完整版本高中高考中有关离子交换膜的电化学试卷试题.doc
经典高考原电池电解池离子交换膜问题.doc
学习必备 欢迎下载经典高考原电池电解池离子交换膜问题【试题 】以铬酸钾为原料， 电化学法制备重铬酸钾的实验装置示意图如下： 下列说法不正确的是A ．在阴极室， 发生的电极反应为： 2H 2O不锈钢惰性电极＋2e －－＋H 2↑＝ 2OHB ．在阳极室，通电后溶液逐渐由黄色变为橙色，是因为阳极区 H ＋浓度增大，使平衡稀KOH 溶液K 2 CrO 4 溶液2 CrO 42 ＋ 2H＋Cr 2 O 72＋ H 2O 向右移动 |C ．该制备过程总反应的化学方程式为：阳离子交换膜4K 2CrO 4＋ 4H 2O通电2K 2Cr 2O 7＋4KOH ＋ 2H 2↑＋ O 2↑D ．测定阳极液中K 和 Cr 的含量。
若 K 与 Cr 的物质的量之比为 d ，则此时铬酸钾的转化率为 1－d2【答案】D－－(不锈钢 )发生的反应为＋ H 2↑；【解析】根据实验装置图可知：阴极2H 2O ＋ 2e ＝ 2OH 因为 CrO 42 是最高价含氧酸根， 不可能在阳极 (惰性电极 )失去电子，阳极发生的反应为 2H 2O—4e －＝ 4H +＋ O 2↑，产生的 H +使平衡 2 CrO 42 ＋2H ＋Cr 2 O 72 ＋H 2O 向右移动，即生成K 2Cr 2O 7，溶液逐渐由黄色变为橙色。
阳极室中多余的 K + 通过阳离子交换膜移向阴极室，平衡两室中的电荷。
电解过程中实质是电解水，一段时间以后，阴极室KOH 溶液浓度增大。
D 选项：在阳极室中，电解前是 K 2CrO 4 溶液，其 K 与 Cr 的物质的量之比值为 2，电解后若 K 2CrO 4 完全转化为 K 2Cr 2O 7 ，其 K 与 Cr 的物质的量之比值为 1，则 1≤ d ≤2。
在 1≤ d ≤2 时，铬酸钾的转化率 α 为 100%≤ α ≤0。
[巧解 ] 将 d 的取值范围 1≤ d ≤ 2 代入题设的 “式子： 1－ d”，铬酸钾的转化率 α 为 50%≤α ≤ 100%，与事实相悖。
高中化学突破02 电化学选择题(电池类型建模、离子交换膜)(解析版)
突破02 电化学选择题（2）限时：35分钟1．Zn-ZnSO4-PbSO4-Pb电池装置如图，下列说法错误的是()A．SO2－4从右向左迁移B．电池的正极反应为Pb2＋＋2e－===PbC．左边ZnSO4浓度增大，右边ZnSO4浓度不变D．若有6.5 g锌溶解，有0.1 mol SO2－4通过离子交换膜【答案】B【解析】装置左侧电极为负极，右侧电极为正极，阴离子移向负极，即SO2－4从右向左迁移，A项正确；电池的正极反应式为PbSO4＋2e－===Pb＋SO2－4，B项错误；负极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，产生ZnSO4，左边ZnSO4浓度增大，右边ZnSO4浓度不变，C项正确；6.5 g锌溶解，转移0.2 mol e－，电解液中有0.2 mol 负电荷通过离子交换膜，即有0.1 mol SO2－4通过离2．最近，科学家研发出了“全氢电池”，其工作原理如图所示。
下列说法错误的是()A．右边吸附层中发生了氧化反应B．负极的电极反应是H2－2e－＋2OH－===2H2OC．该电池总反应是H＋＋OH－===H2OD．电解质溶液中Na＋向右移动、ClO－4向左移动【答案】A【解析】由电子的流动方向可以得知左边吸附层为负极，发生氧化反应；右边吸附层为正极，发生还原反应，A项错误；负极的电极反应是H2－2e－＋2OH－===2H2O，B项正确；正极的电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，根据正、负极的反应可知总反应为OH－＋H＋===H2O，C项正确；阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，D项正确。
3．如图是一种锂钒氧化物热电池装置，电池总反应为x Li＋LiV3O8===Li1＋x V3O8。
工作时，需先引发铁和氯酸钾反应使其晶体熔化，下列说法不正确的是()A．组装该电池应当在无水、无氧的条件下进行B．整个过程的能量转化涉及化学能转化为热能和电能C．放电时LiV3O8电极反应为：x Li＋＋LiV3O8－x e－===Li1＋x V3O8D．充电时Cl－移向LiV3O8电极【答案】C【解析】 A.Li是活泼的金属，因此组装该电池应当在无水、无氧的条件下进行，A正确；B.整个过程的能量转化涉及化学能转化为电能以及化学能和热能之间的转化，B正确；C.放电时正极发生得电子的还原反应，即正极反应式为x Li＋＋LiV3O8＋x e－===Li1＋x V3O8，C错误；D.放电时Cl－移向负极，移向锂电极，因此充电时Cl－移向LiV3O8电极，D正确。
新教材高中化学能力练习8离子交换膜在电化学中的应用含解析新人教版选择性必修1
