离子交换膜在电化学中的应用

离子交换膜在电化学中的应用

浙江省桐庐中学高三化学备课组 吴方持

一.考试说明要求

1、了解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。 2、了解常见化学电源的种类及工作原理。

3、理解金属发生电化学腐蚀的原因。了解金属腐蚀的危害和防止金属腐蚀的措施。 二、课题设计的目的

电化学的内容是浙江历年高考重要考点之一，主要以选择题和电极反应式书写的形式出现，考查的内容有：电极名称、离子和电子即电流的移动方向、溶液酸碱性的变化、电极反应式及总反应式的书写、根据电极反应式进行计算、能量转化等方面，而最近出现在电解池或原电池中涉及到离子交换膜的应用，电解池与原电池进行综合考查等等。在一轮的复习中已经将重要的知识点进行了复习，但是没有形成知识系统，尤其把膜用到新型的装置就不会分析，因此，二轮复习抓住核心知识，找准合适载体，进行知识综合利用、思维能力的培养，为学生的迁移应用能力奠定基础，从而达到让学生“怎么想，怎么做，怎么答”的目的。

三、教学设计

课题 离子交换膜在电化学中的应用 1、掌握原电池和电解池的工作原理，电极反应式的书写和电池总反应式知识与技能 的书写。 2、学会选择离子交换膜选择的一般方法，了解离子交换膜的应用。 1、通过实例分析原电池和电解池的工作原理，熟练书写电极反应和电池教学目标 过程与方法 反应方程式。 2、通过交流讨论、变式分析进一步归纳出归纳总结出离子交换膜选择的一般方法，了解离子交换膜的应用。 情感态度与价值观 重难点 重点 难点 教学方法 板书设计 通过对以离子交换膜的理论分析和实验验证，感受化学原理在社会生活中的应用。 电极反应式和电池总反应式的书写 离子交换膜选择的一般方法总结 以学生为主体的方法策略（多媒体、实验辅助） 离子交换膜在电化学中的应用（略） 教 学 过 程 环节 教师活动 交流与讨论1：请同学们画出电解饱和 学生活动 设计意图 巩固电解的工作原理，利用原理来分析利用离子交换膜的必要性。 培养学生回归教材的意识。激发学生兴趣。 NaCl溶液制取NaOH、H2和Cl2的装置图，学生之间的讨论交引入课题 标出电极材料，写出电极反应式和总反应式。 流、书写、回答、其他同学补充。 思考1：用下面的装置制取NaOH、H2和Cl2,分析、思考、回答 此装置有何缺陷？如何解决？ 延伸思考 思考2：如右图所示，在没有离子交换膜的情况下，用惰性电极电解饱和氯化钠溶液，可以制取环保性消毒液，请写出电池总反应式。 变式：若将饱和食盐水换成KI及淀粉溶液 制备KIO3（如图所示），通电发现右侧溶思考、练习 液变蓝色，一段时间后，蓝色逐渐变浅。 已知:3I2＋6OH＝IO3＋5I＋3H2O。 请问：阴极电极反应式_______ ；总反应方程式___。 A为___离子交换膜（填“阳”或“阴”） 变式提升 深入分析 为什么？ 交流与讨论2：一种以肼（N2H4）为燃料的电池装置如下图所示。该电池用空气中的氧气作为氧化剂，KOH作为电解质。 思考、练习 －－－强化利用原理进行问题解答与分析能力，化学学科表达能力。 电池总反应式书写能力。 书写 变式诱导思维。 为学生根据总反应式（目标）和电极反应式来选择离子交换膜打下基础。 交流、回答 原电池中离子交换膜的选择与分析。 进一步为学生根据总反应式（目标）和电极反应式来选择离子交换膜打下基础。 （1）请写出负极发生的电极反应______. 交流、回答 该燃料电池持续放电时，图中选_____离子交换膜。 （2）假如使用阳离子交换膜，电流会怎样变化？不使用离子交换膜呢？ 引导学生通过交流与讨论1、变式、交流与回顾、综合分析、讨论2，归纳总结离子交换膜选择的一般方归纳、提炼作答 法。（电池总反应式(目的）、电极反应式、离子移动方向） 巩固提高1：如图装置进行海水淡化，其中电极A接直流电源的负极，电极B接直流电源的正极，则： ①隔膜A是 ____________ （填“阳离子交换膜”、“阴离子交换膜”） ②若电解硫酸钾制取KOH和硫酸，A、B、C ____________ （填“阳离子交换膜”、“阴离子交换膜”） 巩固提高2：膜电解法在处理酸性含镍2+(Ni)废水（同时含有Na+、Cl-等离子）可2+以回收金属镍，使得Ni在B电极析出，达到回收金属镍目的，实际工艺中，在B极同时有氢气产生。 (1).在电解过程中，含镍酸性废水应该注入___区。 （2）如果没有阳离子交换膜可能会出现的现象？ 思考、作答 总结归纳（提炼升华） 学生总结出依据总反应式（目标）和电极反应式来选择离子交换膜 学生将总结归纳的结论灵活应用。 及时巩固提高。 综合应用 直击高考 （升华提高） 2012年浙江卷，10： C．该制备过程总反应的化学方程式为„„ 2013年浙江卷，11：C．电解槽内发生反应的总化学方程式„„ D．如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，电解槽内发生的总化学方程式不变 引导观察分析 （均有离子交换膜装置、电池反应式和电极反应式） 通过具体的高考题来体会离子交换膜改变电池总反应式（或达到反应的目的）。 课后作业 详见学案。

备注：所有图详见教学时学案 2014-3-20