《2020江苏高考化学二轮讲义：9 专题九 化学反应与能量 Word版含解析.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020江苏高考化学二轮讲义：9 专题九 化学反应与能量 Word版含解析.doc（34页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、 知道化学变化中常见的能量转化形式，能说明化学反应中能量转化的主要原因。 了解化学能与热能的相互转化及其应用。了解吸热反应、放热反应、反应热(焓变)等概念。 能正确书写热化学方程式，能根据盖斯定律进行有关反应热的简单计算。 理解原电池和电解池的工作原理，能写出简单的电极反应和电池反应方程式。 了解常见的化学电源，认识化学能与电能相互转化的重要应用。 认识金属腐蚀的危害，理解金属发生电化学腐蚀的原理，能运用恰当的措施防止铁、铝等金属腐蚀。 了解提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料和研制新型化学电源的重要性。认识化学在解决能源危机中的重要作用。化学能与热能一、反应热及其表示方法1两种角度理解反应热
2、(1)从微观的角度说，是旧化学键断裂吸收的能量与新化学键形成放出的能量的差值。在图中，a表示旧化学键断裂吸收的能量；b表示新化学键形成放出的能量；c表示反应热。(2)从宏观的角度说，是反应物总能量与生成物总能量的差值。在图中，a表示活化能；b表示活化分子变成生成物分子所释放的能量；c表示反应热。2反应热的量化参数键能反应热与键能的关系反应热：HE1E2或HE4E3，即H等于反应物的键能总和减去生成物的键能总和，或生成物具有的总能量减去反应物具有的总能量。3反应热的表示方法热化学方程式热化学方程式书写或判断的注意事项：(1)注意H的符号和单位：吸热反应的H为“”，放热反应的H为“”；H的单位为k
3、Jmol1。(2)注意测定条件：绝大多数的反应热是在25 、101 kPa下测定的，此时可不注明温度和压强。(3)注意热化学方程式中的化学计量数：热化学方程式中的化学计量数可以是整数，也可以是分数。(4)注意物质的聚集状态：气体用“g”，液体用“l”，固体用“s”，溶液用“aq”。热化学方程式中不用“”和“”。(5)注意H的数值与符号：如果化学计量数加倍，则H也要加倍。逆反应的反应热与正反应的反应热数值相等，但符号相反。(6)对于具有同素异形体的物质，除了要注明聚集状态外，还要注明物质的名称。例如：S(单斜，s)=S(正交，s)H0.33 kJmol1。二、盖斯定律及其应用 1内容一定条件下，
4、一个反应不管是一步完成，还是分几步完成，反应的总热效应相同，即反应热的大小与反应途径无关，只与反应体系的始态和终态有关。2常用关系式热化学方程式焓变之间的关系aA(g)=B(g)H1A(g)=B(g)H2H2H1或H1aH2aA(g)=B(g)H1B(g)=aA(g)H2H1H2HH1H21(2017高考江苏卷)通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。下列说法不正确的是()C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H1a kJmol1CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H2b kJmol1CO2(g)3H2(g)=CH3OH(g)H2O(g)H3c kJmol12CH3O
5、H(g)=CH3OCH3(g)H2O(g)H4d kJmol1A反应、为反应提供原料气B反应也是CO2资源化利用的方法之一C反应CH3OH(g)=CH3OCH3(g)H2O(l)的H kJmol1D反应2CO(g)4H2(g)=CH3OCH3(g)H2O(g)的H(2b2cd) kJmol1解析：选C。反应的产物为CO和H2，反应的产物为CO2和H2，反应的原料为CO2和H2，A项正确；反应将温室气体CO2转化为燃料CH3OH，B项正确；反应中生成物H2O为气体，C项中生成物H2O为液体，故C项中反应的焓变不等于 kJmol1，C项错误；依据盖斯定律，由22，可得所求反应的焓变，D项正确。2(
