离子交换膜在电化学中的应用

8.（节选自2014·江苏单科化 学卷，T20）硫化氢的转化是 资源利用和环境保护的重要研 究课题。由硫化氢获得硫单质 有多种方法。
（1）将烧碱吸收H2S后的溶液加入到如图-1所示的电解池的阳极区进行电解。
电解过程中阳极区发生如下反应：S2－ － 2e－ = S
（n—1）S+ S2－ = Sn2－ ①写出电解时阴极的电极反应式：2H2O + 2e- = H2↑+ 2OH- (或2H+ + 2e- = 。H2↑)
解析：
－
B．放电时，交换膜右侧溶液中有大 量白色沉淀生成
C．若用NaCl溶液代替盐酸，则电池 总反应随之改变
D．当电路中转移0.01 mol e－时， 交换膜左侧溶液中约减少0.02 mol离 子
0 1
正极反应为Cl2＋2e－=2Cl－，A项错误；放电时，交换膜右侧的电极为正极，交换膜左侧的电 极为负极，负极放电产生的Ag＋与电解质HCl中的Cl－结合生成AgCl白色沉淀。则负极电极反 应式：2Ag－2e－＋2Cl－=2AgCl，B项错误；负极放电产生的Ag＋与电解质中的Cl－结合， 若用NaCl代替盐酸不会改变电池总反应，C项错误；当电路中转移0.01 mol e－时，交换膜左 侧的电极放电产生0.01 mol Ag＋，与电解质中的0.01 mol Cl－结合生成AgCl沉淀，同时约 有0.01 mol H＋通过阳离子交换膜转移到右侧溶液中，则交换膜左侧溶液中约减少0.02 mol 离子，D项正确。
2.用于物质的制备、分离、提纯等。
三、离子交换膜的类型：
常见的离子交换膜为：阳离子交换膜、阴离子交换膜、特殊离子交换膜等。
四、试题赏析： 1.某同学按如图所示装置进行试验，A、B为常见金属，它们 的硫酸盐可溶于水。当K闭合时，SO42-从右向左通过阴离子 交换膜移向A极．下列分析正确的是 （ D ）

例15、【2016浙江卷】金属（M）–空气电池（如图）具有原料易
得、能量密度高等优点，有望成为新能源汽车和移动设备的电源。
该类电池放电的总反应方程式为：4M +nO2 + 2nH2O == 4M(OH)n 已知：电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放
出的最大电能。下列说法不正确的是(
A.该原电池的正极反应是Zn-2e-====Zn2+； B.电池工作一段时间后，甲池的c(Cl-)增大； C.一段时间后，乙池中溶液的红色逐渐褪去； D.石墨电极上发生氧化反应。
例5、工业品氢氧化钾溶液中含有某些含氧酸根杂 质，可用离子交换膜法电解提纯。电解槽内装有阳 离子交换膜，其工作原理如图所示。下列说法中不原 Nhomakorabea是。
阳极产生O2，pH减小，HCO3-浓度降低；K+部分迁
移至阴极区。
例18、【2020新课标1卷】焦亚硫酸钠（Na2S2O5） 在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。回 答下列问题：
制备Na2S2O5也可采用三室膜电解技术，装置如 图所示，其中SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。
电流从右侧电极经过负载后流向左
01
侧电极；
为使电池持续放电，离子交换膜选
02
用阴离子交换膜；
电极A反应式为2NH3-6e-
03
====N2+6H+；
当有4.48 L NO2(标准状况)被处
04
理时，转移电子为0.8 mol。
例3、现有离子交换膜、石墨电极和如图所示 的电解槽，电解KI的淀粉溶液制取KOH，一 段时间后Ⅲ区附近变蓝色，下列叙述中错误
一．阳离子交换膜只允许阳离子通过， 阻止阴离子和气体通过；

