可同时得到盐酸和烧碱溶液产品。已知c、d、e为离子交换膜，电极为惰性电极。下列说法错误的是( )
A．a极为外接电源的正极
B．为恢复电解后Ⅰ室电解质的
浓度，加入的物质可为蒸馏水
C．因为Cl－比OH－更易放电，
Ⅳ室中产生Cl2
D．电解时Ⅲ室中的Cl－向Ⅱ室
迁移，c为阴离子交换膜
C
HCOO－＋2OH－－2e－===HCO3－＋H2O
H2SO4
2HCOOH＋2OH－＋O2===2 HCO3－ ＋2H2O
或2HCOO－＋O2=== HCO3－
1. 隔离两池溶液。
2. 选择性让某类离子单向通过，平衡两池电荷。
课堂小结
离子交换膜的作用
离子交换膜的类型
1. 阳离子交换膜
2. 阴离子交换膜
3. 质子交换膜
4. 隔膜、双极隔膜
感谢聆听
延迟符
电化学装置中的离子交换膜
课本中的离子交换膜
选择性必修一98页
选择性必修一104页
2．隔膜的作用
(1)将两极区隔离，防止两极区产生的物质接触发生化学反应。
(2)能选择性地通过离子，起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。
1．离子交换膜
离子交换膜又叫隔膜，由高分子材料制成，交换膜使离子选择性定向迁移(目的是平衡整个溶液的离子浓度或电荷)。
离子交换膜简介
3．交换膜的分类与应用
4．实例分析
三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的装置如下图所示，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。试判断ab、cd是什么交换膜；判断离子的迁移方向；书写电极反应式；判断电极产物。
阴离子
阴离子
活动探究：在下列两种装置中离子如何移动,应该选择何种离子交换膜？
物质制备
除杂提纯
阳离子
阳离子
阳离子交换膜
阳极
电源
阴极
阴离子交换膜
阴离子交换膜
阳极
电源
阴极
阳离子交换膜
制备的物质
原料
提纯后的物质
典型例题1：次磷酸（H3PO2）是一种精细磷化工产品，具有较强的还原性。 H3PO2可用“四室电渗析法制备。”工作原理如图所示（阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过）：
问题1：产品室要得到H3PO2离子如何移动,三种膜分别是什么膜？
问题2：产品室可得到H3PO2的原因
2H2O－4e-＝4H＋＋O2↑
阳极：
阴极：
4H2O + 4e-＝4OH-＋H2↑
阳极室的H+穿过阳膜至产品室，
原料室的H2PO2-穿过阴膜至产品室，
二者反应得到H3PO2
思考：膜的功能及作用？
稀硫酸
阳极室
产品室
原料室
阴极室
稀溶液
H3PO2
NaH2PO2
浓溶液
NaOH
稀溶液
石墨
__膜
__膜
__膜
石墨
阳
阴
阳
H+
H2PO2-
Na+
阴离子
阴离子
活动探究：在下列两种装置中离子如何移动,应该选择何种离子交换膜？
物质制备
除杂提纯
阳离子
阳离子
阳离子交换膜
阳极
电源
阴极
阴离子交换膜
阴离子交换膜
阳极
电源
阴极
阳离子交换膜
制备的物质
原料
提纯后的物质
牛刀小试：请试着设计一个可以淡化海水的电解装置
氯离子
海水淡化装置
钠离子
阴离子交换膜
阳极
电源
阴极
阳离子交换膜
海水
淡化海水
稀盐酸
稀氢氧化钠
能改进装置在淡化海水的同时得到盐酸和烧碱溶液产品吗？
“离子交换膜”思维模型
分清隔膜类型
1
写出电极反应式
2
分析隔膜作用
3
即交换膜属于阳膜、阴膜或质子膜中的哪一种，判断允许哪种离子通过隔膜
判断交换膜两侧离子变化，推断电荷变化，据电荷平衡判断离子迁移方向
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
D
典型例题3：海水淡化的方法有多种，如蒸馏法、电渗析法等。电渗析法是利用离子交换膜的特性淡化海水的方法，原理如图所示。利用此方法可同时得到盐酸和烧碱溶液产品。已知c、d、e为离子交换膜，电极为惰性电极。下列说法错误的是( )
A．a极为外接电源的正极
B．为恢复电解后Ⅰ室电解质的
浓度，加入的物质可为蒸馏水
C．因为Cl－比OH－更易放电，
Ⅳ室中产生Cl2
D．电解时Ⅲ室中的Cl－向Ⅱ室
迁移，c为阴离子交换膜
C
HCOO－＋2OH－－2e－===HCO3－＋H2O
H2SO4
2HCOOH＋2OH－＋O2===2 HCO3－ ＋2H2O
或2HCOO－＋O2=== HCO3－
1. 隔离两池溶液。
2. 选择性让某类离子单向通过，平衡两池电荷。
课堂小结
离子交换膜的作用
离子交换膜的类型
1. 阳离子交换膜
2. 阴离子交换膜
3. 质子交换膜
4. 隔膜、双极隔膜
感谢聆听
延迟符