6、2016高考江苏卷)通过以下反应均可获取H2。下列有关说法正确的是()太阳光催化分解水制氢：2H2O(l)=2H2(g)O2(g)H1571.6 kJmol1焦炭与水反应制氢：C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H2131.3 kJmol1甲烷与水反应制氢：CH4(g)H2O(g)=CO(g)3H2(g)H3206.1 kJmol1A反应中电能转化为化学能B反应为放热反应C反应使用催化剂，H3减小D反应CH4(g)=C(s)2H2(g)的H74.8 kJmol1解析：选D。A项，反应是光能转化为化学能，错误；B项，反应的焓变为正值，属于吸热反应，错误；C项，催化剂不会改变反应的焓变，错误
7、；D项，根据盖斯定律，得所求反应，其焓变为206.1 kJmol1131.3 kJmol174.8 kJmol1，正确。3(2014高考江苏卷)已知：C(s)O2(g)=CO2(g)H1CO2(g)C(s)=2CO(g)H22CO(g)O2(g)=2CO2(g)H34Fe(s)3O2(g)=2Fe2O3(s)H43CO(g)Fe2O3(s)=3CO2(g)2Fe(s)H5下列关于上述反应焓变的判断正确的是()AH10，H30BH20，H40CH1H2H3DH3H4H5解析：选C。A.C(s)、CO(g)在O2(g)中燃烧生成CO2，均为放热反应，则有H10、H30；Fe(s)与O2(g)反应生
8、成Fe2O3(s)为放热反应，则有H40。C将五个热化学方程式依次编号为，根据盖斯定律，由可得，则有H1H2H3。D将五个热化学方程式依次编号为，根据盖斯定律，由32可得，则有H43H32H5。4(2018高考江苏卷)用水吸收NOx(主要指NO和NO2)的相关热化学方程式如下：2NO2(g)H2O(l)=HNO3(aq)HNO2(aq)H116.1 kJmol13HNO2(aq)=HNO3(aq)2NO(g)H2O(l)H75.9 kJmol1反应3NO2(g)H2O(l)=2HNO3(aq)NO(g)的H_kJmol1。解析：2NO2(g)H2O(l)=HNO3(aq)HNO2(aq)H11
9、6.1 kJmol1，3HNO2(aq)=HNO3(aq)2NO(g)H2O(l)H75.9 kJmol1，根据盖斯定律，由(3)/2得：3NO2(g)H2O(l)=2HNO3(aq)NO(g)H136.2 kJmol1。答案：136.2叠加法求焓变步骤1“倒”为了将方程式相加得到目标方程式，可将方程式颠倒过来，反应热的数值不变，但符号相反。这样，就不用再做减法运算了，实践证明，方程式相减时往往容易出错。步骤2“乘”为了将方程式相加得到目标方程式，可将方程式乘以某个倍数，反应热也要相乘。步骤3“加”上面的两个步骤做好了，只要将方程式相加即可得到目标方程式，反应热也要相加。1(2019泰州中学高
10、三四模)煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx，会污染大气。采用NaClO、Ca(ClO)2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝，下列说法正确的是()SO2(g)2OH(aq)=SO(aq)H2O(l)H1a kJ/molClO(aq)SO(aq)=SO(aq)Cl(aq)H2b kJ/molCaSO4(s)Ca2(aq)SO(aq)H3c kJ/molSO2(g)Ca2(aq)ClO(aq)2OH(aq)=CaSO4(s)H2O(l)Cl(aq)H4d kJ/molA随着吸收反应的进行，吸收剂溶液的pH逐渐减小B反应均为氧化还原反应C反应Ca(OH)2(aq)H2SO4(aq)=CaSO4(
11、s)2H2O(l)的Hc kJ/molDdabc解析：选A。A.由反应和可知，随着吸收反应的进行，不断消耗OH，因此导致吸收剂溶液的pH逐渐减小，A正确；B.反应没有发生化合价的变化，不是氧化还原反应，B错误；C.反应Ca(OH)2(aq)H2SO4(aq)=CaSO4(s)2H2O的离子方程式为Ca2 SO2OH2H=CaSO42H2O，该离子反应不是反应的逆反应，因此Hc kJ/mol，C错误；D.根据盖斯定律可知，所以dabc，D错误。2(2019苏锡常镇四市高三调研)电石(主要成分为CaC2)是重要的基本化工原料。已知2 000 时，电石生产原理如下：CaO(s)C(s)=Ca(g)C
