2024年高考化学二轮复习重难点突破：离子交换膜的分析与应用

离子交换膜的分析与应用

目录

【核心提炼•考向探究】9

1.隔膜的作用9

2.离子交换膜的类型9

3.离子交换膜类型的判断11

【题型特训•命题预测】11

【真题研析•规律探寻】2

题型一"单膜"池11

考点一"单膜"池2题型二“双膜”池19

考点二"双膜"池7题型三"多膜”池22

考点三"多膜”池8

©cm

考点要求考题统计考情分析

2023•湖北省选择性考试10题,3分;【命题规律】

2023•山东卷11题，4分；2022•山近年来，新型电化学装置中的“膜”层出不穷，高考

东卷13题，4分；2023•浙江省6月试题中往往以此为契入点，考查电化学基础知识。

选考13题，3分；2023•北京卷5题，离子交换膜是一种含离子基团的、对溶液里的离子

3分；2023•全国甲卷12题，6分；具有选择透过能力的高分子膜，又称离子交换膜。可

“单膜”池2023•广东卷16题，3分；2022•湖分三类：（1）阳离子交换膜，简称阳膜，只允许阳离

南选择性考试8题，3分；2022•浙子通过，即允许H+和其他阳离子通过，不允许阴离

江省1月选考21题，2分；2022•浙子通过；（2）阴离子交换膜，简称阴膜，只允许阴离

江省6月选考21题，2分；2021・子通过，不允许阳离子通过；（3）质子交换膜，只允

全国甲卷13题，6分；2021•湖北选许H+通过，不允许其他阳离子和阴离子通过。

择性考试15题，3分【命题预测】

预测2024年这类试题将以“文字叙述+离子交换膜+

“双膜”池2021•辽宁选择性考试13题，3分；

2021•天津卷11题，3分；2021•广电化学装置图”的方式呈现，考查的并不是离子交换

东选择性考试16题，3分膜的具体结构，而是以离子交换膜在化学电源、电

解制备物质或电渗析等方面的实际应用为载体，考

“多膜”池

查电化学基础知识及基本的化学思想与方法

一^^_使离子选择性定向移动，平衡

―一整个溶液的离子浓度或电荷

「隔离某些物质，防止阴极与阳极产

离一物之间发生反应

子

交—用于物质的制备（电解后溶液阴极

换作用

区或阳极区得到所制备的物质）

膜

一一物质分离、提纯

「阳离子交换膜（只允许阳离子通过）

Hwg-一阴离子交换膜（只允许阴离子通过）

-质子交换膜（只允许H+通过）

一双极膜（BP）（阴、阳复合膜，能解

离出H+和OFT）

—真题研析・规律探寻

考点一“单膜”池

1.（2023•湖北省选择性考试，10）我国科学家设计如图所示的电解池，实现了海水直接制备氢气技术的

绿色化。该装置工作时阳极无CL生成且KOH溶液的浓度不变，电解生成氢气的速率为xmol-h」。下列说

法错误的是（）

离子交换膜

透汽不透液态水

的PTFE膜

30%KOH溶液

海水

A.b电极反应式为2H2O+2e=H2T+2OH-

B.离子交换膜为阴离子交换膜

C.电解时海水中动能高的水分子可穿过PTFE膜

D.海水为电解池补水的速率为Ixmol-h」

2.（2023•山东卷，11）（双选）利用热再生氨电池可实现CuSC>4电镀废液的浓缩再生。电池装置如图所示,

甲、乙两室均预加相同的CuSO4电镀废液，向甲室加入足量氨水后电池开始工作。下列说法正确的是（）

CuSO4

溶液

A.甲室Cu电极为正极

B.隔膜为阳离子膜

2+2+

C.电池总反应为：CU+4NH3=[CU（NH3）4]

