电化学中的离子交换膜-2026年高考化学

电化学中的离子交换膜

高考•知识考向

1.离子交换膜的类型与作用

(1)交换膜类型及特点

交换膜类型允许通过的离子及移动方向说明通性

阳离子交换膜阳离子移向电解池的阴极或原电池的正极阴离子和气体不能通过无论是原电池

阴离子交换膜阴离子移向电解池的阳极或原电池的负极阳离子和气体不能通过还是电解池中，

质子交换膜质子移向电解池的阴极或原电池的正极只允许H'通过阳离子均移向

中间层中的H2。解离出H'和OH,H+移得电子的一极，

H+移向阴极,OFT移向

双极膜向原电池的正极或电解池的阴极，OH」移阴离子均移向

阳极

向原电池的负极或电解池的阳极失电子的一极

(2)离子交换膜的作用

①平衡左、右两侧电荷，得到稳定电流

锌铜原电池

znicu

iTul扛;二

,-----l»----••••-•••--

1mol-I/1」mol•L'1

■卜■■■■(Ar■•••t----

»•••••■■■••••t।[・・•・•三三"CuSOjaq)

ZnS()4(aq)•••••4-p••••«I卜・・・・F

甲阳离子交换腴乙

甲池中发生反应Zn-2e—Zn2+,导致以Zr?+)增大，乙池中发生反应：Cu2++2e-=Cu,导致c(Cu")

