專項訓練離子交換膜種類的判斷

1.(2023?全國?高三專題練習)目前可采用“雙極膜組”電滲析法淡化海水，同時獲得副

產(chǎn)品A和B,模擬工作原理如圖所示。M和N為離子交換膜，在直流電作用下，雙極

陰陽膜(BP)復合層間的H2。解離成H+和OF,作為H+和0H-的離子源。下列說法正確的

是

A.X電極為陰極，電極反應(yīng)式為2H2O+2e-=2OH+H2T

B.M為陽離子交換膜，N為陰離子交換膜，BP膜的作用是選擇性通過Ct和Na+

C.每生成5.6L氣體a,理論上獲得副產(chǎn)品A和B各0.5mol

D.“雙極膜組”電滲析法也可應(yīng)用于從鹽溶液(MX)制備相應(yīng)的酸(HX)和堿(MOH)

2.(2023?全國?高三統(tǒng)考專題練習)科學家設(shè)計了一種能產(chǎn)生羥基自由基(-0H)的原電

池一電解池組合裝置，?0H能將苯酚氧化為CO2和出0,實現(xiàn)發(fā)電、環(huán)保二位一體，如

圖所示。下列說法錯誤的是

高濃度含

苯酚廢水

_［||d

MN

石墨烯復合導

電凝膠顆粒

溶液

NaCl-111-

Na2so4低濃度含

溶液苯酚廢水

A.a極為正極，N為陰離子交換膜

B.d極的電極反應(yīng)式為HzO-e-=?0H+H+

C.a極區(qū)每產(chǎn)生lmolCr(OH)3,c極區(qū)溶液質(zhì)量減輕3g

D.b極區(qū)消耗ImolC6H5OH,理論上電路中轉(zhuǎn)移電子28moi

3.(2023?遼寧?朝陽市第一高級中學校聯(lián)考二模)四甲基氫氧化鏤［(CH3)4N0H］常用作電

子工業(yè)清洗劑，下圖為以四甲基氯化鏤［(CH3)4NC1］為原料，利用光伏并網(wǎng)發(fā)電裝置采用

電滲析法合成(CH3)4N0H,下列敘述中正確的是

太陽光子#'

(CH3)4NC1NaCl

濃溶液稀溶液

ifijli

_IIIN型半導體

acdeb

(CH3)4NOH

濃溶液-P型半導體

電極b

(CH3)4NOH_NaOH

溶液■廠溶液

￥，光伏并網(wǎng)發(fā)電裝置

(CH3)4NC1稀溶液NaCl濃溶液

+

A.a極電極反應(yīng)式：2(CH3)4N+2H2O-2e-=2(CH3)4N0H+H2T

B.保持電流恒定，升高溫度可以加快合成(CG/NOH的反應(yīng)速率

C.c為陽離子交換膜，d、e均為陰離子交換膜

D.制備36.4g(CH3)4NOH時，兩極共產(chǎn)生6.72L氣體(標準狀況)