近年高考中涉及离子交换膜原理的考题 频繁出现，这一类题型的特点是新情境、 老问题，考查的知识点有原电池原理、 电解池原理、化学电源等。能够多方位 考查化学学科核心素养。
近几年高考卷中有关离子交换膜考查内容统计
阳离子交换膜 阴离子交换膜
小专题 2023年河北卷， 2023年湖北卷，10
13
2023年6月浙江 2023年山东卷，11 卷，13
3.重温经典
平衡电荷，溶质单一
原电池
【例2】(2023河北卷7题)我国科学家发明了一种以
负极
和MnO2为电极材料的新型电池，其内部结构
正极
如下图所示，其中①区、②区、③区电解质溶液的酸碱性不同。放电时，电极材料
转化 -2e-
为
B 。+下2K列+说法错误的是（ ）
负极反应
A.充电时，b 电极上发生还原反应 B.充电时，外电源的正极连接 b 电极 C.放电时，①区溶液中的SO42－向②区迁移
稀
2.知识重构
7. 分离提纯时，杂质离子一般从“原料室”移出。
（6）离子交换膜的选择 离子交换膜作用：③分离提纯。
例4：[2016·全国卷Ⅰ]三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示，采用惰性 电极，ab、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na＋和SO42-可通过 离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。 ab、cd均选何种交换膜？
质子交换膜
2023年全国 甲卷，6
2020年北京 卷，节选
双极膜
2023年广东 卷，16
2021年全国 甲卷，13
离子交换膜 2022年全国甲卷，4
2023年北京卷，5
2022年山东卷， 2023年河北卷，13 13 2021河北卷，9 2022河北卷，12

外电路电子转移数=通过隔膜的阴（阳）离子带的负（正）电荷数。
例1：工业上常用连二亚硫酸钠 (Na2S2O4)消除烟气中的NO，通过电 解可使Na2S2O4再生，装置如下图所 示。吸收塔内每吸收11.2L(标准状况) 的NO，通过离子交换膜的H+的物质 的量为_______mol。
方法1：阳极：2H2O - 4e－= O2↑+ 4H+
A. 充电时电极b是阴极 B. 放电时NaCl溶液的pH减小
√C. 放电时NaCl溶液的浓度增大 D. 每生成1molCl2，电极a质量理论上增加23g
放电总：
Na3Ti2(PO4)3 + Cl2= NaTi2(PO4)3+2Na+ + 2Cl－
隔膜不一定是离子选择性膜
非选择性隔膜 优点：1.离子通透性强，电阻小
双极膜结构及解离水示意图
2023
知识重构 链接高考 模型构建
二、链接高考
例1
√
（2023年广东卷）——双极膜
➫解析 阴阳
H+
OH+
NH3·H2O ～ 8e －～8H+ ～8OH －
1mol
8
8
阳极：4OH- - 4e- == O2↑+2H2O
二、链接高考
（2022年全国甲卷）——阴阳离子交换膜
（2023年广东卷）
隔膜不一定是离子选择性膜
例1：（2022广东）科学家基于Cl2易溶于CCl4的 ➫解析
性质，发展了一种无需离子交换膜的新型氯流电池， 可作储能设备(如图)。充电时电极a的反应为： NaTi2(PO4)3 + 2Na＋ + 2e－ = Na3Ti2(PO4)3。下 列说法正确的是

