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主讲老师：
专题6
离子交换膜
高中化学二轮复习课件
2024
1-各种各样的离子交换膜
1.什么是离子交换膜？
离子交换膜一种含离子基团的、对溶液里的离子具有选择透过能力的高分子膜。在应用时，主要是利用它的离子选择透过性。
2.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)。
3.离子交换膜在电化学中的作用：
(1)隔离某些物质或离子，防止阴极产物和阳极产物发生反应。
(2)用于物质的制备，在阴极或阳极得到对应的产物。
(3)对物质进行分离、提纯等。
原电池：正→正；负→负；电解池：阴阳相吸
选择透过或不能透过的，可以是分子、离子、气体，水等
离子定向运动的另一种动力：浓差,高浓度到低浓度。
4.离子交换膜的类型：
阳离子交换膜
阴离子交换膜
质子交换膜
只允许阳离子通过，阻止阴离子和气体通过
阴离子交换膜只允许阴离子通过
质子交换膜只允许质子(H＋)通过
双 极 膜
阳离子向“正极”或“阴极”迁移
阴离子向“负极”或“阳极”迁移
双 极 膜
双极膜在直流电作用下将水解离 ,膜两侧分别得到H+和OH-,与其他阴膜、阳膜组合成双极膜电渗析系统 , 可在不引入新组分的情况下，将盐转化为对应的酸和碱 。
阳极
阴极
H+
H+
H+
H+
H+
H+
OH－
OH－
OH－
OH－
OH－
OH－
OH－
OH－
OH－
OH－
OH－
OH－
H+
H+
H+
H+
H+
H+
朝向阴极方向，产生的是H+
朝向阳极方向，产生 OH-
分化式的电渗析膜
2024
2-离子交换膜的3大作用
甲池中发生反应
Zn－2e－＝Zn2＋，
导致c(Zn2＋)增大
乙池中发生反应：Cu2＋＋2e－＝Cu，导致c(Cu2＋)减小
要得到稳定的电流，甲池中的Zn2＋ 通过离子交换膜进入乙池，保持溶液中的电荷平衡，而阴离子并不通过交换膜，所以c(SO42-)保持不变
作用1：平衡左、右两侧电荷，得到稳定电流
【典例】氯碱工业——立式阳离子隔膜电解槽
+ -
精制
饱和食盐水
水(含少量NaOH)
Cl2 H2
NaOH溶液
淡盐水
Na+
阳离子交换膜的作用：(1)防止H2,Cl2混合发生爆炸；（2）阻止Cl2和NaOH反应导致NaOH不纯
阴极：碳钢网
阳极：钛网
作用2：隔离某些物质或离子，防止阴极产物和阳极产物发生反应
电解原理
阳极：2Cl-－2e-＝Cl2↑
阴极：2H2O＋2e-＝H2↑+2OH-
总反应：
2NaCl＋2H2O===2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
电解
阴极：放氢生碱
阳极：氯气
【典例】氯碱工业——假如换成阴离子交换膜，得到NaClO溶液！
+ -
精制
饱和食盐水
水(含少量NaOH)
Cl2 H2
NaOH溶液
淡盐水
NaClO
OH-
电解原理
阴离子交换膜的作用：(1)防止H2,Cl2混合发生爆炸；（2）促使Cl2和NaOH反应生成NaClO产品
阴极：碳钢网
阳极：钛网
【注意】 为什么不用阴离子交换膜？换膜换反应，换产物！
阳极：2Cl-－2e-＝Cl2↑
阴极：2H2O＋2e-＝H2↑+2OH-
反应：
2NaCl＋2H2O===2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
Cl2 + 2NaOH = NaCl + NaClO + H2O
总反应NaCl + H2O ====NaClO + H2↑
电解
电解
作用3.制备某些特定产品
【典例】用NaOH溶液吸收烟气中的SO2，将所得的Na2SO3溶液进行电解，可循环再生NaOH，同时得到H2SO4，其原理如图所示：
左池为阴极：2H2O＋2e－＝H2↑＋2OH－，导致阴极区域c(OH－)增大，放置阳离子交换膜可让Na＋向阴极定向移动，从而产生高浓度的NaOH溶液
右池中阳极电极反应式：SO32-－2e－＋H2O＝SO42-＋2H＋ ，阴离子交换膜可使SO32－移向阳极区，而发生上述反应，故在阳极区产生高浓度的硫酸
阳极：放氧生酸
阴极：放氢生碱
稀NaOH
较浓H2SO4
电解Na2SO3得到NaOH，H2SO4
类型：分化型电解:盐→酸、碱
2024
3-各类离子交换膜详解
单阳膜
（2）不允许阴离子通过进入阳极区，防止阳极产物与阴离子反应
（1）只允许阳离子通过
【典例1】(2020·浙江1月选考，18)在氯碱工业中，离子交换膜法电解饱和食盐水如图，下列说法不正确的是（ ）
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溶液从a处进，NaOH溶液从d处出
D.OH－迁移的数量等于导线中通过电子的数量