12、O(g)H1a kJmol1平衡常数K1Ca(g)2C(s)=CaC2(s)H2b kJmol1平衡常数K2以下说法不正确的是()A反应K1c(Ca)c(CO)B反应Ca(g)C(s)=CaC2(s)平衡常数KC2 000 时增大压强，K1减小，K2增大D反应2CaO(s)CaC2(s)=3Ca(g)2CO(g)H(2ab) kJmol1解析：选C。A.反应平衡常数K1c(Ca)c(CO)，A正确；B.根据方程式可知反应Ca(g)C(s)=CaC2(s)的平衡常数K，B正确；C.平衡常数只与温度有关，2 000 时增大压强，K1、K2均不变，C错误；D.根据盖斯定律可知2即得到反应2CaO(s
13、)CaC2(s)=3Ca(g)2CO(g)H(2ab) kJmol1，D正确。3环戊二烯()是重要的有机化工原料，广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。已知：(g)=(g)H2(g)H1100.3 kJmol1H2(g)I2(g)=2HI(g)H211.0 kJmol1对于反应：(g)I2(g)=(g)2HI(g)H3_kJmol1。解析：根据盖斯定律，由反应反应得反应，则H3H1H2(100.311.0) kJmol189.3 kJmol1。答案：89.34Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行：CuCl2(s)=CuCl(s)Cl2(g)H183 kJmol1CuCl(s)O2(g)=CuO
14、(s)Cl2(g)H220 kJmol1CuO(s)2HCl(g)=CuCl2(s)H2O(g)H3121 kJmol1则4HCl(g)O2(g)=2Cl2(g)2H2O(g)的H_kJmol1。解析：将已知热化学方程式依次编号为，根据盖斯定律，由()2得4HCl(g)O2(g)=2Cl2(g)2H2O(g)H116 kJmol1。答案：1165(1)近年来，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下：反应：2H2SO4(l)=2SO2(g)2H2O(g)O2(g)H1551 kJmol1反应：S(s)O2(g)=SO2(g)H3297 kJmol1反应的热化学方程式：
15、_。(2)SiHCl3在催化剂作用下发生反应：2SiHCl3(g)= SiH2Cl2(g)SiCl4(g)H148 kJmol13SiH2Cl2(g)= SiH4(g)2SiHCl3(g)H230 kJmol1则反应4SiHCl3(g)= SiH4(g)3SiCl4(g)的H为_kJmol1。(3)CH4CO2催化重整反应为CH4(g)CO2(g)= 2CO(g)2H2(g)。已知：C(s)2H2(g)= CH4(g)H75 kJmol1C(s)O2(g)= CO2(g)H394 kJmol1C(s)O2(g)= CO(g)H111 kJmol1该催化重整反应的H_kJmol1。解析：(1)由
16、于反应是二氧化硫的歧化反应，且由题意可知其氧化产物和还原产物分别为H2SO4和S，根据得失电子守恒和元素守恒可写出反应的化学方程式为3SO2(g)2H2O(g)=2H2SO4(l)S(s)。根据盖斯定律，反应与反应的热化学方程式相加得：2H2SO4(l)S(s)=3SO2(g)2H2O(g)H254 kJmol1，所以反应的热化学方程式为3SO2(g)2H2O(g)=2H2SO4(l)S(s)H254 kJmol1。(2)将已知热化学方程式依次编号为，根据盖斯定律，由3，可得：4SiHCl3(g)=SiH4(g)3SiCl4(g)H348 kJmol130 kJmol1114 kJmol1。(
