通用版2019版高考化学一轮复习第六章化学反应与能量微专题强化突破11“隔膜”电解池在工业生产中的应用学案新人教版

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1、11“隔膜”电解池在工业生产中的应用1．常见的隔膜隔膜又叫离子交换膜，由高分子特殊材料制成。离子交换膜分三类：(1)阳离子交换膜，简称阳膜，只允许阳离子通过，不允许阴离子通过。(2)阴离子交换膜，简称阴膜，只允许阴离子通过，不允许阳离子通过。(3)质子交换膜，只允许H＋通过，不允许其他阳离子和阴离子通过。2．隔膜的作用(1)能将两极区隔离，阻止两极区产生的物质接触，防止发生化学反应。(2)能选择性的通过离子，起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。3．“隔膜”电解池的解题步骤第一步，分清隔膜类型。即交换膜属于阳膜、阴膜或质子膜中的哪一种，判断允许哪种离子通过隔膜。第二

2、步，写出电极反应式，判断交换膜两侧离子变化，推断电荷变化，根据电荷平衡判断离子迁移方向。第三步，分析隔膜作用。在产品制备中，隔膜作用主要是提高产品纯度，避免产物之间发生反应，或避免产物因发生反应而造成危险。1．工业上可利用下图所示电解装置吸收和转化SO2(A、B均为惰性电极)。下列说法正确的是(　　)A．A极接电源的正极B．A极区溶液的碱性逐渐增强C．本装置中使用的是阴离子交换膜D．B极的电极反应式为SO2＋2e－＋2H2O===SO＋4H＋解析：选B。A项，由HSO生成S2O，发生还原反应，A极为阴极，应接电源的负极，错误；B项，阴极的电极反应式为2HSO＋2

3、H＋＋2e－===S2O＋2H2O，碱性增强，正确；C项，阳极的电极反应式为SO2＋2H2O－2e－===SO＋4H＋，离子交换膜应使H＋从右向左移动，应为阳离子交换膜，错误；D项，B极为阳极，发生SO2＋2H2O－2e－===SO＋4H＋，错误。2．制备二氧化锰的装置如图，阳极以硫酸锰和硫酸混合液为电解液，阴极以稀硫酸为电解液，电解装置中大箭头表示溶液中阳离子移动的方向。下列说法正确的是(　　)A．N是电源的负极B．右侧气孔逸出的气体可能为副产物H2C．石墨电极的电极反应式为Mn2＋－2e－＋2H2O===MnO2↓＋4H＋D．电解过程中阳离子交换膜左侧硫酸浓

4、度基本不变，右侧减小解析：选C。阳离子向阴极移动，说明左侧为阴极，则M为电源负极，N为电源正极，A项错误；右侧为阳极，逸出的气体可能是溶液中的氢氧根离子放电生成的氧气，B项错误；石墨电极为阳极，锰离子失去电子生成二氧化锰，C项正确；电解过程中阳离子向左侧移动，左侧溶液中H＋放电生成H2，硫酸的浓度不变，右侧MnSO4电解生成MnO2和H2SO4，硫酸浓度增大，D项错误。3．工业上用电解法处理含镍酸性废水并得到单质Ni的原理如图所示。下列说法不正确的是(　　)已知：①Ni2＋在弱酸性溶液中发生水解②氧化性：Ni2＋(高浓度)＞H＋＞Ni2＋(低浓度)A．碳棒上发生

5、的电极反应：4OH－－4e－===O2↑＋2H2OB．电解过程中，B室中NaCl溶液的物质的量浓度将不断减小C．为了提高Ni的产率，电解过程中需要控制废水pHD．若将图中阳离子膜去掉，将A、B两室合并，则电解反应总方程式发生改变解析：选B。A项，电极反应式为阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，阴极：Ni2＋＋2e－===Ni，2H＋＋2e－===H2↑，正确；B项，由于C室中Ni2＋、H＋不断减少，Cl－通过阴离子膜从C室移向B室，A室中OH－不断减少，Na＋通过阳离子膜从A室移向B室，所以B室中NaCl溶液的物质的量浓度不断增大，错误；C项，由于H＋

6、的氧化性大于Ni2＋(低浓度)的氧化性，所以为了提高Ni的产率，电解过程需要控制废水的pH，正确；D项，若去掉阳离子膜，在阳极Cl－首先放电生成Cl2，反应总方程式发生改变，正确。4．用NaOH溶液吸收烟气中的SO2，将所得的Na2SO3溶液进行电解，可循环再生NaOH，同时得到H2SO4，其原理如图所示(电极材料为石墨)。下列有关叙述不正确的是(　　)A．图中a极连接电源的负极B．A口放出的物质是氢气，C口放出的物质是氧气C．b极电极反应式为SO－2e－＋H2O===SO＋2H＋D．电解过程中阴极区碱性明显增强解析：选B。A．由题图可知，钠离子移向a极，所以a

7、极为阴极，连接电源的负极，故A正确；B．a极氢离子发生还原反应，A口放出的物质是氢气，b极SO发生氧化反应生成SO，故B错误；C．亚硫酸根离子在阳极(b极)失去电子发生氧化反应生成硫酸根离子，电极反应式为SO－2e－＋H2O===SO＋2H＋，故C正确；D．在阴极H＋放电生成H2，c(H＋)减小，水的电离平衡H2OH＋＋OH－正向移动，所以电解过程中阴极区碱性明显增强，故D正确。5．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：(1)写

8、出电解饱和食盐水的离子方