能力课时落实(八) 离子交换膜在电化学中的应用(建议用时：40分钟)1．(·山东枣庄八中高二月考)已知X、Y均为惰性电极,海水中富含Na＋、Cl－、Ca2＋、Mg2＋、SO2－4等离子,用如图装置模拟海水淡化的过程。
下列叙述中不正确的是( )A．N是阴离子交换膜B．Y电极上产生有色气体C．X电极区有浑浊产生D．X电极反应式为4OH－－4e－===O2↑＋2H2OD[隔膜N靠近阳极,阳极上是阴离子放电,所以隔膜N是阴离子交换膜,A正确；通电后Y电极为阳极,阳极的电极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑,B正确；通电后X电极为阴极,阴极上是氢离子得到电子生成氢气,导致阴极区氢氧根离子浓度增大,OH－与Ca2＋、Mg2＋形成沉淀,C正确；X电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑或2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－,D错误。
] 2．(·山东青岛月考)用多孔石墨电极电解法脱硫不仅可以脱除烟气中的SO2,还可以制得H2SO4,装置如图所示。
下列有关说法错误的是( )A．阳极放电的物质是SO2B．阳极电极反应式为SO2－2e－＋SO2－4===2SO3C．电解过程电解池中SO2－4数目减少D．通N2的目的是将电解后的气体转移出来C[由示意图可知,阳极上SO2发生失电子的氧化反应生成SO3,电极反应式为SO2－2e－＋SO2－4===2SO3,则阳极放电的物质是SO2,A正确,B正确；电解池中总反应为O2＋2SO2===2SO3,所以电解过程电解池中SO2－4数目不变,C错误；阳极通入性质稳定的氮气,能将电解后的混合气体及时吹出,使之被水吸收生成H2SO4,达到彻底脱硫的目的,D正确。
]3．以石墨负极(C)、LiFePO4正极组成的锂离子电池的工作原理如图所示(实际上正负极材料是紧贴在锂离子导体膜两边的)。
充放电时,Li＋在正极材料上脱嵌或嵌入,随之在石墨中发生了Li x C6生成与解离。
2021届高三化学二轮复习——电化学离子交换膜的分析与应用(有答案和详细解析)
2021届高三化学二轮复习——电化学离子交换膜的分析与应用（有答案和详细解析）高考真题1[2020·新高考全国卷Ⅰ(山东)，13]采用惰性电极，以去离子水和氧气为原料通过电解法制备双氧水的装置如下图所示。
忽略温度变化的影响，下列说法错误的是()A．阳极反应为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑B．电解一段时间后，阳极室的pH未变C．电解过程中，H＋由a极区向b极区迁移D．电解一段时间后，a极生成的O2与b极反应的O2等量2(2020·威海一模)工业电解Na2CO3溶液的装置如图所示，A、B两极均为惰性电极。
下列说法正确的是()A．该装置可用于制备NaHCO3溶液，其中A极发生还原反应B．生成a溶液的电极室中反应为：2H2O－4e－＋4CO2－3===O2↑＋4HCO－3C．A极还可能有少量CO2产生，A、B两极产生的气体M和R体积比略大于2∶1D．当c2＝1 mol·L－1，c1＝9 mol·L－1时，则另一室理论上可制备2 mol溶质a(假设右室溶液体积为0.5 L) 3(2020·全国卷Ⅰ，12)科学家近年发明了一种新型Zn—CO2水介质电池。
电池示意图如下，电极为金属锌和选择性催化材料，放电时，温室气体CO2被转化为储氢物质甲酸等，为解决环境和能源问题提供了一种新途径。
下列说法错误的是()A．放电时，负极反应为Zn－2e－＋4OH－===Zn(OH)2－4B．放电时，1 mol CO2转化为HCOOH，转移的电子数为2 molC．充电时，电池总反应为2Zn(OH)2－4===2Zn＋O2↑＋4OH－＋2H2OD．充电时，正极溶液中OH－浓度升高4．[2014·新课标全国卷Ⅰ，27(4)]H3PO2也可用电渗析法制备。
“四室电渗析法”工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)：①写出阳极的电极反应式：______________________________________。
(word完整版)高考真题电化学
2013-2017高考电化学真题1．【2017 新课标 1 卷】支撑海港码头基础的钢管桩，常用外加电流的阴极保护法进行防腐，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。
