資源簡介

(共52張PPT)
主講老師：
專題6
離子交換膜
高中化學二輪復習課件
2024
1-各種各樣的離子交換膜
1.什么是離子交換膜？
離子交換膜一種含離子基團的、對溶液里的離子具有選擇透過能力的高分子膜。在應用時，主要是利用它的離子選擇透過性。
2.離子交換膜的功能：
使離子選擇性定向遷移(目的是平衡整個溶液的離子濃度或電荷)。
3.離子交換膜在電化學中的作用：
(1)隔離某些物質或離子，防止陰極產物和陽極產物發生反應。
(2)用于物質的制備，在陰極或陽極得到對應的產物。
(3)對物質進行分離、提純等。
原電池：正→正；負→負；電解池：陰陽相吸
選擇透過或不能透過的，可以是分子、離子、氣體，水等
離子定向運動的另一種動力：濃差,高濃度到低濃度。
4.離子交換膜的類型：
陽離子交換膜
陰離子交換膜
質子交換膜
只允許陽離子通過，阻止陰離子和氣體通過
陰離子交換膜只允許陰離子通過
質子交換膜只允許質子(H＋)通過
雙 極 膜
陽離子向“正極”或“陰極”遷移
陰離子向“負極”或“陽極”遷移
雙 極 膜
雙極膜在直流電作用下將水解離 ,膜兩側分別得到H+和OH-,與其他陰膜、陽膜組合成雙極膜電滲析系統 , 可在不引入新組分的情況下，將鹽轉化為對應的酸和堿 。
陽極
陰極
H+
H+
H+
H+
H+
H+
OH－
OH－
OH－
OH－
OH－
OH－
OH－
OH－
OH－
OH－
OH－
OH－
H+
H+
H+
H+
H+
H+
朝向陰極方向，產生的是H+
朝向陽極方向，產生 OH-
分化式的電滲析膜
2024
2-離子交換膜的3大作用
甲池中發生反應
Zn－2e－＝Zn2＋，
導致c(Zn2＋)增大
乙池中發生反應：Cu2＋＋2e－＝Cu，導致c(Cu2＋)減小
要得到穩定的電流，甲池中的Zn2＋ 通過離子交換膜進入乙池，保持溶液中的電荷平衡，而陰離子并不通過交換膜，所以c(SO42-)保持不變
作用1：平衡左、右兩側電荷，得到穩定電流
【典例】氯堿工業——立式陽離子隔膜電解槽
+ -
精制
飽和食鹽水
水(含少量NaOH)
Cl2 H2
NaOH溶液
淡鹽水
Na+
陽離子交換膜的作用：(1)防止H2,Cl2混合發生爆炸；（2）阻止Cl2和NaOH反應導致NaOH不純
陰極：碳鋼網
陽極：鈦網
作用2：隔離某些物質或離子，防止陰極產物和陽極產物發生反應
電解原理
陽極：2Cl-－2e-＝Cl2↑
陰極：2H2O＋2e-＝H2↑+2OH-
總反應：
2NaCl＋2H2O===2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
電解
陰極：放氫生堿
陽極：氯氣
【典例】氯堿工業——假如換成陰離子交換膜，得到NaClO溶液！
+ -
精制
飽和食鹽水
水(含少量NaOH)
Cl2 H2
NaOH溶液
淡鹽水
NaClO
OH-
電解原理
陰離子交換膜的作用：(1)防止H2,Cl2混合發生爆炸；（2）促使Cl2和NaOH反應生成NaClO產品
陰極：碳鋼網
陽極：鈦網
【注意】 為什么不用陰離子交換膜？換膜換反應，換產物！
陽極：2Cl-－2e-＝Cl2↑
陰極：2H2O＋2e-＝H2↑+2OH-
反應：
2NaCl＋2H2O===2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
Cl2 + 2NaOH = NaCl + NaClO + H2O
總反應NaCl + H2O ====NaClO + H2↑
電解
電解
作用3.制備某些特定產品
【典例】用NaOH溶液吸收煙氣中的SO2，將所得的Na2SO3溶液進行電解，可循環再生NaOH，同時得到H2SO4，其原理如圖所示：
左池為陰極：2H2O＋2e－＝H2↑＋2OH－，導致陰極區域c(OH－)增大，放置陽離子交換膜可讓Na＋向陰極定向移動，從而產生高濃度的NaOH溶液
右池中陽極電極反應式：SO32-－2e－＋H2O＝SO42-＋2H＋ ，陰離子交換膜可使SO32－移向陽極區，而發生上述反應，故在陽極區產生高濃度的硫酸
陽極：放氧生酸
陰極：放氫生堿
稀NaOH
較濃H2SO4
電解Na2SO3得到NaOH，H2SO4
類型：分化型電解:鹽→酸、堿
2024
3-各類離子交換膜詳解
單陽膜
（2）不允許陰離子通過進入陽極區，防止陽極產物與陰離子反應
（1）只允許陽離子通過
【典例1】(2020·浙江1月選考，18)在氯堿工業中，離子交換膜法電解飽和食鹽水如圖，下列說法不正確的是（ ）
A.電極A為陽極，發生氧化反應生成氯氣
B.離子交換膜為陽離子交換膜
C.飽和NaCl溶液從a處進，NaOH溶液從d處出
D.OH－遷移的數量等于導線中通過電子的數量




