2020-2021年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)《電化學(xué)裝置中的離子交換膜》

1、第11貞共20頁電化學(xué)裝置中的離子交換膜近幾年全國卷的高考中，涉及離子交換膜的試題較多，且?？汲Ｐ隆ｋx子交換膜是一種 含有離子基團的、對溶液中離子具有選擇性透過的高分子膜。根據(jù)透過的微粒類型，離子交 換膜可以分為多種，在高考試題中，主要出現(xiàn)的是陽離子交換膜（如2019-全國卷IT】2、 2019江蘇卷T20、2018-全國卷IT2：、2018-全國卷mT27）陰離子交換膜（2014全國卷I T2:） 和質(zhì)子交換膜（2018 全國卷I T】3、2015-全國卷I T】）三種，其功能是在于選擇性通過某些 離子和阻斷某些離子或隔離某些物質(zhì)，從而制備、分離或提純某些物質(zhì)。類型一離子交換膜的種類【考必備

2、清單】1.含義和作用含義離子交換膜又叫隔膜，由高分子特殊材料制成。作用:能將兩極區(qū)隔離，阻止兩極區(qū)產(chǎn)生的物質(zhì)接觸，防止發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。能選擇性的通過離子,起到平衡電荷.形成閉合回路的作用。2.分類和應(yīng)用分 類3三類交換膜應(yīng)用實例種類裝置圖說明隔離某型物質(zhì)，防止發(fā)生反應(yīng) _用于物質(zhì)的制備（電解后涪液陰極區(qū)或陽極 區(qū)將到所制備的物質(zhì)） 一物質(zhì)分離.提純許銅電池陽離子交換膜（只允許陽離子和水分子通過）Zn1UW . 甲乙1 mol L 1陽離子ZnSO4(au)交換膜 C2+通過陽離子交換膜進入正極區(qū) 陽離子透過陽離子交換膜原電池正極（或電解池的陰極）續(xù)表種類裝置圖說明陰離子交換膜（只允許陰離子和水分

3、子通過）以Pt為電極電解淀粉KI溶液，中間用陰離子交換膜隔開 陰極反應(yīng)式：2H2O+2e =H2 f +2OBT 陽極反應(yīng)式：2r-2e =I2 陰極產(chǎn)生的OIT移向陽極與陽極產(chǎn)物反應(yīng)：312+6OH=IO； + 5+3H2O 陰離子f透過陰離子交換膜f電解池陽極（或原電池的負(fù)極）質(zhì)子交換膜（只允許H+和水分子通過）在微生物作用下電解有機廢水（含CHbCOOH）,可獲得淸潔能源H2 陰極反應(yīng)式：2H+2e=H2 t 陽極反應(yīng)式：CHsCOOH - 8e + 2H2O=2CO2 f +81廠 陽極產(chǎn)生的H+通過質(zhì)子交換膜移向陰極 H+f透過質(zhì)子交換膜f原電池正極（或電解 池的陰極）【探題源規(guī)律】

4、例1四室式電滲析法制備鹽酸和N;OH的裝置如圖所示。a. b. c為陰.陽離子交 換膜。已知：陰離子交換膜只允許陰離子透過，陽離子交換膜只允許陽離子透過。下列敘述正確的是()NaOH(aq) NaCl(aq) IlCI(aq)14-itm1-IV濃 NaOH(ai)濃 IICKaq)A. b、c分別依次為陽離子交換膜、陰離子交換膜B. 通電后HI室中的C廠透過c遷移至陽極區(qū)c. I、II、m、iv四室中的溶液的ph均升高D.電池總反應(yīng)為 4NaCl+6H2O=4NaOH+4HC14-2H2 t +O21解析由圖中信息可知，左邊電極與負(fù)極相連為陰極，右邊電極為陽極，所以通電后， 陰離子向右定向移

5、動，陽離子向左定向移動，陽極上馬0放電生成02和H+,陰極上H2O 放電生成H2和OBT； H+透過c, C廠透過b,二者在b、c之間的IH室形成鹽酸，鹽酸濃度 變大，所以b、c分別為陰離子交換膜和陽離子交換膜；Na+透過a, NaOH的濃度變大，所 以a也是陽離子交換膜，故A、B兩項均錯誤；電解一段時間后，I中的溶液的c(OH)升高， pH升商，II中為NaCl溶液，pH不變，III中有HC1生成，故c(H+)增大，pH減小，IV中H +移向HI, H2O放電生成O2,使水的量減小，c(H+)增大，pH減小，C不正確。答案D規(guī)律方法離子交換膜類型的判斷方法根據(jù)電解質(zhì)溶液呈電中性的原則，判斷膜