D.NH3扩散到乙室将对电池电动势产生影响

3.（2022•山东卷，13）（双选）设计如图装置回收金属钻。保持细菌所在环境pH稳定，借助其降解乙酸

盐生成CO2,将废旧锂离子电池的正极材料LiCoCh转化为C02+,工作时保持厌氧环境，并定时将乙室溶液

转移至甲室。已知电极材料均为石墨材质，右侧装置为原电池。下列说法正确的是（）

A.装置工作时，甲室溶液pH逐渐增大

B.装置工作一段时间后，乙室应补充盐酸

++2+

C.乙室电极反应式为LiCoO2+2H2O+e-+4H=Li+Co+4OH-

D.若甲室C02+减少200mg,乙室Cc）2+增加300mg,则此时已进行过溶液转移

4.（2023•浙江省6月选考，13）氯碱工业能耗大，通过如图改进的设计可大幅度降低能耗，下列说法不事

琥的是（）

饱和NaCI溶液也。（含少量NuQH）

A.电极A接电源正极，发生氧化反应

B.电极B的电极反应式为：2H2O+2e-=H2T+2OH-

C.应选用阳离子交换膜，在右室获得浓度较高的NaOH溶液

D.改进设计中通过提高电极B上反应物的氧化性来降低电解电压，减少能耗

5.（2023•北京卷，5）回收利用工业废气中的CO2和SO2,实验原理示意图如下。

含co2和

so2的废气

下列说法不正确的是（）

A.废气中SO2排放到大气中会形成酸雨

B.装置a中溶液显碱性的原因是HCO3-的水解程度大于HCO3-的电离程度

C.装置a中溶液的作用是吸收废气中的CO2和SO2

由角W

22

D.装置b中的总反应为SO3-+CO2+H2O===HCOOH+SO4-

6.（2023•全国甲卷，12）用可再生能源电还原CO2时，采用高浓度的K+抑制酸性电解液中的析氢反应

来提高多碳产物（乙烯、乙醇等）的生成率，装置如下图所示。下列说法正确的是（）

A.析氢反应发生在IrOx-Ti电极上

B.Cl<Cu电极迁移到IrOx-Ti电极

C.阴极发生的反应有：2co2+12H++12e-=C2H4+4压0

D.每转移Imol电子，阳极生成11.2L气体（标准状况）

7.（2023•广东卷，16）用一种具有“卯桦”结构的双极膜组装电解池（下图），可实现大电流催化电解KNO3

溶液制氨。工作时，压0在双极膜界面处被催化解离成H+和OH,有利于电解反应顺利进行。下列说法不

正确的是（）

A.电解总反应：KNO3+3H2O=NH3-H2O+2O2t+KOH

B.每生成ImolNH3-H2O,双极膜处有9mol的H2O解离

C.电解过程中，阳极室中KOH的物质的量不因反应而改变

D.相比于平面结构双极膜，“卯桦”结构可提高氨生成速率

8.（2022•湖南选择性考试，8）海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂-海水电池构造示意图如下。