D
A對，電極A上產生Cl2，則電極A是陽極，發生氧化反應：2Cl－－2e－=Cl2↑
B對，用陽離子交換膜，避免陰極的OH-穿膜與陽極的氣體Cl2反應使NaOH不純；避免H2，Cl2混合發生爆炸。
濃鹽水
稀NaOH
稀鹽水
濃NaOH
陽極：Cl2,O2
陰極：Ag,Cu,H2
單陽膜
D錯，因陽離子交換膜的存在，Na+遷移，OH-不遷移。
2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑
①寫出電解時陰極的電極反應式：
+ -
陽 陰
K+
【典例2】[2018·全國卷Ⅲ，27(3)①②]KIO3也可采用“電解法”制備，裝置如圖所示：
(1) 先確定正負、陰陽極
(2) 離子運動方向：陰陽相吸
(3) 陰極：放氫生堿
陽極區成分：
3I2 +6OH- = IO3-+5I- +3H2O
(4) 陽極：
2I- -2e- = I2 ①
3I2 +6OH- = IO3-+5I- +3H2O
陽極總反應：①×3+②
I--6e- +6OH- = IO3- +3H2O
6OH- IO3-
3I2 －－－
5I-
②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________ 。
K＋
由a到b
【典例3】（2022全國乙卷·6）Li－O2電池比能量高，在汽車、航天等領域具有良好的應用前景。近年來科學家研究了一種光照充電Li－O2電池（如圖所示）。光照時，光催化電極產生電子(e－)和空穴(h＋)，驅動陰極反應( Li＋＋ e－＝ Li)和陽極反應(Li2O2＋2h＋＝2Li＋＋O2)對電池進行充電。下列敘述錯誤的是（ ）
A．充電時，電池的總反應
Li2O2＝2Li＋O2
B．充電效率與光照產生的電子和空穴量有關
C．放電時，Li＋從正極穿過離子交換膜向負極遷移
D．放電時，正極發生反應
O2＋2Li＋＋2e－＝Li2O2
2 2 2
加合： Li2O2＝2Li＋O2




陰極反應與電子有關，陽極反應與空穴有關，故充電效率與電子和空穴量有關
離子運動方向：
正→正，負→負
電子移項，方程式翻轉，陰變負，陽變正：O2＋2Li＋＋2e－＝Li2O2
C
負極 正極
陰極 陽極
單陰膜
（2）陰離子遷移到陽極區與H+反應
（1）只允許陰離子通過
【典例4】（2022山東濟南模擬）科學家利用多晶銅高效催化電解 制乙烯，原理如圖所示。已知：電解前后電解質溶液的濃度幾乎不變。下列說法錯誤的是 ( )
A. 鉑電極產生的氣體是 和
B. 多晶銅電極的電極反應式為

