2019届高考化学一轮复习专题四化学反应中的能量变化专题提升学案

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1、专题四化学反应中的能量变化专题提升一、电化学中的交换膜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离子浓度或电荷)。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)。(2)用于物质的制备、分离、提纯等。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。[例1]　(2017·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

2、允许阴(阳)离子通过。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－放电生成氯气，Ⅱ区Cl－通过b进入Ⅲ区，故b应该是阴离子交换膜；氯气溶于水显酸性，同时次氯酸还具有漂白性，所以滴入甲基橙后溶液先变红后褪色。错误的是B。答案　B[例2]　加碘食盐中含有碘酸

3、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KIO3D.当阳极有0.1molI－放电时，阴极生成6.72LH2解析　与外加电源正极相连的是电解池的阳极，即a电极是阳极，故b电极是阴极；题意知阳极区的物质有：KO

4、H、KI、KIO3、H2O，阳极将发生失电子的氧化反应，失电子能力：I－＞OH－＞IO，故发生反应I－—6e－＋6OH－===IO＋3H2O，在阴极上H＋(H2O)放电，6H2O＋6e－===3H2↑＋6OH－，电解总反应为：I－＋3H2OIO＋3H2↑，故电解时KOH浓度会增大；b极区OH－会通过c进入a极区，c应为阴离子交换膜。正确的是C。答案　C[例3]　(2017·无锡两市六校联考)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

5、氧酸根杂质不参与电极反应B.该电解槽的阴极反应式为：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导出来解析　该电解槽中阴离子放电顺序OH－＞含氧酸根离子，阳离子放电顺序H＋＞K＋，故此电解反应的实质是电解水，阴极反应是2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，通电后阴极区的pH会增大，阳极反应是4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，电解总反应是2H2O2H2↑＋O2↑，阳极区c(OH―)减小，K＋会通过阳离子交换膜流向阴极与产生的OH－结合，以KOH溶液的形式从B口导出。由此可得出A、D正确，B、C

6、错误。答案　BC二、电化学中的介质对电极反应的影响电化学中常见的五大介质(以CH3OH、O2燃料电池为例)介质一：K2SO4中性溶液总反应式：2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O(－)负极：2CH3OH－12e－＋2H2O===2CO2＋12H＋(＋)正极：介质二：KOH碱性介质总反应式：2CH3OH　＋3O2＋4OH－===2CO＋6H2O(－)负极：2CH3OH－12e－＋16OH－===2CO＋12H2O(＋)正极：介质三：H2SO4溶液酸性　总反应式：2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O(－)负极：2CH3OH－12e－＋2H2O===2CO2＋12H

7、＋(＋)正极：介质四：熔融盐介质，如熔融的K2CO3总反应：2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O(－)负极：2CH3OH－12e－＋6CO===8CO2＋4H2O(＋)正极：介质五：掺杂Y2O3的ZrO3固体电解质，在高温下能传导正极生成的O2－总反应：2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O(－)负极：2CH3OH－12e－＋6O2－===2CO2＋4H2O(＋)正极：答案　3O2＋12e－＋6H2O===12OH－　3O2＋12e－＋6H2O===12OH－　3O2＋12e－＋12H＋=