下列说法错误的是（）

玻璃陶瓷

A.海水起电解质溶液作用

B.N极仅发生的电极反应：

C.玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能

D.该锂-海水电池属于一次电池

9.（2022•浙江省1月选考，21）pH计是一种采用原电池原理测量溶液pH的仪器。如图所示，以玻璃电

极（在特制玻璃薄膜球内放置已知浓度的HC1溶液，并插入Ag—AgCl电极）和另一Ag—AgCl电极插入待测

溶液中组成电池，pH与电池的电动势E存在关系：pH=（E-常数）/0.059。下列说法正确的是（）

A.如果玻璃薄膜球内电极的电势低，则该电极反应式为：AgCl（s）+e-=Ag（s）+Cl（0.1mol-L-1）

B.玻璃膜内外氢离子浓度的差异不会引起电动势的变化

C.分别测定含已知pH的标准溶液和未知溶液的电池的电动势，可得出未知溶液的pH

D.pH计工作时，电能转化为化学能

10.（2022•浙江省6月选考，21）通过电解废旧锂电池中的LiMmCU可获得难溶性的Li2co3和MnO2,

电解示意图如下（其中滤布的作用是阻挡固体颗粒，但离子可自由通过。电解过程中溶液的体积变化忽略不

A.电极A为阴极，发生还原反应

B.电极B的电极发应：2H2O+Mn2+-2e=MnO2+4H+

C.电解一段时间后溶液中MM+浓度保持不变

D.电解结束，可通过调节pH除去MW,再加入Na2cO3溶液以获得Li2cCh

11.（2021•全国甲卷，13）乙醛酸是一种重要的化工中间体，可果用如下图所示的电化学装置合成。图

中的双极膜中间层中的H2O解离为H+和OH-,并在直流电场作用下分别问两极迁移。下列说法正确的是（）

电源

石

于

铅00Br2

睾

电0IIII、

1电

极HH—C—C—H

（乙醛酸）+（乙一醛）极

+

\oo00>

02Br-

_HnH

HO-C—COH，C-C-H

一（乙二酸）（乙醛酸）

饱和乙二酸溶液~双极膜乙二酸+KBr溶液

A.KBr在上述电化学合成过程中只起电解质的作用

OOOO

B.阳极上的反应式为：H°LOH+2H++2LH。—H+%。

C.制得2moi乙醛酸，理论上外电路中迁移了1mol电子

D.双极膜中间层中的H+在外电场作用下向铅电极方向迁移

12.（2021•湖北选择性考试，15）Na2Cr2O7的酸性水溶液随着H+浓度的增大会转化为CrCh。电解法制

备CrCh的原理如图所示。下列说法错误的是（）

H

022

酸性

Na,Cr。NaOH

水溶液水溶液

离子交换膜

A.电解时只允许H+通过离子交换膜n

B.生成02和H2的质量比为8:1

C.电解一段时间后阴极区溶液0H-的浓度增大

+

D.CrCh的生成反应为：Cr2O?-+2H=2CrO3+H2O

考点二“双膜”池

1.（2021•辽宁选择性考试，13）利用（QHl）电解转化法从烟气中分离CO?

的原理如图。已知气体可选择性通过膜电极，溶液不能通过。下列说法错误的是（）

电源

烟气=

（含三——Ar

膜

电

极

出Ev-=*-I1HI2

M极N极

A.a为电源负极B.溶液中Q的物质的量保持不变

C.CC>2在M极被还原D.分离出的CO?从出口2排出

2.（2021•天津卷，11）如下所示电解装置中，通电后石墨电极n上有02生成，Fe2O3逐渐溶解，下列判

断错误的是（）

阴离子交换膜质子交换膜

A.a是电源的负极

B.通电一段时间后，向石墨电极II附近滴加石蕊溶液，出现红色

C.随着电解的进行，CuCL溶液浓度变大

D.当O.OlmolFe2O3完全溶解时，至少产生气体336mL（折合成标准状况下）

3.（2021•广东选择性考试，16）钻（Co）的合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。如图为水溶

液中电解制备金属钻的装置示意图。下列说法正确的是（）

A.工作时，I室和n室溶液的pH均增大

B.生成ImolCo,I室溶液质量理论上减少16g

C.移除两交换膜后，石墨电极上发生的反应不变

D.电解总反应：为2co2++2比0遽里2Co+O2T+4H+

考点三“多膜”池

1.[2014•全国卷I,27（4）]H3P。2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）:

阳极室产品室原料室阴极室

①写出阳极的电极反应式:

②分析产品室可得到H3P。2的原因：.