离子交换膜在新能源领域中的应用实例随着人们对环境意识的不断提高，新能源的发展越来越受到关注。

而离子交换膜作为一种重要的新能源技术材料，已经在许多领域中得到广泛应用。

本文将介绍离子交换膜在新能源领域中的几个应用实例。

一、燃料电池燃料电池是一种通过将氢气和氧气反应产生电能的新型电池。

离子交换膜是其中关键的材料之一。

燃料电池使用离子交换膜将氢气和氧气分开，离子通过膜管进行交换，产生电流。

离子交换膜材料的品质直接影响燃料电池的性能和寿命。

目前，离子交换膜在燃料电池中应用已经成为一种广泛使用的技术。

二、电化学电池电化学电池是一种靠电化学反应来产生电能的设备。

离子交换膜在电化学电池中也起着极其重要的作用。

电解池通常会使用离子交换膜将阳极和阴极分离开来，这样就可以控制对离子的通透性和选择性。

离子交换膜还可以用于电解水来产生氢气和氧气。

三、蓄电池蓄电池是一种将电能转化为化学能再转化回电能的电池。

离子交换膜可以直接应用于蓄电池的制备中。

蓄电池通常是由阴、阳极和中间的电解质液体组成。

离子交换膜可以作为中间电解质液体的替代品，用来分离阴、阳极，使得蓄电池能够长时间稳定地工作。

四、氢能技术氢能技术是一种将氢气作为能源来解决能源问题的技术。

离子交换膜也有着广泛的应用。

例如，在氢能汽车中，离子交换膜被用于将高压氢气和空气分开，离子通透膜使得氢气可以通过，但是能够防止空气进入氢燃料电池堆。

五、太阳能电池太阳能电池是利用太阳能产生电能的一种设备。

离子交换膜在太阳能电池中也有很重要的应用。

例如，离子交换膜被用来分离阳极和阴极，以免电池内发生短路。

另外，离子交换膜还常被用来增加太阳能电池的效率和工作时长。

总结新能源技术是当今世界科技的发展方向，离子交换膜的应用在其中发挥着重要的作用。

无论是在燃料电池、蓄电池、氢能技术、电化学电池、还是太阳能电池，离子交换膜都有着广泛的应用。

这些应用不仅使这些新能源技术更为完善，还为我们未来生活提供了更多想象空间。

常见的离子交换膜及作用 1.(单膜)下图为一定条件下采用多孔惰性电极的储氢电池充电装置( 忽略其他有机物)。已知储氢装置的电流效率η＝(转移的电子总数/生 成目标产物消耗的电子数)×100%，下列说法不正确的是( )
离子交换膜(提高电流效率)
常见的离子交换膜及作用
2.【2018·全国卷Ⅰ，13】最近我国科学家设计了一种CO2＋H2S协同转化装置，实 现对天然气中CO2和H2S的高效去除。示意图如下所示，其中电极分别为ZnO@石墨烯 (石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯，石墨烯电极区发生反应为： ①EDTA-Fe2＋－e－===EDTA-Fe3＋ ②2EDTA-Fe3＋＋H2S===2H＋＋S＋2EDTA-Fe2＋ 该装置工作时，下列叙述错误的是 A.阴极的电极反应：CO2＋2H＋＋2e－===CO＋H2O B.协同转化总反应：CO2＋H2S===CO＋H2O＋S C.石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的低 D.若采用Fe3＋/Fe2＋取代EDTA-Fe3＋/EDTA-Fe2＋，溶液需为酸性
C.隔膜只允许阳离子通过
C.为维持溶液的电中性， 正极附 近产生的OH－通过隔膜进入负极 被消耗，隔膜允许阴离子通过， C错误；
练习3. 某研究小组利用下列装置用N2O4生产新型硝化剂N2O5。
①现以H2、O2、熔融盐Na2CO3组成燃料电池,采用电解法制备N2O5, 装置如图所示,其中Y为CO2。在该电极上同时还引入CO2的目的是 _______________________。 ②电解过程中,生成N2O5的电极反应方程式为_____________。
常见的离子交换膜及作用分析
(3)早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2：将“四室电渗析法”中阳 极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替。并撤去阳极室与产品室之间的阳膜， 从而合并了阳极室与产品室。其缺点是产品中混有________杂质。该杂 质产生的原因是________________________________________________。 作用1：防止其它反应

