电化学专题复习课件（共19张PPT）

(共19张PPT)
电化学专题（二）
高中化学
学习任务与目标
1.通过对盐桥原理的分析， 形成宏观现象和微观原理相结合的认知角度，
将盐桥化为选择性透过的离子交换膜， 深化对电化学原理的理解和认识；
2.通过对不同类型的选择性透过膜在具体情况下的应用， 提升对于选择性
透过膜的模型认知；
3.认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用， 了解电化学在生
产生活中的重要作用， 体会化学学科的有用性。
(1)平衡电荷， 形成离子通路；
(2)防止Cl2 和H2 混合而引起爆炸；
(3)避免Cl2 与NaOH反应生成NaClO；
(4)避免Cl－ 进入阴极区导致制得的NaOH不纯。
缺陷1： Cl2 和H2 混合而引起爆炸；
缺陷2： Cl2 与NaOH反应生成NaClO，
影响产量
用下面的装置制取NaOH、 H2和Cl2 ， 此装置有何缺陷？
高中化学
电解池
盐桥的作用：
①将原电池分为两个区， 阻隔 一 些物质直接接触；
②形成离子迁移的通路；
③维持电解质溶液呈电中性。
高中化学
原电池
高中化学
离子交换膜：选择性透过某种/类离子， 由高分子特殊材料制成。
原电池
电解池
高中化学
离子交换膜：选择性透过某种/类离子， 由高分子特殊材料制成。
分类 - 阴离子交换膜： 只允许阴离子通过
隔离： 阻止两极区物质接触， 防止发生化学反应
选择性通过离子： 平衡电荷和离子浓度、 形成离子通路
质 子交换膜： 只允许H＋ 通过
选择依据 离子的定向移动
分离提纯： 海水淡化等
物质制备： 氯碱工业等
燃料电池等
阳离子交换膜： 只允许阳离子通过
作用
应用
①负极反应式： Zn－2e－= Zn2+ ;
②正极反应式： Cu2＋＋2e－= Cu ；
③Zn2＋ 通过 阳离子 交换膜进入正极区；
④阳离子→ 透过 阳离子 交换膜→
原电池正极 (或电解池的阴极)。
高中化学
离子交换膜的类型
阳离子交换膜(只允许阳离子和水分子通过)
c(SO42 －) →
c(Cu2＋) ↓
c(Zn2＋) ↑
c(Zn2＋) →
c(SO42 －) →
负极
正极
①负极反应式： Zn－2e－= Zn2+ ;
②正极反应式： Cu2＋＋2e－= Cu ；
③SO42 － 通过 阴离子交换膜进入负极区；
④阴离子→ 透过 阴离子 交换膜→
原电池负极 (或电解池的阳极)。
高中化学
离子交换膜的类型
阴离子交换膜(只允许阴离子和水分子通过)
c(SO42 －) ↓
c(Cu2＋) ↓
c(Zn2＋) ↑
c(SO42 －) ↑
阴
负极
正极
高中化学
离子交换膜的类型 阴离子交换膜(只允许阴离子和水分子通过)
以Pt为电极电解淀粉-KI溶液， 中间用阴离子交换膜隔开
①阴极反应式： 2H2O＋2e－ = H2 ↑+2OH- ; ②阳极反应式： 2I－ －2e－ = I2 ；
③阴极产生的OH－ 移向 阳极 与阳极产物反应：
3I2＋6OH－= IO ＋5I－＋3H2O ；
④阴离子→ 透过 阴离子 交换膜
→ 电解池 阳极 (或原电池的负极 )。
3
－
淀粉-KI溶液
溶液不变蓝
OH-
阴极
阳极
高中化学
离子交换膜的类型 质子交换膜(只允许H＋和水分子通过)
在微生物作用下电解有机废水(含CH3COOH)， 可获得清洁能源H2
①阴极反应式： 2H＋＋2e－= H2 ↑ ;
②阳极反应式：
CH3COOH－8e－＋2H2O = 2CO2 ↑+8H+ ;
③阳极产生的H＋ 通过质子交换膜移向 阴极 ；
④H+ → 透过质子交换膜→ 电解池阴极 。
H+
正极： 3O2＋12e－＋12H＋ =6H2O
A.该装置能实现化学能1 0%转化为电能
B. 电子移动方向为：a极→b极→质子交×换膜→a极
a 电极的电极反应式为：
CH3OCH3＋3H2O － 12e－ = 2CO2＋12H+
