1、1常见的隔膜隔膜又叫离子交换膜，由高分子特殊材料制成。离子交换膜分三类：(1)阳离子交换膜，简称阳膜，只允许阳离子通过，即允许H和其他阳离子通过，不允许阴离子通过。(2)阴离子交换膜，简称阴膜，只允许阴离子通过，即允许OH和其他阴离子通过，不允许阳离子通过。(3)质子交换膜，只允许H通过，不允许其他阳离子和阴离子通过。2隔膜的作用(1)能将两极区隔离，阻止两极区产生的物质接触，防止发生化学反应。(2)能选择性地允许离子通过，起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。3离子交换膜的选择依据离子的定向移动。4多室电解池的类型多室电解池是利用离子交换膜的选择透过性，即允许带某种电荷的离子通过而限制带相反电荷
2、的离子通过，将电解池分为两室、三室等，以达到浓缩、净化、提纯以及电化学合成的目的。(1)两室电解池以惰性电极电解一定浓度的Na2CO3溶液为例，其原理如图所示：电极名称的判断：根据“阴阳相吸”判断，Na移向的乙电极是阴极；根据“阳极放氧生酸”判断，左侧有氧气生成的甲电极是阳极。电极反应式的书写：右侧阴极区电解液为稀氢氧化钠溶液，根据“阴极放氢生碱”，得4H2O4e=2H24OH，A为氢气；左侧阳极区电解液为碳酸钠溶液，根据“阳极放氧生酸”，得H会与CO结合生成HCO：4CO2H2O4e=4HCOO2。(2)三室电解池以三室式电渗析法处理含KNO3的废水得到KOH和HNO3为例，其原理如图所示：
3、阴极反应及ab膜的判断：阴极的电极反应是4H2O4e=2H24OH(放氢生碱)，生成的带负电荷的OH吸引中间隔离室的K向阴极区迁移，得到KOH溶液，阴极区溶液的pH增大，ab膜为阳离子交换膜。阳极反应及cd膜的判断：阳极的电极反应是2H2O4e=O24H(放氧生酸)，生成的带正电荷的H吸引中间隔离室的NO向阳极区迁移，得到HNO3溶液，阳极区溶液的pH减小，cd膜为阴离子交换膜。(3)四室电解池以四室式电渗析法制备H3PO2(次磷酸)为例，其工作原理如图所示：电解稀硫酸的阳极反应是2H2O4e=O24H(放氧生酸)，产生的H通过阳离子交换膜进入产品室，原料室中的H2PO通过阴离子交换膜进入产品
4、室，与H结合生成弱电解质H3PO2；电解NaOH稀溶液的阴极反应是4H2O4e=2H24OH(放氢生碱)，原料室中的Na通过阳离子交换膜进入阴极室。1SO2和NOx是主要大气污染物，利用如图装置可同时吸收SO2和NO。下列有关说法错误的是()Aa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 molC吸收池中发生反应的离子方程式为2NO2S2O2H2O=N24HSOD阳极的电极反应式为SO22H2O2e=SO4HD解析：A项，阴极发生还原反应，HSO得电子生成S2O，a是直流电源的负极，正确；B项，阴极发生还原反应，电极反应式为2HSO2H2
5、e=S2O2H2O，阴极得到2 mol电子时，通过阳离子交换膜的H为2 mol，正确；C项，吸收池中S2O与NO发生氧化还原反应生成N2和HSO，离子方程式为2NO2S2O2H2O=N24HSO，正确；D项，阳极发生失去电子的氧化反应，电极反应式为SO22H2O2e=SO4H，错误。2已知：电流效率电路中通过的电子数与消耗负极失去电子总数之比。现有两个电池、，装置如图所示。下列说法正确的是()A和的电池反应不同B和的能量转化形式不同C的电流效率低于的电流效率D放电一段时间后，、中都只含1种溶质C解析：、装置中电极材料相同，电解质溶液部分相同，电池总反应、负极反应和正极反应均相同，A项错误。和装