17、3)将已知的3个热化学方程式依次编号为，根据盖斯定律2得该催化重整反应的H(111275394) kJmol1247 kJmol1。答案：(1)3SO2(g)2H2O(g)=2H2SO4(l)S(s)H254 kJmol1(2)114(3)247原电池的原理及应用1图解原电池工作原理2原电池装置图的升级考查(1)装置中，电子均不能通过电解质溶液(或内电路)。(2)装置中，由于不可避免会直接发生反应ZnCu2=CuZn2而使化学能转化为热能，所以装置的能量转化率比装置高。(3)盐桥的作用隔绝正、负极反应物，避免直接接触，导致电流不稳定；通过离子的定向移动，构成闭合回路；平衡电极区的电荷。(4)离
18、子交换膜的作用：离子交换膜是一种选择性透过膜，允许相应离子通过，离子迁移方向遵循电池中离子迁移方向。角度一燃料电池1下列说法正确的是()A(2019高考江苏卷)氢氧燃料电池的负极反应为O22H2O4e=4OHB(2019高考江苏卷)常温常压下，氢氧燃料电池放电过程中消耗11.2 L H2，转移电子的数目为6.021023C(2018高考江苏卷)氢氧燃料电池放电时化学能全部转化为电能D(2016高考江苏卷)氢氧燃料电池工作时，H2在负极上失去电子答案：D2(2015高考江苏卷)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意图如下。下列有关该电池的说法正确的是()A反应CH4H2O3H2CO，每消耗1 mol C
19、H4转移12 mol电子B电极A上H2参与的电极反应为H22OH2e=2H2OC电池工作时，CO向电极B移动D电极B上发生的电极反应为O22CO24e=2CO解析：选D。A选项，甲烷中的C为4价，一氧化碳中的C为2价，每个碳原子失去6个电子，因此每消耗1 mol甲烷失去6 mol电子，所以错误；B选项，熔融盐中没有氢氧根离子，因此氢氧根离子不能参与电极反应，电极反应式应为H2CO2CO4e=3CO2H2O，所以错误；C选项，CO应向负极移动，即向电极A移动，所以错误；D选项，电极B上氧气得电子与二氧化碳反应生成碳酸根离子，所以正确。角度二新型化学电源3(2019高考全国卷)为提升电池循环效率和
20、稳定性，科学家近期利用三维多孔海绵状Zn(3DZn)可以高效沉积ZnO的特点，设计了采用强碱性电解质的3DZnNiOOH二次电池，结构如图所示。电池反应为Zn(s)2NiOOH(s)H2O(l)ZnO(s)2Ni(OH)2(s)。下列说法错误的是()A三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积，所沉积的 ZnO分散度高B充电时阳极反应为 Ni(OH)2(s)OH(aq)e=NiOOH(s)H2O(l)C放电时负极反应为 Zn(s)2OH(aq) 2e=ZnO(s)H2O(l)D放电过程中 OH 通过隔膜从负极区移向正极区解析：选D。该电池采用的三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积，可以高效沉积ZnO，且
21、所沉积的ZnO分散度高，A正确；根据题干中总反应可知该电池充电时，Ni(OH)2在阳极发生氧化反应生成NiOOH，其电极反应式为Ni(OH)2(s)OH(aq)e=NiOOH(s)H2O(l)，B正确；放电时Zn在负极发生氧化反应生成ZnO，电极反应式为Zn(s)2OH(aq) 2e=ZnO(s)H2O(l)，C正确；电池放电过程中，OH等阴离子通过隔膜从正极区移向负极区，D错误。4(2018高考全国卷)一种可充电锂空气电池如图所示，当电池放电时，O2与Li在多孔碳材料电极处生成Li2O2x(x0或1)。下列说法正确的是()A放电时，多孔碳材料电极为负极B放电时，外电路电子由多孔碳材料电极流向
22、锂电极C充电时，电解质溶液中Li向多孔碳材料区迁移D充电时，电池总反应为Li2O2x= 2Li(1)O2解析：选D。根据电池工作原理，多孔碳材料吸附O2，O2在此获得电子，所以多孔碳材料电极为电池的正极，A项错误；放电时电子从负极(锂电极)流出，通过外电路流向正极(多孔碳材料电极)，B项错误；Li带正电荷，充电时，应该向电解池的阴极(锂电极)迁移，C项错误；充电时，电池总反应为Li2O2x=2LiO2，D项正确。突破二次电池的四个角度题组一电极反应式的书写1(辨析“介质”书写电极反应式)按要求书写不同“介质”下甲醇燃料电池的电极反应式。(1)酸性介质，如H2SO4溶液负极：_。正极：_。(2)