4.(2023?安徽黃山?統(tǒng)考二模)一種水性電解液Zn-MnCh離子選擇雙隔膜電池如圖所示

[KOH溶液中，Zr+以Zn(OH)自存在]。電池放電時，下列敘述正確的是

電極陰離子陽離子電極

MnO2—些交換膜Zn

Z----------c?<

溶液

_油?__;s_o__洛__菽_;IRs。4溶液/kOH

IIIIII

A.II區(qū)的SON通過交換膜向I區(qū)遷移

B.III區(qū)的K+通過交換膜最終向I區(qū)遷移

C.Zn電極反應(yīng)：Zn+2e+4OH=Zn(0H)^-

+2+

D.電池總反應(yīng)：Zn+4OH+MnO2+4H=Zn(0H)^+Mn+2H2O

5.(2023?湖北?高三統(tǒng)考專題練習)雙極膜(BP)可以在電場作用下，使水分子快速解離

為0H-和H+,并透過陰、陽離子膜進入溶液。用此工藝捕獲煙道氣中的CO2過程如圖所

A.捕獲裝置中，陰極反應(yīng)為2H++2e-=H2T

B.溶液中的X為H+

C.交換膜A為陽離子交換膜

D.捕獲1.12LCO2轉(zhuǎn)化為沉淀，則轉(zhuǎn)移電子2moi

6.（2023春?江西?高二鉛山縣第一中學校聯(lián)考階段練習）電解法轉(zhuǎn)化CO2可實現(xiàn)CO?資源

化利用。電解C02制甲酸鹽（HC00-）的原理如圖所示。下列說法不正確的是

0.1mol/L的KHC03溶液-CO2

A.電解一段時間后，陽極區(qū)的KHCO3溶液濃度降低

B.Sn片上發(fā)生的電極反應(yīng)為CO2+HCOj+2e-=HCOCT+C01-

C.若將陽離子交換膜換成陰離子交換膜，會使HCOCT的產(chǎn)率降低

D.Sn極上每消耗O.lmolC02,同時有0.2molK+從Sn極區(qū)向Pt極區(qū)遷移

7.（2023?全國?統(tǒng)考模擬預測）利用雙極膜電滲析法處理廢水，可實現(xiàn)廢水的高效凈化，

其原理如圖所示。雙極膜是特種離子交換膜，它是由一張陽膜和一張陰膜制成的陰、陽

復合膜。在直流電場的作用下，陰、陽膜復合層間的H2O分子解離成H+和OH-并分別

A.電極X連接電源的正極，其電極反應(yīng)式為40HMe-=（M+2H2。

B.Z為淡水，M為H2sCU溶液，b膜為陽離子交換膜

C.理論上，每轉(zhuǎn)移2moi電子，兩極共產(chǎn)生1.5mol氣體

D.該裝置中，電子的轉(zhuǎn)移方向為電極X-電解質(zhì)溶液-電極Y

8.（2023?湖北?高三統(tǒng)考專題練習）雙極膜是陰、陽復合膜，在直流電的作用下，陰、

陽膜復合層間的H2。解離成H+和0H-,作為H+和0H-離子源。利用雙極膜制取NaOH

和H3PO4，產(chǎn)品室1的產(chǎn)品是NaOH,其裝置如圖所示。

斗鉛蓄電池*

極膜

雙

電

電

極

極

In

產(chǎn)品室1原料室產(chǎn)品室2

已知：產(chǎn)品室1的產(chǎn)品是NaOH,則下列說法正確的是

A.a為鉛蓄電池的正極，電子由b極流出經(jīng)裝置流入a極

B.膜1為陰離子交換膜，膜2為陽離子交換膜

C.電極II的電極反應(yīng)式為2H20+4e-=。2T+4H+

D.若要制60gNaOH,理論上鉛蓄電池的負極增重72g

9.(2023?湖北?高三統(tǒng)考專題練習)羥基自由基(?OH)具有極強的氧化能力，它能有效地