③早期采用“三室电渗析法”制备H3P02：将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3P02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。

第一步：分清隔膜类型。即交换膜属于阳膜、阴膜或质子膜中的哪一种，判断允许哪种离子通过隔膜。

第二步：写出电极反应式，判断交换膜两侧离子变化，推断电荷变化，根据电荷平衡判断离子迁移方

向。

第三步：分析隔膜作用。在产品制备中，隔膜作用主要是提高产品纯度，避免产物之间发生反应，或

避免产物因发生反应而造成危险。

核心提炼・考向探究

1.隔膜的作用

交换膜隔离两种电解质溶液，避免负极材料与能发生反应的电解质溶液直接接触，能提高电流效率。

在这种装置中，交换膜起到盐桥作用，且优于盐桥（盐桥需要定时替换或再生）。通过限制离子迁移，使指定

离子在溶液中定向移动形成闭合回路，完成氧化剂和还原剂在不接触条件下发生氧化还原反应。

实质I—

—＞双液

r阳离子交换股：股仃微孔,孔道行许多负电荷基团.阳离子自由通过,「离子受阻.

分类—质子交换腴：阳离子交换膜料例,仅允许।「通过

I—阴离子交换膜：JK有微孔，孔道有许多正电荷基01.阴离子白由通过,阳离子受班

隔离某些物质，防止发生反应

用于物质的制备

用于物质分离、提纯

2.离子交换膜的类型

（1）阳离子交换膜（只允许阳离子和水分子通过，阻止阴离子和气体通过）

以锌铜原电池为例，中间用阳离子交换膜隔开

锌铜原电池

①负极反应式：Zn-2e-Zn2+

ZnL②正极反应式：Cu2++2e=Cu

甲乙

-3C③Zn?+通过阳离子交换膜进入正极区

/阳，子

1mol-L-'

1mobL-1④阳离子一透过阳离子交换膜-原电池正极（或电解池的阴极）

交换膜CuSO,t(aq)

ZnSO4(aq)

（2）阴离子交换膜（只允许阴离子和水分子通过，阻止阳离子和气体通过）

以Pt为电极电解淀粉-KI溶液，中间用阴离子交换膜隔开

___________■1__________

1J①阴极反应式：2H2O+2e-=H2f+2OH-

②阳极反应式：2r-2e=l2

Pt、/Pt③阴极产生的OH-移向阳极与阳极产物反应：3l2+6OH-=IO+5I-

33

-—一阴离子

+3HO

&交换膜2

④阴离子一透过阴离子交换膜一电解池阳极（或原电池的负极）

（3）质子交换膜（只允许H+和水分子通过）

AB在微生物作用下电解有机废水（含CHCOOH）,可获得清洁能源H2

—|o电源。|—3

厂①阴极反应式：2H++2e=H2T

惰

性②阳极反应式：

电CH3coOH-8e-+2H2O=2CO2T+8H+

极

£1确③阳极产生的H+通过质子交换膜移向阴极

有机废水稀

/

质子交换膜④H+-透过质子交换膜-原电池正极（或电解池的阴极）

（4）电渗析法

3.离子交换膜类型的判断

(1)看清图示，是否在交换膜上标注了阴、阳离子，是否标注了电源的正、负极。是否标注了电子流向、

电荷流向等，明确阴、阳离子的移动方向。

(2)根据电解池中阴、阳离子的移动方向，结合题中给出的已知信息，找出物质生成或消耗的电极区域,

确定移动的阴、阳离子，从而推知离子交换膜的种类。

4.电解池中某极区溶液质量变化与pH分析。

在含有离子交换膜的电解池中，要判断一个极区溶液质量或溶液pH的变化，应综合考虑电极反应引起

的溶液质量变化和通过离子交换膜、离子的迁移引起的质量变化。如：下列装置中每通过1mol电子，稀硫

酸的变化：

NaOHNaB(OH)4稀硫酸

稀溶液浓溶液稀溶液

(l)b极的电极反应为2H2O-4e-=O2f+4H+,通过1mol电子时，有0.5mol七0放电，产生lmolH+。

(2)通过1mol电子时，有1molH+从稀硫酸中通过阳膜进入产品室。因此通过1mol电子时，稀硫酸中

反应消耗0.5mol生成的02逸出，生成的H+迁移至产品室，则质量减少9g。稀硫酸中H+的物质的

量不变，若不考虑溶液体积变化，则溶液pH不变。

题型特训・命题预测

题型一“单膜”池

1.(2024•云南省部分名校高三理科综合能力测试)馍氢电池的工作原理如图所示，放电时，电流由a极

经外电路流向b极。下列叙述正确的是()