23、碱性介质，如KOH溶液负极：_。正极：_。(3)熔融盐介质，如熔融K2CO3负极：_。正极：_。(4)掺杂Y2O3的ZrO3固体做电解质，在高温下能传导O2负极：_。正极：_。答案：(1)CH3OH6eH2O=CO26HO26e6H=3H2O(2)CH3OH6e8OH=CO6H2OO26e3H2O=6OH(3)CH3OH6e3CO=4CO22H2OO26e3CO2=3CO(4)CH3OH6e3O2=CO22H2OO26e=3O22(明确“充、放电”书写电极反应式)镍镉(NiCd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行：Cd2NiOOH2H
24、2OCd(OH)22Ni(OH)2。负极：_。阳极：_。答案：Cd2e2OH=Cd(OH)22Ni(OH)22OH2e=2NiOOH2H2O3(识别“交换膜”书写电极反应式)若将燃煤产生的二氧化碳回收利用，可达到低碳排放的目的。如下图所示是通过人工光合作用，以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理示意图。负极：_。正极：_。答案：2H2O4e=O24H2CO24H4e=2HCOOH4(可逆反应电极反应式的书写)控制适合的条件，将反应2Fe32I2Fe2I2 设计成如下图所示的原电池。回答下列问题：(1)反应开始时，负极为_中的石墨(填“甲”或“乙”)，电极反应式为_。(2)电流表读数为
25、_时，反应达到化学平衡状态。(3)当达到化学平衡状态时，在甲中加入FeCl2固体，此时负极为_中的石墨(填“甲”或“乙”)，电极反应式为_。答案：(1)乙2I2e=I2(2)零(3)甲2Fe22e=2Fe35(锂离子电池电极反应式的书写)某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池，放电时电池总反应为Li1xCoO2LixC6=LiCoO2C6(x1)。则：负极：_。正极：_。答案：LixC6xe=xLiC6Li1xCoO2xexLi=LiCoO2锂离子电池充放电分析常见的锂离子电极材料正极材料：LiMO2(M：Co、Ni、Mn等)LiM2O4(M：Co、Ni、Mn等)LiMPO4(M：Fe等)负极
26、材料：石墨(能吸附锂原子)负极反应：LixCnxe=xLinC正极反应：Li1xMO2xLixe=LiMO2总反应：Li1xMO2LixCnLiMO2nC 题组二原电池工作原理的考查6乙烯催化氧化成乙醛可设计成如图所示的燃料电池，在制备乙醛的同时还可获得电能，其总反应方程式为2CH2=CH2O22CH3CHO。下列有关说法正确的是()A该电池电极a为正极，电极b为负极B电子移动方向：电极a磷酸溶液电极bC负极反应式为CH2=CH22eH2O=2HCH3CHOD电极b有2.24 L O2参加反应，溶液中有0.4 mol H迁移到电极b上反应解析：选C。从已知的总反应方程式可以判断，O2得到电子，
27、化合价降低，所以O2在原电池正极被还原，则CH2=CH2失去电子，在原电池的负极被氧化。A.电极a上C2H4失去电子，所以电极a为负极，电极b上O2得到电子，所以电极b为正极，A错误；B.电子从负极a流出，经过外电路流向正极b，B错误；C.从题图可以看出，负极反应为CH2=CH2eCH3CHO，考虑到电解质溶液含磷酸，呈酸性，配平后的反应为CH2=CH22eH2O=CH3CHO2H，C正确；D.选项中没有指出O2所处的温度和压强，所以无法计算O2的物质的量，D错误。7我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的NaCO2二次电池。将NaClO4溶于有机溶剂作为电解液，钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电