下列有关表述不正确的是（）A．通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零B．通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩C．高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流D．通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整2．【2017 新课标 2 卷】用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一般为H2SO4-H2C2O4混合溶液。
下列叙述错误的是A．待加工铝质工件为阳极B．可选用不锈钢网作为阴极C．阴极的电极反应式为： Al3++ 3e-== AlD．硫酸根离子在电解过程中向阳极移动3．【2017 新课标 3 卷】全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极 a 常用掺有石墨烯的 S8材料，电池反应为：16Li+x S8=8Li2S x（2≤x≤8）。
下列说法错误的是（）A．电池工作时，正极可发生反应：2Li2S6+2Li++2e-=3Li2S4B．电池工作时，外电路中流过 0.02 mol 电子，负极材料减重 0.14 gC．石墨烯的作用主要是提高电极 a 的导电性D．电池充电时间越长，电池中 Li2S2的量越多4．【2017海南10】一种电化学制备NH 3的装置如图所示，图中陶瓷在高温时可以传输H+．下列叙述错误的是（）A．Pb电极b为阴极B．阴极的反应式为：N2+6H++6e﹣=2NH3C．H+由阳极向阴极迁移D．陶瓷可以隔离N2和H25.【2017 北京11】（16分）某小组在验证反应“Fe+2Ag+=Fe2++2Ag”的实验中检测到Fe3+，发现和探究过程如下：向硝酸酸化的0.05mol•L﹣1硝酸银溶液（pH≈2）中加入过量铁粉，搅拌后静置，烧杯底部有黑色固体，溶液呈黄色．（1）检验产物①取少量黑色固体，洗涤后，（填操作和现象），证明黑色固体中含有Ag．②取上层清液，滴加K3[Fe（CN）6]溶液，产生蓝色沉淀，说明溶液中含有．（2）针对“溶液呈黄色”，甲认为溶液中有Fe3+，乙认为铁粉过量时不可能有Fe3+，乙依据的原理是（用离子方程式表示）．针对两种观点继续实验：①取上层清液，滴加KSCN溶液，溶液变红，证实了甲的猜测．同时发现有白色沉淀产生，且溶液颜色变浅、沉淀量多少与取样时间有关，对比实验记录如下：序号取样时间/min 现象ⅰ 3 产生大量白色沉淀；溶液呈红色ⅱ30 产生白色沉淀；较3min时量小；溶液红色较3min时加深ⅲ120 产生白色沉淀；较30min时量小；溶液红色较3 0min时变浅（资料：Ag+与SCN﹣生成白色沉淀AgSCN）②对Fe3+产生的原因作出如下假设：假设a：可能是铁粉表面有氧化层，能产生Fe3+；假设b：空气中存在O2，由于（用离子方程式表示），可产生Fe3+；假设c：酸性溶液中NO3﹣具有氧化性，可产生Fe3+；假设d：根据现象，判断溶液中存在Ag+，可产生Fe3+．③下列实验Ⅰ可证实假设a、b、c不是产生Fe3+的主要原因．实验Ⅱ可证实假设d成立．实验Ⅰ：向硝酸酸化的溶液（pH≈2）中加入过量铁粉，搅拌后静置，不同时间取上层清液滴加KSCN溶液，3min时溶液呈浅红色，3 0min后溶液几乎无色．实验Ⅱ：装置如图．其中甲溶液是，操作现象是．（3）根据实验现象，结合方程式推测实验ⅰ～ⅲ中Fe3+浓度变化的原因：．6.【2017江苏16】 (12分)铝是应用广泛的金属。
高中化学 题型专攻(五) 电化学离子交换膜的分析与应用 解析
题型专攻(五)电化学离子交换膜的分析与应用类型一“单膜”电解池1．(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：①EDTAFe2＋－e－===EDTAFe3＋②2EDTAFe3＋＋H2S===2H＋＋S＋2EDTAFe2＋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＋H2OB．协同转化总反应：CO2＋H2S===CO＋H2O＋SC．石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的低D．若采用Fe3＋/Fe2＋取代EDTAFe3＋/EDTAFe2＋，溶液需为酸性答案C解析由题中信息可知，石墨烯电极发生氧化反应，为电解池的阳极，则ZnO@石墨烯电极为阴极。
阳极接电源正极，电势高，阴极接电源负极，电势低，故石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的高，C项错误；由题图可知，电解时阴极反应式为CO2＋2H＋＋2e－===CO＋H2O，A项正确；将阴、阳两极反应式合并可得总反应式为CO2＋H2S===CO＋H2O＋S，B项正确；Fe3＋、Fe2＋只能存在于酸性溶液中，D项正确。
2．[2018·全国卷Ⅲ，27(3)①②]KIO3也可采用“电解法”制备，装置如图所示。
①写出电解时阴极的电极反应式：______________________________________。