D
A对，电极A上产生Cl2，则电极A是阳极，发生氧化反应：2Cl－－2e－=Cl2↑
B对，用阳离子交换膜，避免阴极的OH-穿膜与阳极的气体Cl2反应使NaOH不纯；避免H2，Cl2混合发生爆炸。
浓盐水
稀NaOH
稀盐水
浓NaOH
阳极：Cl2,O2
阴极：Ag,Cu,H2
单阳膜
D错，因阳离子交换膜的存在，Na+迁移，OH-不迁移。
2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑
①写出电解时阴极的电极反应式：
+ -
阳 阴
K+
【典例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) 先确定正负、阴阳极
(2) 离子运动方向：阴阳相吸
(3) 阴极：放氢生碱
阳极区成分：
3I2 +6OH- = IO3-+5I- +3H2O
(4) 阳极：
2I- -2e- = I2 ①
3I2 +6OH- = IO3-+5I- +3H2O
阳极总反应：①×3+②
I--6e- +6OH- = IO3- +3H2O
6OH- IO3-
3I2 －－－
5I-
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________ 。
K＋
由a到b
【典例3】（2022全国乙卷·6）Li－O2电池比能量高，在汽车、航天等领域具有良好的应用前景。近年来科学家研究了一种光照充电Li－O2电池（如图所示）。光照时，光催化电极产生电子(e－)和空穴(h＋)，驱动阴极反应( Li＋＋ e－＝ Li)和阳极反应(Li2O2＋2h＋＝2Li＋＋O2)对电池进行充电。下列叙述错误的是（ ）
A．充电时，电池的总反应
Li2O2＝2Li＋O2
B．充电效率与光照产生的电子和空穴量有关
C．放电时，Li＋从正极穿过离子交换膜向负极迁移
D．放电时，正极发生反应
O2＋2Li＋＋2e－＝Li2O2
2 2 2
加合： Li2O2＝2Li＋O2




阴极反应与电子有关，阳极反应与空穴有关，故充电效率与电子和空穴量有关
离子运动方向：
正→正，负→负
电子移项，方程式翻转，阴变负，阳变正：O2＋2Li＋＋2e－＝Li2O2
C
负极 正极
阴极 阳极
单阴膜
（2）阴离子迁移到阳极区与H+反应
（1）只允许阴离子通过
【典例4】（2022山东济南模拟）科学家利用多晶铜高效催化电解 制乙烯，原理如图所示。已知：电解前后电解质溶液的浓度几乎不变。下列说法错误的是 ( )
A. 铂电极产生的气体是 和
B. 多晶铜电极的电极反应式为

C. 通电过程中，溶液中 通过阴离子交换膜向左槽移动
D. 当电路中通过 电子时，理论上能产生标准状况下
只能做阴极，不被氧化
HCO3 -
2H2O－4e－ = O2↑＋4H＋
2H2O+ 2e－ = H2↑＋2OH-
H＋+HCO3- = C O2↑＋H2O




