鲁科版高中化学选择性必修第一册第1章第3节第3课时“有膜”电解池题型的解题方法能力课课件

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第3课时　“有膜”电解池题型的解题方法(能力课)第1章　化学反应与能量转化 第3节　电能转化为化学能——电解1．掌握有隔膜电解池的工作原理，知道隔膜在电解池中的应用。2．形成“有膜” 电解池的解题思路，增强发现问题解决问题的能力。1．电解精炼或电镀时，电极质量减少的电极必为金属电极──阳极；电极质量增加的电极必为阴极。2．电镀时，阳极(镀层金属)失去电子的数目与阴极镀层金属离子得到电子的数目相等，因此电镀液的浓度不变。电解精炼铜时由于阳极发生多个反应，阴极增加的质量不等于阳极减少的质量，溶液中c(Cu2+)减小。3．电解的计算，以电路中通过4 mol e－为桥梁构建关系式：4e－～　　　　　　　～　　　　　　　　　 (式中M为金属，n为其离子的化合价数值)。1．交换膜的功能及工作原理(1)功能：使离子选择性定向移动，目的是平衡整个溶液的离子浓度或电荷。探究要点　典例导航(2)工作原理(以阳离子交换膜为例)：交换膜上有很多微孔，“孔道”上有许多带负电荷的基团，阳离子可以自由通过“孔道”，由浓度大的区域向浓度小的区域移动。阴离子移动到“孔道”处，受到“孔道”带负电荷基团的排斥而不能进入“孔道”中，因而不能通过交换膜。这就是“选择性”透过的原因。其构造与工作示意图如图所示：阴离子交换膜的构造和工作原理与此相同，只不过是“孔道”中带正电荷基团而已。2．离子交换膜的作用及意义(1)隔离某些物质，防止发生反应，常用于物质制备。(2)限制某些离子的移动，常用于物质制备及纯化。(3)双极膜：由一张阳膜和一张阴膜复合制成的阴、阳复合膜。该膜的特点是在直流电的作用下，阴、阳膜复合层间的H2O解离成H＋和OH－并分别通过阳膜和阴膜，作为H＋和OH－的离子源。3．有膜电解池试题的解题思路(1)确定电解池的阴、阳极：根据外接电源的正负极、电子流向、电极现象等确定电解池的阴、阳极。(2)根据交换膜的类型确定移动的离子及移动方向：①阳离子交换膜：只有阳离子由阳极移向阴极；②阴离子交换膜：只有阴离子由阴极移向阳极；③质子交换膜：只有氢离子由阳极移向阴极。(3)根据移动的离子书写判断电极反应式，判断溶液离子浓度、质量、pH的变化，判断电极产物等。　 A．电池工作时，甲池、乙池用导线连接的顺序为a连c，b连dB．电池工作一段时间后甲池中pH减小C．乙池工作时，质子将从B电极室移向A电极室D．若B电极上转化1.5 mol CO2，则甲池中溶解4 mol Al　√ 题后反思“串联”类电池的解题流程1．(双选)以纯碱溶液为原料，通过电解的方法可制备小苏打，原理装置如图所示，此装置工作时，下列有关说法不正确的是(　　)A．乙池电极接电源负极，气体X为H2B．Na＋由乙池穿过交换膜进入甲池C．NaOH溶液Z的浓度比NaOH溶液Y的小D．甲池电极反应为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑√√ 2．利用CH4燃料电池电解制备Ca(H2PO4)2并得到副产物NaOH、H2、Cl2，装置如图所示。下列说法正确的是(　　)A．P极、Q极分别为阴极、阳极B．A膜、C膜均为阳离子交换膜，B膜为阴离子交换膜C．a极上的反应为CH4－4e－＋4O2-===CO2＋2H2OD．理论上，a极消耗2.24 L甲烷，P极产生0.4 mol Cl2　√  √  知能反馈　随堂评估√243题号1 243题号1 23题号14√ 23题号14 23题号41√ 23题号414．重铬酸钾又名红矾钾，是化学实验室中的一种重要分析试剂。工业上以铬酸钾(K2CrO4)为原料，采用电化学法制备重铬酸钾(K2Cr2O7)。制备装置如图所示(阳离子交换膜只允许阳离子透过)：243题号1  243题号1阳极产生无色气体，溶液由黄色逐渐变为橙色4OH－－4e－===O2↑＋2H2O(或2H2O－4e－===O2↑＋4H＋)2∶10.1 mol[解析]　(2)直接设K2CrO4和K2Cr2O7物质的量分别为x、y，则钾原子的物质的量为2x＋2y，铬原子物质的量为x＋2y，依据两原子个数比为3∶2，可求出两物质的物质的量之比为2∶1；根据铬酸钾的质量可求出铬原子总物质的量为0.2 mol，t min后两物质的物质的量之比为2∶1，则铬酸钾为0.1 mol，重铬酸钾为0.05 mol，根据离子方程式可知，生成0.05 mol的重铬酸钾的反应中转移电子为0.05×2 mol＝0.1 mol。243题号1一、选择题(每小题只有一个选项符合题目要求)1．我国科学家开发出了一种Zn－NO电池系统，该电池具有同时合成氨和对外供电的功能，其工作原理如图所示，下列说法错误的是(　　)课时分层作业(九)　“有膜”电解池题型的解题方法题号13524687A．电极电势：Zn/ZnO电极