减小，而阳离子交换膜只允许阳离子和分子通过，故要得到稳定的电流，甲池中的Zn”通过离子交换

膜进入乙池，保持溶液中的电荷平衡，而阴离子并不通过交换膜，所以cYSO『)保持不变

②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

电解饱和食

盐水

阳极室中电极反应：2C1—2钎=。23阴极室中的电极反应：2H2O+2e=H2T+2OH

，阴极区H+放电，破坏了水的电离平衡，使OFT浓度增大，阳极区C「放电，使溶液

过程

中的dC「）减小.为保持电荷守恒，阳极室中的Na'通过阳离子交换膜与阴极室中生成

分析

的0H结合，得到浓的NaOH溶液。利用这种方法制备物质，纯度较高，基本没有杂

质

阳离子交换只允许Na'通过，而阻止阴离子（0一）和气体（Cl”通过。这样既防止了两极产生的H2和

膜的作用CE混合爆炸，又避免了。2和阴极产生的NaOH反应生成NaQO而影响烧碱的质量

③制备某些特定产品

用NaOH溶液吸收烟气中的S02,将所得的Na2s。3溶

液进行电解，可循环再生NaOH,同时得到H2sO4,其

京理如图所示

图中离子移动的方向是Na*（阳离子）穿过阳离子交换膜向左池移动，左池为阴极室，a为阴极；SOf•（阴

离子）穿过阴离子交换膜向右池移动，右池为阳极室，b为阳极，左池中阴极电极反应式：

2H2O+2e=H2t+2OH-,导致阴极区域c（OH。增大，放置阳离子交换膜可让Na卡向阴极定向移动，

+

从而产生高浓度的NaOH溶液。右池中阳极电极反应式：SOf-2c-+112O=SOf+211,阳极室中阴

离子交换膜可使SO；移向阳极，而发生上述反应，故在阳极区产生高浓度的硫酸

（3）离子交换膜的判断

首先判断隔膜的用途是制取物质还是避免电极产物之间发生反应，然后根据电解质溶液呈电

判断中性的原则，判断膜的类型。方法如下：先明确电极产物，写出阴、阳两极上的电极反应；

方法再依据电极反应式判断该电极附近哪种离子有剩余，结合溶液呈电中性的原则，判断离子移

动的方向，确定离子交换膜的类型

2

锌碘单液流电池，其原理如图所示

负极：Zn-2e-=Zn2+,阳离子浓度增大，为平衡电荷，移向A区，M为阴离子交换膜

分析

正极：12+2b:2「，阴离子浓度增大，为平衡电荷，K'移向B区，N为阳离子交换膜

（4）多膜电解池方程式书写及分析

①双膜三室处理吸收液（吸收了烟气中的SO2）（或污水）

-

HSO；-2e+H2O=SOr+3H*

阳极室

_

或SOf-2e*+H2O=SO5+2H

阳离子‘阴离子

交换膜交换膜吸收液Na卡穿过阳膜进入阴极室（左室）；HSO彳和S0『穿过阴

电极aI|电极b

（或污水）膜进入阴极室（右室）

HSO,

tso；-2H2。+4e-=20H-+&T、HSO；+OH-=SOf+

pH约为/的吸收液狒―阴极室

H20

产品阳极室：较浓的硫酸；阴极富：左室亚硫酸钠

②三膜四室制备硼酸IHsBO3（-元弱酸）］

-+

阳极室2H2O-4e=O2t4-4H

a------11------b

F,股阴股RI|石法阴极室

14H2O+4e-=2H2f+4OH-

原料室B（OH）I穿过阴腴进入产品室，Na'穿过阳膜进入阴极室

H,BO,NaB(OH)

4NaOU

稀溶液浓溶液

稀疏酸稀溶液

用极富产盆定原料室阴报富+

产品室HH-B(OH)；=H3BO3+H2O

2.双极膜：双极膜是一种新型离子交换膜，其膜主体可分为阴离子选择层、阳离子选择层和中间界面层，水解

离催化剂被夹在中间的离子交换聚合物中，水电离产生H一和0H,可在电场的作用下快速迁移到两侧溶液中，

为膜两侧的半反应提供各自理想的pH条件。双极膜示意图：

3

阴高了选择屋于4r阳离广选择房

gOH

H2O-

双及膜

3.解答含膜电池题的思维模板

(1)第一步：判断装置类型C根据有元外加电源,判断是电解池环是原电池

(2)第二步：分清隔膜类型。即交换膜属于阳膜、阴膜或质子膜中的哪一种，判断隔膜允许哪种离子通过

(3)第三步：分析隔膜作用。根据题给信息分析隔膜的作用是平衡电荷，还是让离子选择性通过避免副反应，或

为了生成特定物质

(4)第四步：写出电极反应。根据电极类型，交换膜两侧离子变化，电荷变化或离子迁移方向等综合信息书写电

极反应式，最后做出综合推断或计算

4

题组•特训

1.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,其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(BP)复合层间的H20解离成H+和0H，作为H+和OH的离子源。下列说法正

确的是()

A.X电极为阴极，电极反应式为2H2O+2e-=2OFT+H2f

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

C.M为阳离子交换膜，N为阴离子交换膜，BP膜作用是选择性通过和Na+

D.电路中每转移0.5mol电子，理论上获得副产品A和B各0.25mol

2.某化学兴趣小组，根据电化学原理，设计出利用KQ、NaNOa为原料制取KNO3和Na。的装置如图。A、C

代表不同类别的选择性离子通过膜。下列有关说法正确的是()

A.C为阳离子交换膜B.M和N均可采用纯铜作为电极材料

C.M和N电极产生气体的体积比为2：1D.电解总反应：KC1+NaNO3=^^KNO3+NaCl

3.双膜碱性多硫化物空气液流二次电池可用于再生能源储能和智能电网的备用电源等，电极I为掺杂Na2s2

的电极，电极II为碳电极。电池工作原理如图所示。下列说法错误的是()

5

----►

A.