②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为________，其迁移方向是____________。
答案①2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑②K＋由电极a到电极b解析①电解液是KOH溶液，阴极的电极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑。
②电解过程中阳极反应为I－＋6OH－－6e－===IO－3＋3H2O。
专题30电化学中的交换膜-2022年高考化学毕业班二轮热点题型归纳与变式演练
专题30 电化学中的交换膜目录一、热点题型归纳 (1)【题型一】阳离子交换膜 (1)【题型二】阴离子交换膜 (5)【题型三】质子交换膜 (9)二、最新模考题组练 (13)【题型一】阳离子交换膜【典例分析】1．LiOH是制备锂离子电池的材料。
电解LiCl溶液制备LiOH的装置如图所示。
下列说法正确的是A．电极A连接电源的负极B．B极区电解液为LiCl溶液C．电极每产生22.4L气体M，电路中转移2moleD．电池总反应为：2LiCl+2H2O 电解H2↑+Cl2↑+2LiOH【答案】D【分析】电解制备LiOH，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液，由图可知，右侧生成氢气，则B上氢离子放电，可知B为阴极，在B侧制备LiOH，Li+由A经过阳离子交换膜向B移动，A中为LiCl溶液，氯离子放电生成氯气，据此分析解题。
【解析】A．由分析可知，A为阳极，与正极相连，故A错误；B．通过以上分析知，B极区电解液为LiOH，否则无法得到纯净的LiOH，故B错误；C．没有指明气体所处状态，无法计算其物质的量，所以无法计算转移电子物质的量，故C错误；电解D．电解池的阳极上是氯离子失电子，阴极上是氢离子得电子，电解的总反应方程式为：2LiCl+2H2OH2↑+Cl2↑+2LiOH，故D正确；故选D。
【提分秘籍】1．离子交换膜的功能使离子选择性定向迁移(目的是平衡整个溶液的离子浓度或电荷)。
2．离子交换膜在电化学中的作用(1)隔离某些物质防止发生反应。
(2)用于物质的制备。
(3)物质分离、提纯等。
3．阳离子交换膜只允许阳离子通过，阻止阴离子和气体通过。
【变式演练】1．一种采用电解原理获得高浓度HI溶液的装置如图所示，下列有关说法正确的是A．玻璃碳电极a与电源正极相连B．离子交换膜为阴离子交换膜C．a极电解液为浓溶液D．该装置是通过牺牲阴极液中的HI来增大阳极液中HI的浓度【答案】A【分析】根据图示，玻璃碳电极a上I被氧化生成I2，玻璃碳电极a为阳极，玻璃碳电极b上I2被还原生成I，玻璃碳电极b为阴极，结合电解原理分析判断。
高考化学_电化学基础专题(答案版)
电化学基础专题1．(2020•新课标Ⅰ卷)科学家近年发明了一种新型Zn−CO 2水介质电池。
电池示意图如图，电极为金属锌和选择性催化材料，放电时，温室气体CO 2被转化为储氢物质甲酸等，为解决环境和能源问题提供了一种新途径。
下列说法错误的是( )A ．放电时，负极反应为Zn -2e -+4OH -=Zn(OH)42+B ．放电时，1 mol CO 2转化为HCOOH ，转移的电子数为2 molC ．充电时，电池总反应为2Zn(OH)42+=2 Zn+O 2↑+4OH -+2H 2OD ．充电时，正极溶液中OH −浓度升高 【答案】D2．(2020•新课标Ⅰ卷)电致变色器件可智能调控太阳光透过率，从而实现节能。
下图是某电致变色器件的示意图。
当通电时，Ag +注入到无色WO 3薄膜中，生成Ag x WO 3，器件呈现蓝色，对于该变化过程，下列叙述错误的是( )A ．Ag 为阳极B ．Ag +由银电极向变色层迁移C ．W 元素的化合价升高D ．总反应为：WO 3+x Ag=Ag x WO 3【答案】C3．(2020•新课标Ⅰ卷)一种高性能的碱性硼化钒(VB 2)—空气电池如下图所示，其中在VB2真题探究电极发生反应：VB2+16OH-－11e－= VO43-+2B(OH)4-+ 4H2O，该电池工作时，下列说法错误的是( )A．负载通过0.04 mol电子时，有0.224 L(标准状况)O2参与反应B．正极区溶液的pH降低、负极区溶液的pH升高C．电池总反应为4VB 2+11O2+20OH-+6H2O=8B(OH)4-+4VO43-D．电流由复合碳电极经负载、VB2电极、KOH溶液回到复合碳电极【答案】B4．(2021•浙江1月选考)镍镉电池是二次电池，其工作原理示意图如下(L 为小灯泡，K1、K2为开关，a、b为直流电源的两极)。