无CO32-
1mol的C2H4转移12mol电子
B
铂为阳极
阴阳
双模
（2）隔绝阴阳离子使之不发生反应，酸碱性分化更强
（1）阴膜允许阴离子通过；阳膜允许阳离子通过
分化式电解或
调和式电解
【典例5】（2023·广东·期末）高铁酸钠（Na2FeO4）是一种新型绿色水处理剂。工业上可用电解浓NaOH溶液制备Na2FeO4，其工作原理如图所示，两端隔室中离子不能进入中间隔室。下列说法错误的是（　　）
A．Fe为阳极
B．放电过程中，甲溶液NaOH浓度增大
C．离子交换膜a是阳离子换膜
D．当电路中通过1mol电子的电量时，中间隔室中离子数目减少NA
阴极 阳极
Fe→FeO42-发生氧化反应




阴极：2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑
中间隔室的Na+向阴极，OH-向阳极运动
1molNa+通过a移向甲溶液，1molOH-经过b膜移向乙溶液，中间隔室中离子数目减少2NA
D
【典例6】（2022·全国甲卷）一种水性电解液Zn-MnO2离子选择双隔膜电池如图所示(KOH溶液中，Zn2+以Zn(OH)42-存在)。电池放电时，下列叙述错误的是（ ）
A．Ⅱ区的K+通过隔膜向Ⅲ区迁移
B．Ⅰ区的SO42-通过隔膜向Ⅱ区迁移
C． MnO2电极反应：MnO2＋2e-＋4H+＝
Mn2+＋2H2O
D．电池总反应：Zn＋4OH-＋MnO2＋4H+
＝Zn(OH)42-＋Mn2+＋2H2O
A
正极 负极
MnO2 +2e- +4H+ = Mn2+ +2H2O， 消耗H+，则SO42-应该迁移出去；
Zn -2e- +4OH- = Zn(OH)42-，消耗OH-，则K+应该迁移出去；
离子运动方向：正正负负
×



K+可能的运动方向：III→II→I
SO42-可能的运动方向：I→II→III
一般：金属单质为负，化合物为正
无交换膜——调和式的电解
【典例7】图为直流电源电解Na2SO4水溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴石蕊试液。下列实验现象中正确的是（ ）
A．逸出气体的体积，a电极的小于b电极的
B．一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体
C．a电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色
D．a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色
阴极区：4H2O+4e-=2H2+4OH-
阳极区：2H2O-4e-=O2+4H+
2H2 O2




D
OH－
OH－
OH－
OH－
H+
H+
H+
H+
通电
总反应：2H2O === 2H2↑＋O2↑
调和：振荡后，溶液呈中性。
石蕊：酸红碱蓝
有交换膜：左池：分化式电解 右池：调和式电解）
阴极加阳膜，阳极加阴膜 阴极加阴膜，阳极加阳膜
4H2O+4e-=2H2+4OH-
通电
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+
通电
右 池：2H2O === 2H2↑＋O2↑
离子交换膜不同，反应原理不同
稀硫酸
稀氢氧化钠
【除污-产品型】将污水通过阴膜、阳膜分解进入不同电极区，得到不同产品
【典例】双膜三室处理吸收液(吸收了烟气中的SO2)(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)：
- +
阴极 阳极
【分析】
（1）标+-阴阳
（2）穿膜：阳离子向阴极（左），阴离子向阳极（右）
阳极室：
HSO3-－2e－＋H2O= SO42-＋3H＋
SO32-－2e－＋H2O = SO42-＋2H＋
阴极室：
产品的获得：
阳极室获得较浓的H2SO4，阴极室得到Na2SO3
2H2O＋4e－ = 2OH－＋H2↑
HSO3-＋OH－= SO32-＋H2O
盐类电渗析法制备酸碱的思维模型
负极
正极
阳极
阴极
阴极：放氢生碱
2H2O +2e- = H2↑ +2OH-
阳极：放氧生酸
2H2O-4e- = O2↑ +4H+
浓Na2SO4溶液
稀Na2SO4溶液
2Na+
SO42-
稀H2SO4溶液
稀NaOH溶液
较浓H2SO4溶液
较浓NaOH溶液
总反应：2Na2SO4 + 6H2O 2H2SO4 + 4NaOH + 2H2↑ + O2↑
O2↑
H2↑
模型建构
研磨真题·培养审题力
【典例8】(2020·山东等级考)微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置，利用微生物处理有机废水获得电能①，同时可实现海水淡化②。现以NaCl溶液模拟海水，采用惰性电极③，用如图装置处理有机废水(以含CH3COO-的溶液为例)。下列说法错误的是（ ）
A.负极反应为CH3COO-+2H2O-8e- =2CO2↑+7H+
B.隔膜1为阳离子交换膜，隔膜2为阴离子交换膜
C.当电路中转移1 mol电子时，模拟海水理论上除盐58.5 g
D.电池工作一段时间后，正、负极产生气体的物质的量之比为2∶1
原电池
负极
正极
Na+
Na+
Cl-
Cl-
0 0 +4
B

