离子交换膜ppt课件.ppt

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1、在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确1、通过实例分析有离子交换膜的原电池和电解池的工作原理，熟练书写电极反应和电池反应方程式。2、通过交流讨论、变式分析进一步了解离子交换膜的应用。3.通过对以离子交换膜的分析感受化学原理在社会生活中的应用。离子交换膜在电化学中的应用离子交换膜在电化学中的应用在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确 交流与讨论交流与讨论1 请同学们画出电解饱和请同学们画出电解饱和NaClNaCl溶液制取溶液制取NaOHNaOH、H H2 2

2、和和ClCl2 2的的装置图，标出电极材料，写出电极反应式和总反应式。装置图，标出电极材料，写出电极反应式和总反应式。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确 思考思考1 1：用下面的装置制取用下面的装置制取NaOHNaOH、H H2 2和和ClCl2,2,此装置有何缺陷？此装置有何缺陷？(收集除外）收集除外）如何解决？如何解决？阳离子交换膜阳离子交换膜 FeC饱和食盐水饱和食盐水在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确 思考2：如右图所示，在没有离子交换膜的

3、情况下，用惰性电极电解饱和氯化钠溶液，可以制取环保性消毒液，请写出电池总反应式。NaCl+H2O NaClO+H2 电解在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确电解饱和食盐水制取NaOH、H2和Cl2在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确离子交换膜离子交换膜 离子交换膜是一种对溶液里的离子具有选离子交换膜是一种对溶液里的离子具有选择透过能力的高分子膜。因在应用时主要是择透过能力的高分子膜。因在应用时主要是利用它对离子选择透过性，又称为离子选择利用它对离子选择

4、透过性，又称为离子选择透过性膜离子交换膜法在电化学工业中应透过性膜离子交换膜法在电化学工业中应用十分广泛。教材中并未专门介绍，一般是用十分广泛。教材中并未专门介绍，一般是在讲解氯碱工业时介绍阳离子交换膜的应用，在讲解氯碱工业时介绍阳离子交换膜的应用，但在近年考试中涉及离子交换膜原理的考题但在近年考试中涉及离子交换膜原理的考题屡见不鲜屡见不鲜在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确一、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）的离子浓度或电荷）二、交换膜在中学

5、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，发不安全因素。（如在电解饱和食盐水中，利用阳离子交换膜，防止阳极产生的氯气进入阴极室与氢氧化钠反应，导致所制产品防止阳极产生的氯气进入阴极室与氢氧化钠反应，导致所制产品不纯；防止与阴极产生的氢气混合发生爆炸）。不纯；防止与阴极产生的氢气混合发生爆炸）。2.用于物质的制备、分离、提纯等。用于物质的制备、分离、提纯等。三、离子交换膜的类型：常见的离子交换膜为：阳离子交换膜、阴离子交换常见的离子交换膜为：阳离子交换膜、阴离子交

6、换膜、特殊离子（质子）交换膜等膜、特殊离子（质子）交换膜等。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确1（2015天津）锌铜原电池装置如图所示，其中阳天津）锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是（述正确的是（）A铜电极上发生氧化反应铜电极上发生氧化反应B电池工作一段时间后，甲池的电池工作一段时间后，甲池的c(SO42)减小减小C电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加D阴阳离子离子分别通过交换膜向

7、负极和正极移动，阴阳离子离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡保持溶液中电荷平衡 课堂练习课堂练习C在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确2.（2015上海）氯碱工业以电解精制饱和食盐水的方法制取氯气、上海）氯碱工业以电解精制饱和食盐水的方法制取氯气、氢气、烧碱和氯的含氧酸盐等系列化工产品。下图是离子交换膜氢气、烧碱和氯的含氧酸盐等系列化工产品。下图是离子交换膜法电解食盐水的示意图，图中的离子交换膜只允许阳离子通过。法电解食盐水的示意图，图中的离子交换膜只允许阳离子通过。完成下列填空：完成下列填空：(1)写出

8、电解饱和食盐水的离子方程式写出电解饱和食盐水的离子方程式_(2)离子交换膜的作用：离子交换膜的作用：_(3)精制饱和食盐水从图中精制饱和食盐水从图中_位置补充，氢氧化钠溶液从图中位置补充，氢氧化钠溶液从图中_位置流出。（选填位置流出。（选填“a”、“b”、“c”或或“d”）课堂练习课堂练习产品不纯、防止阳极生成的氯气与阴极生成的氢气反应遇火反应而引发安全事故产品不纯、防止阳极生成的氯气与阴极生成的氢气反应遇火反应而引发安全事故防止阳极生成的氯气与阴极生成的氢氧化钠反应而使防止阳极生成的氯气与阴极生成的氢氧化钠反应而使ad2Cl+2H2O=2OH+H2+Cl2在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带

9、着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确一种以肼（一种以肼（N N2 2H H4 4）为燃料的电池装置如下图所示。该电）为燃料的电池装置如下图所示。该电池用空气中的氧气作为氧化剂，池用空气中的氧气作为氧化剂，KOHKOH作为电解质。作为电解质。请写出负极发生的电极反应式请写出负极发生的电极反应式_._.该燃料电池持续放电时，图中选该燃料电池持续放电时，图中选_离子交换膜。离子交换膜。变式练习变式练习1N N2 2H H4 4-4e-4e-+4OH+4OH-=N=N2 2+4H+4H2 2O O阴阴在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有