A.放电时,

B.充电时,a极与电流负极连接

C.放电时,a极的电极反应式为NiO(OH)+e-+H2O=Ni(OH)2+OH-

D.充电时,b极的电极反应式为MHx+OH--e=MHx-i+H2O

2.(2024•河南•高三湘豫名校联考联盟高三联考)KMnCU是一种重要的化学试剂，电解KzMnCU及某种

稀碱性溶液可得到KMnCU、KOH,其工作原理如图所示（电极材料是铁与箱），电解中M电极周围溶液逐渐

变成紫红色，下列说法错误的是（）

A.电极电势：a>b

B.N电极电极反应式为2H2O+2e=2OH-+H2T

C.当电路中有2moi电子转移时，会有78g离子通过X膜

D.M电极是铁、N电极是钳

3.（2024•湖北省名校联考高三期中）传统合成氨采用氢气作为氢源，能耗高，我国科研机构采用水作为

氢源，通过如图电化学装置实现了常温下氨的合成。下列说法正确的是（）

N2-电源

MO2N/GCE石墨

A.在阳极池中加入盐酸不影响气体产物的成分

B.隔膜为阳离子交换膜，H+通过该隔膜向左池移动

C不考虑损耗,理论上氨气和氧气的产出比［黄为a

D.合成氨过程中，电子通过石墨电极流入电源的负极

4.（2023•广东省佛山市二模）过硫酸俊［（NH4）2S2O8］可用作氧化剂、漂白剂。利用电解法在两极分别生产

过硫酸核和过氧化氢的装置如图所示。下列说法错误的是（）

ab

阴

^»(NH4)2S2O8

离

Pt子

交

电H2SO4

极换

膜

室

°2方。2室I室E-(NH4)2SO4

A.a为外接电源的负极

+22

B.电解总反应：O2+2H+2SO4-AMH2O2+S2O8-

C.阴离子交换膜可用阳离子交换膜替代

D.电解池工作时，I室溶液质量理论上逐渐减小

5.（2024•江苏泰州高三期中）科学家利用氨硼烷设计成原电池装置如题图所示，常温下该电池总反应为

NH3BH3+3H2O2=NH4BO2+4H2O0下列说法正确的是（）

氨硼烷

水耳。2溶液

二二二。室二三二Wb室

质子交换膜

A.b室为该原电池的负极区

B.放电过程中，H+通过质子交换膜由b室移向a室

++

C.a室的电极反应式为NHB-BH3+2H2O-6e-=4NH4+BO2+6H

D.其他条件不变时，向H2O2溶液中加入适量NaOH溶液能增大电流强度

6.（2023•浙江省杭州地区（含周边）重点中学高三联考化）科学家利用多晶铜高效催化电解CO2制乙烯,

原理如图所示。已知：电解前后电解液浓度几乎不变。下列说法正确的是（）

阴离子多晶铜

伯电极,交换膜

持续通入CO2

pH«8KHCO3溶液

A.伯电极为阳极，产生的气体是。2和CO2

2

B.铜电极的电极反应式为2CO2+12HCO3-+12e-=C2H4+12CO3+4H2O

C.通电过程中，溶液中HCCh-通过阴离子交换膜向右槽移动

D.当电路中通过0.6mol电子时，理论上能产生C2H41.12L

7.（2024•山东潍坊安丘市三区县高三过程性测试）西北工业大学推出一种新型Zn-NO2电池，通过自供

电实现NO2-转化为NH3,装置如图所示。下列说法错误的是（）

A.b电极为原电池的正极

B.装置工作时c极区溶液的pH减小

C.d电极反应式为NO2-+5H2O+6e=NH3+7OH-

D.装置工作时，若消耗6.5gZn,理论上能得到0.03molNH3

8.（2023届•辽宁省鞍山市普通高中第一次质量监测）工业电解丙烯晴（CH2=CHCN）制己二晴[NC（CH2）4CN]

