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有關(guān)離子交換膜的電化學(xué)試題 1 1 隔離某些物質(zhì)防止發(fā)生反應(yīng)2 用于物質(zhì)的制備3 物質(zhì)分離 提純等 一 交換膜的功能 使離子選擇性定向遷移 目的是平衡整個(gè)溶液的離子濃度或電荷 三 離子交換膜的類型 常見的離子交換膜為 陽離子交換膜 陰離子交換膜 特殊離子交換膜等 二 交換膜在中學(xué)電化學(xué)中的作用 2 隔離某些物質(zhì)防止發(fā)生反應(yīng) 例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(cuò)誤的是 A NaOH H2均在 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(shí)往 區(qū)的溶液中滴加幾滴甲基橙 溶液先變紅后褪色 B 3 二 制備某些物質(zhì) 例2 加碘食鹽中含有碘酸鉀 KIO3 現(xiàn)以電解法制備碘酸鉀 實(shí)驗(yàn)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(jìn)入b極區(qū)B 隨著電解進(jìn)行 KOH溶液濃度會逐漸減小C a電極反應(yīng)式 I 6e 6OH IO3 3H2O a極區(qū)的KI最終轉(zhuǎn)變?yōu)镵IO3D 當(dāng)陽極有0 1molI 放電時(shí) 陰極生成6 72LH2 C 4 三 分離 提純某些物質(zhì) 例3 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 C 5 例4 利用惰性電極和下圖裝置對硫酸鈉水溶液進(jìn)行電解 a b c d四處可得產(chǎn)品分別是 陽離子交換膜 Na2SO4 aq b a c d 氫氣氧氣NaOH溶液硫酸溶液 6 5 新課標(biāo)全國卷 次磷酸 H3PO2 是一種精細(xì)磷化工產(chǎn)品 具有較強(qiáng)還原性 回答下列問題 4 H3PO2也可用電滲析法制備 四室電滲析法 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 下一頁 寫出陽極的電極反應(yīng)式 分析產(chǎn)品室可得到H3PO2的原因是 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(diǎn)是產(chǎn)品中混有 雜質(zhì) 該雜質(zhì)產(chǎn)生的原因是 2H2O 4e O2 4H 陽極室的H 穿過陽膜擴(kuò)散至產(chǎn)品室 原料室的H2PO3 穿過陰膜擴(kuò)散至產(chǎn)品室 二者反應(yīng)生成 PO43 H3PO3或H2PO2 被氧化 PO43 H3PO3或H2PO2 被氧化 7 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(jìn)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(jī)理如圖 a b離子交換膜將電解槽分為三個(gè)區(qū)域 電極材料為石墨 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 陽極的電極反應(yīng)式為 8 1 現(xiàn)有陽離子交換膜 陰離子交換膜 石墨電極 請用氯堿工業(yè)中的膜技術(shù)原理 回答下列問題 1 寫出用惰性電極電解硫酸鈉水溶液的總反應(yīng)式 2 請利用交換膜技術(shù) 根據(jù)上圖框架 設(shè)計(jì)一個(gè)電解硫酸鈉溶液制氫氧化鈉溶液和硫酸溶液的裝置 標(biāo)出進(jìn)出物質(zhì)的化學(xué)式 A C E 膜b為離子交換膜 填 陽 或 陰 9 四 試題賞析 D 10 2 2014 全國大綱版理綜化學(xué)卷 T9 右圖是在航天用高壓氫鎳電池基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種金屬氫化物鎳電池 MH Ni電池 下列有關(guān)說法不正確的是 A 放電時(shí)正極反應(yīng)為 NiOOH H2O e Ni OH 2 OH B 電池的電解液可為KOH溶液C 充電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為 MH OH M H2O e D MH是一類儲氫材料 其氫密度越大 電池的能量密度越高 C 11 3 2014 福建理綜化學(xué)卷 T11 某原電池裝置如右圖所示 電池總反應(yīng)為2Ag Cl2 2AgCl 下列說法正確的是 A 正極反應(yīng)為AgCl e Ag Cl B 放電時(shí) 交換膜右側(cè)溶液中有大量白色沉淀生成C 若用NaCl溶液代替鹽酸 則電池總反應(yīng)隨之改變D 當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0 01mole 時(shí) 交換膜左側(cè)溶液中約減少0 02mol離子 D 12 4 2013 浙江高考 11 電解裝置如圖所示 電解槽內(nèi)裝有KI及淀粉溶液 中間用陰離子交換膜隔開 在一定的電壓下通電 發(fā)現(xiàn)左側(cè)溶液變藍(lán)色 一段時(shí)間后 藍(lán)色逐漸變淺 已知 3I2 6OH IO3 5I 3H2O下列說法不正確的是 A 右側(cè)發(fā)生的電極反應(yīng)式 2H2O 2e H2 2OH B 電解結(jié)束時(shí) 右側(cè)溶液中含有IO3 C 電解槽內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的總化學(xué)方程式 KI 3H2OKIO3 3H2 D 如果用陽離子交換膜代替陰離子交換膜 電解槽內(nèi)發(fā)生的總化學(xué)反應(yīng)不變 D 13 5 2012年重慶T29 3 人工腎臟可采用間接電化學(xué)方法除去代謝產(chǎn)物中的尿素 原理如下圖 電源的負(fù)極為 填 A 或 B 陽極室中發(fā)生的反應(yīng)依次為 電解結(jié)束后 陰極室溶液的pH與電解前相比將 若兩極共收集到氣體13 44L 標(biāo)準(zhǔn)狀況 則除去的尿素為g 忽略氣體的溶解 B CO NH2 2 3Cl2 H2O N2 CO2 6HCl 6Cl 6e 3Cl2 不變 7 2 14 6 節(jié)選自2013年重慶T11 2 化學(xué)在環(huán)境保護(hù)中起著十分重要的作用 催化反硝化法和電化學(xué)降解法可用于治理水中硝酸鹽的污染 電化學(xué)降解NO3 的原理如圖所示 電源正極為 填A(yù)或B 陰極反應(yīng)式為 若電解過程中轉(zhuǎn)移了2mol電子 則膜兩側(cè)電解液的質(zhì)量變化差 m左 m右 為g A 2NO3 10e 6H2O N2 12OH 14 4 15 4 IV中 電解NO制備NH4NO3 其工作原理如上圖所示 為使電解產(chǎn)物全部轉(zhuǎn)化為NH4NO3 需補(bǔ)充物質(zhì)A A是 說明理由 7 節(jié)選自2014 北京理綜化學(xué)卷 T26 NH3經(jīng)一系列反應(yīng)可以得到HNO3 NH3 根據(jù)電子守恒 陽極得到的NO3 的量大于陰極得到的NH4 的量 所以需充入NH3 或從陰陽極電極反應(yīng)式說明也可 16 8 節(jié)選自2014 江蘇單科化學(xué)卷 T20 硫化氫的轉(zhuǎn)化是資源利用和環(huán)境保護(hù)的重要研究課題 由硫化氫獲得硫單質(zhì)有多種方法 1 將燒堿吸收H2S后的溶液加入到如圖 1所示的電解池的陽極區(qū)進(jìn)行電解 電解過程中陽極區(qū)發(fā)生如下反應(yīng) S2 2e S n 1 S S2 Sn2 寫出電解時(shí)陰極的電極反應(yīng)式 電解后陽極區(qū)的溶液用稀硫酸酸化得到硫單質(zhì) 其離子方程式可寫成 2H2O 2e H2 2OH 或2H 2e H2 Sn2 2H n 1 S H2S 17