10、一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确将饱和食盐水换成将饱和食盐水换成KIKI及淀粉溶液制备及淀粉溶液制备KIOKIO3 3（如下图所（如下图所示），通电发现右侧溶液变蓝色，一段时间后，蓝色示），通电发现右侧溶液变蓝色，一段时间后，蓝色逐渐变浅。已知逐渐变浅。已知:3I:3I2 26OH6OHIOIO3 35I5I3H3H2 2O O。(1)(1)阴极电极反应式阴极电极反应式_总反应方程式总反应方程式_。变式练习变式练习2（2 2)A A为为_离子交换膜（填离子交换膜（填“阳阳”或或“阴阴”)2H2H2 2O+2eO+2e=H=H2 2+2OH+2OH阴阴KI+3HKI+3H2 2O KI

11、OO KIO3 3+3H+3H2 2在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确 交流与讨论交流与讨论2（3 3）假如使用阳离子交换膜，会发生怎样的变化？）假如使用阳离子交换膜，会发生怎样的变化？如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，右侧电极为阳极，电极反应为：2I2e=I2，左侧电极为阴极，电极反应式为：2H2O+2e=H2+2OH，保证两边溶液呈电中性，右侧多余K+通过阳离子交换膜迁移至阴极，右侧生成I2，左侧溶液中有KOH生成，碘单质与KOH不能反应，总反应相当于：2KI+2H2O 2KOH+I2+H2电解在整堂课的教学中，刘

12、教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确 巩固应用巩固应用1如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法，那么可以如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法，那么可以设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾（电解槽内的阳离子交换膜只允许阳离子酸和氢氧化钾（电解槽内的阳离子交换膜只允许阳离子通过，阴离子交换膜只允许阴离子通过）。通过，阴离子交换膜只允许阴离子通过）。该电解槽的阳极反应式为该电解槽的阳极反应式为_，单位时间，单位时间内通过阴离子交换膜的离子数与通过阳离子交换膜的离内通过阴离子交

13、换膜的离子数与通过阳离子交换膜的离子子数的比值为数的比值为 _。从出口从出口D导出的溶液是导出的溶液是_（填化学式）。（填化学式）。4OH-4e-=O2+2H2O1:2KOH在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确（2014福建理综化学卷，福建理综化学卷，T11）某原电池装置如右图）某原电池装置如右图 所示，电池总反应为所示，电池总反应为2AgCl22AgCl。下列说法正确。下列说法正确的是的是()A正极反应为正极反应为AgCl eAg ClB放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成

14、C若用若用NaCl溶液代替盐酸，则电池总反应随之改变溶液代替盐酸，则电池总反应随之改变D当电路中转移当电路中转移0.01 mol e时，交换膜左侧溶液中约减时，交换膜左侧溶液中约减少少0.02 mol离子离子 巩固应用巩固应用2D在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确 1.（2015新课标新课标1高考高考）微生物电池是指在微生物的作用）微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是（下列有关微生物电池的说法错误的是（

15、）A正极反应中有正极反应中有CO2生成生成B微生物促进了反应中电子的转移微生物促进了反应中电子的转移C质子通过交换膜从负极区移向正极区质子通过交换膜从负极区移向正极区D电池总反应为电池总反应为C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O 直击高考直击高考 A 在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确2.（2014全国课标全国课标）次磷酸（次磷酸（H3PO2）是一种精）是一种精细细磷化工磷化工产产品，具有品，具有较较强强还还原性。原性。H3PO2可用可用电电渗析法制渗析法制备备，“四室四室电电渗析法渗析法”工作原理如工作原理如图图

16、所示（阳膜和阴膜分所示（阳膜和阴膜分别别只允只允许许阳离子、阴离子通阳离子、阴离子通过过）：）：写出阳极的写出阳极的电电极反极反应应式式_。分析分析产产品室可得到品室可得到H3PO2的原因的原因_。早期采用早期采用“三室三室电电渗析法渗析法”制制备备H3PO2，将，将“四室四室电电渗析法渗析法”中阳极中阳极室的稀硫酸用室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替，并撤去阳极室与稀溶液代替，并撤去阳极室与产产品室之品室之间间的阳的阳膜，从而合并了阳极室与膜，从而合并了阳极室与产产品室。其缺点是品室。其缺点是产产品中混有品中混有 杂质杂质，该杂质产该杂质产生的原因是生的原因是_。2H2O 4e=O2+4H+阳

17、极室的阳极室的H+穿穿过过阳膜阳膜扩扩散至散至产产品室，品室，原料室的原料室的H2PO2穿穿过过阴膜阴膜扩扩散至散至产产品室，二者反品室，二者反应应生成生成H3PO2PO43H H2 2POPO2 2或或H H3 3POPO2 2被氧化被氧化 在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确 3.（2013年浙江卷，年浙江卷，11）电解装置如图所示，电解槽内电解装置如图所示，电解槽内装有装有KI及淀粉溶液，中间用阴离子交换膜隔开。在一定及淀粉溶液，中间用阴离子交换膜隔开。在一定的电压下通电，发现左侧溶液变蓝色，一段时间后，蓝的电压下通电，发现左侧溶液变蓝色，一段时间后，蓝色逐渐变浅。已知色逐渐变浅。已知:3I26OHIO35I3H2O。下列说法不正确的是下列说法不正确的是()A右侧发生的电极方程式：右侧发生的电极方程式：2H2O+2eH2+2OHB电解结束时，右侧溶液中含有电解结束时，右侧溶液中含有IO3C电解槽内发生反应的总化学电解槽内发生反应的总化学 方程式方程式KI+3H2O KIO3+3H2D如果用阳离子交换膜代替如果用阳离子交换膜代替 阴离子交换膜，电解槽内发生阴离子交换膜，电解槽内发生 的总化学方程式不变的总化学方程式不变D