B.放电时，中间储液器中NaOH的浓度不断变大

C.充电时，电极I的电极反应式为2S『-2e一=S：

D.充电时，电路中每通过1mol电子，阳极室溶液质量理论上增加9g

4.如图所示电解装置中，通电后石墨电极n上有生成，FSO3逐渐溶解，下列判断错误的是（）

石墨o3bo-石墨

电极I直流电源电极II

CuClNa2soi

/溶液

溶液

阴离子交换膜交换膜C

A.a极电势低于b极电势B.交换膜c为质子交换膜

C.随着电解的进行，CuC12溶液浓度变小D.当0.01molFeQ3完全溶解时，外电路中通过0.03mol电子

5.Adv.Matcr报道我国科学家耦合光催化/电催化分解水的装置如图，催化电极时产生电子和空穴（空穴指共价键

上流失一个电子留下空位的现象，用h’表示），下列有关说法错误的是（）

H,0

光催化装置电催化装置

A.光催化装置实现了光能向化学能的转化

B.离子交换膜为阴离子交换膜

-

C.电催化装置阳极电极反应式4OH+4h=2H2O+O2T

D.光催化装置中，每生成0.1g氢气，产生空穴广的数目为O.INA

6.高镒酸钾是一种常用的强氧化剂，在临床医学上可以用作消毒剂，可以杀菌止痛。如图是电化学法制备高镒

6

酸钾的装置图。下列说法正确的是（）

a

X

&MnO籀液、

离子交换膜

A.中间的离子交换膜是阴离子交换膜

B.每转移1mol电子，Y极放出112mL气体

C.X极的电极反应式为MnO『+e-=MnO：

D.当有2moi电子转移时，氧化产物与还原产物的比值为2：1

7.如图所示的新型电池可以处理含CN-的碱性废水，同时还能淡化海水。下列说法不正确的是（）

A.电子由a极经导线流向b极B.日池工作一段时间后，右室溶液的pH增大

C.交换膜I为阳离子交换膜，交换膜H为阴离子交换膜D.b极发生还原反应

8.。。2是国家卫健委专家推荐的高效、安全的消毒用品。某电解法制备。02的装置如图，下列有关说法错误的

是（）

A.离子交换膜为阳离子交换膜

B.生成NCh和H2的物质的量之比为1：3

C.发生器中生成的X溶液的主要溶质为NaCl和NaOH

7

D.a电极为电源的正极

9.退役锂离子电池正极材料中有价金属的回收利用，是解决新能源汽车产业环境污染和资源短缺的有效方法，

也是该产业可持续发展的关键。回收过程中产生的沉锂后的母液中的溶质主要是Na2SO4,可根据电化学原理

采月双极膜（BP）与离子交换膜（A、C）组合技术处理沉锂后的母液，实现废水的净化和资源回收（如图所示）。下

列说法错误的是（）

A.双极膜（BP）可有效阻隔Na，和SO：的通过，膜A为阴离子交换膜

B.阳极的电极反应为2H2O—4e-=C）2T+4H+,阴极的电极反应为2H?0+2e-=%7+201<

C.阳极与直流电源的正极相连，阳极上的电势比阴极上的高

D.当阳极上放出22.4L（标准状况）气体时，该装置有2molH2s04和4moiNaOH生成

10.以浓差电池（电解质溶液浓度不同造成电势差）为电源，用石墨作电极将N%转化为高纯H2的装置如图。下

列说法错误的是（）

Cu(24骂3忡⑴；

KOHKOII

(«q)(aq)

2L0.5moi・L“2L2.5mol-L-

NH3离子交

CuSO4iaq)CuSO4(aq)换膜II

A.Cu（l）的电极反应式为C『++2e-=Cu

B.离子交换膜II为阳离子交换膜

C.工作时，M电极附近溶液的pH降低

8

D.电解停止时，理论上Cu（l）和Cu（2）电极的质量差为256g

11.电渗析法淡化海水装置示意图如下，电解槽中阴离子交换膜和阳离子交换膜相间排列，将电解槽分隔成多个

独立的间隔室，海水充满在各个间隔室中。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（）

淡水或浓缩海水

A.离子交换膜b为阳离子交换膜

B.各间隔室的排出液中，①③⑤⑦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

12.我国科学家设计了CO2与氯碱耦合电解池装置如图。这种方法的优点是可以得到氯气和氢氧化钠，实现与

氯碱工业的联合。下列说法正确的是（）

A.离子交换膜为阴离子交换膜

B.工作一段时间阴极附近溶液的pH减小

C.电解总化学反应方程式为：C02+2NaCl+H2O=^=HCOONa+Cl2+NaOH

D.标准状况下，每生成2.24LCb，溶液中通过的电子为0.2mol

13.电解法制备CsO的装置如图所示，已知生成CsO的反应为Cu2cl2+2OH=CU2O+H2O+2C「，下列说

法错误的是（）

9

电源

铜钿

龙子交换膜

A.钳电极连接电源的负极B.离子交换膜为阴离子交换膜

C.铜电极反应为2Cu—2屋+2c「=Cu2CkD.制备7.2gCu2。，阴极区溶液质量减少0.1g

14.八铝酸铉［(NHMMO8O26］可用于染料•、催化剂、防火剂等。该化合物可通过电渗析法获得，工作原理如图。

下列说法错误的是()

@(E)

阴膜双极腴阳膜T

11()

