離子交換膜在解決電化學問題中的應用

遼寧省鞍山市第十三中學(114000)

梁寶峽●

?

離子交換膜在解決電化學問題中的應用

遼寧省鞍山市第十三中學(114000)

梁寶峽●

離子交換膜是一種含離子基團的、對溶液里的離子具有選擇透過能力的高分子膜.因它對離子具有選擇透過性，且電化學性能優良，故常在涉及電化學的工業生產中廣泛應用.本文特選取幾道與離子交換膜有關的題目來探究其在解決電化學問題中的應用.

一、判斷電解質酸堿性，書寫電化學方程式

例1 微生物電池是指在微生物的作用下將化學能轉化為電能的裝置，其工作原理如圖所示.下列有關微生物電池的說法錯誤的是( ).

A．正極反應中有CO2生成

B．微生物促進了反應中電子的轉移

C．質子通過交換膜從負極區移向正極區

二、平衡左右兩側電荷，得到穩定的電流

例2 鋅銅原電池裝置如圖所示，其中陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過，下列有關敘述正確的是( ).

A．銅電極上發生氧化反應

C．電池工作一段時間后，乙池溶液的總質量增加

D．陰陽離子分別通過交換膜向負極和正極移動，保持溶液中電荷平衡

三、阻隔離子，防止某些副反應的發生

例3 氯堿工業以電解精制飽和食鹽水的方法制取氯氣、氫氣、燒堿和氯的含氧酸鹽等系列化工產品.右圖是離子交換膜法電解食鹽水的示意圖，圖中的離子交換膜只允許陽離子通過.

(1)寫出電解飽和食鹽水的離子方程式 ____.(2)離子交換膜的作用為： ____ 、 ____ .

四、確定電極，制備某些特定產品

綜合以上的應用，就可以解決一些綜合性比較強的題目.

例5 H3PO2是一元中強酸，可用電滲析法制備.“四室電滲析法”工作原理如下圖所示(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 ____.

?

? ②分析產品室可得到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，并撤去陽極室與產品室之間的陽膜，從而合并了陽極室與產品室，其缺點是產品中混有 ____雜質，該雜質產生的原因是 ____.

離子交換膜法能將工業生產與化學知識有機聯系在一起，實現資源的最優配置，從而達到資源的綜合利用的目的.

G632

B

1008-0333(2016)22-0070-02