离子交换膜在电化学中的应用公开课导言：离子交换膜是一种特殊的薄膜，其具有离子选择性通透性，可以在电解过程中起到重要作用。

本文将探讨离子交换膜在电化学中的应用，并介绍其原理和优势。

一、离子交换膜的原理离子交换膜是由聚合物材料制成的，其内部有大量的离子交换基团。

这些基团可以选择性地吸附和释放电解质中的离子，实现离子的传输。

离子交换膜通常分为阳离子交换膜和阴离子交换膜两种类型，可以根据需要选择使用。

二、离子交换膜在电解过程中的应用1. 燃料电池燃料电池是一种将化学能转化为电能的装置，其中离子交换膜起到关键作用。

在燃料电池中，离子交换膜将氢离子（H+）从阳极传输到阴极，同时阻止了氢气与氧气的直接反应，保证了电池的正常工作。

2. 电解水在电解水过程中，离子交换膜可以将水分解为氢气和氧气。

离子交换膜的选择性传输特性使得只有阳离子或阴离子能够通过，从而实现了氢气和氧气的分离。

这对于制取纯净的氢气具有重要意义。

3. 盐水淡化离子交换膜还可以应用于盐水淡化过程中。

通过将盐水通过离子交换膜，离子交换膜可以选择性地阻止盐离子的传输，从而将盐水中的盐分去除，得到淡水。

这是一种高效的海水淡化方法。

4. 电解质传感器离子交换膜还可以应用于电解质传感器中。

电解质传感器通过测量电解质的浓度来检测化学反应或生物过程的变化。

离子交换膜可以实现离子的选择性传输，从而提高传感器的灵敏度和准确性。

三、离子交换膜的优势1. 高选择性：离子交换膜可以选择性地传输特定类型的离子，从而实现分离和纯化的目的。

这种高选择性使得离子交换膜在许多电化学应用中非常有用。

2. 低电阻：离子交换膜具有较低的电阻，可以有效地传输离子。

这有助于提高电化学反应的效率，并减少能量的损耗。

3. 高稳定性：离子交换膜具有较好的化学和物理稳定性，可以在广泛的温度和pH范围内工作。

这使得离子交换膜适用于各种极端条件下的应用。

4. 易于制备：离子交换膜的制备相对简单，成本较低。

氢装置工作时,右侧电极区的pH减小
【解析】选B。由电池工作反应知甲图中右侧电极为 正极,电极反应为11O2+22H2O+44e-====44OH-;左侧电 极为负极,负极反应为4VB2+44OH--44e-==== 2V2O5+
4B2O3+22H2O。由乙图知,E为阴极,C应与电源负极相
连,E极上电极反应为2 +12H++12e-==== 2 ,为
还原产物;F为阳极,D应与电源正极相连,电极反应为
6H2O-12e-====12H++3O2↑,储氢装置工作时,产生的H+ 经高分子电解质膜移至左侧,右侧电极区的pH不会减 小。综上所述,只有B选项正确。
2.(新题预测)科学家研制出了一种新型的锂-空气电 池,其工作原理如图所示。关于该电池的说法中不正 确的是 ( )
【解析】选C。锌化合价升高被氧化,连接电源正极, 故A错误;阳离子交换膜只允许阳离子通过,所以ZnC2O4 在交换膜左侧生成,故B错误;电解的总反应:2CO2+Zn ==== 是0.5 mol,转移电子不一定是0.5 mol,故D错误。
电解 ZnC O ,故C正确; 11.2 L CO 的物质的量不一定 2 4 2
示。下列有关微生物电池的说法错误的是
世纪金榜导学号79100098
(
)
A.正极反应中有CO2生成 B.微生物促进了反应中电子的转移 C.质子通过交换膜从负极区移向正极区
D.电池总反应为C6H12O6+6O2====6CO2+6H2O
【解析】选A。根据碳元素的化合价的变化,二氧化碳 中碳元素的化合价为最高价+4价,所以生成二氧化碳 的反应为氧化反应,应在负极生成,其电极反应式应为 C6H12O6+6H2O-24e-====24H++6CO2↑,A错误;在微生物的 作用下,该装置为原电池装置,反应速率比化学反应速 率快,所以微生物促进了反应的发生,B正确;原电池中 阳离子(质子)向正极移动,C正确;电池的总反应实质 是葡萄糖的氧化反应,D正确。