1

NH.HCO,H*(NHihMoO,

溶液溶液

OH

包.水

A.a连接电源正极B.生成MO8。言的反应为8MoOr+12H+=Mo8O蓝+6出0

C.电解一段时间后，b极附近氨水的浓度减小D.双极膜附近的OH.移向左侧

15.月锂硫电池处理含有氯化钱的废水装置如图，锂硫电池工作原理：16Li+S8舞8U2S。下列说法正确的是

()

A.a电极与锂硫电池的正极相连

B.c、e为阴离子交换膜，d为阳离子交换膜

C.当锂硫电池中消耗32g硫时，N室增加的离子总物质的量为4moi

D.出口一和出口二物质分别为H3PO4浓溶液、Na2SO4浓溶液

16.用一种具有“卯桦”结构的双极膜组装的电解池可实现大电流催化电解氯化筱废水，同时制得盐酸和氨水工

10

作时，H?O在双极膜界面处被催化解离成H一和OH,有利于电解反应顺利进行，装置如图所示（M、N均为惰

性电极）。下列说法正确的是（）

A.a膜是阳离子交换膜，b膜是阴离子交换膜

B.I室生成氨水，II室生成盐酸

C.每生成0.1molHC1,双极膜处共有0.2mol比。解离

D.与平面结构相比，"卯梯''结构双极膜表面积大，更有利于电子通过

17.粗俅中含有Ni及少量Cu、be,Pb和Ag、Au。工业上，用如图所示的流动隔膜式电解槽精炼粗镀，以硫酸

银和少量氯化银混合溶液作电解液，电解液中的C「能较有效地阻止电极钝化。已知：①实验条件下，Fe、Ni

及少量Pb以离子形式进入极液；②金属性：Fe>Ni>Pbo下列说法正确的是（）

A.“净化”的目的主要是除去Fe?+B.“隔膜”是阳离子交换膜，将两种极液隔开

C.“粗银”与电源正极相连，“纯银”与电源负极相连D.电解相同时间，阴阳两极质量变化相等

18.一种FcBr2—B「2双膜二次电池的结构及放电时的工作原理如图所示。下列说法错误的是（）

已知：①M、N均为多孔石墨烯电极；②起始时I室（含储液罐）中只含FeBn

A.X膜、Y膜均为阴离子交换膜

II

B.充电过程中，II室中的NaBr溶液和III室中的B「2溶液浓度均逐渐增大

C.放电过程的总反应为2FcB「2+Br2=2FcBr3

3+2+

D.放电时，HI室中ImolBn参加反应，此时I室中c<Fe）:c（Fe）=l:3,则起始I室中含8molFeBr2

19.在直流电源作用下，双极膜中间层中的H?O解离为H+和OH，某技术人员利用双极膜（膜c、膜d）和离子

交换膜高效制备H2s和NaOH,工作原理如图所示。下列说法正确的是（）

A.电势：N电极VM电极

B.双极膜膜c输出H+,膜a、膜e为阴离子交换膜

C.N极电极反应式为2H2O+2e=H2+2OH-

D.当电路中通过1mol「时，整套装置将制得1molH2SO4

20.利用微生物电化学处理有机废水，同时可淡化海水并获得酸碱。现以NaCl溶液模拟海水、采用惰性电极，

用如图所示的装置处理有机废水（以含有机酸CH3coOH溶液为例），在直流电场作用下，双极膜间的水解离成

H+和0H，下列说法正确的是（）

1

（I

双极膜膜b膜a

C1I.COOH

生

物H20产品室

膜NaCl

-OH'

H-H*

co2

A.阳极反应式为CH5COOH+80H--8e-=2CO2T+6H2O

B.膜a为阴离子交换膜，膜b为阳离子交换膜

C.产品室生成的物质为NaOH

D.当阴极产生11.2L气体时，理论上可除去模拟海水中5.85gNaCl

21.在直流电源作用下，双极膜中间层中的H2O解离为H+和0H"某技术人员利用双极膜（膜c、膜d）和离子

12

交换膜高效制备H2s04和NaOH,工作原理如图所示。下列说法正确的是（）

A.电势：N电极VM电极

B.双极膜膜c输出H\膜a、膜e为阴离子交换膜

C.N极电极反应式为2H2。+2«一=H2T+20H

D.当电路中通过1mole一时，整套装置将制得1molH2SO4

22.我国科学家开发出在碱性海水里直接电解制氢的技术，工作原理如图1所示。MnOr隔水薄馍可以起到阻挡

CL与电极催化剂活性中心接触的作用，离子交换膜选择性透过在电极A反应的物质,电极A含有M金属催

化剂，发生的电极反应过程如图2所示。下列说法不正确的是（)

