第七章教考銜接2離子交換膜電解池模型及應(yīng)用-2025年高考化學(xué)一輪總復(fù)習(xí)課件-課件下載一、選擇題1.在離子交換膜電解池中，下列哪種物質(zhì)會(huì)在陰極上發(fā)生還原反應(yīng)？A.H2OB.Na+C.Cl-D.SO42-2.離子交換膜電解池在生產(chǎn)氯氣和氫氧化鈉的過(guò)程中，下列哪個(gè)電極反應(yīng)式是正確的？A.2Cl-+2H2O→H2↑+Cl2↑+2OH-B.2H++2e-→H2↑C.2H2O+2e-→H2↑+2OH-D.2Na++2OH-→2NaOH二、填空題3.離子交換膜電解池主要由陽(yáng)極、陰極、電解質(zhì)溶液和______組成。4.在氯堿工業(yè)中，離子交換膜電解池的主要作用是電解______和______，生成______和______。三、計(jì)算題5.某電解池中，通過(guò)電解槽的電流為10A，電解時(shí)間為2小時(shí)。已知電解池中每摩爾電解質(zhì)溶液的體積為1L，求電解過(guò)程中生成的氫氣的物質(zhì)的量（假設(shè)氫氣的摩爾質(zhì)量為2g/mol）。6.某氯堿廠(chǎng)采用離子交換膜電解池生產(chǎn)氯氣和氫氧化鈉，已知電解過(guò)程中每摩爾氯氣需要消耗1摩爾氯化鈉。若該廠(chǎng)在一個(gè)月內(nèi)生產(chǎn)氯氣1000噸，求該廠(chǎng)在一個(gè)月內(nèi)消耗的氯化鈉的質(zhì)量。四、簡(jiǎn)答題要求：根據(jù)所學(xué)知識(shí)，簡(jiǎn)要說(shuō)明離子交換膜電解池在氯堿工業(yè)中的應(yīng)用及其優(yōu)點(diǎn)。五、論述題要求：論述離子交換膜電解池在金屬冶煉中的應(yīng)用及其對(duì)環(huán)境的影響。六、實(shí)驗(yàn)題要求：設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，驗(yàn)證離子交換膜電解池中陰極附近氫氧化鈉濃度的變化。實(shí)驗(yàn)步驟如下：1.準(zhǔn)備一套完整的離子交換膜電解池裝置，包括電源、電極、離子交換膜等。2.將電極插入電解質(zhì)溶液中，確保離子交換膜正確安裝。3.接通電源，開(kāi)始電解過(guò)程，記錄實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)間。4.在電解過(guò)程中，每隔一定時(shí)間（例如，每隔10分鐘）取樣，用pH試紙測(cè)量樣品的pH值。5.根據(jù)pH值變化，分析陰極附近氫氧化鈉濃度的變化趨勢(shì)。本次試卷答案如下：一、選擇題1.A解析：在離子交換膜電解池中，水在陰極上發(fā)生還原反應(yīng)，生成氫氣和氫氧根離子。2.A解析：在氯堿工業(yè)中，電解氯化鈉溶液時(shí)，陰極上發(fā)生的是水的還原反應(yīng)，生成氫氣和氫氧根離子，同時(shí)陽(yáng)極上發(fā)生的是氯離子的氧化反應(yīng)，生成氯氣。二、填空題3.離子交換膜解析：離子交換膜是離子交換膜電解池的核心組成部分，它能夠選擇性地允許離子通過(guò)，從而實(shí)現(xiàn)離子在陰、陽(yáng)極之間的分離。4.氯化鈉水氫氣氫氧化鈉解析：在氯堿工業(yè)中，離子交換膜電解池的主要作用是電解氯化鈉溶液，生成氫氣、氯氣和氫氧化鈉。三、計(jì)算題5.生成的氫氣的物質(zhì)的量=電流×?xí)r間/氫氣的摩爾電荷數(shù)=10A×2小時(shí)×3600秒/小時(shí)/2F/mol=3600mol解析：根據(jù)法拉第電解定律，電解過(guò)程中生成的物質(zhì)的量與通過(guò)電解池的電量成正比。氫氣的摩爾電荷數(shù)為2F/mol，因此可以通過(guò)電流和時(shí)間計(jì)算出氫氣的物質(zhì)的量。6.消耗的氯化鈉的質(zhì)量=氯氣的質(zhì)量/氯氣的摩爾質(zhì)量×氯化鈉的摩爾質(zhì)量=1000噸/70.9g/mol×58.44g/mol=871.5噸解析：根據(jù)化學(xué)計(jì)量學(xué)，電解過(guò)程中生成的氯氣與消耗的氯化鈉的摩爾比為1:1，因此可以通過(guò)氯氣的質(zhì)量計(jì)算出消耗的氯化鈉的質(zhì)量。四、簡(jiǎn)答題解析：離子交換膜電解池在氯堿工業(yè)中的應(yīng)用是電解氯化鈉溶液，生成氫氣、氯氣和氫氧化鈉。其優(yōu)點(diǎn)包括：提高電解效率，減少氯氣和氫氧化鈉的交叉污染，降低能耗，提高產(chǎn)品質(zhì)量。五、論述題解析：離子交換膜電解池在金屬冶煉中的應(yīng)用包括電解銅、鋁等金屬。其優(yōu)點(diǎn)是可以提高電解效率，減少環(huán)境污染。然而，電解過(guò)程中可能會(huì)產(chǎn)生一些有害物質(zhì)，如氯氣和氫氧化鈉，這些物質(zhì)對(duì)環(huán)境有一定的危害。六、實(shí)驗(yàn)題解析：實(shí)驗(yàn)步驟如下：1.準(zhǔn)備一套完整的離子交換膜電解池裝置，包括電源、電極、離子交換膜等。2.將電極插入電解質(zhì)溶液中，確保離子交換膜正確安裝。3.接通電源，開(kāi)始電解過(guò)程，記錄實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)間。4.在電解過(guò)程中，每隔一定時(shí)間（例如，每隔10分鐘）