电化学中离子交换膜的应用电化学中离子交换膜是一种用于控制电流流量的复合薄膜，因其特殊的结构和性质，在电化学反应中可以起到有效的抑制和分离的作用，并可实现液膜的有序传输。

离子交换膜的应用最广泛的是在氢能电池、燃料电池、蓄电池和电解池当中。

首先，离子交换膜可以抑制氧还原反应，减少消耗，使电池在反应过程中能量损失小，提高其能量密度。

其次，离子交换膜能够有效地防止外界电荷到燃料电池内，使之维持净电池状态，同时可以改善电流分布，延长电池的使用寿命和液体充电/放电效率。

最后，离子交换膜在电解池的应用还可以降低水的蒸发，避免形成气泡。

高考化学:离子交换膜在电化学中的应用
离子交换膜在原电池和电解池中均有较广泛的应用，且常出常新。

1．离子交换膜的功能使离子选择性定向迁移，其目的是平衡整个电解质的离子电荷守恒。

2．交换膜在电化学中的作用
(1)防止副反应的发生，避免影响所制取产品的质量；防止引发不安全因素(如在电解饱和食盐水中，利用阳离子交换膜，防止阳极产生的Cl2进入阴极室与氢氧化钠反应，导致所制产品不纯，防止与阴极产生的H2混合发生爆炸)。

(2)用于物质的分离、提纯等。

(3)用于制备纯净的物质。

3．离子交换膜的类型根据透过的微粒，离子交换膜可以分为多种，在高考试题中主要出现过阳离子交换膜、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，另外还有特殊离子交换膜，只允许相应的离子通过。

4．离子交换膜类型的判断根据电解质溶液呈电中性的原则，判断膜的类型：
(1)首先写出阴、阳两极上的电极反应，依据电极反应式确定该电极附近哪种离子剩余。

(2)根据溶液呈电中性，判断出离子移动的方向，从而确定离子交换膜的类型。

(3)在利用电解原理制备物质时，选择离子交换膜的类型，既要考虑阴、阳极电极反应式，同时也要考虑产品室和原料室在装置图中的位置。

如：利用电解NaB(OH)4溶液制备H3BO3，装置图如下：
阳极室放出O2，消耗OH－余出H＋，则H＋应向产品室移动，阴极室放出H2，消耗H＋余出OH－，则原料室中的Na＋应向阴极室移动，B(OH)4－应向产品室移动，所以a膜、c 膜为阳离子交换膜、b膜为阴离子交换膜，选择离子交换膜时产品室和原料室的位置也起到关键性的作用。

B．中间隔室的Na＋通过ab膜进入负极区，负极反应为：2H2O＋ 2e－= H2 ＋ 2OH－负极区得到NaOH溶液；SO42－通过cd膜进入正极 区，正极反应为：2H2O－ 4e- = O2＋ 4H＋ 正极区得到H2SO4溶液， (B)正确．
此题膜将其分为三室，利用阴阳离子在电场作用下定向移动，并 借助膜制备酸碱，从而达到处理废水的目的。
－
稀Na2SO4溶液
a
c
＋
负极区
(阴)
Na+ SO42－
正极区
(阳)
b
d
浓Na2SO4溶液
阳（+）2H2O－ 4e- = O2＋ 4H＋ 阴（-） 2H2O＋ 2e－= H2 ＋ OH－
解法剖析
04 2016年全国卷 I 11 解析
利用H2在酸碱介质中电极电势的不同形成原电池。此 处隔膜的作用是将两极区隔离，起盐桥的作用。
解法剖析
01 2018年11月浙江选考17 解析
最近，科学家研发了“全氢电池”，其工作原理如
图所示。下列说法不正确的是 （ ）
负
正
A B．由电子的流动方向可知左边为负极，发生氧化
反应；右边为正极，发生还原反应，故A.B正确；
利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时
MV2+/MV+在电极与酶之间传递电子，下列说法错误的是( B ) 负
正
A．原电池原理合成氨的条件温和，同时还可提供电能，
故A正确； B．阴极区即原电池的正极区，由图可知，在固氮酶作用
下反应，故B错误； C．由图可知C正确； D．电池工作时，阳离子通过交换膜由负极区向正极区移
三室式电渗析法处理含 Na2SO4 废水的原理如图3所示，采用惰性 电极，ab、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na ＋和SO42－可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间 隔室．下列叙述正确的是( B )