下列说法不正确．．．的是( )A．断开K2、合上K1，镍镉电池能量转化形式：化学能→电能B．断开K1、合上K2，电极A为阴极，发生还原反应C．电极B发生氧化反应过程中，溶液中KOH浓度不变D．镍镉二次电池的总反应式：Cd+ 2NiOOH+2H2O Ca(OH)2+2Ni(OH)2【答案】C5．(2020•浙江1月选考)在氯碱工业中，离子交换膜法电解饱和食盐水示意图如下，下列说法不正确的是( )离子交换膜A．电极A为阳极，发生氧化反应生成氯气B．离子交换膜为阳离子交换膜C．饱和NaCl从a处进，NaOH溶液从d处出D．OH-迁移的数量等于导线上通过电子的数量【答案】D6．(2020•浙江7月选考)电解高浓度RCOONa(羧酸钠)的NaOH溶液，在阳极RCOO−放电可得到R−R(烷烃)。
高考化学电化学专题训练离子交换膜在电化学中的作用(附解析)
高考化学电化学专题训练离子交换膜在电化学中的作用（解析附后）1.NaBH4燃料电池具有电压高、能量密度大等优点。
以该燃料电池为电源电解精炼铜的装置如图所示。
下列说法不正确的是( )A．离子交换膜应为阳离子交换膜，Na＋由左极室向右极室迁移B．该燃料电池的负极反应式为BH－4＋8OH－－8e－===BO－2＋6H2OC．电解池中的电解质溶液可以选择 CuSO4溶液D．每消耗2.24 L O2(标准状况)时，A电极的质量减轻12.8 g2.一种三室微生物燃料电池可用于污水净化、海水淡化,其工作原理如图所示,图中有机废水中有机物可用C6H10O5表示。
下列有关说法不正确的是( )A.Cl-由中间室移向左室B.X气体为CO2C.处理后的含NO3-废水的pH降低D.电路中每通过4 mol电子,产生X气体的体积在标准状况下为22.4 L3.四甲基氢氧化铵[(CH3)4NOH]常用作电子工业清洗剂，以四甲基氯化铵[(CH3)4NCl]为原料，采用电渗析法合成(CH3)4NOH，其工作原理如下图所示(a、b为石墨电板，c、d、e为离子交换膜)，下列说法正确的是（）A. M 为正极B. 制备1mol(CH 3)4NOH ,a 、b 两极共产生0.5mol 气体C. c 、e 均为阳离子交换膜D. b 极电极反应式：2H 2O −4e −=O 2↑+4H +4.利用电化学原理还原CO 2制取ZnC 2O 4的装置如图所示(电解液不参加反应),下列说法正确的是( )A.可用H 2SO 4溶液作电解液B.阳离子交换膜的主要作用是增强导电性C.工作电路中每流过0.02 mol 电子,Zn 电极质量减重0.65 gD.Pb 电极的电极反应式是2CO 2-2e -C 2O 42-5. NaClO 2是重要的消毒剂和漂白剂,可用如图所示装置制备。
下列说法正确的是 ( ) A.电极b 为负极 B.阳极区溶液的pH 增大 C.电极D 的反应式为ClO 2+e -Cl O 2-D.电极E 上生成标准状况下22.4 L 气体时,理论上阴极区溶液质量增加135 g6.如图所示阴阳膜组合电解装置用于循环脱硫，用NaOH 溶液在反应池中吸收尾气中的二氧化硫，将得到的Na 2SO 3溶液进行电解又制得NaOH 。
2020-2021年高考化学一轮复习《电化学装置中的离子交换膜》
电化学装置中的离子交换膜近几年全国卷的高考中，涉及离子交换膜的试题较多，且常考常新。
离子交换膜是一种含有离子基团的、对溶液中离子具有选择性透过的高分子膜。
根据透过的微粒类型，离子交换膜可以分为多种，在高考试题中，主要出现的是阳离子交换膜(如2019·全国卷ⅠT12、2019·江苏卷T20、2018·全国卷ⅠT27、2018·全国卷ⅢT27)、阴离子交换膜(2014·全国卷ⅠT27)和质子交换膜(2018·全国卷ⅠT13、2015·全国卷ⅠT11)三种，其功能是在于选择性通过某些离子和阻断某些离子或隔离某些物质，从而制备、分离或提纯某些物质。
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续表以Pt为电极电解淀粉KI溶液，中间用阴离子交换膜隔开在微生物作用下电解有机废水(含CH3COOH)，可获得清洁能源H2【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 ．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四室中的溶液的pH 均升高D ．电池总反应为4NaCl ＋6H 2O=====电解4NaOH ＋4HCl ＋2H 2↑＋O 2↑[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，阴离子向右定向移动，阳离子向左定向移动，阳极上H 2O 放电生成O 2和H ＋，阴极上H 2O 放电生成H 2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，Ⅰ中的溶液的c (OH －)升高，pH 升高，Ⅱ中为NaCl 溶液，pH 不变，Ⅲ中有HCl 生成，故c (H ＋)增大，pH 减小，Ⅳ中H ＋移向Ⅲ，H 2O 放电生成O 2，使水的量减小，c (H ＋)增大，pH 减小，C 不正确。
