第三篇化學(xué)反應(yīng)與能量專項23膜在電化學(xué)中的應(yīng)用近年來，新型電化學(xué)裝置中的“膜”層出不窮，高考試題中往往以此為契入點，考查電化學(xué)基礎(chǔ)知識。離子交換膜是一種含離子基團的、對溶液里的離子具有選擇透過能力的高分子膜。因為一般在應(yīng)用時主要是利用它透過的離子，所以也稱為離子選擇透過性膜。隔膜又叫離子交換膜，由高分子特殊材料制成。離子交換膜分三類：(1)陽離子交換膜，簡稱陽膜，只允許陽離子通過，即允許H＋和其他陽離子通過，不允許陰離子通過；(2)陰離子交換膜，簡稱陰膜，只允許陰離子通過，不允許陽離子通過；(3)質(zhì)子交換膜，只允許H＋通過，不允許其他陽離子和陰離子通過。隔膜的作用：(1)能將兩極區(qū)隔離，阻止兩極區(qū)產(chǎn)生的物質(zhì)接觸，防止發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；(2)能選擇性的通過離子，起到平衡電荷、形成閉合回路的作用。1．(2022?全國甲卷)一種水性電解液ZnMnO2離子選擇雙隔膜電池如圖所示(KOH溶液中，Zn2+以Zn(OH)42存在)。電池放電時，下列敘述錯誤的是()A．Ⅱ區(qū)的K+通過隔膜向Ⅲ區(qū)遷移B．Ⅰ區(qū)的SO42通過隔膜向Ⅱ區(qū)遷移C．MnO2電極反應(yīng)：MnO2+2e+4H+=Mn2++2H2OD．電池總反應(yīng)：Zn+4OH+MnO2+4H+=Zn(OH)42+Mn2++2H2O【答案】A【解析】根據(jù)圖示的電池結(jié)構(gòu)和題目所給信息可知，Ⅲ區(qū)Zn為電池的負極，電極反應(yīng)為Zn2e+4OH=Zn(OH)42，Ⅰ區(qū)MnO2為電池的正極，電極反應(yīng)為MnO2+2e+4H+=Mn2++2H2O；電池在工作過程中，由于兩個離子選擇隔膜沒有指明的陽離子隔膜還是陰離子隔膜，故兩個離子隔膜均可以通過陰、陽離子，因此可以得到Ⅰ區(qū)消耗H+，生成Mn2+，Ⅱ區(qū)的K+向Ⅰ區(qū)移動或Ⅰ區(qū)的SO42向Ⅱ區(qū)移動，Ⅲ區(qū)消耗OH，生成Zn(OH)42，Ⅱ區(qū)的SO42向Ⅲ區(qū)移動或Ⅲ區(qū)的K+向Ⅱ區(qū)移動。A項，Ⅱ區(qū)的K+只能向Ⅰ區(qū)移動，A錯誤；B項，Ⅰ區(qū)的SO42向Ⅱ區(qū)移動，B正確；C項，MnO2電極的電極反應(yīng)式為MnO2+2e+4H+=Mn2++2H2O，C正確；D項，電池的總反應(yīng)為Zn+4OH+MnO2+4H+=Zn(OH)42+Mn2++2H2O，D正確；故選A。2．(2022?山東卷)設(shè)計如圖裝置回收金屬鈷。保持細菌所在環(huán)境pH穩(wěn)定，借助其降解乙酸鹽生成CO2，將廢舊鋰離子電池的正極材料LiCoO2轉(zhuǎn)化為Co2+，工作時保持厭氧環(huán)境，并定時將乙室溶液轉(zhuǎn)移至甲室。已知電極材料均為石墨材質(zhì)，右側(cè)裝置為原電池。下列說法正確的是()A．裝置工作時，甲室溶液pH逐漸增大B．裝置工作一段時間后，乙室應(yīng)補充鹽酸C．乙室電極反應(yīng)式為LiCoO2+2H2O+e+4H+=Li++Co2++4OHD．若甲室Co2+減少，乙室Co2+增加，則此時已進行過溶液轉(zhuǎn)移【答案】BD【解析】A項，依據(jù)題意右側(cè)裝置為原電池，電池工作時，甲室中細菌上乙酸鹽的陰離子失去電子被氧化為CO2氣體，Co2+在另一個電極上得到電子，被還原產(chǎn)生Co單質(zhì)，CH3COO失去電子后，Na+通過陽膜進入陰極室，溶液變?yōu)镹aCl溶液，溶液由堿性變?yōu)橹行?