人教版高中化学选择性必修1同步微专题4教学课件

这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修1本册综合教学ppt课件，共23页。PPT课件主要包含了专题整合，典型例题，专题训练，答案B等内容，欢迎下载使用。

1．电化学装置中的离子交换膜在高中试题中主要出现阳离子交换膜、阴离子交换膜和质子交换膜三种。阳离子交换膜只允许阳离子通过，阻止阴离子和气体通过，阴离子交换膜只允许阴离子通过，质子交换膜只允许质子(H＋)通过。
(1)利用离子交换膜制备纯净产品及分离提纯某些物质。离子交换膜的功能在于选择性地通过某些离子，目的是平衡整个溶液的离子浓度或电荷，利用离子交换膜的这一功能可用来制备物质，解题时应先分析出应制备或提纯的物质，后确定装置的正、负极(或阴、阳极)，根据离子交换膜的功能判断特定离子的移动方向，进而逐一解答。
(2)利用离子交换膜隔离某些物质防止发生反应。本类试题利用离子交换膜阻止某些离子移动来隔离某些物质，防止副反应的发生或防止改变电解质溶液的酸碱性。解题时应先确定装置的正、负极(或阴、阳极)，假定没有离子交换膜，由离子的移动方向判断可能发生的其他反应以及对设计目的影响，进而分析解答。
2．电化学组合装置的分析(1)判断“多池组合”中装置的种类。①直接判断：非常直观明显的装置，如燃料电池、铅酸蓄电池等在电路中为原电池，则其他装置为电解池。如下图，A为原电池，B为电解池。
②根据电池中的电极材料判断：原电池一般是两种不同的金属电极或一种金属电极、一个碳棒；而电解池则一般是两个惰性电极，如两个铂电极或两个碳棒。③根据电池中的电解质溶液判断：原电池中的电极材料和电解质溶液之间能发生自发的氧化还原反应，电解池的电极材料一般不能和电解质溶液自发反应。如图，B为原电池，A为电解池。
④根据电极反应现象判断：在某些装置中根据电极反应或反应现象可判断电极类型，并由此判断电池类型，如下图，若C极溶解，D极上析出Cu，B极附近溶液变红，A极上放出黄绿色气体，则可知乙是原电池，D是正极，C是负极；甲是电解池，A是阳极，B是阴极。B、D极发生还原反应，A、C极发生氧化反应。
(2)“多池组合”装置中的数据处理。原电池和电解池综合装置的有关计算的根本依据就是电子转移守恒，分析时要注意串联电路中各支路电流相等。
某科研小组研究采用BMED膜堆(示意图如右)，模拟以精制浓海水为原料直接制备酸碱。BMED膜堆包括阳离子交换膜、阴离子交换膜和双极膜(A、D)。已知：在直流电源的作用下，双极膜内中间界面层发生水的解离，生成H＋和OH－。下列说法错误的是(　　)
A．电极a连接电源的正极B．B为阳离子交换膜C．电解质溶液采用Na2SO4溶液可避免有害气体的产生D．Ⅱ口排出的是淡水【答案】B　【解析】根据题干信息确定该装置为电解池，阴离子向阳极移动，阳离子向阴极移动，所以电极a为阳极，连接电源的正极，A正确；水在双极膜A解离后，氢离子与透过B膜的阴离子到左侧形成酸，B为阴离子交换膜，B错误；电解质溶液采用Na2SO4溶液，电解时生成氢气和氧气，可避免有害气体的产生，C正确；海水中的阴、阳离子透过两侧交换膜向两侧移动，淡水从Ⅱ口排出，D正确。
一种电解法制备高纯铬和硫酸的简单装置如图所示。下列说法正确的是(　　)A．a为直流电源的正极B．若有1 ml离子通过A膜，理论上阳极生成0.25 ml气体C．工作时，乙池中溶液的pH不变D．阴极反应式为2H＋＋2e－===H2↑
【答案】B　【解析】制备铬，则Cr3＋被还原成Cr，Cr电极应该是阴极，即a为直流电源的负极，A错误；石墨为阳极，根据放电顺序，阳极的电极反应为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，阳极附近发生的水的电离平衡正向移动，产生的H＋通过A膜进入乙池，若有1 ml离子通过A膜，即丙池产生1 ml氢离子，则理论上阳极生成0.25 ml氧气，B正确；工作时，甲池中硫酸根移向乙池，丙池中氢离子移向乙池，乙池中硫酸浓度增大，溶液的pH减小，C错误；阴极反应式为Cr3＋＋3e－===Cr，D错误。