C. 通電過程中，溶液中 通過陰離子交換膜向左槽移動
D. 當電路中通過 電子時，理論上能產生標準狀況下
只能做陰極，不被氧化
HCO3 -
2H2O－4e－ = O2↑＋4H＋
2H2O+ 2e－ = H2↑＋2OH-
H＋+HCO3- = C O2↑＋H2O




無CO32-
1mol的C2H4轉移12mol電子
B
鉑為陽極
陰陽
雙模
（2）隔絕陰陽離子使之不發生反應，酸堿性分化更強
（1）陰膜允許陰離子通過；陽膜允許陽離子通過
分化式電解或
調和式電解
【典例5】（2023·廣東·期末）高鐵酸鈉（Na2FeO4）是一種新型綠色水處理劑。工業上可用電解濃NaOH溶液制備Na2FeO4，其工作原理如圖所示，兩端隔室中離子不能進入中間隔室。下列說法錯誤的是（　　）
A．Fe為陽極
B．放電過程中，甲溶液NaOH濃度增大
C．離子交換膜a是陽離子換膜
D．當電路中通過1mol電子的電量時，中間隔室中離子數目減少NA
陰極 陽極
Fe→FeO42-發生氧化反應




陰極：2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑
中間隔室的Na+向陰極，OH-向陽極運動
1molNa+通過a移向甲溶液，1molOH-經過b膜移向乙溶液，中間隔室中離子數目減少2NA
D
【典例6】（2022·全國甲卷）一種水性電解液Zn-MnO2離子選擇雙隔膜電池如圖所示(KOH溶液中，Zn2+以Zn(OH)42-存在)。電池放電時，下列敘述錯誤的是（ ）
A．Ⅱ區的K+通過隔膜向Ⅲ區遷移
B．Ⅰ區的SO42-通過隔膜向Ⅱ區遷移
C． MnO2電極反應：MnO2＋2e-＋4H+＝
Mn2+＋2H2O
D．電池總反應：Zn＋4OH-＋MnO2＋4H+
＝Zn(OH)42-＋Mn2+＋2H2O
A
正極 負極
MnO2 +2e- +4H+ = Mn2+ +2H2O， 消耗H+，則SO42-應該遷移出去；
Zn -2e- +4OH- = Zn(OH)42-，消耗OH-，則K+應該遷移出去；
離子運動方向：正正負負
×



K+可能的運動方向：III→II→I
SO42-可能的運動方向：I→II→III
一般：金屬單質為負，化合物為正
無交換膜——調和式的電解
【典例7】圖為直流電源電解Na2SO4水溶液的裝置。通電后在石墨電極a和b附近分別滴加一滴石蕊試液。下列實驗現象中正確的是（ ）
A．逸出氣體的體積，a電極的小于b電極的
B．一電極逸出無味氣體，另一電極逸出刺激性氣味氣體
C．a電極附近呈紅色，b電極附近呈藍色
D．a電極附近呈藍色，b電極附近呈紅色
陰極區：4H2O+4e-=2H2+4OH-
陽極區：2H2O-4e-=O2+4H+
2H2 O2