2021届高三化学大一轮课时跟踪检测 ：电化学装置中的离子交换膜【答案+解析】
电化学装置中的离子交换膜1.用阴离子交换膜控制电解液中OH －的浓度制备纳米Cu 2O ，反应为2Cu ＋H 2O=====电解Cu 2O ＋H 2↑，装置如图，下列说法中正确的是( )A ．电解时Cl －通过交换膜向Ti 极移动B ．阳极发生的反应为2Cu －2e －＋2OH －===Cu 2O ＋H 2OC ．阴极OH －放电，有O 2生成D ．Ti 电极和Cu 电极生成物物质的量之比为2∶1解析：选B Cu 极与外加电源的正极相连，Cu 极为阳极，Ti 极为阴极；A 项，电解时阴离子向阳极移动，OH －通过阴离子交换膜向Cu 极移动，错误；B 项，Cu 极为阳极，电极反应式为2Cu －2e －＋2OH－===Cu 2O ＋H 2O ，正确；C 项，Ti 极为阴极，电极反应式为2H 2O ＋2e －===H 2↑＋2OH －，阴极有H 2生成，错误；D 项，根据电极反应式和阴、阳极得失电子相等，Ti 极生成的H 2和Cu 极生成的Cu 2O 物质的量之比为1∶1，错误。
2．用一种阴、阳离子双隔膜三室电解槽处理废水中的NH ＋4，模拟装置如图所示。
下列说法正确的是( )A ．阳极室溶液由无色变成棕黄色B ．阴极的电极反应式为4OH －－4e －===2H 2O ＋O 2↑C．电解一段时间后，阴极室溶液中的pH升高D．电解一段时间后，阴极室溶液中的溶质一定是(NH4)3PO4解析：选C 阳极上Fe发生氧化反应，溶液由无色变为浅绿色，A项错误；阴极上H＋发生还原反应：2H＋＋2e－===H2↑，B项错误；根据阴极上电极反应，阴极消耗H＋，电解一段时间后，阴极室溶液pH 升高，C项正确；电解一段时间后，阴极室溶液pH升高，NH＋4与OH－反应生成NH3·H2O，因此阴极室溶液中溶质除(NH4)3PO4外，还可能有NH3·H2O，D项错误。
3．二甲醚(CH3OCH3)燃料电池的工作原理如图，有关叙述正确的是( )A．该装置能实现化学能100%转化为电能B．电子移动方向为：a极→b极→质子交换膜→a极C．a电极的电极反应式为CH3OCH3＋3H2O－12e－===2CO2＋12H＋D．当b电极消耗22.4 L O2时，质子交换膜有4 mol H＋通过解析：选C A项，化学能转化为热能和电能，不可能100%转化导线为电能，错误；B项，电子不能经过电解质溶液，所以电子由a极――→b极，错误；C项，a为负极，发生氧化反应，电极反应式为CH3OCH3－12e－＋3H2O===2CO2↑＋12H＋，正确；D项，状况不知，无法由体积求物质的量，所以通过H＋的物质的量不知，错误。
微专题+电化学中的交换膜(解析版)
A ．阳极反应：--22Cl -2e Cl =↑B ．阴极区溶液中-OH 浓度逐渐升高C ．理论上每消耗231 mol Fe O ，阳极室溶液减少213gD ．理论上每消耗231 mol Fe O ，阴极室物质最多增加138g【答案】C【分析】右侧溶液为饱和食盐水，右侧电极产生气体，则右侧电极为阳极，Cl −放电产生氯气，电极反应为：222e Cl Cl −−−=↑；左侧电极为阴极，发生还原反应，23O Fe 在碱性条件下转化为Fe ，电极反应为：电化学中的交换膜 考情分析 真题精研232O 6e 3H O 26Fe Fe OH −−++=+；中间为阳离子交换膜，Na +由阳极向阴极移动。
【解析】A ．由分析可知，阳极反应为：222e Cl Cl −−−=↑，A 正确；B ．由分析可知，阴极反应为：232O 6e 3H O 26Fe Fe OH −−++=+，消耗水产生OH −，阴极区溶液中OH −浓度逐渐升高，B 正确；C ．由分析可知，理论上每消耗231O molFe ，转移6mol 电子，产生3mol 2Cl ，同时有6mol Na +由阳极转移至阴极，则阳极室溶液减少371g 623g 351g ×+×=，C 错误； D ．由分析可知，理论上每消耗231O molFe ，转移6mol 电子，有6mol Na +由阳极转移至阴极，阴极室物质最多增加623g 138g ×=，D 正确； 故选C 。
2．（2024·河北·高考真题）我国科技工作者设计了如图所示的可充电2Mg-CO 电池，以2Mg(TFSI)为电解质，电解液中加入1，3-丙二胺(PDA )以捕获2CO ，使放电时2CO 还原产物为24MgC O 。
该设计克服了3MgCO 导电性差和释放2CO 能力差的障碍，同时改善了2+Mg 的溶剂化环境，提高了电池充放电循环性能。
回答下列问题。
下列说法错误的是A ．放电时，电池总反应为2242CO +Mg MgC O =B ．充电时，多孔碳纳米管电极与电源正极连接C ．充电时，电子由Mg 电极流向阳极，2+Mg 向阴极迁移D ．放电时，每转移1mol 电子，理论上可转化21molCO【答案】7．C【分析】放电时CO 2转化为MgC 2O 4，碳元素化合价由+4价降低为+3价，发生还原反应，所以放电时，多孔碳纳米管电极为正极、Mg 电极为负极，则充电时多孔碳纳米管电极为阳极、Mg 电极为阴极： 定位：二次电池，放电时阳离子向正极移动，充电时阳离子向阴极移动。