6、的類型，判斷時首先寫出陰、陽兩極上的電極 反應(yīng)，依據(jù)電極反應(yīng)式確定該電極附近哪種離子剩余，因該電極附近溶液呈電中性，從而判 斷出離子移動的方向，進而確定離子交換膜的類型，如電解飽和食鹽水時，陰極反應(yīng)式為2H +2e-=H2 t ,則陰極區(qū)域破壞水的電離平衡，OIF有剩余，陽極區(qū)域的Na+穿過離子交 換膜進入陰極室，與OH一結(jié)合生成NaOH,故電解食鹽水中的離子交換膜長陽離子交換膜。【夯基礎(chǔ)小題】1. (2019廣歩名校聯(lián)復(fù)聯(lián)QKolbe法制取乙烯的裝置如圖所示，電極a上的產(chǎn)物為乙烯和碳酸根離子。下列說法正確的是()CHgCOOKKOH 澆液I溶液CH2COOKA. 該裝置將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能B.

7、 圖中為陽離子交換膜C. 陰極周圍溶液的pH不斷減小D. 每生成1 mol乙烯，電路中轉(zhuǎn)移2 mol電子解析：選D 該裝置是電解池，將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，A錯誤；電極a是陽極，電極反 應(yīng)式為 CH2COO CH2COO +4OH-2e-= CH2=CH2 t +2CO廣+ 2比0,陰極反應(yīng)式 為2H2O+2e-=2OH-+H2 f ,則右側(cè)陰極區(qū)產(chǎn)生的OT要透過離子交換膜進入左側(cè)，并 參與陽極反應(yīng)，故應(yīng)是陰離子交換膜，B錯課；陰極區(qū)周圍溶液中c(OBT)逐漸增大，溶液的 pH不斷增大，C錯誤；由陽極反應(yīng)式可知，生成lmol乙烯時，電路中轉(zhuǎn)移2 mol電子，D正確。外加電源2. (2019四川資陽

8、X)在電鍍車間的含珞酸性廢水中，輅的存在形式有Cf(VI)和Cr(m) 兩種，其中Cr(VI)的毒性最大。電解法處理含鉛廢水的裝置示意圖如圖，豁最終以Ci(OH)3 沉淀除去。下列說法正確的是()Fe(OIl)3 和 CHOID3離子交換膜(只允許同種電荷的離了通過)A. Fe為陽極，反應(yīng)為Fe-2e =Fe2+B. 陰極反應(yīng)為 Cr2OT+7H2O+6e=2Cr(OH)3 I +8OBTC. 陽極每轉(zhuǎn)移3 mol電子，可處理Cr(VI)物質(zhì)的量為0.5 molD. 離子交換膜為質(zhì)子交換膜，只允許H+穿過解析：選AC 對Cr(VI)和6(皿)處理是通過轉(zhuǎn)化為Ci(OH)3處理，由題圖可知，同時

9、 還生成Fe(OH)3,據(jù)此推測鐵棒是陽極，電極反應(yīng)式為Fe-2e=Fe2+, Fe?+再與Cr2O2-發(fā) 生氧化還原反應(yīng)生成FH+和C2+, A正確；石墨捧是陰極，電極上反應(yīng)為2H2O+2e=2OH4-H2 t ,電解質(zhì)溶液中發(fā)生反應(yīng)：Cr3+3OH=Cr(OH)3 I , Fe3+3OH=Fe(OH)3 I , B錯誤；陽極轉(zhuǎn)移3 mol電子，生成1.5 mol Fe2+, Cr(VI)被還原為Cr(HI),據(jù)電子守恒 可知，可處理Cr(VI)的物質(zhì)的量為0.5 mol, C正確；石星電極上反應(yīng)生成OH-,左側(cè)廢水 中C2+、Fe”透過離子交換膜移向右側(cè)，反應(yīng)生成Cr(OH)3和Fe(OH

10、)3,故離子交換膜為陽 離子交換膜，D錯課。類型二離子交換膜在物質(zhì)制備、分離提純中的應(yīng)用【考必備淸單】應(yīng)用離子交換膜的?？佳b置多室電解池多室電解池是利用離子交換膜的選擇透過性，即允許帶某種電荷的離子通過而限制帶相 反電荷的離子通過，將電解池分為兩室、三室、多室等，以達到物質(zhì)制備、濃縮、凈化、提 純的目的。(1)兩室電解池制備原理：工業(yè)上利用如圖兩室電解裝置制備燒堿淡鹽水七NaOU 溶液帝制飽和I陽離子5x0(含少NaCI溶液交換股 i NaOlI)陽極室中電極反應(yīng)：2CF-2e =C12 t ,陰極室中的電極反應(yīng)：2H2O+2e=H2 t + 2OH-,陰極區(qū)H+放電，破壞了水的電離平衡，使O

