2026版化学步步高大二轮专题复习-专题四　微点突破5　含“膜”电化学装置分析

微点突破5含“膜”电化学装置分析1.交换膜类型及特点交换膜类型阳膜阴膜双极膜特定的交换膜允许通过的离子及移动方向阳离子移向原电池的正极(电解池的阴极)阴离子移向原电池的负极(电解池的阳极)中间层中的H2O解离出H+和OH-，H+移向原电池的正极(电解池的阴极)，OH-移向原电池的负极(电解池的阳极)只允许特定的离子或分子通过，如质子交换膜只允许H+通过，氯离子交换膜只允许Cl-通过通性无论是原电池还是电解池中，阳离子均移向得电子的一极，阴离子均移向失电子的一极2.离子交换膜的作用1.(2022·全国甲卷，10改编)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-(1)放电时，三个区域离子迁移方向为Ⅰ区的SO42-向Ⅱ区移动，Ⅲ区的K+向Ⅱ区移动，电池工作一段时后Ⅱ区溶液的质量增大(填“增大”“减小”或“不变”(2)放电时，正极的电极反应式：MnO2+2e-+4H+Mn2++2H2O，电池总反应的离子方程式：Zn+4OH-+MnO2+4H+Zn(OH)42-+Mn2++2H22.次磷酸钴[Co(H2PO2)2]广泛用于化学镀钴，以金属钴和次磷酸钠为原料，采用四室电渗析槽电解法制备，原理如图：(1)A是阳离子交换膜，判断方法：根据产物Co(H2PO2)2确定离子移动方向；Co2+向产品室移动，则A是阳离子交换膜。(2)B是阴离子交换膜，判断方法：H2PO2-(3)Co为阳极，阳极反应式为Co-2e-Co2+。(4)石墨为阴极，阴极反应式为2H2O+2e-H2↑+2OH-，C是阳离子交换膜。3.(2025·山东，12改编)全铁液流电池工作原理如图所示，两电极分别为石墨电极和负载铁的石墨电极。下列说法正确的是()A.隔膜为阳离子交换膜B.放电时，a极为正极C.充电时，隔膜两侧溶液Fe2+浓度均减小D.理论上，Fe3+每减少1mol，Fe2+总量相应增加2mol答案C解析根据电池中所含物质知，能形成的自发氧化还原反应只有Fe+2Fe3+3Fe2+，因此氧化剂Fe3+所在电极区的b电极为正极，电极材料为石墨，则a电极为负极，电极材料为负载Fe的石墨，隔膜需防止右侧的Fe3+进入左侧，应使用阴离子交换膜，A、B错误；充电时的总反应为3Fe2+Fe+2Fe3+，消耗Fe2+，故隔膜两侧溶液Fe2+浓度均减小，C正确；根据放电的总反应知，Fe3+每减少1mol，Fe2+总量相应增加1.5mol，D错误。4.(2025·河南，12)一种液流电解池在工作时可以实现海水淡化，并以LiCl形式回收含锂废弃物中的锂元素，其工作原理如图所示。下列说法正确的是()A.Ⅱ为阳离子交换膜B.电极a附近溶液的pH减小C.电极b上发生的电极反应式为[Fe(CN)6]4-+e-[Fe(CN)6]3-D.若海水用NaCl溶液模拟，则每脱除58.5gNaCl，理论上可回收1molLiCl答案D解析电极a为阴极，发生反应：O2+4e-+2H2O4OH-，电极b为阳极，发生反应：Li4[Fe(CN)6]-e-Li3[Fe(CN)6]+Li+，C错误；为实现海水的淡化，海水中Na+应通过离子交换膜Ⅰ进入最左侧，为以LiCl形式回收锂元素，海水中Cl-应通过离子交换膜Ⅱ向右侧迁移，Li+应通过离子交换膜Ⅲ向左侧迁移，故离子交换膜Ⅱ为阴离子交换膜，A错误；由