高考對隔膜問題考查由定性走向定量,按下列步驟突破隔膜問題。第一步,看。看清隔膜類型。隔膜分陽離子交換膜、陰離子交換膜、質子交換膜等。第二步,寫。寫出陽(或負)極、陰(或正)極的電極反應式以及相關的后續反應式。第三步,算。根據題給數據,計算兩極上離子變化量,由電中性確定遷移離子及相關量。第四步,斷。根據電荷守恒原理,判斷離子遷移方向,離子遷移數量并進行相關計算。
一、膜的定性考查
1.陰離子交換膜
例1 (2014年高考全國大綱卷—9)下圖是在航天用高壓氫鎳電池基礎上發展起來的一種金屬氫化物鎳電池(MH-Ni電池)。下列有關說法不正確的是( )
[MH][NiOOH][隔膜][鎳絲網]
A.放電時正極反應為:NiOOH+H2O+e-→Ni(OH)2+OH-
B.電池的電解液可為KOH溶液
C.充電時負極反應為:MH+OH--e-→M+H2O
D.MH是一類儲氫材料,其氫密度越大,電池的能量密度越高
解析 本題考查新型電源和原電池原理。電池放電反應:MH+NiOOH=M+Ni(OH)2,MH合金中M、H均為0價,MH作負極材料,而NiOOH作正極材料,正極反應式為NiOOH+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-,負極反應式為MH+OH--e-=M+H2O(充電時負極反應為其逆向反應),A項正確;C項錯誤。電池的電解液可為堿溶液(如KOH溶液),不能為酸性溶液,酸與NiOOH反應,B項正確。MH中氫的密度越大,放電時放出的電量越多,其電池的能量密度越高,D項正確。
答案 C
點撥 本題隔膜類型是什么?本題電池裝置設置了隔膜,沒有對離子遷移方向考查,既可以看成是陽離子交換膜,也可以看成是陰離子交換膜。根據電荷平衡、參與電極反應判斷離子在電解質溶液中可以遷移方向。例如,放電時,OH-向負極遷移;……