A.A极的电极反应式为40H—-4b=。21+2H2。

B.离子交换膜为阴离子交换膜

C.每转移2moi电子，理论上电极B产生0.5mol气体

D.去掉MnO»隔水薄膜后电极A会产生。2

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真题•演练

光余A

1.（2025・江苏卷）以稀H2s0,为电解质溶液的光解水装置如图所示，总反应为2凡。瑞亍2%1+02个。下列

催化剂

说法正确的是

A.电极a上发生氧化反应生成。2

B.H'通过质子交换膜从右室移向左室

C.光解前后，凡SO,溶液的pH不变

D.外电路每通过0.01mol电子，电极b上产生O.OlmolH：

2.（2025・广东卷）某理论研究认为：燃料电池（图b）的电极I和II上所发生反应的催化机理示意图分别如图a和

图c,其中O2获得第一个电子的过程最慢。由此可知，理论上

A.负极反应的催化剂是i

B.图a中，i到ii过程的活化能一定最低

C.电池工作过程中，负极室的溶液质量保持不变

D.相同时间内，电极I和电极H上的催化循环完成次数相同

3.（2025•广东卷）一种高容量水系电池示意图如图。已知：放电时，电极H上MnO?减少；电极材料每转移Imol

14

电子，对应的理论容量为26.8A-h。下列说法错误的是

B.放电时II极室中溶液的pH降低

C.放电时负极反应为：MnS-2c-=S+Mn2+

D.充电时16gs能提供的理论容景为26.8A・h

4.（2025・湖南卷）一种电化学处理硝酸盐产氨的工作原理如图所示。下列说法错误的是

aI~I电源I-Ib

IlII

交

阳b

离

换c

子

1膜r

入<y

A.电解过程中，IC向左室迁移

B.电解过程中，左室中NO；的浓度持续下降

C.用湿润的蓝色石蕊试纸置于b处，试纸先变红后褪色

D.NO；完全转化为NH,的电解总反应：NO；+8C1-+6H2O=NH5T+9OR-+4CI,T

5.（2025・云南卷）一种用双极膜电渗析法卤水除硼的装置如图所示，双极膜中H2O解离的H+和OFT在电场作

用下向两极迁移。除硼原理：［B（OH）J+H+=B（OH）3+HQ.下列说法错误的是

15

电源

NaClNaOH

稀溶液浓溶液

石

ptOil*-湄

电M

电

极►II

极

V

T双极膜甲X膜Y膜甲双极膜呼

NaOH溶液卤水NaCl浓溶液NaOH溶液水（含少&l：NaOH）

A.Pt电极反应：4OH-4e=O2T+2H2O

B.外加电场可促进双极膜中水的电离

C.HI室中，X膜、Y膜分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜

D.IV室每生成ImolNaOH,同时II室最多生成lmolB（OH）a

6.（2025・河南卷）一种液流电解池在工作时可以实现海水淡化，并以Li。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.n为阳离子交换膜

B.电极a附近溶液的pH减小

3

C.电极b上发生的电极反应式为[Fe（CN）6广+e=[Fe（CN）6]

D.若海水用NaCl溶液模拟，则每脱除58.5gNaCI,理论上可回收ImolLiCI

7.（2025.陕西、山西青海、宁夏卷）我国科研人员采用图示的电解池，由百里酚（TY）合成了百里酸（TQ）。电极

b表面的主要反应历程见图（灰球表示电极表面催化剂），下列说法借误的是

16

A.电解时，H*从右室向左室移动

电解个

B.电解总反应：TY+H;O=TQ+2H2T

C.以为原料，也可得到TQ

D.用那0标记电解液中的水，可得到

8.（2024.福建卷）一种兼具合成功能的新型锂电池工作原理如图。电解质为含LT有机溶液。放电过程中产生

（CF3so2）2NLi,充电过程中电解UC1产生Cb。下列说法正确的是（）

(CFROJNLi

CFQC1

A.交换膜为阴离子交换膜

B.电解质溶液可替换为LiCl水溶液

C.理论上每生成1molCl2,需消耗2molLi

D.放电时总反应：6Li+N2+4CF3SO2Cl=2(CF3SO2)2NLi+4LiCI

9.（2024・湖北卷）我国科学家设计了一种双位点PbCu电催化剂，用H2c2O4和NH20H电化学催化合成甘氨酸,

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原理如图，双极膜中H?O解离的和0H一在电场作用下向两极迁移。已知在KOH溶液中，甲酹转化为HOC%。

