1、热点专题突破系列（五）电化学中“离子交换膜”的应用,【透视热点考情】在近几年高考中，涉及离子交换膜的试题比较多，且常考常新。其考情如下：,【备考必记必会】离子交换膜是一种含有离子基团的、对溶液中的离子具有选择透过能力的高分子膜，也称为离子选择透过性膜。,1.离子交换膜的功能：使离子选择性定向迁移(目的是平衡整个溶液的离子浓度或电荷)。2.离子交换膜在电化学中的作用：(1)隔离某些物质防止发生反应。(2)用于物质的制备。(3)物质分离、提纯等。,3.离子交换膜的类型：根据透过的微粒，离子交换膜可以分为多种，在高考试题中主要出现阳离子交换膜、阴离子交换膜和质子交换膜三种。阳离子交换膜只允许阳离子通
2、过，阻止阴离子和气体通过，阴离子交换膜只允许阴离子通过，质子交换膜只允许质子(H+)通过。可见离子交换膜的功能在于选择性地通过某些离子和阻止某些离子来隔离某些物质。,【高考模拟预测】1.(2015乙卷)微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是()世纪金榜导学号30682099,A.正极反应中有CO2生成B.微生物促进了反应中电子的转移C.质子通过交换膜从负极区移向正极区D.电池总反应为C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O,【解析】选A。根据碳元素的化合价的变化，二氧化碳中碳元素的化合价为最高价+4价，所以生成二氧化碳的反
3、应为氧化反应，应在负极生成，其电极反应式应为C6H12O6+6H2O-24e-=24H+6CO2，A错误；在微生物的作用下，该装置为原电池装置，反应速率比化学反应速率快，所以微生物促进了反应的发生，B正确；原电池中阳离子(质子)向正极移动，C正确；电池的总反应实质是葡萄糖的氧化反应，D正确。,2.(2017洛阳模拟)利用反应6NO2+8NH3=7N2+12H2O构成电池，既能实现有效消除氮氧化物的排放，减轻环境污染，又能充分利用化学能，装置如图所示。下列说法不正确的是(),A.电流从右侧电极经过负载后流向左侧电极B.为使电池持续放电，离子交换膜选用阴离子交换膜C.电极A反应式为2NH3-6e-
4、=N2+6H+D.当有4.48 L NO2(标准状况)被处理时，转移电子为0.8 mol,【解析】选C。根据化学方程式判断，氨气发生氧化反应，电极A是负极，电极B是正极，电流从右侧电极经过负载后流向左侧电极，A正确；因电解质溶液为碱性，NH3失去电子与OH-结合，电极A反应式为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O，则该离子交换膜应允许OH-通过，是阴离子交换膜，B正确，C错误；4.48L标准状况下的NO2是0.2 mol，N的化合价从+4价降到0价，转移电子为0.2 mol4=0.8 mol，D正确。,3.现有离子交换膜、石墨电极和如图所示的电解槽，电解KI的淀粉溶液制取KOH，一段时间
5、后区附近变蓝色，下列叙述中错误的是(),A.KOH、H2均在区产生B.图中A为阴离子交换膜C.区的电极连接电源的正极D.阴极反应式为2H+2e-=H2,【解析】选B。电解KI淀粉溶液类似电解饱和食盐水，区变蓝色，生成I2为阳极，连接电源的正极，KOH、H2均在阴极区产生，A、C正确；区H+放电，KOH在此生成，图中A能让K+通过，为阳离子交换膜，B错误；阴极是H+放电，发生2H+2e-=H2，D正确。,4.(2017宜春模拟)室温时，在FeCl3酸性溶液中加少量锌粒后，Fe3+立即被还原成Fe2+，组成的原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是(),A
6、.该原电池的正极反应是Zn-2e-=Zn2+B.电池工作一段时间后，甲池的c(Cl-)增大C.一段时间后，乙池中溶液的红色逐渐褪去D.石墨电极上发生氧化反应,【解析】选C。该电池的总反应为Zn+2Fe3+=2Fe2+Zn2+，Zn为负极，电极反应为Zn-2e-=Zn2+，A错误；阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，两池中c(Cl-)不变，B错误；由于乙池中的Fe3+被还原为Fe2+，所以乙池中溶液的红色逐渐褪去，C正确；石墨电极为正极，得电子，发生还原反应，D错误。,【加固训练】(2017唐山模拟)工业品氢氧化钾溶液中含有某些含氧酸根杂质，可用离子交换膜法电解提纯。电解槽内装有阳离子交换膜，其工作原理如图所示。下列说法中不正确的是(),A.阴极材料可以是Fe，含氧酸根杂质不参与电极反应B.该电解槽的阳极反应式为4OH-4e-=2H2O+O2C.通电后，该电解槽阴极附近溶液的pH会逐渐减小D.除去杂质后，氢氧化钾溶液从出口B导出来,【解析】选C。电解池反应的实质是电解水，阴极反应是2H+2e-=H2，pH增大，A正确，C错误；阳极反应是4OH-4e-=2H2O+O2，B正确；K+通过阳离子交换膜流向阴极与产生的OH-结合，以KOH溶液的形式从出口B导出，D正确。,