小结：
离子交换膜选择的一般依据
电池总反应式（目的） 电极反应式 离子移动方向
巩固提高
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 __阳____ （填“阳”、“阴”）离子交换膜。 ②若用电解K2SO4溶液制取KOH和H2SO4，A、B、C 三室依次盛放的物质是： KOH K2SO4 H2SO4
（2)A为_阴__离子交换膜（填“阳”或“阴”)
变式练习
（3）假如使用阳离子交换膜，会发生怎样的变化？
阳极 2I﹣﹣2e﹣=I2 阴极 2H++2e﹣=H2↑
总反应
电解
2KI+2H2O
2KOH+I2+H2↑
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。 请写出负极发生的电极反应式_N_2H_4_-4_e_-+_4_OH_-_=N_2_+_4H_2_O __. 该燃料电池持续放电时，图中选__阴___离子交换膜。
阴极
阳极
直击高考
【2015全国I卷11】微生物电池是指在微生物的作用下 将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。
下列有关微生物电池的说法错误的是（ A ）
A
微生物
O2
C6H12O6+H2O 质子交换膜
厌氧反应
有氧反应
A．正极反应中有CO2生成 B．微生物促进了反应中电子的转移
C．质子通过交换膜从负极区移向正极区
A．通电后中间隔室的SO42－离子向正极迁移，正极区溶液pH增大 B．该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品 C．负极反应为2 H2O–4e–=O2 +4H+，负极区溶液pH降低 D．当电路中通过1mol电子的电量时，会有0.5mol的O2生成

专题5.9 电化学离子交换膜的分析与应用【必备知识】1、离子交换膜的含义和作用(1)含义：离子交换膜又叫隔膜，由高分子特殊材料制成(2)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，如：在电解饱和食盐水中，利用阳离子交换膜，防止阳极产生的Cl2进入阴极室与氢氧化钠反应，导致所制产品不纯；防止与阴极产生的H2混合发生爆炸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用于物质的分离、提纯等④用于物质的制备，电解后溶液阴极区或阳极区得到所制备的物质2、离子交换膜的类型(1)阳离子交换膜——只允许阳离子和水分子通过，阻止阴离子和气体通过以锌铜原电池为例，中间用阳离子交换膜隔开①负极反应式：Zn－2e－===Zn2＋②正极反应式：Cu2＋＋2e－===Cu③Zn2＋通过阳离子交换膜进入正极区④阳离子透过阳离子交换膜原电池正极(或电解池的阴极)(2)阴离子交换膜——只允许阴离子和水分子通过，阻止阳离子和气体通过以Pt为电极电解淀粉-KI溶液，中间用阴离子交换膜隔开①阴极反应式：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－②阳极反应式：2I－－2e－===I2③阴极产生的OH－移向阳极与阳极产物反应：3I2＋6OH－===IO－3＋5I－＋3H2O④阴离子透过阴离子交换膜电解池阳极(或原电池的负极)(3)质子交换膜——只允许H＋和水分子通过在微生物作用下电解有机废水(含CH3COOH)，可获得清洁能源H2①阴极反应式：2H＋＋2e－===H2↑②阳极反应式：CH3COOH－8e－＋2H2O===2CO2↑＋8H＋③阳极产生的H＋通过质子交换膜移向阴极④H＋透过质子交换膜原电池正极(或电解池的阴极)3、离子交换膜类型的判断——根据电解质溶液呈电中性的原则，判断膜的类型方法与 技巧(1)首先写出阴、阳两极上的电极反应，依据电极反应式确定该电极附近哪种离子剩余 (2)根据溶液呈电中性，判断出离子移动的方向，从而确定离子交换膜的类型实例分析：电解饱和食盐水分析 方法电解饱和食盐水时，阴极反应式为2H 2O ＋2e －===H 2↑＋2OH －，则阴极区域破坏水的电离平衡，OH －有剩余，阳极区域的Na ＋穿过离子交换膜进入阴极室，与OH －结合生成NaOH ，故电解食盐水中的离子交换膜是阳离子交换膜【精准训练1】1、Kolbe 法制取乙烯的装置如图所示，电极a 上的产物为乙烯和碳酸根离子。