的原理如图所示。相关说法正确的是（）

I里

_r离

-^H2C=CHCN

子

交

换

稀

膜

;硫

<—NC（CH2）4CN乙

酸

-II一室室

有机电解质及1%异丙醇

A.乙室电极反应：2H2O-4e-=C）2T+4H+

B.该生产过程离子交换膜为阴离子交换膜

C.甲室碳棒为阳极，工作温度较高电极会有损失

D.生产中若收集44.8L气体，转移电子8moi

9.（2023届•安徽省蚌埠市高三第一次教学质量检查）铜基配合物电催化还原CO2的装置原理如图所示,

下列说法不正确的是（）

酸性电解质溶液

A.石墨烯为阳极，发生电极反应为CC）2+2e-+2H+=HCOOH

B.Pt电极附近溶液的pH值减小

C.每转移2moi电子，阳极室、阴极室溶液质量变化量的差值为28g

D.该装置可减少C02在大气中累积和实现可再生能源有效利用

10.（2023届•广东省深圳市光明区一模）某科研小组利用下图装置完成乙快转化为乙烯的同时为用电器供

2+2+22

电。其中锌板处发生的反应有:®Zn-2e-=Zn；®Zn+4OH=[Zn（（OH）4]-;③Zn[Zn（（OH）4]=ZnO+2OH+H2O0

下列说法不正确的是（）

A.电极a的电势高于电极b的电势

B.放电过程中正极区KOH溶液浓度保持不变

C.电极a上发生的电极反应式为C2H2+2H2O+2e=C2H4+2OH-

D.电解足量CuSCU溶液，理论上消耗2.24L（标准状况）C2H2时，生成6.4gCu

11.（2024•山东德州高三期中）我国科学家设计的耦合光催化、电催化分解水的装置如图所示，光照时,

光催化电极产生电子⑹）和空穴（h+）。下列有关说法错误的是（)

