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1、专题提升专题提升一、电化学中的交换膜一、电化学中的交换膜1.交换膜的功能交换膜的功能使离子使离子选择性定向迁移性定向迁移(目的是平衡整个溶液的离子目的是平衡整个溶液的离子浓度或度或电荷荷)。2.交换膜在中学电化学中的作用交换膜在中学电化学中的作用(1)防防止止副副反反响响的的发发生生，防防止止影影响响所所制制取取产产品品的的质质量量；防防止止引引发发不不平平安安要要素素。(如如在在电电解解饱饱和和食食盐盐水水中中，利利用用阳阳离离子子交交换换膜膜，防防止止阳阳极极产产生生的的氯氯气气进进入入阴阴极极室室与与氢氢氧化钠反响，导致所制产品不纯；防止与阴极产生的氢气混合发生爆炸氧化钠反响，导致所制产
2、品不纯；防止与阴极产生的氢气混合发生爆炸)。(2)用于物质的制备、分别、提纯等。用于物质的制备、分别、提纯等。 3.离子交换膜的类型离子交换膜的类型常常见的离子交的离子交换膜膜为：阳离子交：阳离子交换膜、阴离子交膜、阴离子交换膜、特殊离子交膜、特殊离子交换膜等。膜等。例例1(2021合合肥肥质检)目目前前电解解法法制制烧碱碱通通常常采采用用离离子子交交换膜膜法法，阳阳(阴阴)离离子子交交换膜膜不允不允许阴阴(阳阳)离子离子经过。那么以下表达中。那么以下表达中错误的的选项是是() A.NaOH、H2均在均在区区产生生B. 图中中a为阴离子交阴离子交换膜膜C.运用离子交运用离子交换膜可以有效地隔离
3、膜可以有效地隔离NaOH和和Cl2，阻止二者之，阻止二者之间的反响的反响D.电解解时往往区的溶液中滴加几滴甲基橙，溶液先区的溶液中滴加几滴甲基橙，溶液先变红后褪色后褪色 解解析析区区是是阴阴极极室室，H(H2O)放放电生生成成氢气气，同同时促促进水水的的电离离，生生成成氢氧氧化化钠，区区Na经过a进入入I区区，故故a应该是是阳阳离离子子交交换膜膜；区区和和电源源的的正正极极相相连，为阳阳极极，Cl放放电生生成成氯气气，区区Cl经过b进入入区区，故故b应该是是阴阴离离子子交交换膜膜；氯气气溶溶于于水水显酸酸性性，同同时次次氯酸酸还具具有有漂漂白白性性，所所以以滴滴入入甲甲基基橙橙后后溶溶液液先先
4、变红后后褪褪色色。错误的的选项是是B。答案答案B例例2加加碘碘食食盐盐中中含含有有碘碘酸酸钾钾(KIO3)，现现以以电电解解法法制制备备碘碘酸酸钾钾，实实验验安安装装如如下下图图。先先将将一一定定量量的的碘碘溶溶于于过过量量氢氢氧氧化化钾钾溶溶液液，发发生生反反响响：3I26KOH=5KIKIO33H2O，将将该该溶溶液液参参与与阳阳极极区区，另另将将氢氢氧氧化化钾钾溶溶液液参参与与阴阴极极区区，开开场场电电解解。以以下下说说法法中正确的选项是中正确的选项是()答案答案C例例3(2021无无锡两两市市六六校校联考考)工工业品品氢氧氧化化钾溶溶液液中中含含有有某某些些含含氧氧酸酸根根杂质，可可用
5、用离离子子交交换膜膜法法电解解提提纯。电解解槽槽内内装装有有阳阳离离子子交交换膜膜(只只允允许阳阳离离子子经过)，其其任任务原原理如下理如下图。以下。以下说法中不正确的法中不正确的选项是是()A.阴极阴极资料可以是料可以是Fe，含氧酸根，含氧酸根杂质不参与不参与电极反响极反响B.该电解槽的阴极反响式解槽的阴极反响式为：4OH4e=2H2OO2 C.通通电后，后，该电解槽阴极附近溶液的解槽阴极附近溶液的pH会逐会逐渐减小减小 D.除去除去杂质后，后，氢氧化氧化钾溶液从出口溶液从出口B导出来出来答案答案BC介介质五：五：掺杂Y2O3的的ZrO3固体固体电解解质，在高温下能，在高温下能传导正极生成的
6、正极生成的O2 总反响：反响：2CH3OH3O2=2CO2 4H2O()负极：极：2CH3OH12e6O2=2CO24H2O()正极：正极：_例例4一一种种基基于于酸酸性性燃燃料料电电池池原原理理设设计计的的酒酒精精检检测测仪仪，负负极极上上的的反反响响为为 CH3CH2OH4eH2O=CH3COOH4H 。以下有关说法正确的选项是。以下有关说法正确的选项是()A.检测时，电解质溶液中的检测时，电解质溶液中的H 向负极挪动向负极挪动 B.假设有假设有0.4 mol电子转移，那么在规范情况下耗费电子转移，那么在规范情况下耗费4.48 L氧气氧气C.电池反响的化学方程式为电池反响的化学方程式为CH
7、3CH2OHO2=CH3COOHH2OD.正极上发生的反响为正极上发生的反响为O24e 2H2O=4OH解解析析 解解答答此此题时审题是是关关键，反反响响是是在在酸酸性性电解解质溶溶液液中中进展展的的。在在原原电池池中中，阳阳离离子子要要往往正正极极挪挪动，故故A错；因因电解解质溶溶液液是是酸酸性性的的，不不能能够存存在在OH ，故故正正极极的的反反响响式式为O24H 4e =2H2O，转移移4 mol电子子时耗耗费1 mol O2，那那么么转移移0.4 mol电子子时耗耗费(规范范情情况况下下)2.24 L O2，故故B、D错；电池池反反响响式式即即正正负极极反响式之和，将两极的反响式相加可
8、知反响式之和，将两极的反响式相加可知C正确。正确。答案答案C例例5某某燃燃料料电电池池以以Ca(HSO4)2固固体体为为电电解解质质传传送送H ，其其根根本本构构造造如如下下图图，电电池池总总反响可表示为反响可表示为2H2O2=2H2O。请回答：回答：(1)H 由由 极极经过固体酸固体酸电解解质传送到另一极送到另一极(填填a或或b)。(2)b极上极上发生的生的电极反响式极反响式 。 解析解析a极极为负极，极，b极极为正极，正极，电极反响式分极反响式分别为负极：极：2H24e =4H 正极：正极：O24e 4H =2H2O，其中正极上的，其中正极上的H 来自傲极生成的来自傲极生成的H 。答案答案(1)a (2)O24e4H =2H2O