氧化降解廢水中的有機污染物。在直流電源作用下，利用雙極膜電解池產(chǎn)生羥基自由基

(?OH)處理含苯酚廢水和含甲醛廢水，原理如圖所示。己知：雙極膜中間層中的H2O解

離為H+和OH'下列說法錯誤的是

直流電源

?OHCO

°?膜b膜a2

含

含

甲

苯

醛

酚

廢

廢

水

水

Na,S04…JNa,SOd

A.M極為陰極，電極反應(yīng)式：()2+2e-+2H+=2-0H

B.雙極膜中也0解離出的OH-透過膜a向N極移動

C.每處理6.0g甲醛，理論上有0.4molH+透過膜b

D.通電一段時間后，理論上苯酚和甲醛轉(zhuǎn)化生成CO2物質(zhì)的量之比為6：7

10.(2023?全國?高三專題練習)某有色金屬工業(yè)的高鹽廢水中主要含有H+、CM+、ZM+、

so：-、F-和cr,利用如圖電解裝置可回收Z11SO4、C11SO4并盡可能除去F-和cr,其中

雙極膜(BP)中間層的也0解離為H+和OH：并在直流電場作用下分別向兩極遷移,M膜、

N膜需在一價陰離子交換膜和陽離子交換膜中選擇。下列說法錯誤的是

B.溶液a的溶質(zhì)主要為HF和HCL溶液b的溶質(zhì)主要為Z11SO4和C11SO4

C.當陽極產(chǎn)生22.4L氣體（標準狀況）時，有4moi離子通過N膜

D.電解過程中，應(yīng)控制高鹽廢水的pH不能過高

11.（2023?全國?模擬預測）甲酸鈉燃料電池是一種膜基堿性電池，提供電能的同時可以

獲得燒堿，其工作原理如圖所示，下列有關(guān)說法正確的是

A.CEM隔膜為質(zhì)子交換膜

+

B.甲為電池負極，電極反應(yīng)為：HCOO--e-+H2O=H2CO3+H

C.電池在工作時，乙極附近溶液pH增大

D.單位時間內(nèi)甲極產(chǎn)生的H2c。3與乙極消耗的。2物質(zhì)的量之比為4：1

12.（2023?山東濟南?山東省實驗中學校考一模）在直流電源作用下，雙極膜中間層中的

也0解離為H+和0H-。某技術(shù)人員利用雙極膜（膜c、膜d）和離子交換膜高效制備H2sO4

和NaOH,工作原理如圖所示：

稀NaOHNa2SO4H2ONa2SO4稀硫酸

下列說法錯誤的是

A.電勢：N電極〉M電極

B.雙極膜膜c輸出H+,膜a、膜e為陽離子交換膜

C.M極電極反應(yīng)式為2H2O+2e-=H2+2OH-

D.當電路中轉(zhuǎn)移2moie-時，整套裝置將制得ImolH2sO4

13.（2023?浙江?高三專題練習）NO-空氣質(zhì)子交換膜燃料電池實現(xiàn)了制硝酸、發(fā)電、環(huán)

保一體化，某興趣小組用該電池模擬工業(yè)處理廢氣和廢水的過程，裝置如圖。下列說法

不正確的是

NO+H2O

HNO3

甲乙丙

A.b膜為陰離子交換膜

通電

B.乙池中總反應(yīng)的離子方程式為5so2+2NO+8H2（3^=2NH/+5S0彳+8H+

C.當濃縮室得到4L濃度為0.6mol?IT】的鹽酸時，M室溶液的質(zhì)量變化為36g（溶液體

積變化忽格不計）

D.在標準狀況下，若甲池有5.6LO2參加反應(yīng)，則乙池中處理廢氣（SO2和N0）的總體積

為15.68L

14.（2023?重慶?高三重慶巴蜀中學?？茧A段練習）微信山城學術(shù)圈刊登了一種Zn-PbO?