11、HT濃度增大，陽極區(qū)CT放電，使溶液 中的c(cr)減小，為保持電荷守恒，陽極室中的n異通過陽離子交換膜與陰極室中生成的 OBT結(jié)合，得到濃的NaOH溶液。利用這種方法制備物質(zhì)，純度較高，基本沒有雜質(zhì)。陽離子交換膜的作用它只允許N通過，而阻止陰離子(CT)和氣體(Cb)通過。這樣既防止了兩極產(chǎn)生的H2 和C12混合爆炸，又避免了 C12和陰極產(chǎn)生的NaOH反應(yīng)生成NM1O而影響燒堿的質(zhì)量。(2)三室電解池利用三室電解裝置制備NH4NO3,其工作原理如圖所示。陰極的NO被還原為NH|： NO+5e- + 6H+=NH；+H2O, NH；通過陽離子交換膜進 入中間室；陽極的NO被氧化為NO?： N

12、O - 3e-+2H2O=NO?+4H+, NO亍通過陰離子交換膜進入中間室。根據(jù)電路中轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等可得電解總反應(yīng)：8NO+7H2O3NH4NO3+ 2HNO3,為使電解產(chǎn)物全部轉(zhuǎn)化為補充適量NH3可以使電解產(chǎn)生的HNO3轉(zhuǎn)化 為 NEUNOsoG）多室電解池利用“四室電滲析法”制備HsPOX次磷酸），其工作原理如圖所示。1交換膜蔓議交換膜1柿硫酸H3PO2 柿溶液NaIl2P）2 濃溶液NaBH 稀溶液陽極遛 產(chǎn)皿室 原料室 陰極室電解稀硫酸的陽極反應(yīng)：2H2O-4e=O21 +4H產(chǎn)生的屮通過陽離子交換膜進入產(chǎn)品室，原料室中的H2PO穿過陰離子交換膜進入產(chǎn)品室，與h+結(jié)合生成弱電解質(zhì)H3

13、PO2； 電解WOH稀溶液的陰極反應(yīng)：4H2O+4e=2H2 t +4OH-,原料室中的N八通過陽離子交換膜進入陰極室?！咎筋}源規(guī)律】應(yīng)用一物質(zhì)的制備例2用惰性電極電解法制備硼酸HsBOa或B（OH）3的工作原理如圖所示（陽膜和陰膜 分別只允許陽離子和陰離子通過）。下列有關(guān)說法正確的是（）A.陰極與陽極產(chǎn)生的氣體體積比為2： 1Bb極的電極反應(yīng)式為2H2O-2e-=O2 f +4ETC. 產(chǎn)品室中發(fā)生的反應(yīng)是B(OH)3+OH=B(OH)7D. 每增加1 molHjBCh產(chǎn)品，NaOH溶液增重22g解析由圖可知，b電極為陽極，電解時陽極上水失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成02和H+, a電極為陰極，電解

14、時陰極上水得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成H2和OH,原料室中的鈉離子通 過陽膜進入a極室，溶液中c(NaOH)增大，原料室中B(OH)；通過陰膜進入產(chǎn)品室，b極室 中H+通過陽膜進入產(chǎn)品室，在產(chǎn)品室中H+與B(OH)；發(fā)生反應(yīng)生成H3BO3, a. b兩電極反 應(yīng)式分別為 2H2O+2e-=H2 f +2OIT, 2H2O-4e=O21 +4H+,理論上每生成 1 mol 產(chǎn)品，b極生成lmolHj帀極產(chǎn)生0.5 mol H2o答案AD規(guī)律方法有“膜”條件下離子定向移動方向的判斷方法!陽離子移向電解池陰極(或原屯池的正極)，但陽1 i離子只能單向移動陽需子交換股會阻新陰壽子的定向移動!陰禺子移向電籍池

15、陽極(或原電池的負(fù)極)，但陰1 ；離子只能單向移動-陰離子交換膜會阻斷陽庚子的走向移動應(yīng)用二物質(zhì)的分離和提純例3用電解法可提純含有某種鉀的含氧酸鹽雜質(zhì)(如硫 酸鉀、碳酸鉀等)的粗KOH溶液，其工作原理如圖所示。下列 說法正確的是()A. 電極N為陽極，電極、I上H+發(fā)生還原反應(yīng)B. 電極M的電極反應(yīng)式為4OH_-4e_=2H2O+O2 tC. d處流進粗KOH溶液，e處流出純KOH溶液D. b處每產(chǎn)生11.2 L氣體，必有1 molK*穿過陽離子交換膜解析根據(jù)圖示，K+移向電極N,所以N是陰極，M極是陽極，OBT發(fā)生氧化反應(yīng) 生成氧氣，電極反應(yīng)式為4OH -4e-=2H2O-f-O2 t ,故

