高中化学电化学装置中的离子交换膜VIP免费

课时31电化学装置中的离子交换膜类型一离子交换膜的种类【考必备·清单】1．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。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。2．分类和应用3．三类交换膜应用实例种类装置图说明①负极反应式：Zn－2e===Zn2阳离子交换膜(只允许阳离子和水分子通过)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)＋＋－－＋1续表种类装置图说明以Pt为电极电解淀粉KI溶阴离子交换膜(只允许阴离子和水分子通过)液，中间用阴离子交换膜隔开①阴极反应式：2H2O＋2e===H2↑＋2OH②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===IO3＋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)－－－－－－－－在微生物作用下电解有机废水①阴极反应式：2H＋2e===H2↑(含CH3COOH)，可获得清洁质子交换膜能源H2(只允许H＋＋－②阳极反应式：CH3COOH－8e2H2O===2CO2↑＋8H③阳极产生的H通过质子交换膜移向阴极＋＋－＋和水分子通过)④H→透过质子交换膜→原电池正极(或电解池的阴极)＋【探题源·规律】[例1]四室式电渗析法制备盐酸和NaOH的装置如图所示。a、b、c为阴、阳离子交换膜。已知：阴离子交换膜只允许阴离子透过，阳离子交换膜只允许阳离子透过。下列叙述正确的是()A．b、c分别依次为阳离子交换膜、阴离子交换膜B．通电后Ⅲ室中的Cl透过c迁移至阳极区C．Ⅲ、Ⅲ、Ⅲ、Ⅲ四室中的溶液的pH均升高D．电池总反应为4NaCl＋6H2O=====4NaOH＋4HCl＋2H2↑＋O2↑[解析]由图中信息可知，左边电极与负极相连为阴极，右边电极为阳极，所以通电后，阴离子电解－2向右定向移动，阳离子向左定向移动，阳极上H2O放电生成O2和H，阴极上H2O放电生成H2和OH；H透过c，Cl透过b，二者在b、c之间的Ⅲ室形成盐酸，盐酸浓度变大，所以b、c分别为阴离子交换膜和阳离子交换膜；Na透过a，NaOH的浓度变大，所以a也是阳离子交换膜，故A、B两项均错误；电解一段时间后，Ⅲ中的溶液的c(OH)升高，pH升高，Ⅲ中为NaCl溶液，pH不变，Ⅲ中有HCl生成，故c(H)增大，pH减小，Ⅲ中H移向Ⅲ，H2O放电生成O2，使水的量减小，c(H)增大，pH减小，C不正确。[答案]D[规律方法]离子交换膜类型的判断方法根据电解质溶液呈电中性的原则，判断膜的类型，判断时首先写出阴、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，因该电极附近溶液呈电中性，从而判断出离子移动的方向，进而确定离子交换膜的类型，如电解饱和食盐水时，阴极反应式为2H＋2e===H2↑，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。【夯基础·小题】1．(2019·广东名校联盟联考)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。下列说法正确的是()A．该装置将化学能转化为电能B．图中为阳离子交换膜C．阴极周围溶液的pH不断减小D．每生成1mol乙烯，电路中转移2mol电子解析：选D该装置是电解池，将电能转化为化学能，A错误；电极a是阳极，电极反应式为CH2COOCH2COO＋4OH－2e===CH2===CH2↑＋2CO23＋2H2O，阴极反应式为2H2O＋2e－－－－－－－－===2OH＋H2↑，则右侧阴极区产生的OH要透过离子交换膜进入左侧，并参与阳极反应，故应是阴离子交换膜，B错误；阴极区周围溶液中c(OH)逐渐增大，溶液的pH不断增大，C错误；由阳极反应式可知，生成1mol乙烯时，电路中转移2mol电子，D正确。－32．(2019·四川资阳二模)在电镀车间的含铬酸性废水中，铬的存在形式有Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅲ)两种，其中Cr(Ⅲ)的毒性最大。电解法处理含铬废水的装置示意图如图，铬最终以Cr(OH)3沉淀除去。下列说法正确的是()A．Fe为阳极，反应为Fe－2e===Fe2B．阴极反应为Cr2O27＋7H2O＋6e===2Cr(OH)3↓＋8OHC．阳极每转移3mol电子，可处理Cr(Ⅲ)物质的量为0.5molD．离子交换膜为质子交换膜，只允...