×


正极 ---------负极
2H2 CO2
2e- ×2 4e-
Na+----Cl- -----e------58.5
脱盐，必然用到阴阳双膜电渗析系统
双阴膜
只允许阴离子通过，阴离子和阴离子发生交换（互换式），制取特殊的产品
液态聚合氯化铝Alm(OH)nCl3m-n的制备：阴离子互换式
【典例9】如图所示的装置，可以将AlCl3溶液电解得到液体聚合氯化铝Alm(OH)nCl3m-n，阴离子交换膜只允许阴离子通过，电极为惰性电极。
AlmCl3m
换走n个Cl-，同时再换进来n个OH-
Alm(OH)nCl3m-n
（1）写出阴极区的电极反应：
（2）反应室生成聚合氯化铝的原理：
2H2O＋2e－= 2OH－＋H2↑
n个OH-
n个Cl-
阴极室n个OH-通过阴膜进入产品室，同时产品室n个Cl-通过阴膜进入阳极室
阳极区 阴极区
双阳膜
只允许阳离子通过，阳离子和阳离子发生交换，制取特定产品
【典例10】[2018·全国卷Ⅰ，27(3)]装置如图所示，其中SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。阳极的电极反应式为________________________。电解后，___室的NaHSO3浓度增加。
2H2O－4e－===4H＋＋O2↑
a
阳极 阴极
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
阳离子互换式 应用：利用双阳膜制备NaHSO3 Na2SO3
连正为阳
连负为阴
多阴阳膜电渗析
多组阴阳膜离子迁移，均迁出制备淡水，均迁入海水浓缩
电渗析法制备淡水
【典例11】电渗析法淡化海水原理如图：阴(阳)离子交换膜只允许阴(阳)离子通过
（1）出口为淡水的是abc中的___________出口。
+ -
阳极 阴极
b
（1）标+-阴阳
（2）画箭头，阴阳相吸
（3）出水。
（2）若改变电极，出口为淡水的是abc中的___________出口。
a c
- +
阴极 阳极
三膜四室电渗析技术
利用电渗析的方法，生成特定的产物
四室：阳极室、阴极室、原料室、产品室
【典例12】氢碘酸 可用“四室式电渗析法”制备，其工作原理如图所示（阳膜和阴膜分别只允许阳离子和阴离子通过）。下列叙述错误的是( )
C
A. 通电后，阴极室溶液的 增大
B. 阳极的电极反应式为
C. 每得到 产品 ，阳极室溶液的质量减少
D. 通电过程中， 溶液的浓度逐渐减小
2H2O+ 2e－ = H2↑＋2OH-
2H2O－4e－ = O2↑＋4H＋