，溶液pH減小，A錯誤；B項，對于乙室，正極上LiCoO2得到電子，被還原為Co2+，同時得到Li+，其中的O與溶液中的H+結(jié)合H2O，因此電池工作一段時間后應(yīng)該補充鹽酸，B正確；C項，電解質(zhì)溶液為酸性，不可能大量存在OH，乙室電極反應(yīng)式為：LiCoO2+e+4H+=Li++Co2++2H2O，C錯誤；D項，若甲室Co2+減少200mg，電子轉(zhuǎn)移物質(zhì)的量為n(e)=，乙室Co2+增加300mg，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為n(e)=，說明此時已進行過溶液轉(zhuǎn)移，D正確；故選BD。3．(2021?全國甲卷)乙醛酸是一種重要的化工中間體，可果用如下圖所示的電化學(xué)裝置合成。圖中的雙極膜中間層中的H2O解離為H+和OH，并在直流電場作用下分別問兩極遷移。下列說法正確的是()A．KBr在上述電化學(xué)合成過程中只起電解質(zhì)的作用B．陽極上的反應(yīng)式為：+2H++2e=+H2OC．制得2mol乙醛酸，理論上外電路中遷移了1mol電子D．雙極膜中間層中的在外電場作用下向鉛電極方向遷移【答案】D【解析】該裝置通電時，乙二酸被還原為乙醛酸，因此鉛電極為電解池陰極，石墨電極為電解池陽極，陽極上Br被氧化為Br2，Br2將乙二醛氧化為乙醛酸，雙極膜中間層的H+在直流電場作用下移向陰極，OH移向陽極。A項，KBr在上述電化學(xué)合成過程中除作電解質(zhì)外，同時還是電解過程中陽極的反應(yīng)物，生成的Br2為乙二醛制備乙醛酸的中間產(chǎn)物，故A錯誤；B項，陽極上為Br失去電子生成Br2，Br2將乙二醛氧化為乙醛酸，故B錯誤；C項，電解過程中陰陽極均生成乙醛酸，1mol乙二酸生成1mol乙醛酸轉(zhuǎn)移電子為2mol，1mol乙二醛生成1mol乙醛酸轉(zhuǎn)移電子為2mol，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒可知每生成1mol乙醛酸轉(zhuǎn)移電子為1mol，因此制得2mol乙醛酸時，理論上外電路中遷移了2mol電子，故C錯誤；D項，由上述分析可知，雙極膜中間層的H+在外電場作用下移向陰極，即H+移向鉛電極，故D正確；故選D。4．(2021?遼寧選擇性考試)利用(Q)與電解轉(zhuǎn)化法從煙氣中分離CO2的原理如圖。已知氣體可選擇性通過膜電極，溶液不能通過。下列說法錯誤的是()A．a(chǎn)為電源負極 B．溶液中Q的物質(zhì)的量保持不變C．在M極被還原 D．分離出的從出口2排出【答案】C【解析】由題干信息可知，M極發(fā)生的是由Q轉(zhuǎn)化為的過程，該過程是一個還原反應(yīng)，故M極為陰極，電極反應(yīng)為：+2H2O+2e=+2OH，故與M極相連的a電極為負極，N極為陽極，電極反應(yīng)為：2e=+2H+，b極為電源正極。A項，由分析可知，a為電源負極，A正確；B項，由分析可知，根據(jù)電子守恒可知，溶液中Q的物質(zhì)的量保持不變，B正確；C項，由分析可知，整個過程CO2未被還原，CO2在M極發(fā)生反應(yīng)為CO2+OH=HCO3，C錯誤；D項，由題干信息可知，M極上CO2發(fā)生反應(yīng)為：CO2+OH=HCO3被吸收，HCO3向陽極移動，N極上發(fā)生的反應(yīng)為：HCO3+H+=H2O+CO2↑，故分離出的CO2從出口2排出，D正確；故選C。1.