光催化装置电催化装置

A.气体X为氢气，气体Y为氧气

B.离子交换膜为阳离子交换膜

C.光催化装置中生成L-的反应为31-+2h+=b

D.每分解0.01molH20光催化装置生成1.905gl3-

12.（2024•浙江省温州市普通高中高三一模）利用电化学富集海水中锂的电化学系统如图所示。该电化

学系统的工作步骤如下：

①启动电源1,MnCh所在腔室的海水中的Li+进入MnC>2结构形成LiMn2O4；

②关闭电源1和海水通道，启动电源2,使LixMn2O4中的Li+脱出进入腔室2。

下列说法不氐题的是（）

|海水

A.启动电源1时，电极1为阳极，发生氧化反应

B.启动电源2时MnO2电极反应式为：2MnC）2+xLi++xe-=LixMn2O4

C.电化学系统提高了腔室2中LiOH的浓度

D.启动至关闭电源1,转化的n（MnC>2）与生成的nQ）之比为20:3,可得LixMmCU中的x=1.2

13.（2024•浙江省金华市十校选考模拟考试）海水原位直接电解制氢技术是利用海水侧和电解质侧的水

蒸气压力差使海水自然蒸发，并以蒸汽形式通过透气膜扩散到电解质侧重新液化，为电解提供淡水（工作时

KOH溶液的浓度保持不变）。装置如图所示，下列叙述不正确的是（）

透气膜a离子交换膜b透气膜a

A.M电极反应式为4OH--4鼠=O2f+2H2O

B.该技术避免了生成强氧化性的含氯粒子腐蚀电极

C.离子交换膜b为阳离子交换膜

D.当产生标准状况下33.6LH2时，有1.5molH2O（g）透过透气膜a

14.（2022•山东省威海市二模）工业上用石墨和铅作电极，用双极膜电解葡萄糖溶液制备甘露醇和葡萄

糖酸盐。已知在直流电场作用下，双极膜将水解离为H+和OH-并实现其定向通过，电解过程如图所示。下

列说法错误的是（）

A.b极材料为石墨，接电源正极

B.通电后双极膜中产生的0H-向b极定向移动

0H

0H

C.生成葡萄糖酸盐的反应为:+BrO3-+OH=HOCH2(CHOH)4COO-+Br+H2O

OH

D.理论上若生成Imol甘露醇，则可生成Imol葡萄糖酸盐

15.（2022•山东师范大学附中模拟预测）天津大学研究团队以KOH溶液为电解质，CoP和Ni2P纳米片

N

H

为催化电极材料，电催化合成偶氮化合物（N）的装置如图所示（R代表煌基）。下列说法不正确的

是（）

A.若用铅蓄电池作为电源，CoP极连接铅蓄电池的铅电极

B.离子交换膜是阴离子交换膜

C.偶氮化合物具有顺反异构体，合成Imol物质，需转移4moi电子

D.Ni2P电极反应式为RCH2NH2—4e-+4OH-=RCN+4H2O

16.有一种将乙烯高效转化为环氧乙烷的电化学合成方法，如图所示。反应在KC1电解液的流动池中

进行，电解结束后，将阴阳极电解液输出混合，便可生成环氧乙烷。下列说法正确的是（）

泡沫银电极

-2?二二二二二二二二二二二

，----------------------------------------------------------------------QTJ

2CrCl2+H2o--H0C1+HC1I

C2H4»A+HC1—|

离子交换膜―»/\+2Cr+2H2。

O<OOOO°OOO°O<OcPo0

钳箔电极

A.泡沫保电极附近溶液pH减小

B.通电时，图中阴离子从上往下迁移通过阴离子交换膜

C.用该方法制备环氧乙烷的过程总反应为CH2=CH2+HOC1^^Q^+HC1

D.当电路中通过2moi电子时，泡沫银电极上会产生22.4L气体（标准状况）

0

二^17.（2023届•湖南省长沙一中高三模拟）双极膜电渗析法制备缩水甘油的原理：

将3-氯-1,2-丙二醇的水溶液通过膜M与双极膜之间的电渗析室，最终得到的缩水甘油纯度很高（几乎不含

无机盐）。已知：由一张阳膜和一张阴膜复合制成的阴、阳复合膜为双极膜。在直流电场的作用下，双极膜

复合层间的H2O解离成0H-和H+并分别通过阴膜和阳膜。下列说法正确的是（）

双极膜

T

A.装置工作时，3-氯-1,2-丙二醇被氧化

B.通电后，电渗析室内溶液的pH变小

C.膜M为阳离子交换膜

D.装置工作时，阴极上发生的电极反应：2H++2e=H2T

18.（2023届•湖南省益阳市高三教学质量调研）锂离子电池具有质量小、体积小、储存和输出能量大等特

点，是多种便携式电子设备和交通工具的常用电池。一种锂离子电池的结构及工作原理如图所示，电解质