高中化学第四章化学反应与电能微专题3离子交换膜在电化学中的应用练习新人教版选择性必修第一册
微专题3 离子交换膜在电化学中的应用基础达标练1.电渗析法是一种利用离子交换膜进行海水淡化的方法，原理如图所示，淡水最终在X和Z 室中流出。
下列说法不正确的是( )A.一般海水中含有的Ca2+、Mg2+容易生成沉淀堵塞离子交换膜，因此不能直接通入阴极室B.阳极发生电极反应：2 Cl−−2 e−=Cl2↑C.电渗析过程中阴极附近pH增大D.A膜为阳离子交换膜，B膜为阴离子交换膜答案：D解析：阴极附近是水电离出的氢离子放电，产生大量的OH−，会与Ca2+、Mg2+生成沉淀堵塞离子交换膜，因此海水不能直接通入阴极室，故A正确;阳极氯离子放电，发生氧化反应，电极反应为2 Cl−−2 e−=Cl2↑，故B正确; 阴极附近是水电离出的氢离子放电，导致氢氧根离子浓度增大，所以阴极附近溶液的pH增大，故C正确; 氯离子向阳极移动，钠离子向阴极移动，因淡水最终在X和Z室中流出，则A膜为氯离子通过的膜，而B膜为钠离子通过的膜，所以A膜为阴离子交换膜，B膜为阳离子交换膜，故D错误。
2.（北京通州高二期末）用电解法可提纯含有某些含氧酸根离子杂质的粗KOH溶液，其工作原理如图所示。
下列有关说法错误的是( )A.通电后阴极区附近溶液pH会增大B.阳极反应式为4 OH−−4 e−=2 H2O+O2↑C.纯净的KOH溶液从b出口导出D.K+通过交换膜从阴极区移向阳极区答案：D解析：电解时，阴极区溶液中的H+放电，电极反应式为2 H++2 e−=H2↑，附近溶液中氢离子浓度减小，则附近溶液的pH增大，A正确; 电解除杂过程相当于电解水，阳极上OH−放电，电极反应式为4 OH−−4 e−=2 H2O+O2↑，B正确;b电极上H+放电，附近产生OH−，则K+向b电极移动，所以除去杂质后纯净的氢氧化钾溶液从b出口导出，C正确; 阳离子移向阴极，故K+通过交换膜从阳极区移向阴极区，D错误。
3.具有高能量密度的锌—空气蓄电池是锂离子电池的理想替代品，下图是一种新型可充电锌—空气蓄电池的工作原理示意图。
新教材(广西专版)高考化学一轮复习热点专项练9电化学装置中的“离子交换膜”含答案
热点专项练9电化学装置中的“离子交换膜”1.如图是利用阳离子交换膜和过滤膜制备高纯度Cu的装置示意图,下列叙述不正确的是()A.电极A是粗铜,电极B是纯铜B.电路中通过1 mol电子,生成32 g铜C.溶液中S O42-向电极A迁移D.膜B是过滤膜,阻止阳极泥及杂质进入阴极区2.(2023广西北海模拟)我国科研人员以二硫化钼(MoS2)作为电极催化剂,研发出一种Zn-NO电池系统,该电池同时具备合成氨和对外供电的功能,其工作原理如图所示(双极膜可将水解离成H+和OH-,并实现其定向通过)。
下列说法正确的是()A.外电路中电子从MoS2电极流向Zn/ZnO电极B.双极膜右侧为阴离子交换膜C.当电路中转移0.2 mol电子时,负极质量减小6.5 gD.使用MoS2电极能加快合成氨的速率3.为实现碳回收,我国科学家设计的用电化学法还原CO2制备草酸的装置如图所示。
下列有关该装置的说法错误的是()A.a、b分别为电源的负极、正极B.电解装置左池发生的电极反应为2CO2+2e-C2O42-C.为增强溶液导电性,左池中可加入少量Na2C2O4溶液D.右池电解质溶液为稀硫酸,发生的电极反应为2H2O-4e-O2↑+4H+4.(2023河北保定期末)双极膜能够在直流电源作用下将H2O解离为H+和OH-。
以维生素C的钠盐(C6H7O6Na)为原料制备维生素C(C6H8O6,具有弱酸性和还原性)的装置如图。
下列说法正确的是()A.a离子是H+,b离子是OH-B.此装置最终既可以得到维生素C,又可以得到NaOHC.将X极区的Na2SO4替换为C6H7O6Na,可以提高维生素C的产率D.X极的电极反应式为4OH-+4e-O2↑+2H2O参考答案热点专项练9电化学装置中的“离子交换膜”1.D解析电解精炼铜时,粗铜作阳极,纯铜作阴极,根据题中装置图可知,电极A为粗铜,电极B 为纯铜,A项正确;阴极反应式为Cu2++2e-Cu,当电路中通过1 mol电子时,生成0.5 mol Cu,即生成32 g Cu,B项正确;根据电解原理,S O42-向阳极(电极A)移动,C项正确;膜A为过滤膜,阻止阳极泥及杂质进入阴极区,膜B为阳离子交换膜,D项错误。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
高考中有关离子交换膜的电化学试题
离子交换膜是一种对溶液里的离子具有选择透过能力的高分子膜。
因在应用时主要是利用它的离子选择透过性，又称为离子选择透过性膜．离子交换膜法在电化学工业中应用十分广泛。