D
OH－
OH－
OH－
OH－
H+
H+
H+
H+
通電
總反應：2H2O === 2H2↑＋O2↑
調和：振蕩后，溶液呈中性。
石蕊：酸紅堿藍
有交換膜：左池：分化式電解 右池：調和式電解）
陰極加陽膜，陽極加陰膜 陰極加陰膜，陽極加陽膜
4H2O+4e-=2H2+4OH-
通電
左池：2Na2SO4 +6H2O === 2H2↑+4NaOH＋O2↑+2H2SO4
4H2O+4e-=2H2+4OH-
2H2O-4e-=O2+4H+
2H2O-4e-=O2+4H+
OH－
OH－
OH－
OH－
H+
H+
H+
H+
Na+
SO42-
OH－
OH－
OH－
OH－
H+
H+
H+
H+
OH-
H+
通電
右 池：2H2O === 2H2↑＋O2↑
離子交換膜不同，反應原理不同
稀硫酸
稀氫氧化鈉
【除污-產品型】將污水通過陰膜、陽膜分解進入不同電極區，得到不同產品
【典例】雙膜三室處理吸收液(吸收了煙氣中的SO2)(陽膜和陰膜分別只允許陽離子、陰離子通過)：
- +
陰極 陽極
【分析】
（1）標+-陰陽
（2）穿膜：陽離子向陰極（左），陰離子向陽極（右）
陽極室：
HSO3-－2e－＋H2O= SO42-＋3H＋
SO32-－2e－＋H2O = SO42-＋2H＋
陰極室：
產品的獲得：
陽極室獲得較濃的H2SO4，陰極室得到Na2SO3
2H2O＋4e－ = 2OH－＋H2↑
HSO3-＋OH－= SO32-＋H2O
鹽類電滲析法制備酸堿的思維模型
負極
正極
陽極
陰極
陰極：放氫生堿
2H2O +2e- = H2↑ +2OH-
陽極：放氧生酸
2H2O-4e- = O2↑ +4H+
濃Na2SO4溶液
稀Na2SO4溶液
2Na+
SO42-
稀H2SO4溶液
稀NaOH溶液
較濃H2SO4溶液
較濃NaOH溶液
總反應：2Na2SO4 + 6H2O 2H2SO4 + 4NaOH + 2H2↑ + O2↑
O2↑
H2↑
模型建構
研磨真題·培養審題力
【典例8】(2020·山東等級考)微生物脫鹽電池是一種高效、經濟的能源裝置，利用微生物處理有機廢水獲得電能①，同時可實現海水淡化②。現以NaCl溶液模擬海水，采用惰性電極③，用如圖裝置處理有機廢水(以含CH3COO-的溶液為例)。下列說法錯誤的是（ ）
A.負極反應為CH3COO-+2H2O-8e- =2CO2↑+7H+
B.隔膜1為陽離子交換膜，隔膜2為陰離子交換膜
C.當電路中轉移1 mol電子時，模擬海水理論上除鹽58.5 g
D.電池工作一段時間后，正、負極產生氣體的物質的量之比為2∶1
原電池
負極
正極
Na+
Na+
Cl-
Cl-
0 0 +4
B

×


正極 ---------負極
2H2 CO2
2e- ×2 4e-
Na+----Cl- -----e------58.5
脫鹽，必然用到陰陽雙膜電滲析系統
雙陰膜
只允許陰離子通過，陰離子和陰離子發生交換（互換式），制取特殊的產品
液態聚合氯化鋁Alm(OH)nCl3m-n的制備：陰離子互換式
【典例9】如圖所示的裝置，可以將AlCl3溶液電解得到液體聚合氯化鋁Alm(OH)nCl3m-n，陰離子交換膜只允許陰離子通過，電極為惰性電極。
AlmCl3m
換走n個Cl-，同時再換進來n個OH-
Alm(OH)nCl3m-n
（1）寫出陰極區的電極反應：
（2）反應室生成聚合氯化鋁的原理：
2H2O＋2e－= 2OH－＋H2↑
n個OH-
n個Cl-
陰極室n個OH-通過陰膜進入產品室，同時產品室n個Cl-通過陰膜進入陽極室
陽極區 陰極區
雙陽膜
只允許陽離子通過，陽離子和陽離子發生交換，制取特定產品
【典例10】[2018·全國卷Ⅰ，27(3)]裝置如圖所示，其中SO2堿吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。陽極的電極反應式為________________________。電解后，___室的NaHSO3濃度增加。
2H2O－4e－===4H＋＋O2↑
a
陽極 陰極
HSO3-
SO32-
HSO3-
SO32-
2H2O－4e－＝4H＋＋O2↑
2H2O＋2e－＝H2↑+2OH-
H＋
Na+
a室：SO32- + H+ = HSO3-
b室： HSO3-+ OH- =SO32-+H2O
陽離子互換式 應用：利用雙陽膜制備NaHSO3 Na2SO3
連正為陽
連負為陰
多陰陽膜電滲析
多組陰陽膜離子遷移，均遷出制備淡水，均遷入海水濃縮
電滲析法制備淡水
【典例11】電滲析法淡化海水原理如圖：陰(陽)離子交換膜只允許陰(陽)離子通過
（1）出口為淡水的是abc中的___________出口。
+ -
陽極 陰極
b
（1）標+-陰陽
（2）畫箭頭，陰陽相吸
（3）出水。
（2）若改變電極，出口為淡水的是abc中的___________出口。
a c
- +
陰極 陽極
三膜四室電滲析技術
利用電滲析的方法，生成特定的產物
四室：陽極室、陰極室、原料室、產品室
【典例12】氫碘酸 可用“四室式電滲析法”制備，其工作原理如圖所示（陽膜和陰膜分別只允許陽離子和陰離子通過）。下列敘述錯誤的是( )
C
A. 通電后，陰極室溶液的 增大
B. 陽極的電極反應式為
C. 每得到 產品 ，陽極室溶液的質量減少
D. 通電過程中， 溶液的濃度逐漸減小
2H2O+ 2e－ = H2↑＋2OH-
2H2O－4e－ = O2↑＋4H＋