4e－ ~ O2↑＋4H＋~36g
1e- 9g
【典例13】[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)：
标正负
负连阴，正连阳
穿膜：阴阳相吸（蓝阴，红阳）
看元素，成产品
看电极，放氢生碱，放氧生酸
阳极 阴极
+ -
SO42- H+
2H2O－4e－＝4H＋＋O2↑
2H2O＋2e－＝H2↑+2OH-
【原料-产品型】将原料通过阴膜、阳膜分解进入不同电极区，得到不同产品
【典例13】[2014·新课标全国-Ⅰ-27(4)] H3PO2(一元弱酸）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 阴极
←H2PO2-
H+→
【分析】
（1）标+-阴阳
（2）画箭头阳离子→阴极，阴离子→阳极
产品的生成：
阳极室的H＋穿过阳膜扩散至产品室，原料室的H2PO2-穿过阴膜扩散至产品室，二者反应生成次磷酸
H2PO2- + H+ = H3PO2
（3）穿膜
【典例14】三膜四室制备硼酸[H3BO3(一元弱酸)]
【原料-产品型】将原料通过阴膜、阳膜分解进入不同电极区，得到不同产品
【分析】
（1）标+-阴阳
（2）穿膜：阳离子向阴极（右），阴离子向阳极（左）
+ -
阳极 阴极
阳极室：2H2O－4e－=O2↑＋4H＋
阴极室：4H2O＋4e－=2H2↑＋4OH－
H+→
Na+→
←B(OH)4-
原料室：B(OH)4-穿过阴膜进入产品室，Na＋穿过阳膜进入阴极室
产 品：H+穿阳膜进入产品室；原料室的B(OH)4-穿阴膜进入产品室，得到硼酸H3BO3;
阳极室：得到O2和H2SO4溶液
阴极室：得到较浓的NaOH溶液
质子
交换膜
只允许H+通过，且电解前后pH基本不变
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＋H2O
B.协同转化总反应：CO2＋H2S=CO＋H2O＋S
C.石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的低
D.若采用Fe3＋/Fe2＋取代EDTA- Fe3＋/EDTA- Fe2＋，
溶液需为酸性

【典例15】(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：
①EDTA- Fe2＋－e－=EDTA- Fe3＋
②2EDTA- Fe3＋＋H2S=2H＋＋S＋2EDTA- Fe2＋



质子交换膜的应用
电源
负极 正极
阴极 阳极
+4→+2
还原反应
阴极
+2→+3
氧化反应
阳极
C
阳：H2S－2e－=2H＋＋S, 阴：CO2+2e- +2H+=CO+H2O
阳极接正极，电势高，
阴极接负极，电势低。
Fe2+,Fe3+只能存在于酸性溶液
EDTA络合剂/络合后Fe2+Fe3+更稳定
【典例16】（2022沧州）铁铬液流电池是一种在酸性介质中，正、负极活性物质均
为液体的电池，其工作原理如图所示，已知氧化性Fe3+>Cr3+ 。下列说法错误
的是( )
A
A. 放电时，电子由 电极经负载流向 电极
B. 放电时，电池的总反应离子方程式为

C. 充电时，阴极的电极反应式为
D. 充电时， 由左侧电极室经质子交换膜移向右侧
正极
正极 负极



负 正 阴 阳极
b电极→a电极
负极变阴极，正极变阳极

阳极 阴极
充电时，阴阳相吸
【典例17】(2018·暨阳联合考试)用原电池原理可以处理硫酸工业产生的SO2尾气。现将SO2 通入如图装置(电极均为惰性材料)进行实验。下列说法不正确的是(　　)
质子交换膜的应用：空气燃料电池
负极 正极

SO2＋2H2O－2e－=SO42-＋4H＋

质子交换膜只允许H＋单向通过

2SO2＋O2＋2H2O=2H2SO4, 所以在相同条件下，M、N两极上消耗的气体体积之比为2∶1

B
燃料为负氧为正
【典例18】(2015年新课标1-11)微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图。下列有关微生物电池的说法错误的是（ ）
A．正极反应中有CO2生成
B．微生物促进了反应中电子的转移
C．质子通过交换膜从负极区移向正极区
D．电池总反应为C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O
负极 正极
C6H12O6 - 24e- +6H2O = 6CO2 ↑+ 24H+


H+

离子运动方向：正→正，负→负
电池的总反应实质是葡萄糖的氧化反应

A
燃料为负氧为正
温度不宜过高
2024
双极膜在电渗析中的应用
(2021·全国甲卷)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向两极迁移。下列说法正确的是(　　)
A．KBr在上述电化学合成过程中只起电解质的作用
B．阳极反应式为：HOOC-COOH ＋ 2H+＋2e－＝ HOOCCHO＋H2O
C．制得2 mol乙醛酸，理论上外电路中迁移了1 mol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
双极膜典例19:
H+
H+
H+
H+
H+
H+
OH－
OH－
OH－
OH－
OH－
OH－
羧基变醛基，失氧发生还原反应对应阴极
2Br－－2e－=Br2
氧化反应对应阳极
×
×
还原反应在阴极
左右各1mol
乙醛酸转2mole-
×
阳离子向阴极
√
D
阴极
阳极
KBr参与氧化还原反应
【典例20】双极膜在电渗析中应用广泛，它是由阳离子交换膜和阴离子交换膜复合而成的。双极膜内层为水层，工作时水层中的 解离成 和 ，并分别通过离子交换膜向两侧发生迁移。下图为 溶液的电渗析装置示意图。
下列说法正确的是( )
A
A. 出口4的产物为 溶液
B. 出口1的产物为 溶液
C. 可从盐室最终进入阳极液中
D. 阳极电极反应式为

