专题30 电化学中的交换膜-2022年高考化学毕业班二轮热点题型归纳与变式演练（全国通用）（解析版）

3.0 cande 2025-05-13 16 4 1.97MB 27 页 3知币
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专题 30 电化学中的交换膜
目 录
一、热点题型归纳………………………………………………………………………………………………..1
【题型一】 阳离子交换膜………………………………………………………………………..………1
【题型二】 阴离子交换膜……………………………………………………………………..…………5
【题型三】 质子交换膜………………………………………………………………………..…………9
二、最新模考题组练……………………………………………………………………………………………13
【题型一】 阳离子交换膜
【典例分析】
1．LiOH 是制备锂离子电池的材料。电解 LiCl 溶液制备 LiOH 的装置如图所示。下列说法正确的是
A．电极 A连接电源的负极
B．B极区电解液为 LiCl 溶液
C．电极每产生 22.4L 气体 M，电路中转移 2mole-
D．电池总反应为：2LiCl+2H2O H2↑+Cl2↑+2LiOH
【答案】D
【分析】
电解制备 LiOH，两电极区电解液分别为 LiOH 和LiCl 溶液，由图可知，右侧生成氢气，则 B上氢离子放
电，可知 B为阴极，在 B侧制备 LiOH，Li+由A经过阳离子交换膜向 B 移动，A中为 LiCl 溶液，氯离子放
电生成氯气，据此分析解题。
【解析】
A．由分析可知，A为阳极，与正极相连，故 A错误；
B．通过以上分析知，B极区电解液为 LiOH，否则无法得到纯净的 LiOH，故 B错误；
C．没有指明气体所处状态，无法计算其物质的量，所以无法计算转移电子物质的量，故 C错误；
D．电解池的阳极上是氯离子失电子，阴极上是氢离子得电子，电解的总反应方程式为： 2LiCl+2H2O
H2↑+Cl2↑+2LiOH，故 D正确；
故选 D。
【提分秘籍】
1．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)。
2．离子交换膜在电化学中的作用
(1)隔离某些物质防止发生反应。(2)用于物质的制备。(3)物质分离、提纯等。
3．阳离子交换膜只允许阳离子通过，阻止阴离子和气体通过。
【变式演练】
1．一种采用电解原理获得高浓度 HI 溶液的装置如图所示，下列有关说法正确的是
A．玻璃碳电极 a与电源正极相连
B．离子交换膜为阴离子交换膜
C．a极电解液为浓溶液
D．该装置是通过牺牲阴极液中的 HI 来增大阳极液中 HI 的浓度
【答案】A
【分析】
根据图示，玻璃碳电极 a上I-被氧化生成 I2，玻璃碳电极 a为阳极，玻璃碳电极 b上I2被还原生成 I-，玻璃
碳电极 b为阴极，结合电解原理分析判断。
【解析】
A．由图可知，玻璃碳电极 a上I-被氧化生成 I2，玻璃碳电极 a为阳极，和电源的正极相连，故 A正确；
B．阳极上 I-被氧化生成 I2，阴极上 I2被还原生成 I-，该电解池要获得高浓度 HI 溶液，离子交换膜需要阻止
I-向阳极移动，因此离子交换膜不可能为阴离子交换膜，故 B错误；
C．HI 溶液在 b极生成，因此 a极电解液为稀溶液，故 C错误；
D．根据图示结合原理，该装置是通过牺牲阳极液中的 HI 来增大阴极液中 HI 的浓度，故 D错误；
故选 A。
2．氯碱工业是高耗能产业，将电解池与燃料电池串联组合的新工艺可节能，装置图如图所示，下列叙述
错误的是(注：假定空气中氧气的体积分数为 20%)
A．X为Cl2，Y为H2
B．c＞a＞b
C．若生成标准状况下 22.4LX，则消耗标准状况下空气 56L
D．两池中阳离子交换膜均可以换为阴离子交换膜
【答案】D
【解析】
A是电解池，从图中看出，左边电极放电产生氯气，则 X是Cl2，左边电极是阳极，那右边电极是阴极，
阴极上氢离子放电产生氢气，Y是H2；B是燃料电池，电池右边通入除去 CO2后的空气，发生还原反应，
所以右边电极为正极，左边通入气体 Y，也就是 H2，发生氧化反应，左边电极为负极。
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