D. 当b电极消耗22. L O2 时， 质子交换膜有
4 mol H＋ 通过
高中化学
离子交换膜在原电池中的应用
二 甲醚(CH3OCH3)燃料电池的工作原理如图， 有关叙述正确的是
高中化学
随着各地“ 限牌” 政策的推出， 电动汽车成为汽车族的“ 新宠” 。 某电动汽车使用的
是钴酸锂(LiCoO2)电池， 其工作原理如图所示， 电解质为 一种能传导Li＋ 的高分
子材料， 隔膜只允许Li＋ 通过， 电池反应式为Lix C6＋Li1－x CoO2 C6＋LiCoO2。
A.放电时， 正极锂的化合价未发生改变
B. 充电时Li＋ 移动方向： 右室→ 左室√
C.放电时负极的电极反应式：
Lix C6－xe－= C6＋xLi+ √
D. 充电时阳极的电极反应式：
Li1－x CoO2＋xLi＋＋xe－= LiCoO2 ×
+1 －x 0
下列说法不正确的是
√
√
负极
Li+
离子交换膜在电解池中的应用 类型一 “单膜”电解池
利用LiOH和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料 。 可用电解LiCl溶液制备
LiOH， 装置如下图所示 。 下列说法中正确的是
A. 电极B连接电源正×极
A极区电解液为LiCl溶液
C. 阳×极反应式为2H2O＋2e－ = H2 ↑+2OH-
D.每生成1 mol H2， 有1 ol Li＋ 通过该离子 交换膜
阴极
Li+
OH-
2Cl－ －2e－ = Cl2 ↑
高中化学
LiCl溶液
A. 电极a 为粗铜， 电极b为精铜 ×
B 乙 膜为过滤膜， 可阻止阳极泥及漂浮物杂质进入阴极区
C甲 膜为阴离子交换膜， 可阻止杂质阳离子进入阴极区
普通电解精炼铜的方法所制备的铜中仍含杂质， 利用下面的双膜(阴离子交换
膜和过滤膜)电解装置可制备高纯度的Cu 。 下列有关叙述中正确的是
高中化学
离子交换膜在电解池中的应用
当 ， 可生成32 g 精铜 √
Cu
时
－
电
2
o
Cu2
通过
：
中
极
路
阴
电
类型二 “双膜”电解池
阴极 阳极
下列叙述不正确的是 O2
A. 膜a 、 膜c分别是阴离子交换膜 、 阳离子交换膜
C. 阳极的电极反应式为2H2O －4e－ = 4H＋＋O2 ↑
D.该装置工作时， 电路中每转移0.2 mol电子，
两极共生成气体3.36 L(标准状况) HNO3
高中化学
用电渗析法可将含硝酸钠的废水再生为硝酸和氢氧化钠， 其装置如下图所示。
. 阳极室 、 阴极室的产品分别是氢氧化钠 、硝酸
阳极： 2H2O －4e－ = 4H＋＋O2 ↑
阴极： 4H2O＋4e－ = 4OH－＋2H2 ↑
H ＋ NO3 -
Na+ OH-
NaOH
H2
电渗析
将含AnBm 的废水再生为HnB和A(OH)m
A为氢前金属，
Bn － 为最高价含氧酸根离子。
高中化学
离子交换膜在电解池中的应用
H3PO2 也可用电渗析法制备。
“ 四室电渗析法” 工作原理如图所示
①写出阳极的电极反应式：
2H2O －4e－= 4H＋ ＋O2 ↑ 。
②分析产品室可得到H3PO2 的原因：
阳极
O2
↑
H2PO2 -
Na+
H2PO 穿过阴膜扩散至产品室 ，二者反应生成 H3PO2
。
___________________________________________________
2
－
阳极室的H＋ 穿过阳膜扩散至产品室， 原料室的
类型三 “多膜”电解池
高中化学
H2
↑
阴极
H +
高中化学
③早期采用“ 三室电渗析法” 制备H3PO2： 将“ 四室电渗析法” 中阳极室的稀硫
酸用H3PO2 稀溶液代替， 并撤去阳极室与产品室之间的阳膜， 从而合并了阳
其缺点是产品中混有 PO43－ 杂质。
该杂质产生的原因是：
H2PO 或 H3PO2 被氧化
。
_______________________
2
－
极室与产品室。
感谢同学们的收看， 祝同学们学习进步！
高中化学