溶液为LiPF6（六氟磷酸锂）的碳酸酯溶液（无水）。下列说法错误的是（）

无工…型曳一

A.放电时电极a为电池的正极，充电时电极b作阳极

B.放电时负极反应式为：LixCy-xe=xLi++Cy

C.电池放电时总反应为：LixCy+Lii-xCoO2=LiCoO2+Cy

D.放电充电时，锂离子往返于电池的正极负极之间，完成化学能与电能的相互转化

题型二“双膜”池

1.（2024•黑龙江省龙东五地市高三联考）一种成本低、稳定性好的全碱性多硫化物-空气液流二次电池工

作时，原理如图所示，下列说法错误的是（）

A.膜a为阳离子交换膜，膜b为阴离子交换膜

B.连接负载时，X极的电极反应式为2s2"2e=S42-

C.连接电源时，I室的Na+数目增加

D.连接电源时，电路中每通过0.5mol电子，生成NaOH的质量为20g

2.（2023届•江苏省南通市高三期初教学质量调研）一种水性电解液Zn-MnCh离子选择双隔膜电池如下图

所示。（已知在KOH溶液中，Zn2+以Zn（OH）42-存在）。下列叙述不正确的是（）

MnO2

A.放电时Zn作负极

B.a为阳离子交换膜，b为阴离子交换膜

+2+

C.放电时MnCh电极上发生的反应：MnO2+4H+2e-=Mn+2H2O

D.电路中每通过1mol电子，Zn电极的质量减小32.5g

3.（2023届•辽宁省沈阳市第一二。中学高三模拟）高铁酸钠（NazFeCU）是一种新型的消毒剂，以Fe、Ni

为电极制取Na2FeO4的原理如图所示。下列叙述错误的是（）

2

A.Fe电极的电极反应式为Fe-6e-+8OH=FeO4-+4H2O

B.离子交换膜b为阴离子交换膜

C.通入I室的水中加入少量NaOH,可以加快高铁酸钠的生成

D.每生成0.1molNa2FeO4,II室中溶液减少的质量为32.0g

4.我国科研人员以二硫化铝（M0S2）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M0S2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0.2mol电子时负极质量减小6.5g

D.使用MOS2电极能加快合成氨的速率

5.双极膜电渗析法制疏基乙酸（HSCH2coOH）和高纯度NaOH溶液的原理如图所示，其中a,b为离子

交换膜，双极膜在直流电压下可解离出H+和0H-。

HSCH2COOH高纯度NaOH溶液

膜双极膜+膜b

JIIL

NaOH溶液HSCH2coONa纯水NaOH溶液

碱室1盐室碱室2

已知：双极膜复合层间H20能解离为H+和OH\且实现H+和0H-的定向通过。下列说法正确的是（）

A.M极连接电源的正极，电极反应式为2H2O—4e-=4H++O2T

B.膜a和膜b均为阳离子交换膜，Na+经膜a由盐室移向碱室1

C.电解一段时间后，碱室2中NaOH溶液浓度变大

D.若将盐室中原料换成Na2s04溶液，当外电路中通过2moie-时，可生成2moiH2so4

6.（2024•山东省普通高中高三联合质量测评）利用热再生氨电池可实现（CuS04电镀废液的浓缩再生，同

时利用该电池电解Na2sCU溶液（a、b电极均为石墨电极），可以制得。2、H2>H2s。4和NaOH装置如图所示,

甲、乙两室均预加相同的CuS04电镀废液，向甲室加入足量氨水后电池开始工作。下列说法正确的是（）

A.隔膜为阳离子膜

B.当电路中转移2moi电子时，ImolS04z-通过膜d向右移动

2+2+

C.电池总反应为：Cu+4NH3=[CU（NH3）4]

D.M、P、X、Y对应的物质分别是稀硫酸、稀NaOH溶液、H2,02

7.（2024•浙江省宁波市高三选考模拟考试）电解硫酸钠溶液制取电池正极材料LiN]Co；MnQ的前驱体

Ni.COiMn,（0H）2；其工作原理如图所示:

333

Na2so4溶液

下列说法不氐题的是（）

A.a是直流电源的正极，石墨电极发生氧化反应

B.交换膜A是阴离子交换膜，通电一段时间，I室pH降低

C.当产生O.lmol的NiiC0jM、（0H）2时，标准状况下纯钛电极上至少产生M2L气体

333

D.若将纯钛电极直接放入II室，则纯钛电极上会有金属与前驱体附着而使产率降低

题型三“多膜”池

1.（2023届•湖南省永兴县第一中学高三模拟）一种电解法制备Ca（H2Po4）2并得至!!NaOH等副产物的示意

装置如图，下列说法正确的是（