16、A錯誤，B正確；c處流進粗KOH 溶液，f處流出純KOH溶液，故C錯誤；N極是陰極，H+發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣，非標(biāo)準(zhǔn) 狀況下11.2 L氫氣的物質(zhì)的量不一定是0.5 mol,故D錯誤。答案B規(guī)律方法含離子交換膜電化學(xué)裝題的解題步驟廠 _、丨分清交換娛類型：即交換膨?qū)儆陉栯x子交換履、陰: I第一步離子交換濮或質(zhì)子交換膜中的哪一種，列斷允許哪i 種離子通過交換廢:0絵二V寫出電極反應(yīng)式，判斷交換膜兩閥離子的變化，推 邏二藝口斷電荷變化，根據(jù)電荷平衡判斷離子遷移的方向0:二二二二二二二二二二二二二二 P要是捉商產(chǎn)品純度，避免產(chǎn)物之問發(fā)生反應(yīng)匡易分析交換膜的作用在產(chǎn)晶制備中二交挾濮作用主:【夯基礎(chǔ)小題

17、】3一種三室微生物燃料電池可用于污水凈化、海水淡化，其工作原理如圖所示，圖中X氣體低濃度丄 有機廢水反硝化菌k含低濃度 NO的廢水高濃度1冇機廢水離子交機股f含高濃度1 NO 3的廢水有機廢水中有機物可用CdHioOs表示。下列有關(guān)說法不正確的是（）A. Cl_由中間室移向左室BX氣體為CO2C.處理后的含NO亍廢水的pH降低D.電路中每通過4 mol電子，產(chǎn)生X氣體的體積為22.4 L解析：選CD 該電池中，NO亍得電子發(fā)生還原反應(yīng)，則裝置中右邊電極是正極，電極 反應(yīng)式為2NOr+10e-+12H+=N21 +6H2O,裝置左邊電極是負(fù)極，負(fù)極上有機物失電子 發(fā)生氣化反應(yīng)生成X,電極反應(yīng)式為

18、01005-240-+7H2O=6CO21 +24H+O放電時，電 解質(zhì)溶液中陰離子C1-移向負(fù)極室（左t）, A項正確；X氣體為CO2, B項正確；正極反應(yīng) 為2NOr + 10e_+12H+=N2 t +6H2O, iT參加反應(yīng)導(dǎo)致溶液酸性減弱，溶液的pH增大, C項錯誤；因題目未指明標(biāo)準(zhǔn)狀況，故無法計算產(chǎn)生CO2（X）氣體的體積，D項錯誤。4.某些無公害免農(nóng)藥果園利用如圖所示電解裝置，進行果品的安全生產(chǎn)，解決了農(nóng)藥 殘留所造成的生態(tài)及健康危害問題。下列說法正確的是（）酸性水0.02 mol-LKC1潘液離子交換頂 鉗金板= -W -A. 辺為直流電源的負(fù)極，與之相連的電極為陰極B. 離子

19、交換膜為陰離子交換膜C. “酸性水”具有強氧化性，能夠殺菌D. 陰極反應(yīng)式為H2O+2e-=H2 t +O2解析：選C 由“減性水”可推知b為直流電源的負(fù)極，a為直流電源的正極，A項錯 誤；右側(cè)生成OH, K+穿過離子交換膜移到右側(cè)，即該離子交換膜為陽離子交換膜，B項 錯誤；陽極反應(yīng)為2CF-2e-=Cl2 f ,C12+H2O HC1+HC1O,故“酸性水”中含HC1O, 具有企氧化性，能殺菌，C項正確；水溶液中不可能存在02-，D項錯誤。隨堂檢測反饋1. （全BB卷I ）三室式電滲析法處理含NSO廢水的原理如圖所示，釆用惰性電極，ab.“均為離子交換膜，在直流電場的作用下，兩膜中間的N異和