教材中并未专门介绍，一般是在讲解氯碱工业时介绍阳离子交换膜的应用，但在近年考试中涉及离子交换膜原理的考题屡见不鲜．一、交换膜的功能：
使离子选择性定向迁移（目的是平衡整个溶液的离子浓度或电荷）。
二、交换膜在中学电化学中的作用：
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，防止阳极产生的氯气进入阴极室与氢氧化钠反应，导致所制产品不纯；防止与阴极产生的氢气混合发生爆炸）。
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， SO 42-
A 极．下列分析正确的是从右向左通过阴离子交换膜移向
A．溶液中 c(A 2＋ )减小
B．B 极的电极反应： B－2e－ = B2＋
C． Y 电极上有 H2产生，发生还原反应
D．反应初期， X 电极周围出现白色胶状沉淀，不久沉淀溶解
2．（2014·全国大纲版理综化学卷，T9）右图是在航天用高压氢镍电池基础上发展起来的一种金属氢化物镍电池(MH－Ni 电池 ) 。
下列有关说法不正确的是
－－
A．放电时正极反应为： NiOOH＋ H2O＋ e →Ni(OH) 2＋OH
B．电池的电解液可为KOH溶液
－－
C．充电时负极反应为： MH＋ OH →M＋H2O＋e
D．MH是一类储氢材料，其氢密度越大，电池的能量密度
越高
3．（2014·福建理综化学卷， T11）某原电池装置如右图所示，电池总反应为
2Ag＋ Cl 2＝ 2AgCl。
下列说法正确的是
A．正极反应为 AgCl ＋e－＝Ag ＋Cl －
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4.(2013 ·浙江高考·11) 电解装置如图所示, 电解槽内装有KI 及淀粉溶液, 中间用阴离子交换膜隔开。
在一定的电压下通电, 发现左侧溶液变蓝色 , 一段时间后 ,
蓝色逐渐变浅。
已知 :3I
-
+5I
-
+3H2 O 2+6OH=I
下列说法不正确的是()
--
A. 右侧发生的电极反应式 :2H2O+2e=H2↑+2OH
B. 电解结束时 , 右侧溶液中含有 I
C. 电解槽内发生反应的总化学方程式:KI+3H 2O KIO3+3H2↑
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反应不变
5.（ 2012 年重庆 T29(3)人工肾脏可采用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素，
原理如下图。
①电源的负极为 ________(填“A”或“B”)。
②阳极室中发生的反应依次为________、________。
③电解结束后，阴极室溶液的pH 与电解前相比将 ____________；若两极共收集到气体 13.44 L(标准状况 )，则除去的尿素为 ____________g(忽略气体的溶解 )。
6.（节选自 2013 年重庆 T11(2)）．化学在环境保护中起着
十分重要的作用，催化反硝化法和电化学降解法可用于治
－
理水中硝酸盐的污染。
电化学降解 NO3
的原理如图所示。
①电源正极为（填 A 或 B ），阴极反应式
为。
②若电解过程中转移了2mol 电子，则膜两侧电解液的质
量变化差 ( m 左－m 右)为g。
7．（节选自 2014·北京理综化学卷， T26）NH3经一系列反应可以得到HNO3。
（ 4）IV 中，电解 NO制备NH4NO3，其工作原理如上图所示，为使电解产物全部
转化为 NH4NO3，需补充物质 A，A 是_____________，说明理由：________________。
8、（ 14 分）硫化氢的转化是资源利用和
（节选自 2014·江苏单科化学卷，T20）
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 后的溶液加入到如题20 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：
2－－2－ 2 S —2e S （n—1）S+ S S n
①写出电解时阴极的电极反应式：。
② 电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质，其离子方程式可写成。
9．（节选自 2014·新课标全国卷Ⅰ）次磷酸 (H 3PO2)是一种精细磷化工产品，具有较强还原性。
回答下列问题：
(4)H3PO2也可用电渗析法制备，“四室电渗析法”工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)：
①写出阳极的电极反应式：。
②分析产品室可得到H3PO2的原因是。
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。