ptfe离子交换膜
聚四氟乙烯（PTFE）离子交换膜是一种用于电化学分离和反应
的薄膜材料。

它具有许多独特的特性和应用，下面我将从多个角度
来介绍。

首先，PTFE离子交换膜具有优异的化学稳定性和耐腐蚀性。

这
使得它在各种酸、碱和溶剂中都能保持稳定，适用于各种恶劣的化
学环境下的应用。

这种稳定性使得PTFE离子交换膜在电化学领域中
得到广泛应用，例如在电解池中用于离子选择性透过和分离。

其次，PTFE离子交换膜具有良好的热稳定性和机械强度。

它能
够在高温下保持稳定性，并且具有较高的机械强度和耐磨损性，这
使得它在高温高压下的应用中表现出色。

因此，它常被用于燃料电
池和电解反应器等高温高压环境中。

此外，PTFE离子交换膜还具有良好的离子传导性能。

它能够选
择性地传递特定离子，如阳离子或阴离子，而阻止其他离子的通过。

这种离子选择性传导性能使得PTFE离子交换膜在电解、电渗析和电
化学传感器等领域有着广泛的应用。

总的来说，PTFE离子交换膜由于其优异的化学稳定性、热稳定性、机械强度和离子传导性能，在电化学分离和反应领域有着广泛的应用前景。

它在能源、环保、化工等领域都有着重要的作用，是一种功能性材料，对于推动科技进步和社会发展具有重要意义。

DAY7高考化学之电化学离子交换膜的分析与应用电化学离子交换膜是一种能够选择性地通过离子的膜材料，其在电化学反应和离子传输方面具有重要的分析和应用价值。

本文将从电化学离子交换膜的原理、分析方法和应用方面进行阐述。

首先，电化学离子交换膜的原理是基于离子在电场作用下的迁移特性。

它是由具有离子交换基团的聚合物材料构成的，其中离子交换基团能够选择性地吸附和释放离子。

当在电场存在下，离子交换膜会根据离子的电荷和大小而选择性地通过一些离子，从而实现离子的分离和纯化。

其次，电化学离子交换膜在分析中具有广泛的应用。

其中一种重要的应用是电化学分析，例如电化学法测定溶液中离子浓度和电荷的方法。

通过放置电化学离子交换膜在电化学池中，可以选择性地通过特定离子，然后测量通过离子交换膜的离子电流，进而计算出溶液中的离子浓度。

此外，电化学离子交换膜还可以用于电化学合成、电解制备和阳极保护等过程的离子传输。

此外，电化学离子交换膜还广泛应用于电池、燃料电池、电解池等器件中。

在电池中，电化学离子交换膜作为隔膜起到分隔阳极和阴极的作用，防止电子直接传递而产生短路。

在燃料电池中，离子交换膜则起到将氢离子从阴极传输到阳极，同时阻止氧气与氢离子直接反应的作用。

在电解池中，电化学离子交换膜可以选择性地传输特定离子，实现离子的纯化和分离。

总之，电化学离子交换膜在电化学分析和电化学器件中具有重要的分析和应用价值。

通过选择性地通过离子，它可以实现离子浓度的测定、离子传输的控制和离子分离纯化的目的。

未来，电化学离子交换膜的研究和应用将会越来越受到关注，并在更多领域中得到广泛应用。

2H2↑＋O2↑，据此解答。
A．b电极反应式为b电极为阴极，发生还原反应，电极反应为2H2O＋2e－＝
H2↑＋2OH－，A正确；
B．该装置工作时阳极无Cl2生成且KOH浓度不变，阳极发生的电极反应为
4OH――4e－＝O2↑＋2H2O，为保持OH－离子浓度不变，则阴极产生的OH－离
子要通过离子交换膜进入阳极室，即离子交换膜应为阴离子交换摸，B正确；