20、SO廣可通過離子交換膜，而兩端隔室中離子被阻擋不能進入中間隔室。稀N址SO。溶液J匚-J負(fù)極區(qū)正極區(qū)濃N 30“溶液下列敘述正確的是（）丄 通電后中間隔室的SO廣離子向正極遷移，正極區(qū)溶液pH增大B. 該法在處理含NSO4廢水時可以得到NaOH和H2SO4產(chǎn)品C. 負(fù)極反應(yīng)為2H2O-4e =O2+4H+,負(fù)極區(qū)溶液pH降低D. 當(dāng)電路中通過lmol電子的電量時，會有0.5 mol的O2生成解析：選B A項正極區(qū)發(fā)生的反應(yīng)為2H2O-4e-=O2 f +4H+,由于生成IT,正極 區(qū)溶液中陽離子增多，故中間隔室的sor向正極遷移，正極區(qū)溶液的pH減小。B項負(fù)極區(qū) 發(fā)生的反應(yīng)為2H2O+2e_=

21、H2 t +2OH-,陰離子增多，中間隔宣的向負(fù)極遷移，故負(fù) 極區(qū)產(chǎn)生NaOH,正極區(qū)產(chǎn)生H2SO4O C項由B項分析可知，負(fù)極區(qū)產(chǎn)生OH=負(fù)極區(qū)溶 液的pH升高。D項正極區(qū)發(fā)生的反應(yīng)為2H2O-4e=O2 t +4H當(dāng)電路中通過1 mol電子的電量時，生成0.25 mol O2o2. （1）（2018全CH卷HI爺址）KIO3可采用“電解法”制備，裝置如圖所示。第25頁共20頁陽離了交換膜 寫出電解時陰極的電極反應(yīng)式 電解過程中通過陽離子交換膜的離子主要為,其遷移方向是。（2018全08*1節(jié)堆）制備W2S2O5可采用三室膜電解技術(shù)，裝置如圖所示，其中SO2堿吸收液中含有NaHSOj和Naz

22、SOa.陽極的電極反應(yīng)式為。電解后,室的WHSO3濃度增加。將該室溶液進行結(jié)晶脫水，可得到Na2S2O5o解析：（1）該裝置為電解池，電解時陰極電解質(zhì)為KOH,水中氫離子放電，故電極反 應(yīng)式為2H2O+2e-=2OH-+H2 f ；電解過程中通過陽離子交換膜的離子主要為K*,在 電解池中離子移動方向為陽離子移向陰極，故K+由a到b。（2）根據(jù)題中的圖示，左側(cè)為電 解池的陽極，右側(cè)為電解池的陰極，離子交換膜均為陽離子交換膜，只允許陽離子通過，陽 極的電解質(zhì)溶液為硫酸，所以陽極的電極反應(yīng)式為2H2O-4e=4H+O2 t ,則陽極的氫 離子會透過陽離子交換膜進入a室，與a室中的SO2減吸收液中含有

23、的Na2SO3發(fā)生反應(yīng)生 成NaHSOs,所以a宣中的NaHSOs濃度增加。答案：（l）2H2O+2e_=2OH4-H2 tK+ Q 到 b （2）2H2O-4e=4H+O2 t a3. （2018天潦離令）02輔助的A1CO2電池工作原理如下圖所示。該電池電容量大，能有效利用CO2,電池反應(yīng)產(chǎn)物ai2（c2o4）3是重要的化工原料。含AlCh的離子液體電池的負(fù)極反應(yīng)式：電池的正極反應(yīng)式：602+6*=6026CO2+6O=3C2O 廠+602反應(yīng)過程中02的作用是。該電池的總反應(yīng)式：。解析:A1_CO2電池,Al為負(fù)極，電極反應(yīng)式為Al-3e=Al3+( 2A1-6*=2Ap+)。 根據(jù)電池

24、的正極反應(yīng)式可知。2的作用是作催化劑。將正負(fù)極電極反應(yīng)式相加，可得電池的 總反應(yīng)式為 2A1+6CO2=A12(C2O4)3o答案：Al-3e=Al3+(或 2A1-6*=2AP+)催化劑 2A1+6CO2=A12(C2O4)3【課時跟蹤檢測1一、選擇題(本題共10小題，每小題只有一個選項符合題意)1.(2020灘坊棋擬)海水中含有大MNa CT及少M Ca2 Mg2氣體 SOF,用電滲析法對該海水樣品進行淡化處理，如圖所示。下列 陽極說法正確的是()匚巧一k膜淡水b膜A. b膜是陽離子交換膜B. A極室產(chǎn)生氣泡并伴有少量沉淀生成C. 淡化工作完成后A、B、C三室中pH大小為pHApHBpHc