電池，電解質(zhì)為K2SO4、H2SO4和KOH,通過a和b兩種離子交換膜將電解質(zhì)溶液隔開

（減少參加電極反應(yīng)的離子的遷移更有利于放電），形成M、R、N三個電解質(zhì)溶液區(qū)域,

結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。下列說法正確的是

A.a為陰離子交換膜，b為陽離子交換膜

B.電池放電后R區(qū)域的電解質(zhì)溶液濃度增大

C.充電時，Zn電極反應(yīng)為Zn-2e-+4OJT=Zn（OH）失

D.放電時，消耗13gZn,N區(qū)域電解質(zhì)溶液減少39.2g

15.（2023春?河南?高三專題練習）一種穩(wěn)定且具有低成本效益的堿性混合多硫化物-空

氣氧化還原液流電池結(jié)構(gòu)如圖所示。下列說法正確的是

電源/負載

ONa+??sf

?OH-

A.膜a為陰離子膜，膜b為陽離子膜

B.充電時的總反應(yīng)為：4OM+2s彳=4S殳+O2+2H2O

C.放電時，左側(cè)貯液室中含S彳的多硫電解質(zhì)減少

D.放電時，外電路通過2mol電子，理論上II室及右側(cè)貯液器中的NaOH總共減少2moi

16.（2023?全國?高三專題練習）我國某公司開發(fā)的“刀片電池”外觀上類似普通干電池，

但內(nèi)部結(jié)構(gòu)看上去像一堆排列整齊的裁紙刀，每一個刀片里又被分成很多個容納腔，每

個容納腔里都包含一個電芯，整個刀片是由多個極芯串聯(lián)而成的模組。該電池本質(zhì)上還

充電

是磷酸鐵鋰電池，電池的總反應(yīng)方程式為LiM—FexPC^+6C=M^Fe^+LiC,

放電6

其裝置工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是

-

=

=

-

=

=

=

=

=

=

=

-

=

=

三

=

二

-

二

=

=

=

=

=

=

=

=

t

聚合物隔膜石墨

A.該電池工作時，負極的電極反應(yīng)式為LiMi_xFexP04-e-=Mi_xFexPC）4+Li+

B.該電池中的聚合物隔膜是陽離子交換膜，在充電時，陽離子由左向右移動

C.該電池充電時陰極的電極反應(yīng)式為Li++6C+e-=LiC6

D.刀片電池可以搭載在新能源汽車上，作為動力來源

17.（2023秋?遼寧丹東?高三統(tǒng)考期末）隔膜電解法處理酸性的硝基苯廢水，采用惰性

電極，裝置示意圖如下，下列說法錯誤的是

叫

電

源

離

a子

膜

Na2s。4溶液硝基苯廢水

A.M為電源的正極

B.離子膜應(yīng)為質(zhì)子交換膜

C.b電極反應(yīng)式為:+60H-

D.電解一段時間后，理論上左側(cè)電極室溶液pH不變

18.（2022秋?貴州銅仁?高三銅仁市第二中學?？茧A段練習）利用鈉堿循環(huán)法可脫除煙

氣中的SO2。在鈉堿循環(huán)法中Na2sO3溶液作為吸收液，當吸收液完全轉(zhuǎn)化為NaHSC）3溶

液時，送至電解槽再生，再生裝置如圖所示。下列說法正確的是

濃H2sO4

ab

_離子_,Y

惰性電極交換膜惰性電極

NaHSOs溶液稀H,SO,

A.X、Y分別接直流電源正、負極

B.a、b分別為陰、陽離子交換膜

+

C.陽極主要電極反應(yīng)式為2H2。-4e-=02?+4H

D.外電路通過Imole-時，X電極區(qū)約增加lmolNa+

19.（2023?上海?高三專題練習）電解LMnCU水溶液制備KMnCU的裝置如圖所示。電解

后測得b極區(qū)溶液中溶質(zhì)的總物質(zhì)的量增大。下列說法錯誤的是

Pt電極

(b)

A.K2M11O4水溶液盛放在a極區(qū)

B.離子交換膜為陽離子交換膜

C.當外電路轉(zhuǎn)移2mol電子時，兩極室溶液質(zhì)量變化相差76g

D.“電解法”所得副產(chǎn)品可用作“酸性歧化法”制備KM11O4的原料

20.（2022?重慶?高三專題練習）1,2-二氯乙烷主要用作聚氯乙烯單體制取過程的中間

體，用電有機合成法合成1,2-二氯乙烷的裝置如圖所示。下列說法中正確的是

A.直流電源電極a為負極

B.X為陽離子交換膜，Y為陰離子交換膜

C.液相反應(yīng)中，C2H4被氧化為1,2-二氯乙烷

申解

D.該裝置總反應(yīng)為2Cr+2H2O=2OH-+H2T+C12?

21.（2022秋?安徽?高三校聯(lián)考階段練習）微生物脫鹽電池既可以處理廢水中CH3COOH和

NH+,又可以實現(xiàn)海水淡化，原理如下圖所示。下列說法不正確的是

生物<6>生物

電極a電極b

p^1\lIII卜

CO2

<C1]

