沪科版化学高一下册-7.4 离子交换膜在电化学中的应用 学案

离子交换膜在电化学中的应用
【教学目标】
1.了解离子交换膜的种类和功能；
2.掌握离子交换膜在电化学中的应用
【学情分析】
学生在了解原电池和电解池的工作原理的基础上，简单的电化学试题能解答出来，而稍微复杂一些感觉困难，就如结合膜的，多室的等，但在近几年高考中,涉及离子交换膜的试题比较多,且常出常新。
【重点难点】离子交换膜在电化学中的应用
【课前预习案】
1.课本选修4《化学反应原理》P80-81
2.请同学们画出电解饱和NaCl溶液制取NaOH、H2和Cl2的装置图，标出电极材料，写出电极反应式和总反应式。
3.阅读《南方凤凰台》P37-38
【课堂探究案】
典例探究1.如右图是电化学催化还原二氧化碳制备一氧化碳的装置示意图,质子交换膜将电解池分隔为阴极室和阳极室。下列说法中正确的是 (　　)
A.a是阴极 B.B极室的反应是 CO2+2e-+2H+=CO+H2O
C.一段时间后,A极室中溶液的pH增大 D.电子由B极室流向A极室

典例探究2 .(2016·新课标Ⅰ卷)三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如下图所示，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SO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. 通电后中间隔室的SO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1 mol电子的电量时，会有0.5 mol O2生成
典例探究3.工业品氢氧化钾溶液中含有某些含氧酸根杂质，可用离子交换膜法电解提纯。电解槽内装有阳离子交换膜(只允许阳离子通过)，其工作原理如图所示。下列说法中不正确的是(　　)
A．阴极材料可以是Fe，含氧酸根杂质不参与电极反应
B．该电解槽的阳极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
C．通电后，该电解槽阴极附近溶液的pH会逐渐减小
D．除去杂质后，氢氧化钾溶液从出口B导出来
【课堂检测】
1.目前电解法制烧碱通常采用离子交换膜法，则下列叙述中错误的是(　　)
A．NaOH、H2均在Ⅰ区产生
B．图中a为阴离子交换膜
C．使用离子交换膜可以有效地隔离NaOH和Cl2，阻止二者之间的反应
D．电解时往Ⅲ区的溶液中滴加几滴甲基橙，溶液先变红后褪色
2.加碘食盐中含有碘酸钾(KIO3)，现以电解法制备碘酸钾，实验装置如图所示。先将一定量的碘溶于过量氢氧化钾溶液，发生反应：
3I2＋6KOH===5KI＋KIO3＋3H2O，将该溶液加入阳极区，另将氢氧化钾溶液加入阴极区，开始电解。下列说法中正确的是(　　)
A．电解过程中OH－从a极区通过离子交换膜c进入b极区
B．随着电解进行，KOH溶液浓度会逐渐减小
C．a电极反应式：I－－6e－＋6OH－===IO＋3H2O，a极区的KI最终转变为KIO3
D．当阳极有0.1molI－放电时，阴极生成6.72LH2
3.　四甲基氢氧化铵[(CH3)4NOH]常用作电子工业清洗剂，以四甲基氯化铵[(CH3)4NCl]为原料，采用电渗析法合成(CH3)4NOH，其工作原理如右图所示(a、b为石墨电板，c、d、e为离子交换膜)。下列说法正确的是(　　)
A. M为正极 B. c、e均为阳离子交换膜
C. b极的电极反应式：2H2O－4e－= O2↑＋4H＋
D. 制备1 mol (CH3)4NOH，a、b两极共产生0.5 mol气体
4.工业上采用如下图所示的方法获得金属Mn,
B极为　　　　极,若没有阴离子交换膜,Mn2+
将在D极发生反应生成MnO2,则电极反应式
为　 　　　　　　　　。?
5.电解法制取KH2PO4 的原理如图所示，一定条件下，还可得到NaClO3 在_____室（填标号）可得到KH2PO4；写出产生ClO3-的电极反应式_____________________________。
6.次磷酸(H3PO2)为一元中强酸,具有较强的还原性,可用电渗析法制备,“四室电渗析法”工作原理如下图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)。
①写出阳极的电极反应:　 。?
②分析产品室可得到H3PO2的原因:??　 。?
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,从而合并了阳极室与产品室。其缺点是产品中混有　　　 　杂质,该杂质产生的原因是 　。
【课后巩固提升】1.《南方凤凰台》P40 能力提升 2.《微专题六》
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