■,存在平衡HOCHzCT+OH^^[OCH2OJ^+H2OOCu电极上发生的电子转移反应为[OCH2O]2--e=

HCOCT+H，。下列说法错误的是（）

A.电解一段时间后阳极区c（OH-）减小

，

B.埋论上生成1molH3NCH2COOH双极膜中有4molH2O解离

C.阳极总反应式为2HCHO+40H一一2e一=2HC（Xr+H2T+2H2。

+-

D.阴极区存在反应H2C2O4+2H+2e=CHOCOOH+H20

10.（2024.重庆卷）我国科研工作者研发了一种新型复合电极材料，可将CO2电催化转化为甲酸，如图是电解装

置示意图。下列说法正确的是（

A.电解时电极N上产生OHB.电解时电极M上发生氧化反应

由向至

C.阴、阳离子交换膜均有两种离子通过D.总反应为2cCh+2H2O=^^2HCOOH+02

11.（2023・湖北卷）我国科学家设计如图所示的电解池，实现了海水直接制备氢气技术的绿色化。该装置工作时阳

极无Ck生成且KOH溶液的浓度不变，电解生成氢气的速率为%moM/l下列说法错误的是（）

18

A.b电极反应式为2H2O+2e「=H2T+2OH-B.离子交换膜为阴离子交换膜

C.电解时海水中动能高的水分子可穿过PTFE膜D.海水为电解池补水的速率为2xmol-h

12.（2023・广东卷）用一种具有“卯桦”结构的双极膜组装电解池（下图），可实现大电流催化电解KNO3溶液制氨。

工作时•，H2O在双极膜界面处被催化解离成H+和OFF,有利于电解反应顺利进行。下列说法不正确的是（）

A.电解总反应：KNO3+3H2O=NHVH2O+2O21+KOH

B.每生成ImolNH3H2O,双极膜处有9mol的H2O解离

C.电解过程中，阳极室中KOH的物质的审不因反应而改变

D.相比于平面结构双极膜，“卯样”结构可提高氨生成速率

13.（2022•全国甲卷）一种水性电解液Zn-MnO?离子选泽双隔膜电池如图所示（KOH溶液中，ZE以Zn（OH）：存

在），电池放电时，下列叙述错误的是（）

in

A.II区的K*通过隔膜向山区迁移

B.I区的SO已通过隔膜向1呕迁移

+2+

C.MnO2电极反应：MnO2+2e"+4H=Mn4-2H2O

-+2+

D.电池总反应；Zn+4OH+MiiO2+4H—Zn(OH)r4-Mn-I-2H2O

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答案及解析

I题组•特训

1.B。解析：由BP双极膜中H十、OFT移动方向可知：X电极为电解池的阳极，电极反应式为：2C「一2e一二CbT；

Y也极为阴极，电极反应式为：2H++2c一=比3电解总反应为2H2O+2C「*^CkT+H2T+20H，精制盐

水中Na'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0H结合生成NaOH,所以M膜为阳离

子交换膜，盐室中C厂经过N离子交换膜移向产品B室，与BP双极膜中转移过来的H+结合生成HQ,所以N

膜为阴离子交换膜。A.由以上分析知，X电极反应式为：2Cr-2e-=Cl2T；Y也极为阴极2H-+2e—=HzT,

故A错误；B.“双极胰组”电渗析法从NaCl溶液获得酸(HC1)和碱(NaOH),故B正确；C.由题意可知：精制盐水

中Na-经过M离子交换膜移向产品A室，Na十与BP双极膜中转移过来的OFT结合生成NaOH,所以M膜为阳

离子交换膜，C厂经过N离子交换膜移向产品B室，与BP双极膜中转移过来的H+结合生成HQ,所以N膜为

阴离子交换膜,BP膜作用是选择性通过H'和OH,故C错误;D.阳极反应式为电极反应式为：2CT—2e=CI2f,

电路占每生成1molCb,转移电子2mol,理论上获得副产品A(NaOH溶液)和B(HC1溶液)各2mol,则电路中

每转移0.5mol电子，理论上获得副产品A和B各0.5mol,故D错误；故选B。