“離子交換膜”電解池的解題思路(1)分清隔膜類型：即交換膜屬于陽膜、陰膜或質(zhì)子膜中的哪一種，判斷允許哪種離子通過隔膜；(2)寫出電極反應(yīng)式：判斷交換膜兩側(cè)離子變化，推斷電荷變化，據(jù)電荷平衡判斷離子遷移方向；(3)分析隔膜作用：在產(chǎn)品制備中，隔膜作用主要是提高產(chǎn)品純度，避免產(chǎn)物之間發(fā)生反應(yīng)，或避免產(chǎn)物因發(fā)生反應(yīng)而造成危險；(4)利用定量關(guān)系進行計算：外電路電子轉(zhuǎn)移數(shù)=通過隔膜的陰、陽離子帶的負或正電荷數(shù)。2．離子交換膜類型的判斷(1)看清圖示，是否在交換膜上標(biāo)注了陰、陽離子，是否標(biāo)注了電源的正、負極。是否標(biāo)注了電子流向、電荷流向等，明確陰、陽離子的移動方向。(2)根據(jù)電解池中陰、陽離子的移動方向，結(jié)合題中給出的已知信息，找出物質(zhì)生成或消耗的電極區(qū)域，確定移動的陰、陽離子，從而推知離子交換膜的種類。3．電解池中某極區(qū)溶液質(zhì)量變化與pH分析。在含有離子交換膜的電解池中，要判斷一個極區(qū)溶液質(zhì)量或溶液pH的變化，應(yīng)綜合考慮電極反應(yīng)引起的溶液質(zhì)量變化和通過離子交換膜、離子的遷移引起的質(zhì)量變化。如：下列裝置中每通過1mol電子，稀硫酸的變化：(1)b極的電極反應(yīng)為2H2O4e=O2↑+4H+，通過1mol電子時，有0.5molH2O放電，產(chǎn)生1molH+。(2)通過1mol電子時，有1molH+從稀硫酸中通過陽膜進入產(chǎn)品室。因此通過1mol電子時，稀硫酸中反應(yīng)消耗0.5molH2O，生成的O2逸出，生成的H+遷移至產(chǎn)品室，則質(zhì)量減少9g。稀硫酸中H+的物質(zhì)的量不變，若不考慮溶液體積變化，則溶液pH不變。4．離子交換膜的類型(1)陽離子交換膜(只允許陽離子和水分子通過，阻止陰離子和氣體通過)以鋅銅原電池為例，中間用陽離子交換膜隔開①負極反應(yīng)式：Zn2e=Zn2＋②正極反應(yīng)式：Cu2＋＋2e=Cu③Zn2＋通過陽離子交換膜進入正極區(qū)④陽離子→透過陽離子交換膜→原電池正極(或電解池的陰極)(2)陰離子交換膜(只允許陰離子和水分子通過，阻止陽離子和氣體通過)以Pt為電極電解淀粉-KI溶液，中間用陰離子交換膜隔開①陰極反應(yīng)式：2H2O＋2e=H2↑＋2OH②陽極反應(yīng)式：2I_2e=I2③陰極產(chǎn)生的OH移向陽極與陽極產(chǎn)物反應(yīng)：3I2＋6OH=IO3＋5I＋3H2O④陰離子→透過陰離子交換膜→電解池陽極(或原電池的負極)(3)質(zhì)子交換膜(只允許H＋和水分子通過)在微生物作用下電解有機廢水(含CH3COOH)，可獲得清潔能源H2①陰極反應(yīng)式：2H＋＋2e=H2↑②陽極反應(yīng)式：CH3COOH8e＋2H2O=2CO2↑＋8H＋③陽極產(chǎn)生的H＋通過質(zhì)子交換膜移向陰極④H＋→透過質(zhì)子交換膜→原電池正極(或電解池的陰極)(4)電滲析法將含AnBm的廢水再生為HnB和A(OH)m的原理：已知A為金屬活動順序表H之前的金屬，Bn為含氧酸根離子1．(2023屆·江蘇省南通市高三期初教學(xué)質(zhì)量調(diào)研)一種水性電解液ZnMnO2離子選擇雙隔膜電池如下圖所示。(已知在KOH溶液中，Zn2+以Zn(OH)42存在)。下列敘述不正確的是()A．放電時Zn作負極B．a(chǎn)為陽離子交換膜，b為陰離子交換膜C．放電時MnO2電極上發(fā)生的反應(yīng)：MnO2+4H+Mn2++2H2OD．