25、D. B極室產(chǎn)生的氣體可使?jié)駶櫟腒L淀粉試紙變藍解析：選A 因為陰極是陽離子反應(yīng)，所以b膜為陽離子交換膜，選項A正確；A極室C1一在陽極失電子產(chǎn)生氯氣，但不產(chǎn)生沉淀，選項B錯誤；淡化工作完成后，AtC廠失電 子產(chǎn)生氯氣，部分溶于水溶液呈酸性，B宣H*得電子產(chǎn)生氫氣，OH_濃度增大，溶液呈磁 性，C室溶液呈中性，pH大小為PHapHc Na+的移動方向判斷，電極X是陽極，電極Y是陰極，則X電極發(fā)生氧化反應(yīng)，A正確；X是陽極，則電源的帀極是正極，b極是負(fù)極，氫氧燃料電池的 負(fù)極通入H2,即b極通入Hb, B錯誤；電極Y的電極反應(yīng)式為CHjCHO+2H+ + 2e =CH3CH2OH,反應(yīng)消耗H+,

26、電極Y附近溶液的酸性減弱，C正確；乙醛被凰化生成乙 酸，乙醛被還原生成乙醇，故陽極區(qū)生成乙酸，陰極區(qū)生成乙醇，D正確。Ti 耳 .：；?： NaCl-?：陰離子交換膜vNaOH:v溶液燈7用陰離子交換膜控制電解液中OH一的濃度制備納米Cu2O,反應(yīng) 為2Cu+H2OCu2O+H2 t ,裝置如圖，下列說法中正確的是()A. 電解時C通過交換膜向Ti極移動B. 陽極發(fā)生的反應(yīng)為2Cu-2e-+2OH =Cu2O+H2OC.陰極OHT放電，有02生成D. Ti電極和Cu電極生成物物質(zhì)的量之比為2 : 1解析：選B Cu極與外加電源的正極相連，Cu極為陽極，Ti極為陰極；八項.電解時 陰離子向陽極移

27、動，OIT通過陰離子交換膜向Cu極移動，錯誤；B項，Cu極為陽極，電極 反應(yīng)式為2Cu-2e+2OH=Cu2O+H2O,正確；C項，Ti極為陰極，電極反應(yīng)式為2H2O +2e=H2 t +2OH陰極有H2生成，錯誤；D項，根據(jù)電極反應(yīng)式和陰、陽極得失電子 相等，Ti極生成的 蹟和Cu極生成的CiuO物質(zhì)的量之比為1 ： 1,豬誤。8.用一種陰、陽離子雙隔膜三室電解榊處理廢水中的NHt,模擬裝置如圖所示。下列 說法正確的是()“ (NH4)2SO4M液 Fer+lmobLMIaSCh溶液ImobL溶液陰離了選樣透過朕PII離了選擇透過膜A. 陽極室溶液由無色變成棕黃色B. 陰極的電極反應(yīng)式為4O

28、H-4e-=2H2O+O2 fC. 電解一段時間后，陰極室溶液中的pH升高D. 電解一段時間后，陰極室溶液中的溶質(zhì)一定是(NH4)3PO4解析：選C 陽極上Fe發(fā)生氧化反應(yīng)，溶液由無色變?yōu)闇\綠色，A項錯誤；陰極上H+ 發(fā)生還原反應(yīng)：2H+2e_=H2 t , B項錯誤；根據(jù)陰極上電極反應(yīng)，陰極消耗H+,電解 一段時間后，陰極室溶液pH升高，C項正確；電解一段時間后，陰極室溶液pH升高，NH1 與OH反應(yīng)生成NHj -H2O,因此陰極室溶液中溶質(zhì)除(NH4)3POj外，還可能有NHs HzO,D項錯誤。9.二甲醛（CHsOCHs）燃料電池的工作原理如圖，有關(guān)敘述正確的是（）交換股A. 該裝置能實

29、現(xiàn)化學(xué)能100%轉(zhuǎn)化為電能B. 電子移動方向為：帀極fb極質(zhì)子交換膜込極C. a 電極的電極反應(yīng)式為 CH3OCH3+3H2O-12e=2CO2+12H+D. 當(dāng)b電極消耗22.4 L O2時，質(zhì)子交換膜有4 mol H*通過解析：選C A項，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能和電能，不可能100%轉(zhuǎn)化為電能，錯謀；B項， 電子不能經(jīng)過電解質(zhì)溶液，所以電子由a極土Jb極，錯誤；C項，a為負(fù)極，發(fā)生氧化反 應(yīng)，電極反應(yīng)式為CH3OCH3-12e+3H2O=2CO21 +12H+,正確；D項，狀況不知，無 法由體積求物質(zhì)的量，所以通過H*的物質(zhì)的量不知，錯誤。陽離子交換膜10利用LiOH和鉆氧化物可制備鋰離子電池正