A．电池工作时，甲室中细菌上乙酸盐的阴离子失去电子被氧化为CO2气体， 同时生成H+，电极反应式为CH3COO－－8e－＋2H2O＝2CO2↑＋7H+，H+通过 阳膜进入阴极室，甲室的电极反应式为Co2+＋2e－＝Co，因此，甲室溶液pH 逐渐减小，A错误；
B．对于乙室，正极上 LiCoO2 得到电子，被还原为 Co2+，同时得到 Li+，其中的 O 与溶液中的 H+结合 H2O，因此电池工作一段时间后应该补充盐酸，B 正确； C．电解质溶液为酸性，不可能大量存在 OH-，乙室电极反应式为：LiCoO2＋e＋4H+＝Li+＋Co2+＋2H2O，C 错误；
A．由分析中阴阳极电极方程式可知，电解总反应为KNO3＋3H2O＝NH3∙H2O ＋2O2↑＋KOH，故A正确； B．每生成1mol NH3∙H2O，阴极得8mol e－，同时双极膜处有8molH+进入阴极 室，即有8mol的H2O解离，故B错误； C．电解过程中，阳极室每消耗4molOH－，同时有4molOH－通过双极膜进入 阳极室，KOH的物质的量不因反应而改变，故C正确；
下列说法正确的是 A. 电极 b 为阳极
√B. 隔膜为阴离子交换膜
C. 生成气体 M 与 N 的物质的量之比为 2∶1

微专题11离子交换膜在电化学中的应用1．离子交换膜的分类(1)阳离子交换膜：只允许阳离子通过，不允许阴离子通过。

(2)阴离子交换膜：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，不允许其他阳离子或阴离子通过。

(4)双极隔膜：是一种新型离子交换膜，其膜主体可分为阴离子交换层、阳离子交换层和中间界面层，水解离催化剂被夹在中间的离子交换聚合物中，水电离产物H＋和OH－可在电场力的作用下快速迁移到两侧溶液中，为膜两侧的半反应提供各自理想的pH条件。

2．离子交换膜的作用(1)平衡左右两侧电荷，得到稳定电流离子交换膜能选择性地通过离子，起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。

(2)阻隔某些离子或分子，防止某些副反应的发生离子交换膜能将两极隔离，阻止两极区产生的物质接触，防止发生化学反应。

(3)制备某些特定产品题型一离子交换膜的判断例1(2020·山东，10)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，用下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 mol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解析由装置示意图可知，负极区CH3COO－发生氧化反应生成CO2和H＋，A项正确；隔膜1为阴离子交换膜，隔膜2为阳离子交换膜，才能使模拟海水中的氯离子移向负极，钠离子移向正极，达到海水淡化的目的，B项错误；电路中有1 mol 电子通过，则模拟海水中有1 mol钠离子移向正极，1 mol氯离子移向负极，C项正确；负极产生CO2：CH3COO－＋2H2O －8e－===2CO2↑＋7H＋，正极产生H2：2H＋＋2e－===H2↑，根据得失电子守恒，正、负极产生气体的物质的量之比为2∶1，D项正确。