電路中每通過1mol電子，Zn電極的質(zhì)量減小32.5g【答案】B【解析】根據(jù)題意可知，此裝置為原電池，Zn為負極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為Zn2e+4OH=Zn(OH)42，負極區(qū)K+剩余，通過隔膜遷移到II區(qū)；MnO2電極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)：MnO2+2e+4H+=Mn2++2H2O，正極區(qū)SO42過量，通過隔膜遷移到II區(qū)，故II區(qū)中K2SO4溶液的濃度增大。A項，Zn為負極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為Zn2e+4OH=Zn(OH)42，故A正確；B項，I區(qū)的SO42通過隔膜向Ⅱ區(qū)遷移，a為陰離子交換膜，K+從III區(qū)通過隔膜遷移到II區(qū)，b為陽離子交換膜，故B錯誤；C項，MnO2電極做正極，電極反應(yīng)為：MnO2+4H++2e═Mn2++2H2O，故C正確；D項，Zn電極反應(yīng)式為Zn2e+4OH=Zn(OH)42，所以電路中通過1

mol電子，負極鋅溶解的質(zhì)量為0.5×65=32.5g，故D正確；故選B。2．(2023屆·湖南省益陽市高三教學(xué)質(zhì)量調(diào)研)鋰離子電池具有質(zhì)量小、體積小、儲存和輸出能量大等特點，是多種便攜式電子設(shè)備和交通工具的常用電池。一種鋰離子電池的結(jié)構(gòu)及工作原理如圖所示，電解質(zhì)溶液為LiPF6(六氟磷酸鋰)的碳酸酯溶液(無水)。下列說法錯誤的是()A．放電時電極a為電池的正極，充電時電極b作陽極B．放電時負極反應(yīng)式為：LixCyxe=xLi++CyC．電池放電時總反應(yīng)為：LixCy+Li1xCoO2=LiCoO2+CyD．放電充電時，鋰離子往返于電池的正極負極之間，完成化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化【答案】A【解析】根據(jù)圖中信息可知，放電時陽離子Li+向電極a移動，則電極a為正極，則電極b為負極，當(dāng)充電時，電極b為陰極，電解時Li+向陰極移動。A項，根據(jù)圖中信息可知，放電時陽離子Li+向電極a移動，則電極a為正極，則電極b為負極，當(dāng)充電時，電極b為陰極，A錯誤；B項，放電時電極b為負極，負極上LixCy失電子產(chǎn)生Li+和Cy，電極反應(yīng)式為LixCyxe=xLi++Cy，B正確；C項，電池放電時正極反應(yīng)式為Li1xCoO2+xe+xLi+=LiCoO2，結(jié)合選項B可知，總反應(yīng)為：LixCy+Li1xCoO2=LiCoO2+Cy，C正確；D項，根據(jù)圖中信息可知，放電充電時，鋰離子往返于電池的正極負極之間，完成化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化，D正確；故選A。3．(2023屆·遼寧省沈陽市第一二〇中學(xué)高三模擬)高鐵酸鈉(Na2FeO4)是一種新型的消毒劑，以Fe、Ni為電極制取Na2FeO4的原理如圖所示。下列敘述錯誤的是()A．Fe電極的電極反應(yīng)式為Fe6e＋8OH=FeO42＋4H2OB．離子交換膜b為陰離子交換膜C．通入I室的水中加入少量NaOH，可以加快高鐵酸鈉的生成D．每生成0.1molNa2FeO4，II室中溶液減少的質(zhì)量為32.0g【答案】D【解析】該裝置以Fe、Ni為電極制取Na2FeO4，為電解池裝置，F(xiàn)e電極為陽極，Ni電極為陰極，陽極電極反應(yīng)式為Fe6e＋8OH=FeO42＋4H2O，OH移動向Ⅱ室，陰極電極反應(yīng)式為2H2O+2e=H2↑＋2OH，Na+應(yīng)移動向I室。