4e－ ~ O2↑＋4H＋~36g
1e- 9g
【典例13】[2014·新課標全國卷Ⅰ，27(4)]H3PO2也可用電滲析法制備。“四室電滲析法”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)：
標正負
負連陰，正連陽
穿膜：陰陽相吸（藍陰，紅陽）
看元素，成產品
看電極，放氫生堿，放氧生酸
陽極 陰極
+ -
SO42- H+
2H2O－4e－＝4H＋＋O2↑
2H2O＋2e－＝H2↑+2OH-
【原料-產品型】將原料通過陰膜、陽膜分解進入不同電極區，得到不同產品
【典例13】[2014·新課標全國-Ⅰ-27(4)] H3PO2(一元弱酸）也可用電滲析法制備。“四室電滲析法”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)：
+ -
陽極 陰極
←H2PO2-
H+→
【分析】
（1）標+-陰陽
（2）畫箭頭陽離子→陰極，陰離子→陽極
產品的生成：
陽極室的H＋穿過陽膜擴散至產品室，原料室的H2PO2-穿過陰膜擴散至產品室，二者反應生成次磷酸
H2PO2- + H+ = H3PO2
（3）穿膜
【典例14】三膜四室制備硼酸[H3BO3(一元弱酸)]
【原料-產品型】將原料通過陰膜、陽膜分解進入不同電極區，得到不同產品
【分析】
（1）標+-陰陽
（2）穿膜：陽離子向陰極（右），陰離子向陽極（左）
+ -
陽極 陰極
陽極室：2H2O－4e－=O2↑＋4H＋
陰極室：4H2O＋4e－=2H2↑＋4OH－
H+→
Na+→
←B(OH)4-
原料室：B(OH)4-穿過陰膜進入產品室，Na＋穿過陽膜進入陰極室
產 品：H+穿陽膜進入產品室；原料室的B(OH)4-穿陰膜進入產品室，得到硼酸H3BO3;
陽極室：得到O2和H2SO4溶液
陰極室：得到較濃的NaOH溶液
質子
交換膜
只允許H+通過，且電解前后pH基本不變
該裝置工作時，下列敘述錯誤的是（ ）
A.陰極的電極反應：CO2＋2H＋＋2e－=CO＋H2O
B.協同轉化總反應：CO2＋H2S=CO＋H2O＋S
C.石墨烯上的電勢比ZnO@石墨烯上的低
D.若采用Fe3＋/Fe2＋取代EDTA- Fe3＋/EDTA- Fe2＋，
溶液需為酸性

【典例15】(2018·全國卷Ⅰ，13)最近我國科學家設計了一種CO2＋H2S協同轉化裝置，實現對天然氣中CO2和H2S的高效去除。示意圖如下所示，其中電極分別為ZnO@石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯，石墨烯電極區發生反應為：
①EDTA- Fe2＋－e－=EDTA- Fe3＋
②2EDTA- Fe3＋＋H2S=2H＋＋S＋2EDTA- Fe2＋