30、極材料?？捎秒?解LiCl溶液制備LiOH,裝置如右圖所示。下列說法中正確的是 （）A. 電極B連接電源正極B. A極區(qū)電解液為LiCl溶液C. 陽極反應(yīng)式為 2H2O+2e=H2 t +2OETD.每生成1 molH2,有1 mol Li通過該離子交換膜解析：選B 由題意知.電解LiCl溶液制備LiOH,由于B電極生成亙氣，A與B用 陽離子交換膜隔開，所以B為陰極，B極區(qū)為LiOH溶液，A極區(qū)為LiCl溶液。電極B上 產(chǎn)生氫氣，所以B為陰極，B連接電源負(fù)極，A項錯誤；陽極反應(yīng)式為2CE-2e-=Cl2 t , C項錯誤；每生成1 molH2,有2 molLi+通過該離子交換膜，D項錯誤。二、

31、選擇題（本題共5小題，每小題有一個或兩個選項符合題意）11. （2019上施篠擬）生產(chǎn)硝酸鈣的工業(yè)廢水常含有NH4NO3,可用電解法凈化。其工作原理如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是（）稀硝酸含NlhNQ廢水 稀氮水A. a極為電源正極，b極為電源負(fù)極B. 裝置工作時電子由b極流出，經(jīng)導(dǎo)線.電解槽流入&極c. I室能得到副產(chǎn)品濃硝酸，in室能得到副產(chǎn)品濃氨水D. 陰極的電極反應(yīng)式為2NOr + 12H+10e-=N2 t +6H2O解析：選AC 根據(jù)裝覺圖，I室和II室之間為陰離子交換膜，即NO亍從II室移向I室， 同理NH；從II室移向m宣，依據(jù)電解原理.込為正極，b為負(fù)極，A正確；根據(jù)電解原理

32、， 電解槽中沒有電子通過，只有陰陽離子的通過，B錯誤；I室為陽極，電極反應(yīng)式為2H2O -4e_=O2 t +4H+,得到較濃的硝酸，山室為陰極，電極反應(yīng)式為2H2O+2e-=H2 t + 2OBF, NHt與OH反應(yīng)生成NHsH2O,得到較濃的氨水，C正確、D錯誤。12. （2019長轉(zhuǎn)質(zhì)檢）某科研小組研究采用BMED膜堆（示意圖如下），模擬以精制濃海水 為原料直接制備酸堿oBMED膜堆包括陽離子交換膜、陰離子交換膜和雙極膜（A.D）o已知： 在直流電源的作用下，雙極膜內(nèi)中間界面層發(fā)生水的解離，生成H+和OHS下列說法錯誤 的是（）混合酸 混合戦Na2SO4 ISO 濃海水血。Na2SO4

33、溶被溶液A.電極次連接電源的正極B. B為陽離子交換膜C. 電解質(zhì)溶液采用Na2SO4溶液可避免有害氣體的產(chǎn)生DII 口排出的是淡水解析：選B 根據(jù)題干信息確定該裝置為電解池，陰離子向陽極移動，陽離子向陰極移 動，所以電極帀為陽極，連接電源的正極，A正確；水在雙極膜A解離后，氫離子吸引陰離 子選過B膜到左側(cè)形成酸，B為陰離子交換膜，B錯誤；電解質(zhì)溶液釆用Na2SO4溶液，電解時生成氫氣和氧氣，可避免有害氣體的產(chǎn)生，C正確；海水中的陰.陽離子透過兩側(cè)交換 膜向兩側(cè)移動，淡水從II 口排出，D正確。13. （2019天潦靜海區(qū)四校聯(lián)婦）高鐵酸鹽在能源環(huán)保領(lǐng)域有廣泛用途。用銀（Ni）.鐵作電極電解濃

34、NaOH溶液制備高鐵酸鹽ZuFqOQ的裝置如圖所示。下列推斷合理的是（）NaOHNaOIl溶液壬三三三u三三三m溶液隔股A.鎳是陽極，電極反應(yīng)為4OH-4e =O2 t +2H2OB. 電解時，電流的方向為負(fù)極Ni電極-溶液Fq電極f正極C. 若隔膜為陰離子交換膜，則OBT自右向左移動D. 電解時陽極區(qū)pH降低、陰極區(qū)pH升高，撤去隔膜混合后，與原溶液比較pH降低（假設(shè)電解前后體積變化忽略不計）解析：選D 用鏢、鐵作電極電解濃NaOH液制備Na2FeO4,鐵被氧化生成FqOF, 則鐵是陽極，A錯誤。電解時，電流的方向是正極陽極f溶液陰極f負(fù)極，B錯誤。在 電解池中.陰離子向陽極移動，則OH一自