A項，F(xiàn)e電極為陽極，F(xiàn)e失電子生成FeO42，電極反應(yīng)式為Fe6e＋8OH=FeO42＋4H2O，故A正確；B項，F(xiàn)e電極為陽極，Ni電極為陰極，II室中的Na+移動向I室，OH移動向Ⅱ室，故離子交換膜a、b分別為陽離子交換膜、陰離子交換膜，故B正確；C項，通入I室的水中加入少量NaOH，可以增強溶液的導(dǎo)電性，可以加快高鐵酸鈉的生成，故C正確；D項，每生成0.1molNa2FeO4，外電路中通過0.6mol電子，則II室溶液中減少的NaOH的物質(zhì)的量為0.6mol，質(zhì)量為24.0g，故D錯誤；故選D。4．(2023屆·遼寧省鞍山市普通高中第一次質(zhì)量監(jiān)測)工業(yè)電解丙烯腈(CH2=CHCN)制己二腈[NC(CH2)4CN]的原理如圖所示。相關(guān)說法正確的是()A．乙室電極反應(yīng)：2H2O4e=O2↑+4H+B．該生產(chǎn)過程離子交換膜為陰離子交換膜C．甲室碳棒為陽極，工作溫度較高電極會有損失D．生產(chǎn)中若收集氣體，轉(zhuǎn)移電子【答案】A【解析】根據(jù)題意，該裝置為電解池裝置，依據(jù)裝置圖，乙室中有氧氣產(chǎn)生，該電極反應(yīng)式為2H2O4e=O2↑+4H+，根據(jù)電解原理，該電極為陽極，碳棒為陰極。A項，乙室中有氧氣產(chǎn)生，根據(jù)電解原理，應(yīng)是OH在該電極放電，即電極反應(yīng)式為2H2O4e=O2↑+4H+，故A正確；B項，丙烯腈轉(zhuǎn)化成己二腈，其電極反應(yīng)式為2CH2=CHCN+2H++2e=NC(CH2)4CN，根據(jù)電極原理，H+由乙室向甲室移動，因此離子交換膜為質(zhì)子交換膜，故B錯誤；C項，根據(jù)上述分析，碳棒為陰極，故C錯誤；D項，題中沒有指明是否是標(biāo)準(zhǔn)狀況，不能直接運用22.4L/mol進行計算，故D錯誤；故選A。5．(2023屆·安徽省蚌埠市高三第一次教學(xué)質(zhì)量檢查)銅基配合物電催化還原CO2的裝置原理如圖所示，下列說法不正確的是()A．石墨烯為陽極，發(fā)生電極反應(yīng)為CO2+2e+2H+=HCOOHB．Pt電極附近溶液的pH值減小C．每轉(zhuǎn)移2mol電子，陽極室、陰極室溶液質(zhì)量變化量的差值為28gD．該裝置可減少CO2在大氣中累積和實現(xiàn)可再生能源有效利用【答案】A【解析】A項，石墨烯為陰極，A錯誤；B項，Pt電極上H2O失電子轉(zhuǎn)化為O2，電極反應(yīng)為2H2O4e=4H++O2↑，所以電極附近溶液的pH減小，B正確；C項，每轉(zhuǎn)移2mol電子，由陰極電極反應(yīng)式可知生成1molHCOOH，所以陰極室溶液|m陰|=46g/mol×1mol=46g；根據(jù)陽極室反應(yīng)可知每轉(zhuǎn)移2mol電子時陽極消耗1mol水，生成0.5mol氧氣，同時有2molH+轉(zhuǎn)移至陰極室，所以|m陽|=18g/mol×1mol=18g，所以|m陰||m陽|=46g18g=28g，C正確；D項，該裝置可減少CO2在大氣中累計和實現(xiàn)可再生能源有效利用，D正確；故選A。6．(2023屆·廣東省深圳市光明區(qū)一模)某科研小組利用下圖裝置完成乙炔轉(zhuǎn)化為乙烯的同時為用電器供電。其中鋅板處發(fā)生的反應(yīng)有：①ZnZn2+；②Zn2++4OH=[Zn((OH)4]2；③Zn[Zn((OH)4]2=ZnO+2OH+H2O。下列說法不正確的是()A．電極a的電勢高于電極b的電勢B．放電過程中正極區(qū)KOH溶液濃度保持不變C．電極a上發(fā)生的電極反應(yīng)式為D．