28、极材料，电池的总反应为3CO24Na 2Na2CO3C。下列说法错误的是()A放电时，ClO向负极移动B充电时释放CO2，放电时吸收CO2C放电时，正极反应为3CO24e= 2COCD充电时，正极反应为Nae= Na 解析：选D。电池放电时，ClO向负极移动，A项正确；结合总反应可知放电时需吸收CO2，而充电时释放CO2，B项正确；放电时，正极CO2得电子被还原生成单质C，即电极反应式为3CO24e=2COC，C项正确；充电时阳极发生氧化反应，即C被氧化生成CO2，D项错误。8(结合化学平衡考查原电池的工作原理)如图、分别是甲、乙两组同学将反应“AsO2I2HAsOI2H2O”设计成的原电池装
29、置，其中C1、C2 均为碳棒。甲组向图烧杯中逐滴加入适量浓盐酸；乙组向图B烧杯中逐滴加入适量40% NaOH溶液。下列叙述中正确的是()A甲组操作时，电流表指针发生偏转B甲组操作时，溶液颜色变浅C乙组操作时，C2 做正极D乙组操作时，C1 上发生的电极反应为I22e=2I解析：选D。图中的反应为AsO2I2HAsOI2H2O，当加入适量浓盐酸时，平衡向右移动，有电子转移，但电子不会沿导线通过，所以甲组操作时，电流表指针不会发生偏转，但由于I2 浓度增大，所以溶液颜色变深；向图B烧杯中加入NaOH溶液，C2 上发生AsO2e2OH=AsOH2O，电子沿导线流向C1 棒，C1棒发生I22e=2I，
30、所以C2 为负极，C1 为正极。电解池的原理及应用“膜”化学1图解电解池的工作原理2正确判断电极产物(1)阳极产物的判断首先看电极，如果是活性电极做阳极，则电极材料失电子，电极溶解(注意：铁做阳极溶解生成Fe2，而不是Fe3)；如果是惰性电极，则需看溶液中阴离子的失电子能力，阴离子放电顺序为S2IBrClOH(水)。(2)阴极产物直接根据阳离子的放电顺序进行判断：AgFe3Cu2HFe2Zn2活泼阳极失电子后得到的离子一般都会继续与电解质溶液中的离子发生复杂的反应，因此最终的氧化产物需要根据试题中的信息确定。(1)铁阳极Fe做阳极时其氧化产物可能是Fe2、Fe(OH)2或FeO。如用铁电极电解
31、含Cr2O的酸性废水时，阳极反应为Fe2e=Fe2，生成的Fe2会还原废水中的Cr2O，离子反应方程式为Cr2O6Fe214H=2Cr36Fe37H2O，由于废水中H不断被消耗，溶液的pH增大，碱性增强，Fe3和Cr3分别转化为Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀除去。再如，用铁电极电解稀NaOH溶液制备Fe(OH)2的阳极反应为Fe2e2OH=Fe(OH)2；用铁电极电解浓的KOH溶液制备K2FeO4的阳极反应为Fe6e8OH=FeO4H2O。(2)铝阳极Al做阳极时其氧化产物可能是Al2O3、Al(OH)3、AlO、Al3。如给铝制品氧化膜增厚，铝制品做电解池阳极，电解质溶液一般为H2SO4
32、H2C2O4混合溶液，阳极反应为2Al6e3H2O=Al2O36H；若是用铝电极电解烧碱溶液，阳极反应为Al3e4OH=AlO2H2O。(3)铜阳极Cu做阳极时其氧化产物可能是Cu2或Cu(如Cu2O)。如电镀铜或精炼铜的阳极反应为Cu2e=Cu2；用铜电极电解NaOH溶液制备Cu2O的阳极反应为2Cu2e2OH=Cu2OH2O。3对比掌握电解规律(阳极为惰性电极)电解类型电解质实例使溶液复原加入的物质电解水NaOH、H2SO4 、Na2SO4水电解电解质HCl、CuCl2原电解质放氢生碱型NaClHCl气体放氧生酸型CuSO4 、AgNO3CuO、Ag2O电解后有关电解质溶液恢复原态的问题应
33、该用质量守恒法分析。一般是加入阳极产物和阴极产物的化合物，但也有特殊情况，如用惰性电极电解CuSO4溶液，Cu2完全放电之前，可加入CuO或CuCO3复原，而Cu2完全放电之后，应加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO2 复原。4电化学中的“膜”化学(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：阳离子交换膜，简称阳膜，只允许阳离子通过，即允许H和其他阳离子通过，不允许阴离子通过。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。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
