有关离子交换膜的电化学试题解题策略

离子交换膜在高考电化学试题中的常见考点归纳

高三化学备课组耿磊

一、氯碱工业原理

答案：D:精制NaCl F：氯气 E：稀NaCl X：阳离子交换膜 A：H2O（含少量NaOH）

C：H2 B：NaOH

延伸：如下图所示，在没有离子交换膜的情况下，用惰性电极电解饱和氯化钠溶液，可以制取环保型消毒液，请写出电池总反应式。

NaCl+H2O=NaClO+H2【类题训练1】某研究小组用NaOH溶液吸收尾气中的二氧化硫，将所得的Na2SO3溶液进行电解循环再生，这种新工艺叫再生循环脱硫法；其中阴阳膜组合循环再生机理如图，a、b离子交换膜将电解槽分为三个区域，电极材料为石墨。

①图中a表示离子交换膜（填“阴”或“阳”）。

A，E分别代表生产中的原料或产品，其中C 为硫酸，则A表示，E表示。

【类题训练2】

（1）写出用惰性电极电解硫酸钠水溶液的总反应式2H2O=2H2+O2 __

（2）某同学根据氯碱工业中的膜技术原理，设计出了一个电解硫酸钠溶液制氢氧化钠溶液和硫酸溶液的装置，标出进出物质的化学式：

A___O2________；B____H2_______；C___NaOH________；D_____H2O（含少量NaOH）______；

E_____Na2SO4______；F_____H2O（H2SO4）______；G__H2SO4_________。膜b为___阳离子________（填“阳离子交换膜”或“阴离子交换膜”）。

此装置中的电解总方程式为：_2Na2SO4+6H2O=2H2+O2+2H2SO4+4NaOH

【类题训练3 (2016全国新课标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2

4

SO-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。B

下列叙述正确的是

A.通电后中间隔室的2

4

SO-离子向正极区迁移，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.负极区反应为2H 2O–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

二、高考题中的离子交换膜类电化学装置

1、物质的制备

（1）选择型

(2013·浙江高考·11)通过如下电解装置制备KIO3,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:3I2+6OH-=I+5I-+3H2O 下列说法不正确的是 D

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+3H2O 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

【类题训练4】加碘食盐中含有碘酸钾(KIO3)，现以电解法制备碘酸钾，实验装置如图所示。先将一定量的碘溶于过量氢氧化钾溶液，发生反应：3I2+6KOH=5KI+KIO3+3H2O，将该溶液加入阳极区，另将氢氧化钾溶液加入阴极区，开始电解。下列说法中正确的是C

A．图中离子交换膜为阳离子交换膜

B．随着电解进行，阴极区KOH溶液浓度会逐渐减小

C．a电极反应式：I―—6e―+6OH―= IO3―+3H2O

D．当阳极有0.1mol I―放电时，阴极生成6.72LH2

（2）原理简述型

（节选自2014·新课标全国卷Ⅰ）H3PO2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)：

分析产品室可得到H3PO2的原因是______阳极室的H+穿过阳膜进入产品室，原料中的H2PO2-穿过阴膜进入产品室，二者反应得到_________________________

【类题训练5】用Na2SO3溶液充分吸收SO2得NaHSO3溶液，然后电解该溶液可制得硫酸和X。电解原理示意图如下

问题：X物质是什么？简述获得该物质的原理（用必要的方程式和文字加以解释）

Na2SO3

【类题训练6】电渗析法处理厨房垃圾发酵液，同时得到乳酸的原理如下图所示(图中“HA”表示乳酸分子，A－表示乳酸根离子)。

简述浓缩室中得到浓乳酸的原理：_阳极氢氧根放电，氢离子浓度增大，从_阳极通过阳离子交换膜进入浓缩室，阴极区氢离子放电，浓度下降，A-通过阴离子交换膜从阴极进入浓缩室，二者反应得到______________________________________ 2、分离、提纯物质

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（只允许阳离子通过），其工作原理如图所示。下列说法中不正确的是C

A．阴极材料可以是Fe，含氧酸根杂质不参与电极反应

B．该电解槽的阳极反应式为：4OH――4e－= 2H2O+O2↑

C．通电后，该电解槽阴极附近溶液的pH会逐渐减小

D．除去杂质后，氢氧化钾溶液从出口B导出来

3、离子迁移型系列定量计算

（1）有实验小组想以如右图所示装置将SO2转化为某种重要的化工原料,当有0.25mol SO2被吸收时，通过质子（H+）交换膜的H+的物质的量为0.5mol

（2）（2014·福建理综化学卷，T11）某原电池装置如图所示，电池总反应为2Ag＋Cl22AgCl。下列说法正确的是D

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