电化学中离子交换膜的应用

李春文

(黑龙江省望奎县第一中学 152100)

离子交换膜又称“隔膜”，由特殊的高分子材料制成.根据通过隔膜的阴阳离子可以把离子交换膜分为三类，即阳离子交换膜，简称阳膜，允许阳离子和质子通过；阴离子交换膜，简称阴膜，只允许阴离子通过；质子交换膜，只允许质子通过.选择合适的离子交换膜能够实现电化学在实际生产和生活中的应用，真正做到学以致用.

一、实现物质的分离和提纯

例1通过电解法分离NaHSO3与Na2SO3混合物,其装置如下图.下列说法不正确的是( ).

B. 阳极区c(H+)增大,H+由a室经阳离子交换膜进入b室

C.a室的电解质溶液可以换成K2SO4

二、实现物质的制备

例2氢碘酸(HI)可用“四室电渗析法”制备，其工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过).下列叙述错误的是( ).

A．通电后，阴极室溶液的pH增大

C．得到1 mol产品HI，阳极室溶液质量减少8 g

D．通电过程中，NaI的浓度逐渐减小

三、用于治理环境污染

例3SO2和NOx是主要大气污染物，利用下图装置可同时吸收SO2和NO.下列有关说法错误的是( ).

A．a极为直流电源的负极，与其相连的电极发生还原反应

B．阴极得到2 mol电子时，通过阳离子交换膜的H+为2 mol

四、实现海水的淡化

例4一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CO2

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 L

五、判断电极反应方程式是否正确

A.采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积,并有利于氧气扩散至电极表面

B. 比较Mg,Al,Zn三种金属-空气电池,Al-空气电池的理论比能量最高

D. 在Mg-空气电池中,为防止负极区沉积Mg(OH)2沉淀,宜采用中性电解质及阳离子交换膜

六、对溶液的pH产生影响

A．b膜是阳离子交换膜

B．A极室产生气泡并伴有少量沉淀生成

C．淡化工作完成后A、B、C三室中pH大小为pHA

D．B极室产生的气体可使湿润的KI-淀粉试纸变蓝

近几年的高考试题中，可以看到，一般涉及电化学的问题，几乎都要涉及离子交换膜.有了离子交换膜，才使电化学的理论知识转化为实际生产，真正实现学习电化学的重要意义.