6、置的能量转化形式都是化学能转化成电能，B项错误。装置中铜与氯化铁溶液直接接触，二者会在铜极表面发生反应，导致部分能量损失(或部分电子没有通过电路)，导致电流效率降低；而装置采用阴离子交换膜，铜不与氯化铁溶液直接接触，二者不会在铜极表面发生反应，放电过程中交换膜左侧负极的电极反应式为Cu2e=Cu2，阳离子增多；右侧正极的电极反应式为 2Fe32e=2Fe2，Cl从交换膜右侧向左侧迁移，电流效率高于装置，C项正确。放电一段时间后，装置中生成氯化铜和氯化亚铁，装置中交换膜左侧生成氯化铜，右侧生成氯化亚铁，两者还可能均含有氯化铁，D项错误。3如图是用于航天飞行器中的一种全天候太阳能电化学电池在光照时
7、的工作原理。下列说法正确的是()A该电池与硅太阳能电池供电原理相同B光照时，H由a极室通过质子膜进入b极室C夜间无光照时，a电极流出电子D光照时，b极反应式是VO22OHe=VOH2OC解析：硅太阳能电池是用半导体原理将光能转化为电能，是物理变化，而该电池是化学能转化为电能，两者原理不同，A错误；光照时，b极反应式为VO2H2Oe=VO2H，产生氢离子，而氢离子由b极室透过质子膜进入a极室，B错误；夜间无光照时，相当于蓄电池放电，a极的电极反应式为V2e=V3，发生氧化反应，是负极，a电极流出电子，C正确；光照时，b极是阳极发生氧化反应，反应式为VO2H2Oe=VO2H，D错误。4电渗析法淡化
8、海水装置如图所示，电解槽中阴离子交换膜和阳离子交换膜交替排列，将电解槽分隔成多个独立的间隔室，海水充满各个间隔室。通电后，一个间隔室的海水被淡化，而其相邻间隔室的海水被浓缩，从而实现了淡水和浓缩海水的分离。下列说法正确的是()A离子交换膜b为阳离子交换膜B间隔室的排出液为淡水C通电时，电极1附近溶液的pH比电极2附近溶液的pH变化明显D淡化过程中，得到的浓缩海水没有任何使用价值B解析：电极2上HH2，所以电极2为阴极，电极1为阳极，阳离子交换膜只允许阳离子通过，阴离子交换膜只允许阴离子通过，Na通过阳离子交换膜向电极2移动，则离子交换膜a为阳离子交换膜，离子交换膜b为阴离子交换膜，A项错误；中
9、的阴、阳离子分别透过阴、阳离子交换膜移向相邻间隔室，海水被淡化，而相邻间隔室中的海水被浓缩，B项正确；电极1上Cl放电生成Cl2，电极2上H放电生成H2，故电极2附近溶液的pH变化明显，C项错误；浓缩海水中含有丰富的元素(如Mg2、Br)，有很大的使用价值，D项错误。5某原电池装置如图所示，电池总反应为2AgCl2=2AgCl。(1)当电路中转移a mol e时，交换膜左侧溶液中约减少_ mol离子。交换膜右侧溶液中c(HCl)_(填“”“”或“”)1 molL1(忽略溶液体积变化)。(2)若质子交换膜换成阴离子交换膜，其他不变。若有11.2 L氯气(标准状况)参与反应，则必有_mol_(填离
10、子符号)由交换膜_侧通过交换膜向_侧迁移。交换膜右侧溶液中c(HCl)_(填“”“”或“”)1 molL1(忽略溶液体积变化)。解析：(1)正极的电极反应式为Cl22e=2Cl，负极的电极反应式为AgCle=AgCl，隔膜只允许氢离子通过，转移a mol电子，必有a mol Cl沉淀。为了维持电荷平衡，交换膜左侧溶液中必有a mol H向交换膜右侧迁移，故交换膜左侧共减少2a mol离子(a mol Cla mol H)，交换膜右侧溶液中氯化氢浓度增大。(2)n(Cl2)0.5 mol，n(Cl)1 mol。正极的电极反应式为Cl22e=2Cl，n(e)1 mol，负极的电极反应式为AgCle=AgCl，交换膜右侧溶液中增加了1 mol负电荷(或增加了1 mol Cl)，左侧减少了1 mol负电荷(或减少了1 mol Cl)。如果质子交换膜换成阴离子交换膜，只允许阴离子(Cl)通过交换膜，不允许H通过。为了维持电荷平衡，必有1 mol Cl从交换膜右侧溶液中通过交换膜向左侧迁移，氯离子迁移之后，两侧溶液中盐酸浓度保持不变。答案：(1)2a(2)1Cl右左