質子交換膜的應用
電源
負極 正極
陰極 陽極
+4→+2
還原反應
陰極
+2→+3
氧化反應
陽極
C
陽：H2S－2e－=2H＋＋S, 陰：CO2+2e- +2H+=CO+H2O
陽極接正極，電勢高，
陰極接負極，電勢低。
Fe2+,Fe3+只能存在于酸性溶液
EDTA絡合劑/絡合后Fe2+Fe3+更穩定
【典例16】（2022滄州）鐵鉻液流電池是一種在酸性介質中，正、負極活性物質均
為液體的電池，其工作原理如圖所示，已知氧化性Fe3+>Cr3+ 。下列說法錯誤
的是( )
A
A. 放電時，電子由 電極經負載流向 電極
B. 放電時，電池的總反應離子方程式為

C. 充電時，陰極的電極反應式為
D. 充電時， 由左側電極室經質子交換膜移向右側
正極
正極 負極



負 正 陰 陽極
b電極→a電極
負極變陰極，正極變陽極

陽極 陰極
充電時，陰陽相吸
【典例17】(2018·暨陽聯合考試)用原電池原理可以處理硫酸工業產生的SO2尾氣。現將SO2 通入如圖裝置(電極均為惰性材料)進行實驗。下列說法不正確的是(　　)
質子交換膜的應用：空氣燃料電池
負極 正極

SO2＋2H2O－2e－=SO42-＋4H＋

質子交換膜只允許H＋單向通過

2SO2＋O2＋2H2O=2H2SO4, 所以在相同條件下，M、N兩極上消耗的氣體體積之比為2∶1

B
燃料為負氧為正
【典例18】(2015年新課標1-11)微生物電池是指在微生物的作用下將化學能轉化為電能的裝置，其工作原理如圖。下列有關微生物電池的說法錯誤的是（ ）
A．正極反應中有CO2生成
B．微生物促進了反應中電子的轉移
C．質子通過交換膜從負極區移向正極區
D．電池總反應為C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O
負極 正極
C6H12O6 - 24e- +6H2O = 6CO2 ↑+ 24H+


H+

離子運動方向：正→正，負→負
電池的總反應實質是葡萄糖的氧化反應

A
燃料為負氧為正
溫度不宜過高
2024
雙極膜在電滲析中的應用
(2021·全國甲卷)乙醛酸是一種重要的化工中間體，可果用如下圖所示的電化學裝置合成。圖中的雙極膜中間層中的H2O解離為H+和OH－，并在直流電場作用下分別向兩極遷移。下列說法正確的是(　　)
A．KBr在上述電化學合成過程中只起電解質的作用
B．陽極反應式為：HOOC-COOH ＋ 2H+＋2e－＝ HOOCCHO＋H2O
C．制得2 mol乙醛酸，理論上外電路中遷移了1 mol電子
D．雙極膜中間層中的H＋在外電場作用下向鉛電極方向遷移
雙極膜典例19:
H+
H+
H+
H+
H+
H+
OH－
OH－
OH－
OH－
OH－
OH－
羧基變醛基，失氧發生還原反應對應陰極
2Br－－2e－=Br2
氧化反應對應陽極
×
×
還原反應在陰極
左右各1mol
乙醛酸轉2mole-
×
陽離子向陰極
√
D
陰極
陽極
KBr參與氧化還原反應
【典例20】雙極膜在電滲析中應用廣泛，它是由陽離子交換膜和陰離子交換膜復合而成的。雙極膜內層為水層，工作時水層中的 解離成 和 ，并分別通過離子交換膜向兩側發生遷移。下圖為 溶液的電滲析裝置示意圖。
下列說法正確的是( )
A
A. 出口4的產物為 溶液
B. 出口1的產物為 溶液
C. 可從鹽室最終進入陽極液中
D. 陽極電極反應式為