電解足量CuSO4溶液，理論上消耗2.24L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)C2H2時，生成6.4gCu【答案】B【解析】由題干可知，鋅板處Zn失電子生成Zn2+，為原電池負極，則氣體擴散電極a為正極。正極上C2H2得電子與水反應(yīng)生成C2H4。A項，由圖可知鋅板為負極，所以電極a的電勢高于電極b的電勢，A正確；B項，放電過程中正極區(qū)消耗水，導(dǎo)致KOH溶液濃度增大，B錯誤；C項，電極a上發(fā)生的電極反應(yīng)式為，C正確；D項，電解硫酸銅時，生成銅的電極反應(yīng)為，理論上消耗2.24LC2H2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，即0.1mol，對應(yīng)電子轉(zhuǎn)移0.2mol，可生成銅6.4g，D正確；故選B。7．(2023屆·湖南省永興縣第一中學(xué)高三模擬)一種電解法制備Ca(H2PO4)2并得到NaOH等副產(chǎn)物的示意裝置如圖，下列說法正確的是()A．與a、b相連的分別是電源的負極、正極B．NaOH溶液中石墨電極上的反應(yīng)為2H2O+2e=H2↑+2OHC．A膜、C膜均為陰離子交換膜，B膜為陽離子交換膜D．產(chǎn)品室中的Ca2+和原料室的物質(zhì)的量濃度同等程度增大【答案】B【解析】由圖可知，產(chǎn)品Ca(H2PO4)2在產(chǎn)品室生成，左側(cè)石墨作陽極，氯離子放電，電極反應(yīng)式為2Cl2e=Cl2↑，陽極室的Ca2+透過A膜進入產(chǎn)品室，A膜為陽離子交換膜，H2PO4透過B膜進入產(chǎn)品室與Ca2+結(jié)合生成Ca(H2PO4)2，B膜為陰離子交換膜，右側(cè)石墨極為陰極，水放電，電極反應(yīng)式為2H2O+2e=H2↑+2OH，Na+透過C膜進入陰極室，C膜為陽離子交換膜。A項，左側(cè)電極為陽極，應(yīng)連接電源正極，即a、b相連的分別是電源的正極、負極，故A錯誤；B項，右側(cè)石墨極為陰極，水放電，電極反應(yīng)式為2H2O+2e=H2↑+2OH，故B正確；C項，A膜、C膜為陽離子交換膜，B膜為陰離子交換膜，故C錯誤；D項，陽極室的Ca2+透過A膜進入產(chǎn)品室，產(chǎn)品室中的Ca2+離子濃度增大，Na+透過C膜進入陰極室，原料室的Na+濃度減小，故D錯誤；故選B。8．(2023屆·湖南省長沙一中高三模擬)雙極膜電滲析法制備縮水甘油()的原理：將3氯1，2丙二醇的水溶液通過膜M與雙極膜之間的電滲析室，最終得到的縮水甘油純度很高(幾乎不含無機鹽)。已知：由一張陽膜和一張陰膜復(fù)合制成的陰、陽復(fù)合膜為雙極膜。在直流電場的作用下，雙極膜復(fù)合層間的H2O解離成OH和H+并分別通過陰膜和陽膜。下列說法正確的是()A．裝置工作時，3氯1，2丙二醇被氧化B．通電后，電滲析室內(nèi)溶液的pH變小C．膜M為陽離子交換膜D．裝置工作時，陰極上發(fā)生的電極反應(yīng)：2H++2e=H2↑【答案】D【解析】根據(jù)電荷遷移方向確定雙極膜中移向3氯1，2丙二醇的水溶液的只能是帶負電荷的OH，→+HCl，OH中和H+生成H2O，Cl經(jīng)過膜M向陽極遷移，產(chǎn)品得以純化。3氯1，2丙二醇未發(fā)生氧化還原反應(yīng)，通電后，雙極膜復(fù)合層間的H2O解離成OH和H+，OH中和電滲析室內(nèi)生成的H+，陰極上H+得到電子生成H2。