35、左向右移動，C錯誤。陽極反應(yīng)式為Fe+8OH-_6e-=FeOF+4H2O,由于消耗OHT,則陽極區(qū)溶液pH降低；陰極反應(yīng)式為2H2O+2e -=2OH +H2 t ,反應(yīng)生成OHT,則陰極區(qū)溶液pH升高；結(jié)合陰.陽極反應(yīng)式及得失電 子守恒可得，電解總反應(yīng)式為Fe+2OH-+2H2OFeOF+3H2 t ,據(jù)此可知撤去隔膜后電解，所得溶液的pH降低，D正確。14. （2019安1乂*片如知試）四甲基氫氧化錢（CHshNOH常用作電子工業(yè)清洗劑， 以四甲基氯化錢KCHj）4NC1為原料，采用電滲析法合成（CH3）4NOH,其工作原理如圖所示3、 b為石墨電板，C、d. Q為離子交換膜），下列說法

36、正確的是（）A. M為正極B. c、e均為陽離子交換膜C. b 極電極反應(yīng)式：4OH -4e-=2H2O+O2 tD. 制備1 mol （CHjNOH, a、b兩極共產(chǎn)生0.5 mol氣體解析：選BC A項，該電解池中CT向電極b遷移，則b電極為陽極，a電極為陰極， M為電源的負(fù)極，錯誤；B項，根據(jù)圖示，加入（CH3）4NCl溶液后，（CH3）jN+通過c膜進入 電極a附近生成（CH3）4NOH,則c膜為陽離子交換膜；C廠通過膜進入d膜右側(cè)，e膜右 側(cè)的Na+通過e膜進入e膜的左側(cè)，這樣NaCl在d、e兩膜之間富集，將NaCl稀溶液轉(zhuǎn)化 為濃溶液，e膜為陽離子交換膜，正確；C項，電極b上溶液中

37、的OHT放電，電極反應(yīng)為4OH _-4e=O2 t +2H2O,正確；D 項，制備 1 mol（CH3）4NOH, a 電極上生成了 1 molOBT, 反應(yīng)中轉(zhuǎn)移了 1 mole-, a電極上產(chǎn)生0.5 mol H2、b電極上產(chǎn)生0.25 mol O2,兩極共產(chǎn)生 0.75 mol氣體，錯誤。15. （2019瀘州一診）氫碘酸（HI）可用“四室電滲析法”制備，其工作原理如圖所示（陽膜 和陰膜分別只允許陽離子、陰離子通過）。下列敘述錯誤的是（）；孑 硝陽嚴(yán)m(xù)陽，膜 衣用陽極* 產(chǎn)皿室原料室陰極宅A. 通電后，陰極室溶液的pH減小B. 陽極電極反應(yīng)式是2H2O-4e-=4H+O2 tC. 得到1

38、 mol產(chǎn)品HI,陽極室溶液質(zhì)量減少8 gD. 通電過程中，NH的濃度逐漸減小解析：選AC 通電后，陰極電極反應(yīng)式為2H2O+2e_=2OH +H2 f ,則溶液的pH 增大，故A錯誤；陽極上發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2H2O-4e_=4H+4-O2 t ,故B正 確；根據(jù)陽極電極反應(yīng)式可知得到1 mol產(chǎn)品HI,則轉(zhuǎn)移1 mol電子，陽極宣溶液質(zhì)量減少 9 g,故C錯誤；通電過程中，原料室中的N異移向陰極室，廠移向產(chǎn)品室，所以的濃 度逐漸減小，故D正確。三、非選擇題（本題共2小題）16. 電解原理在化學(xué)工業(yè)中有廣泛應(yīng)用。用NaOH溶液吸收煙氣中的SO2,將所得的Na2SO3溶液進行電解，可循環(huán)再生WOH, 同時得到H2SO4,其原理如下圖所示。（電極材料為石墨）b極的電極反應(yīng)式為.(2)電解法處理含氮氧化物廢氣，可回收硝酸，具有較髙的環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。實驗室模擬電解法吸收NO、的裝置如圖所示(圖中電極均為石墨電極)。若用NO?氣體進行模擬電解 法吸收實驗。hmJ Ir_Na2SC)4溶液、陽廉了、亦O.交換膜 氣體寫出電解時NO2發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式若有標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24 LNO2被吸收，通過陽離子交換膜(只允許陽離子