OH－
OH－
OH－
OH－
H+
H+
H+
H+
OH－
OH－
OH－
OH－
H+
H+
H+
H+
HBr
NaOH
2H2O+ 2e－ = H2↑＋2OH-
Na2SO4
Na2SO4
2H2O－4e－ = O2↑＋4H＋




稀NaBr
雙極膜在電滲析中的應用
陽極
陰極
【典例21】雙極膜電滲析法固碳技術是將捕集的 轉化為 而礦化封存，其工作原理如圖所示。雙極膜中間層中的 解離成 和 ，并在直流電場作用下分別向兩極遷移。下列說法不正確的是( )
B
A. 兩個雙極膜中間層中的 均向左側遷移
B. 若“堿室”中 增大，則有利于 的礦化封存
C. 電解一段時間后，“酸室”中鹽酸的濃度增大
D. 該技術中電解固碳總反應的離子方程式為
陽極
陰 極
堿室中比例減小更有利于CO2的吸收


陽離子向陰極
Cl-向右移動，H+從雙極膜產生

2H2O+ 2e－ = H2↑＋2OH-
2H2O－4e－ = O2↑＋4H＋

OH－
OH－
OH－
OH－
OH－
OH－
OH－
OH－
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
【典例22】（2022湖南婁底）雙極膜 是陰、陽復合膜，在直流電的作用下，陰、陽膜復合層間的 解離成 和 ，作為 和 離子源。利用雙極膜電滲析法處理含 的廢水，下列說法錯誤的是 ( )
A. 電極與電源正極相連，發生的電極反應為
B. 交換膜Ⅰ、Ⅲ為陽離子交換膜，交換膜Ⅱ為陰離子交換膜
C. “雙極膜”電滲析法可應用于用鹽溶液 制備相應的酸 和堿
D. 若去掉雙極膜 ，電路中每轉移 電子，兩極共得到 氣體
【典例】（2022湖南婁底）雙極膜 是陰、陽復合膜，在直流電的作用下，陰、陽膜復合層間的 解離成 和 ，作為 和 離子源。利用雙極膜電滲析法處理含 的廢水，下列說法錯誤的是 ( )
Na+
A -
陽膜
陽膜
HA
NaOH
陰膜
陰極
陽極
雙極膜+陰陽雙膜
根據雙極膜可以判斷陰陽極
【典例22】（2022湖南婁底）雙極膜 是陰、陽復合膜，在直流電的作用下，陰、陽膜復合層間的 解離成 和 ，作為 和 離子源。利用雙極膜電滲析法處理含 的廢水，下列說法錯誤的是 ( )
D
A. 電極與電源正極相連，發生的電極反應為
B. 交換膜Ⅰ、Ⅲ為陽離子交換膜，交換膜Ⅱ為陰離子交換膜
C. “雙極膜”電滲析法可應用于用鹽溶液 制備相應的酸 和堿
D. 若去掉雙極膜 ，電路中每轉移 電子，兩極共得到 氣體
陰極
陽極
正連陽，負連陰


根據題圖的提示、可知


兩極可產生0.5molH2和0.5molCl2，共1mol氣體，D錯誤。
2024
未知交換膜原電池/電解池
（1）題目未明確離子交換膜的種類
（2）題目未強調穿膜
【典例23】(2018·浙江11月選考)最近，科學家研發了“全氫電池”，其工作原理如圖所示。下列說法不正確的是(　　)
D項，離子運動方向：正→正，負→負（D選項并未強調穿過離子交換膜）
負極 正極




【解析】根據裝置圖中電子的流向，通H2的一極為負極，出H2的一極為正極，電極反應式為：負極：H2－2e－＋2OH－=2H2O （1） 正極：2H＋＋2e－===H2↑（2）
A項，正極上H+得電子發生還原反應
C項，（1）+（2）電池總反應式為H＋＋OH－=H2O
C
離子交換膜
種類
陰離子交換膜，陽離子交換膜，雙極膜，質子交換膜，氣體/水膜
作用
溶液中電荷平衡，防止(或促使)某些物質發生反應，制備特定產品
結果
分化式，調和式，陰離子互換式，陽離子互換式
方向
陽離子向 陰極運動，陰離子向陽極運動（正正負負，陰陽相吸）
THANKS

展開更多......

收起↑