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校本作業(yè)6 離子交換膜在電化學(xué)中的應(yīng)用 一．隔離某些物質(zhì)防止發(fā)生反應(yīng) 1．目前電解法制燒堿通常采用離子交換膜法，陽（陰）離子交換膜不允許陰（陽）離子通過。則下列敘述中錯誤的是（ ） A、NaOH、H2均在Ⅰ區(qū)產(chǎn)生 B、 圖中a為陰離子交換膜 C、使用離子交換膜可以有效地隔離NaOH和Cl2，阻止二者之間的反應(yīng) D、電解時往Ⅲ區(qū)的溶液中滴加幾滴甲基橙，溶液先變紅后褪色 2．下圖常用筆記本電腦所用甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖。甲醇在催化劑作用下提供質(zhì)子和電子，電子經(jīng)外電路、質(zhì)子經(jīng)內(nèi)電路到達另一極與氧氣反應(yīng)，電池總反應(yīng)為2CH3OH＋3O2 2CO2＋4H2O。 則該裝置中 （填a或b）為電池的負極，其電極反應(yīng)為 。 a、CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+ 二．制備某些物質(zhì) 3．加碘食鹽中含有碘酸鉀(KIO3)，現(xiàn)以電解法制備碘酸鉀，實驗裝置如圖所示。先將一定量的碘溶于過量氫氧化鉀溶液，發(fā)生反應(yīng)：3I2+6KOH=5KI+KIO3+3H2O，將該溶液加入陽極區(qū)，另將氫氧化鉀溶液加入陰極區(qū)，開始電解。下列說法中正確的是（ ） A．電解過程中OH-從a極區(qū)通過離子交換膜c進入b極區(qū) B．隨著電解進行，KOH溶液濃度會逐漸減小 C．a(chǎn)電極反應(yīng)式：I- -6e-+6OH- = IO3-+3H2O，a極區(qū)的KI最終轉(zhuǎn)變?yōu)镵IO3 D．當(dāng)陽極有0.1mol I-放電時，陰極生成6.72LH2 三．分離、提純某些物質(zhì) 4．工業(yè)品氫氧化鉀溶液中含有某些含氧酸根雜質(zhì)，可用離子交換膜法電解提純。電解槽內(nèi)裝有陽離子交換膜（只允許陽離子通過），其工作原理如圖所示。下列說法中不正確的是（ ） A．陰極材料可以是Fe，含氧酸根雜質(zhì)不參與電極反應(yīng) B．該電解槽的陽極反應(yīng)式為：4OH―― 4e－= 2H2O+O2↑ C．通電后，該電解槽陰極附近溶液的pH會逐漸減小 D．除去雜質(zhì)后，氫氧化鉀溶液從出口B導(dǎo)出來 練習(xí)： 1.空間實驗室“天宮一號”的供電系統(tǒng)中有再生氫氧燃料電池（RFC），RFC是一種將水電解技術(shù)與氫氧燃料電池技術(shù)相結(jié)合的可充放電池。下圖為RFC工作原理示意圖，有關(guān)說法正確的是（ ） A. 當(dāng)有0.1mol電子轉(zhuǎn)移時，a極產(chǎn)生1.12L O2（標(biāo)準(zhǔn)狀況下） B. b極上發(fā)生的電極反應(yīng)是：4H2O + 4e- = 2H2↑+ 4OH- C. d極上發(fā)生的電極反應(yīng)是：O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O D. c極上進行還原反應(yīng)，B中的H+可以通過隔膜進入A 2．某研究小組用NaOH溶液吸收尾氣中的二氧化硫，將所得的Na2SO3溶液進行電解循環(huán)再生，這種新工藝叫再生循環(huán)脫硫法；其中陰陽膜組合循環(huán)再生機理如圖，a、b離子交換膜將電解槽分為三個區(qū)域，電極材料為石墨。 ①圖中a表示 離子交換膜（填“陰”或“陽”）。 A—E分別代表生產(chǎn)中的原料或產(chǎn)品，其中C為硫酸，則A表示 ，E表示 。 ②陽極的電極反應(yīng)式為 。 3．電解硫酸鈉溶液聯(lián)合生產(chǎn)硫酸和燒堿溶液的裝置如圖所示，其中陰極和陽極均為惰性電極。測得同溫同壓下，氣體甲與氣體乙的體積比約為1∶2，以下說法正確的是(　　) A．a(chǎn)極與電源的負極相連 B．產(chǎn)物丙為硫酸溶液 C．離子交換膜d為陰離子交換膜 D．a(chǎn)電極反應(yīng)式：2H2O＋2e－=== H2↑＋2OH－ 解析：選B。以惰性電極電解硫酸鈉溶液實質(zhì)上是電解水，氣體甲為氧氣，氣體乙為氫氣，a為陽極，與電源的正極相連，A項錯誤；a電極反應(yīng)式為2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，產(chǎn)物丙為硫酸溶液，B項正確，D項錯誤；b電極反應(yīng)式為2H2O＋2e－=== H2↑＋2OH－，離子交換膜d為陽離子交換膜，溶液中的鈉離子向右邊區(qū)域移動，得到產(chǎn)品氫氧化鈉，C項錯誤。 4．H3PO2也可用電滲析法制備?！八氖译姖B析法”工作原理如圖所示（陽膜和陰膜分別只允許陽離子、陰離子通過）： ①寫出陽極的電極反應(yīng)___________________________________。 ②分析產(chǎn)品室可得到H3PO2的原因 ___________________________________。 ③早期采用“三室電滲析法”制備H3PO2：將“四室電滲析法”中陽極室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替，并撤去陽極室與產(chǎn)品室之間的陽膜，從而合并了陽極室與產(chǎn)品室。其缺點是產(chǎn)品中混有 雜質(zhì)，該雜質(zhì)產(chǎn)生的原因是 。