A項，根據(jù)電荷遷移方向確定雙極膜中移向3氯1，2丙二醇的水溶液的只能是帶負電荷的OH，→+HCl，OH中和H+生成H2O，Cl經(jīng)過膜M向陽極遷移，產(chǎn)品得以純化，而3氯1，2丙二醇未發(fā)生氧化還原反應(yīng)，A錯誤；B項，通電后，雙極膜復(fù)臺層間的H2O解離成OH和H+，電滲析室內(nèi)→+HCl，OH中和生成的H+，電滲析室內(nèi)溶液的pH幾乎不變，B錯誤；C項，電滲析室內(nèi)產(chǎn)生的Cl經(jīng)過膜M向陽極遷移，膜M為陰離子交換膜，C正確；D項，裝置工作時，陰極上發(fā)生的電極反應(yīng)為氫離子得到電子生成氫氣，反應(yīng)為：2H++2e=H2↑，D正確；故選D。9．(2023屆·河北省曲陽縣第一高級中學(xué)高三模擬)目前，應(yīng)用電滲析法進行海水淡化是解決淡水資源醫(yī)乏的有效途徑之一，該方法是利用電解原理通過多組電滲析膜實現(xiàn)，工作原理如圖所示(以NaCl溶液代替海水)，同時獲得產(chǎn)品Cl2、H2、NaOH。下列說法正確的是()A．a(chǎn)是直流電源的負極B．陽極區(qū)溶液濃度幾乎不變C．膜pq、st分別為陽離子交換膜、陰離子交換膜D．出口I、II分別接收NaCl濃溶液、淡水【答案】B【解析】由圖可知，N極生成氫氣，說明為氫離子放電發(fā)生還原反應(yīng)，為電解池陰極，則M為陽極。A項，a連接陽極，是直流電源的正極，A錯誤；B項，陽極區(qū)反應(yīng)為2Cl－2e－=Cl2↑，I中氯離子通過陰離子膜pq進入陽極區(qū)，溶液濃度幾乎不變，B正確；C項，I中氯離子通過陰離子膜pq進入陽極區(qū)，鈉離子通過陽極膜st進入陰極區(qū)，C錯誤；D項，I中氯離子向左側(cè)運動，鈉離子向右側(cè)運動，氯化鈉溶液濃度減小，使I口對應(yīng)區(qū)域形成淡水，II口對應(yīng)區(qū)域形成NaCl濃溶液，D錯誤；故選B。10．(2022·廣東省汕頭市高三教學(xué)質(zhì)量監(jiān)測iPON薄膜鋰離子電池是目前研究最廣泛的全固態(tài)薄膜鋰離子電池。下圖為其工作示意圖，LiPON薄膜只允許通過，電池反應(yīng)為LixSi+Li1xCoO2Si+LiCoO2。下列有關(guān)說法正確的是。()A．LiPON薄膜在充放電過程中質(zhì)量發(fā)生變化B．導(dǎo)電介質(zhì)C可為Li2SO4溶液C．放電時b極為正極，發(fā)生反應(yīng)：Li1xCoO2+xLi++xe═LiCoO2D．充電時，當(dāng)外電路通過0.2mol電子時，非晶硅薄膜上質(zhì)量減少1.4g【答案】C【解析】由題干信息中電池總反應(yīng)可表示為LixSi+Li1xCoO2Si+LiCoO2可知，電極a為非晶硅薄膜，充電時Li+得電子成為Li嵌入該薄膜材料中，則電極a為陰極，電極反應(yīng)式為xLi++xe+Si=LixSi，電極b為陽極，電極反應(yīng)式為LiCoO2xe═Li1xCoO2+xLi+，放電時電極a為負極，電極反應(yīng)為LixSixe═Si+xLi+，電極b為正極，電極反應(yīng)式為Li1xCoO2+xLi++xe═LiCoO2。A項，LiPON薄膜在充放電過程中僅僅起到鹽橋的作用，并未參與電極反應(yīng)，故其質(zhì)量不發(fā)生變化，A錯誤；B項，由于2Li+2H2O=2LiOH+H2↑，故導(dǎo)電介質(zhì)C中不能有水，則不可為Li2SO4溶液，B錯誤；C項，放電時b極為正極，發(fā)生反應(yīng)：Li1xCoO2+xLi++xe═LiCoO2，C正確；D項，充電時，電極a為陰極，電極反應(yīng)式為xLi++xe+Si=LixSi，則當(dāng)外電路通過0.2mol電子時，非晶硅薄膜上質(zhì)量增重0.2mol×7g?mol1=1.4g，D錯誤；故選C。11．(2022·湖北省新高考高三質(zhì)量檢測)中科院福建物構(gòu)所YaobingWang團隊首次構(gòu)建了一種可逆水性Zn—CO2電池，實現(xiàn)了CO2和HCOOH之