(2021·广东梅州一模)如下图所示，某同学设计了一个燃料电池并探究铜的精炼原理和电镀原理。下列说法正确的是(　　)
A．一段时间后，甲装置中溶液pH升高B．电解一段时间后，乙、丙装置中CuSO4溶液的浓度均不变C．通入氧气的一极为正极，发生的电极反应为O2＋4e－＋4H＋===2H2OD．丙装置中实现铁片上镀铜，b应为铁片【答案】D
1．(2021·广东中山月考)下图所示装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b电极附近溶液呈红色。下列说法正确的是(　　)A．X是负极，Y是正极B．Pt是阴极，Cu是阳极C．CuSO4溶液的pH逐渐减小D．CuSO4溶液的pH不变【答案】C　
【解析】b电极附近溶液呈红色，说明b电极处氢离子放电。电解氯化钠溶液时，阳极发生氧化反应产生氯气，阴极发生还原反应产生氢气，同时生成氢氧化钠，因此b电极是阴极，与电源的负极相连，则Y为负极，X为正极；铂电极与电源的正极相连，作阳极，铜电极作阴极；电解硫酸铜溶液时，阳极上氢氧根离子放电，CuSO4溶液的pH减小。
2．(2020·福建厦门外国语学校高二检测)如下图所示，甲池的总反应式为N2H4＋O2===N2＋2H2O。下列说法正确的是(　　)A．甲池中负极上发生的反应为N2H4－4e－===N2＋4H＋B．乙池中石墨电极上发生的反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋C．甲池溶液pH增大，乙池溶液pH减小D．甲池中每消耗0.1 ml N2H4，乙池电极上则会析出6.4 g固体
【答案】B　【解析】分析题图知，甲是燃料电池，乙是电解池，甲池中电解质溶液为氢氧化钾溶液，则负极不可能生成H＋，应该是N2H4－4e－＋4OH－===N2＋4H2O，A错误。乙池中石墨电极是阳极，发生氧化反应，B正确。根据甲池总反应式知反应中生成了水，则氢氧化钾溶液的浓度变小，pH减小；乙池中阴极析出铜，阳极OH－放电，乙池的溶液pH减小，C错误。根据各个电极通过的电量相等知N2H4～2Cu，则甲池中消耗0.1 ml N2H4时乙池电极上会析出12.8 g铜，D错误。
A．负载通过0.04 ml电子时，有0.224 L(标准状况)O2参与反应B．正极区溶液的pH降低、负极区溶液的pH升高
D．电流由复合碳电极经负载、VB2电极、KOH溶液回到复合碳电极
根据正负极的电极反应式可知，负极消耗OH－，pH降低，而正极区生成OH－，pH升高，B错误；依据负极反应式和正极反应式，在遵循电子守恒的基础上，将正、负极电极反应式加合可得总反应式，C正确；电流方向与电子的流向相反，电流方向为：外电路中，正极(复合碳电极)→负载→负极(VB2电极)，电池内部，电流由电池负极经KOH溶液流回正极，D正确。
4．(2020·山东卷)微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置，利用微生物处理有机废水获得电能，同时可实现海水淡化。现以NaCl溶液模拟海水，采用惰性电极，用如图装置处理有机废水(以含 CH3COO－的溶液为例)。下列说法错误的是(　　)
A．负极反应为 CH3COO－＋2H2O－8e－===2CO2＋7H＋B．隔膜1为阳离子交换膜，隔膜2为阴离子交换膜C．当电路中转移1 ml电子时，模拟海水理论上除盐58.5 gD．电池工作一段时间后，正、负极产生气体的物质的量之比为2∶1【答案】B