34、反应。能选择性地允许离子通过，起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。(3)解答步骤第一步，分清隔膜类型。即交换膜属于阳膜、阴膜、质子膜中的哪一种，判断允许哪种离子通过隔膜。第二步，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。角度一利用电解原理制备物质1(2019高考江苏卷)电解法转化CO2可实现CO2资源化利用。电解CO2制HCOOH的原理示意图如图。(1)写出阴极CO2还原为HCOO的电极反应式：_。(2)电解一段时间后，阳极区的KHCO3
35、溶液浓度降低，其原因是_。解析：(1)CO2中的C为4价，HCOO中的C为2价，1 mol CO2转化为HCOO时，得2 mol e。(2)阳极上水放电，生成O2和H，H会与HCO反应使HCO减少，由电荷平衡可知，K会移向阴极区，所以KHCO3溶液浓度降低。答案：(1)CO2H2e=HCOO或CO2HCO2e=HCOOCO(2)阳极产生O2，pH减小，HCO浓度降低；K部分迁移至阴极区2(2018高考江苏卷)用稀硝酸吸收NOx(主要指NO和NO2)，得到HNO3和HNO2的混合溶液，电解该混合溶液可获得较浓的硝酸。写出电解时阳极的电极反应式：_。解析：电解时阳极HNO2失去电子生成HNO3，同
36、时消耗水，得到较浓的硝酸，电极反应式为HNO22eH2O=3HNO。答案：HNO22eH2O=3HNO3(2017高考江苏卷)电解Na2CO3溶液的原理如图所示。阳极的电极反应式为_，阴极产生的物质A的化学式为_。解析：阳极上OH失去电子生成O2，由H2O电离出的H可以与CO反应生成HCO。阴极上H2O放电生成H2。答案：4CO2H2O4e=4HCOO2H2角度二电解原理的其他应用4(2017高考全国卷)用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一般为H2SO4H2C2O4混合溶液。下列叙述错误的是()A待加工铝质工件为阳极B可选用不锈钢网作为阴极C阴极的电极反应式为Al
37、33e=AlD硫酸根离子在电解过程中向阳极移动解析：选C。利用电解氧化法在铝制品表面形成致密的Al2O3薄膜，即待加工铝质工件做阳极，A项正确；阴极与电源负极相连，对阴极电极材料没有特殊要求，可选用不锈钢网等，B项正确；电解质溶液呈酸性，阴极上应是H放电，C项错误；在电解过程中，电解池中的阴离子向阳极移动，D项正确。5(2016高考天津卷)化工生产的副产氢也是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的Na2FeO4。同时获得氢气：Fe2H2O2OHFeO3H2，工作原理如图1所示。装置通电后，铁电极附近生成紫红色FeO，镍电极有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高，铁电极区会产生红褐色物质。已知：Na2F
38、eO4只在强碱性条件下稳定，易被H2还原。(1)电解一段时间后，c(OH)降低的区域在_(填“阴极室”或“阳极室”)。(2)电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，其原因为_。(3)c(Na2FeO4)随初始c(NaOH)的变化如图2，任选M、N两点中的一点，分析c(Na2FeO4)低于最高值的原因：_。解析：(1)电解时，阳极反应式为Fe6e8OH=FeO4H2O，阴极反应式为2H2O2e=H22OH，电解过程中，阳极室消耗OH，c(OH)降低。(2)根据题意，Na2FeO4易被H2还原，由于阴极产生的气体为H2，若不及时排出，会将Na2FeO4还原，使其产率降低。(3)根据题意，若碱性较弱，则Na2FeO4稳定性差，且反应慢；若碱性较强，则铁电极区会产生Fe(OH)3或Fe(OH)3 分解生成的Fe2O3，所以M点和N点的c(Na2FeO4)均