离子交换膜在解决电化学问题中的应用

辽宁省鞍山市第十三中学(114000)

梁宝峡●



离子交换膜在解决电化学问题中的应用

辽宁省鞍山市第十三中学(114000)

梁宝峡●

离子交换膜是一种含离子基团的、对溶液里的离子具有选择透过能力的高分子膜.因它对离子具有选择透过性，且电化学性能优良，故常在涉及电化学的工业生产中广泛应用.本文特选取几道与离子交换膜有关的题目来探究其在解决电化学问题中的应用.

一、判断电解质酸碱性，书写电化学方程式

例1 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( ).

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

二、平衡左右两侧电荷，得到稳定的电流

例2 锌铜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．铜电极上发生氧化反应

C．电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加

D．阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡

三、阻隔离子，防止某些副反应的发生

例3 氯碱工业以电解精制饱和食盐水的方法制取氯气、氢气、烧碱和氯的含氧酸盐等系列化工产品.右图是离子交换膜法电解食盐水的示意图，图中的离子交换膜只允许阳离子通过.

(1)写出电解饱和食盐水的离子方程式 ____.(2)离子交换膜的作用为： ____ 、 ____ .

四、确定电极，制备某些特定产品

综合以上的应用，就可以解决一些综合性比较强的题目.

例5 H3PO2是一元中强酸，可用电渗析法制备.“四室电渗析法”工作原理如下图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)：

①写出阳极的电极反应 ____.

▶

▶ ②分析产品室可得到H3PO2的原因 ____.

③早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2：将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替，并撤去阳极室与产品室之间的阳膜，从而合并了阳极室与产品室，其缺点是产品中混有 ____杂质，该杂质产生的原因是 ____.

离子交换膜法能将工业生产与化学知识有机联系在一起，实现资源的最优配置，从而达到资源的综合利用的目的.

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1008-0333(2016)22-0070-02