2.Co解析：根据出口的溶液，包极M为电解池的阴极，水在阴极放电生成氢气和氢氧根离子，电极附近阴离

子电荷数大于阳离子，氯离子通过阴离子交换膜C进入左侧产品室C和A之间，导致流入硝酸纳溶液的原料室

中的钠离子通过阳离子交换膜A进入左侧产品室C和A之间，硝酸根离子通过阴离子交换膜C进入中间产品室

C和A之间，N电极为电解池阳极，水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极附近阳离子电荷

数大于阴离子，钠离子通过阳离子交换膜A进入右侧产品室C和A之间，导致流入氯化钾溶液的原料室中的氯

离子通过阴离子交换膜C进入右侧产品室C和A之间，钾离子通过阳离子交换膜A进入中间产品室A和C之

间，电解的总反应为2H2。型奥2H2T+O2T,M电极生成氢气，N电极生成氧气，产生气体的体积比为2：1,C

正确。

3.C＜解析：由图分析可知，电极II为碳电极，放电时，氧气发生还原反应生成氢氧根离子：O2+2H2O4-4e-

20

=40H-,为正极，则电极I为负极，发生氧化反应：2S1-2e-=S4-；正极区氢氧根离子向左侧移动，离

子交换膜b为阴离子交换膜，负极区钠离子向右侧移动，离子交换膜a为阳离子交换膜，中间储液器中NaOH的

浓度不断变大，A、B正确；充电时，也极I为阴极，得到电子发生还原反应，C错误；充电时，电极II为阳

极，反应为40H--4e-==C)2T+2H：0,电路中每通过1mol电子，中间储液器有1mol氢氧根离子进入阳极室，

同时生成0.25mol氧气，阳极室溶液质量理论上增加17g—8g=9g,D正确。

4.De解析：由题意可知，石墨电极n为包解池的阳极，水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，氢

离子通过质子交换膜c进入中间室，与氧化铁反应生成铁离子和水，则a为直流电源的负极、b为正极，A、B

正确；石墨电极I为阴极，铜离子在阴极得到电子发生还原反应生成铜，氯离子通过阴离子交换膜进入中间室，

所以通着电解的进行，氯化铜溶液浓度变小，C正确；氧化铁与氢离子反应生成铁离子和水，0.01mol氧化铁溶

解消耗氢离子的物质的量为0.06mol,则0.01mol氧化铁溶解，外电路中通过0.06mol电子,D错误。

5.B。解析：由图可知，光催化装置中发生的反应为2H++2e—=比331一+2h+=«，总反应为2H++31里绘

H2T+6,电催化装置中与直流电源负极相连的电极为电解池的阴极，碘三离子在阴极得到电子发生还原反应生

成碘离子，与正极相连的电极为阳极，氮氧根离子在阳极得到空穴发生氧化反应生成氧气和水，汩极室的阳离子

通过阳离子交换膜进入阴极空，尤催化和也催化协同循环的总反应为碘离子做催化剂的作用下水尤照分解生成氢

气和氧气。A.由分析可知，光催化装置中发生的总反应为2H++3厂式昱H2T十4，该装置实现了光能向化学

能的葩化，故A正确；B.由分析可知，电催化装置.中，阳极室的阳离子通过阳离子交换膜进入阴极室，故B错

误；C.由分析可知，电催化装置.中，与正极相连的电极为阳极，氢家根离子在阳极得到空穴发生氧化反应生成氧

气和水，电极反应式为4OH+4『=2%0+。23故C正确；D.由得失电子数目守恒可知，光型化装置中，每

生成0.1g氢气，产生空穴的数目为鸟岛x2xNAmol」=0.1NA：故D正确；故选B“

IIIv*I

6.Do解析：根据装置图可知，X极由KzMnOq制备KMnO4，发生氧化反应，X为阳极，电极反应式为乂冠)>

-e-=MnOj-,C错误；Y为阴极，阴极发生还原反应2H2O+2e-=2OH一十则K+向Y极移动，故离子

交换膜为F日离子交换膜，A错误；由于未注明温度和压强条件，不能进行计算，B错误；X极由KzMnO’生成

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KMnO.,,每生成1molKM11O4转移1mol电子，Y极发生还原反应2HzO+2e=2OH每生成1molH2

转移