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文档介绍
在近几年高考中，涉及离子交换膜的应用及电解液介质对电极反应的影响的试题比较多，且常出常新，离子交换膜的功能在于选择性地通过某些离子和阻止某些离子来隔离某些物质，电解液介质主要对电极反应产物进行二次反应。
1．交换膜的功能
使离子选择在近几年高考中，涉及离子交换膜的应用及电解液介质对电极反应的影响的试题比较多，且常出常新，离子交换膜的功能在于选择性地通过某些离子和阻止某些离子来隔离某些物质，电解液介质主要对电极反应产物进行二次反应。
1．交换膜的功能
使离子选择性定向迁移(目的是平衡整个溶液的_______________)。
2．交换膜在中学电化学中的作用
(1)防止副反应的发生，避免影响所制取产品的质量；防止引发不安全因素。(如在电解饱和食盐水中，利用阳离子交换膜，防止阳极产生的______进入阴极室与氢氧化钠反应，导致所制产品不纯；防止与阴极产生的______混合发生爆炸)。
(2)用于物质的制备、分离、提纯等。
增分点1 电化学中的交换膜
[知识查补]
离子浓度或电荷
***气
氢气
3．离子交换膜的类型
常见的离子交换膜为：阳离子交换膜、阴离子交换膜、特殊离子交换膜等。
一、隔离某些物质防止发生反应
【例1】 (2016·合肥质检)目前电解法制烧碱通常采用离子交换膜法，阳(阴)离子交换膜不允许阴(阳)离子通过。则下列叙述中错误的是( )
[增分题例]
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***橙，溶液先变红后褪色
解析 Ⅰ区是阴极室，H＋(H2O)放电生成氢气，同时促进水的电离，生成氢氧化钠，Ⅱ区Na＋通过a进入I区，故a应该是阳离子交换膜；Ⅲ区和电源的正极相连，为阳极，Cl－放电生成***气，Ⅱ区Cl－通过b进入Ⅲ区，故b应该是阴离子交换膜；***气溶于水显酸性，同时次***酸还具有漂白性，所以滴入***橙后溶液先变红后褪色。错误的是B。
答案 B
二、制备某些物质
【例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( )
三、分离、提纯某些物质
【例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
增分点2 电化学中的介质对电极反应的影响
[知识查补]
一 、判断“酸、碱”介质，理清书写思路
【例4】 一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为 CH3CH2OH－4e－＋H2O===CH3COOH＋4H＋ 。下列有关说法正确的是( )
A．检测时，电解质溶液中的H＋ 向负极移动
B． mol电子转移， L氧气
C．电池反应的化学方程式为CH3CH2OH＋O2=== CH3COOH＋H2O
D．正极上发生的反应为O2＋4e－ ＋2H2O===4OH－
[增分题例]
解析 解答本题时审题是关键，反应是在酸性电解质溶液中进行的。在原电池中，阳离子要往正极移动，故A错；因电解质溶液是酸性的，不可能存在OH－ ，故正极的反应式为O2＋4H＋ ＋4e－ ===2H2O，转移4 mol电子时消耗1 mol O2， mol电子时消耗(标准状况下) L O2，故B、D错；电池反应式即正负极反应式之和，将两极的反应式相加可知C正确。
答案 C
二、区分介质“状态”，判断离子流向
【例5】 某燃料电池以Ca(HSO4)2固体为电解质传递H＋ ，其基本结构如图所示，电池总反应可表示为2H2＋O2=== 2H2O。
请回答：
(1)H＋ 由______极通过固体酸电解质传递到另一极(填a或b)。
(2)b极上发生的电极反应式是________________________。
解析 a极为负极，b极为正极，电极反应式分别为
负极：2H2－4e－ ===4H＋
正极：O2＋4e－ ＋4H＋ ===2H2O，其中正极上的H＋ 来自负极生成的H＋ 。
答案 (1)a (2)O2＋4e－＋4H＋ ===2H2O
1．交换膜的功能
使离子选择在近几年高考中，涉及离子交换膜的应用及电解液介质对电极反应的影响的试题比较多，且常出常新，离子交换膜的功能在于选择性地通过某些离子和阻止某些离子来隔离某些物质，电解液介质主要对电极反应产物进行二次反应。
1．交换膜的功能
使离子选择性定向迁移(目的是平衡整个溶液的_______________)。
2．交换膜在中学电化学中的作用
(1)防止副反应的发生，避免影响所制取产品的质量；防止引发不安全因素。(如在电解饱和食盐水中，利用阳离子交换膜，防止阳极产生的______进入阴极室与氢氧化钠反应，导致所制产品不纯；防止与阴极产生的______混合发生爆炸)。
(2)用于物质的制备、分离、提纯等。
增分点1 电化学中的交换膜
[知识查补]
离子浓度或电荷
***气
氢气
3．离子交换膜的类型
常见的离子交换膜为：阳离子交换膜、阴离子交换膜、特殊离子交换膜等。
一、隔离某些物质防止发生反应
【例1】 (2016·合肥质检)目前电解法制烧碱通常采用离子交换膜法，阳(阴)离子交换膜不允许阴(阳)离子通过。则下列叙述中错误的是( )
[增分题例]
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***橙，溶液先变红后褪色
解析 Ⅰ区是阴极室，H＋(H2O)放电生成氢气，同时促进水的电离，生成氢氧化钠，Ⅱ区Na＋通过a进入I区，故a应该是阳离子交换膜；Ⅲ区和电源的正极相连，为阳极，Cl－放电生成***气，Ⅱ区Cl－通过b进入Ⅲ区，故b应该是阴离子交换膜；***气溶于水显酸性，同时次***酸还具有漂白性，所以滴入***橙后溶液先变红后褪色。错误的是B。
答案 B
二、制备某些物质
【例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( )
三、分离、提纯某些物质
【例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
增分点2 电化学中的介质对电极反应的影响
[知识查补]
一 、判断“酸、碱”介质，理清书写思路
【例4】 一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为 CH3CH2OH－4e－＋H2O===CH3COOH＋4H＋ 。下列有关说法正确的是( )
A．检测时，电解质溶液中的H＋ 向负极移动
B． mol电子转移， L氧气
C．电池反应的化学方程式为CH3CH2OH＋O2=== CH3COOH＋H2O
D．正极上发生的反应为O2＋4e－ ＋2H2O===4OH－
[增分题例]
解析 解答本题时审题是关键，反应是在酸性电解质溶液中进行的。在原电池中，阳离子要往正极移动，故A错；因电解质溶液是酸性的，不可能存在OH－ ，故正极的反应式为O2＋4H＋ ＋4e－ ===2H2O，转移4 mol电子时消耗1 mol O2， mol电子时消耗(标准状况下) L O2，故B、D错；电池反应式即正负极反应式之和，将两极的反应式相加可知C正确。
答案 C
二、区分介质“状态”，判断离子流向
【例5】 某燃料电池以Ca(HSO4)2固体为电解质传递H＋ ，其基本结构如图所示，电池总反应可表示为2H2＋O2=== 2H2O。
请回答：
(1)H＋ 由______极通过固体酸电解质传递到另一极(填a或b)。
(2)b极上发生的电极反应式是________________________。
解析 a极为负极，b极为正极，电极反应式分别为
负极：2H2－4e－ ===4H＋
正极：O2＋4e－ ＋4H＋ ===2H2O，其中正极上的H＋ 来自负极生成的H＋ 。
答案 (1)a (2)O2＋4e－＋4H＋ ===2H2O
高考化学第一轮考点梳理复习2 来自淘豆网www.taodocs.com转载请标明出处.