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
双极膜在电渗析中的应用
阳极
阴极
【典例21】双极膜电渗析法固碳技术是将捕集的 转化为 而矿化封存，其工作原理如图所示。双极膜中间层中的 解离成 和 ，并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法不正确的是( )
B
A. 两个双极膜中间层中的 均向左侧迁移
B. 若“碱室”中 增大，则有利于 的矿化封存
C. 电解一段时间后，“酸室”中盐酸的浓度增大
D. 该技术中电解固碳总反应的离子方程式为
阳极
阴 极
碱室中比例减小更有利于CO2的吸收


阳离子向阴极
Cl-向右移动，H+从双极膜产生

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湖南娄底）双极膜 是阴、阳复合膜，在直流电的作用下，阴、阳膜复合层间的 解离成 和 ，作为 和 离子源。利用双极膜电渗析法处理含 的废水，下列说法错误的是 ( )
A. 电极与电源正极相连，发生的电极反应为
B. 交换膜Ⅰ、Ⅲ为阳离子交换膜，交换膜Ⅱ为阴离子交换膜
C. “双极膜”电渗析法可应用于用盐溶液 制备相应的酸 和碱
D. 若去掉双极膜 ，电路中每转移 电子，两极共得到 气体
【典例】（2022湖南娄底）双极膜 是阴、阳复合膜，在直流电的作用下，阴、阳膜复合层间的 解离成 和 ，作为 和 离子源。利用双极膜电渗析法处理含 的废水，下列说法错误的是 ( )
Na+
A -
阳膜
阳膜
HA
NaOH
阴膜
阴极
阳极
双极膜+阴阳双膜
根据双极膜可以判断阴阳极
【典例22】（2022湖南娄底）双极膜 是阴、阳复合膜，在直流电的作用下，阴、阳膜复合层间的 解离成 和 ，作为 和 离子源。利用双极膜电渗析法处理含 的废水，下列说法错误的是 ( )
D
A. 电极与电源正极相连，发生的电极反应为
B. 交换膜Ⅰ、Ⅲ为阳离子交换膜，交换膜Ⅱ为阴离子交换膜
C. “双极膜”电渗析法可应用于用盐溶液 制备相应的酸 和碱
D. 若去掉双极膜 ，电路中每转移 电子，两极共得到 气体
阴极
阳极
正连阳，负连阴


根据题图的提示、可知


两极可产生0.5molH2和0.5molCl2，共1mol气体，D错误。
2024
未知交换膜原电池/电解池
（1）题目未明确离子交换膜的种类
（2）题目未强调穿膜
【典例23】(2018·浙江11月选考)最近，科学家研发了“全氢电池”，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是(　　)
D项，离子运动方向：正→正，负→负（D选项并未强调穿过离子交换膜）
负极 正极




【解析】根据装置图中电子的流向，通H2的一极为负极，出H2的一极为正极，电极反应式为：负极：H2－2e－＋2OH－=2H2O （1） 正极：2H＋＋2e－===H2↑（2）
A项，正极上H+得电子发生还原反应
C项，（1）+（2）电池总反应式为H＋＋OH－=H2O
C
离子交换膜
种类
阴离子交换膜，阳离子交换膜，双极膜，质子交换膜，气体/水膜
作用
溶液中电荷平衡，防止(或促使)某些物质发生反应，制备特定产品
结果
分化式，调和式，阴离子互换式，阳离子互换式
方向
阳离子向 阴极运动，阴离子向阳极运动（正正负负，阴阳相吸）
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