CH3coOH口

空氣

離子交換膜a海水離子交換膜b

A.生物電極b為電池的正極

+

B.電極a的電極反應(yīng)式為CH3COOH-8e-+2H2O=2CO2T+8H

C.離子交換膜a為陽離子交換膜，離子交換膜b為陰離子交換膜

D.每生成標準狀況下2.24LN2時，電路中轉(zhuǎn)移0.6mol電子

22.(2022?重慶?西南大學附中校聯(lián)考模擬預測)下列如圖為光伏并網(wǎng)發(fā)電裝置，左圖甲

基氫氧化鏤［(CH3)4N0H］常用作電子工業(yè)清洗劑，以四甲基氯化鏤［(CHs'NCl］為原料,

采用電滲析法合成［(CH3)4N0H］(M=91g/mol)其工作原理如圖所示，下列敘述中不正

確的是

(CH3)4NC1NaCl

濃溶液稀溶液

ill山

adeb

(CH3)4NOH

濃溶液-

(CH3)4NOH_NaOH

溶液二

.溶液光伏并網(wǎng)發(fā)電裝置

(CH3)4NC1稀溶液NaCl濃溶液

A.圖中N型半導體為負極，P型半導體為正極

B.制備18.2g(CH3)4NOH,兩極共產(chǎn)生4.48L氣體(標準狀況)

C.a極電極反應(yīng)式：2(CH3)4N++2H2O+2e-=2(CH3)4NOH+H2T

D.c、e均為陽離子交換膜，d為陰離子交換膜

23.(2023?山東?統(tǒng)考高考真題)利用熱再生氨電池可實現(xiàn)C11SO4電鍍廢液的濃縮再生。

電池裝置如圖所示，甲、乙兩室均預加相同的C11SO4電鍍廢液，向甲室加入足量氨水后

電池開始工作。下列說法正確的是

CuSO低溫

溶..液.一.-熱解畝W…工

隔膜

A.甲室Cu電極為正極

B.隔膜為陽離子膜

2+2+

C.電池總反應(yīng)為：Cu+4NH3=[CU（NH3）4]

D.N&擴散到乙室將對電池電動勢產(chǎn)生影響

24.（2023?全國?高三專題練習）羥基自由基（-OH）具有極強的氧化性，一種能將苯酚氧

化為CO2和H2。的組合裝置如圖所示。下列說法錯誤的是

離

離

子

子

交

交

換

換

膜

膜

mn

Cr(0H)3NaCl溶液

Na2SO4高濃度含

溶液苯酚廢水

A.離子交換膜n為陰離子交換膜

B.a極的電極反應(yīng)式為Cr2（Y+6e-+7H2（）=2Cr（OH）31+80H-

C.b、c兩極產(chǎn)生氣體的體積比為3:7（標準狀況）

D.電池工作時，d極室溶液pH逐漸增大

25.（2023?山東煙臺?校聯(lián)考模擬預測）二甲基颯是重要的有機合成中間體，可采用“成

對間接電氧化”法合成。電解槽中某電極區(qū)反應(yīng)過程如圖所示，其電解液顯堿性。

H3C—s—CH3

二甲基碉

H,C—S—CH,

3II3

o

二甲基亞碉

離子交換膜

下列說法正確的是

A.電極反應(yīng)式為O2+2e-+2H+=H2（）2

B.離子交換膜為陰離子交換膜

C.反應(yīng)前后n（W0『）:n（W0『）不變

D.消耗1mol氧氣，理論上可得到1mol二甲基碉

26.（2023?全國?高三專題練習）目前，應(yīng)用電滲析法進行海水淡化是解決淡水資源匱乏

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CL、H2、NaOHo下列說法錯誤的是

A.a是直流電源的正極

B.電極M處產(chǎn)生的氣體X為氯氣

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

27.（2023?全國?高三專題練習）微生物脫鹽電池是一種高效、經(jīng)濟的能源裝置，利用微

生物處理有機廢水獲得電能，同時可實現(xiàn)海水淡化?，F(xiàn)以NaCI溶液模擬海水，采用惰性

電極，用下圖裝置處理有機廢水（以含CH3coeF的溶液為例）。下列說法錯誤的是

+

A.負極反應(yīng)為CH3COO-+2H2。-8e-=2CO2+7H

B.隔膜1為陽離子交換膜，隔膜2為陰離子交換膜

C.當電路中轉(zhuǎn)移lmol電子時，模擬海水理論上除鹽58.5g

D.加熱a極區(qū)，升高溫度，以加快反應(yīng)速率，提升電池的效率

28.（2023?山東?高三專題練習）鉀離子電池因其低成本和較高的能量/功率密度，引起

_放電

了廣泛關(guān)注。一種鉀離子電池的總反應(yīng)為燈&8+Ko5TMnO2U8xC+K05MnO2,其