高考化学一轮复习 专项训练 离子交换膜种类的判断（解析版）.docxVIP

专项训练离子交换膜种类的判断（解析版）

1．（2023·全国·高三专题练习）目前可采用“双极膜组”电渗析法淡化海水，同时获得副产品A和B，模拟工作原理如图所示。M和N为离子交换膜，在直流电作用下，双极阴阳膜(BP)复合层间的H2O解离成H+和OH-，作为

A．X电极为阴极，电极反应式为2H2O+2e-=2OH-+H2↑

B．M为阳离子交换膜，N为阴离子交换膜，BP膜的作用是选择性通过Cl-和Na+

C．每生成5.6L气体a，理论上获得副产品A和B各0.5mol

D．“双极膜组”电渗析法也可应用于从盐溶液(MX)制备相应的酸(HX)和碱(MOH)

【答案】D

【分析】由BP双极膜中H+、OH-移动方向可知：X电极为电解池的阳极，电极反应式为：2Cl-+2e-=Cl2，Y电极为阴极，电极反应式为：2H++2e-=H2,电解总反应为：2H

【详解】A．由图中氢氧根移动方向可知X电极为阳极，电极反应式为：2Cl-+2e-=Cl2

B．由题意可知，精制食盐水中钠离子经过M离子交换膜移向产品A室，与BP双极膜中转移过来的氢氧根结合生成氢氧化钠，所以M膜为阳离子交换膜，盐室中氯离子经过N离子交换膜移向产品B室，与BP双极膜中转移过来的氢离子结合生成氯化氢，所以N为阴离子交换膜，BP双极膜的作用是选择性通过氢离子和氢氧根离子，B错误；

C．阳极反应式为：2Cl-+2e-=Cl2

D．“双极膜组”电渗析法从氯化钠溶液中获得酸（HCl）和碱（NaOH），由此可知：也可从M溶液制备相应的酸(HX)和碱(MOH)，D正确；

故选D。

2．（2023·全国·高三统考专题练习）科学家设计了一种能产生羟基自由基(·????OH)的原电池—电解池组合装置，·????OH能将苯酚氧化为CO2

A．a极为正极，N为阴离子交换膜

B．d极的电极反应式为H

C．a极区每产生1molCrOH

D．b极区消耗1molC6

【答案】C

【分析】由图可知，a极上Cr2O72-发生还原反应生成Cr(OH)3，b电极上苯酚发生氧化反应生成CO2，则a电极为正极，b电极为负极，正极反应为Cr2O72-+6e-+7H2O=2Cr(OH)3+8OH-，负极反应为C6H5OH-28e-+11H2O═6CO2↑+28H+；c电极为电解池阴极，d电极为电解池阳极，阴极反应为2H++2e-=H2↑，阳极反应为H2O-e-=H++?OH，羟基自由基(?OH)具有强氧化性，进一步氧化苯酚达到除去苯酚的目的，发生的反应为C6H5OH+28?OH═6CO2↑+17H2O，据此分析解答。

【详解】A．由上述分析可知，左侧装置为原电池，右侧装置为电解池，a电极为正极，b电极为负极，负极方程式为：C6H5OH-28e-+11H2O═6CO2↑+28H+，阳离子浓度增大，则Cl-通过N膜计入b极区，N为阴离子交换膜，故A正确；

B．d电极为电解池阳极，阳极上H2O失电子生成H+、?OH，阳极反应为H2O-e-=H++?OH，故B正确；

C．正极反应为Cr2O72?+6e-+7H2O=2Cr(OH)3+8OH-，a极区每产生1molCr(OH)3时转移3mol电子，通过质子交换膜移向阴极的n(H+)=3mol，阴极反应为2H++2e-=H2↑，n(H2)=12n

D．由分析可知，b极区电极方程式为：C6H5OH-28e-+11H2O═6CO2↑+28H+，消耗1molC6

故选C。

3．（2023·辽宁·朝阳市第一高级中学校联考二模）四甲基氢氧化铵[CH34NOH]常用作电子工业清洗剂，下图为以四甲基氯化铵[CH

A．a极电极反应式：2

B．保持电流恒定，升高温度可以加快合成CH3

C．c为阳离子交换膜，d、e均为阴离子交换膜

D．制备36.4gCH3

【答案】D

【分析】根据de池中浓度变化得出，钠离子从b极池通过e膜，氯离子从cd池通过d膜，由电解池中阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，则a为阴极，b为阳极，a与N型半导体相连，b与P型半导体相连，所以N型半导体为负极，P型半导体为正极，以此解答。

【详解】A．由题中信息可知，a为阴极，发生得电子的还原反应，其电极反应式为2CH

B．保持电流恒定，则单位时间a极得到的电子数目是恒定的，升高温度，电极反应2CH

C．由题中图示信息可知，Na+离子通过e膜，Cl-通过d膜，(CH3)4N+通过c膜，所以c、e膜为阳离子交换膜，d为阴离子交换膜，故C错误；

D．36.4gCH34NOH的物质的量为36.4g91g/mol=0.4mol，a极电极反应式为2CH34N++2H2O+2e-=2CH34NOH+H2

故选D。

4．（2023·安徽黄山·统考二模）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)4