遼寧省鞍山市第十三中學(xué)(114000)

梁寶峽●

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離子交換膜在解決電化學(xué)問(wèn)題中的應(yīng)用

遼寧省鞍山市第十三中學(xué)(114000)

梁寶峽●

離子交換膜是一種含離子基團(tuán)的、對(duì)溶液里的離子具有選擇透過(guò)能力的高分子膜.因它對(duì)離子具有選擇透過(guò)性，且電化學(xué)性能優(yōu)良，故常在涉及電化學(xué)的工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用.本文特選取幾道與離子交換膜有關(guān)的題目來(lái)探究其在解決電化學(xué)問(wèn)題中的應(yīng)用.

一、判斷電解質(zhì)酸堿性，書寫電化學(xué)方程式

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

A．正極反應(yīng)中有CO2生成

B．微生物促進(jìn)了反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移

C．質(zhì)子通過(guò)交換膜從負(fù)極區(qū)移向正極區(qū)

二、平衡左右兩側(cè)電荷，得到穩(wěn)定的電流

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

A．銅電極上發(fā)生氧化反應(yīng)

C．電池工作一段時(shí)間后，乙池溶液的總質(zhì)量增加

D．陰陽(yáng)離子分別通過(guò)交換膜向負(fù)極和正極移動(dòng)，保持溶液中電荷平衡

三、阻隔離子，防止某些副反應(yīng)的發(fā)生

例3 氯堿工業(yè)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(chǎn)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(yáng)離子通過(guò).

(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(chǎn)品

綜合以上的應(yīng)用，就可以解決一些綜合性比較強(qiáng)的題目.

例5 H3PO2是一元中強(qiáng)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(yáng)膜和陰膜分別只允許陽(yáng)離子、陰離子通過(guò))：

①寫出陽(yáng)極的電極反應(yīng) ____.

?

? ②分析產(chǎn)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(yáng)極室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替，并撤去陽(yáng)極室與產(chǎn)品室之間的陽(yáng)膜，從而合并了陽(yáng)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 ____.

離子交換膜法能將工業(yè)生產(chǎn)與化學(xué)知識(shí)有機(jī)聯(lián)系在一起，實(shí)現(xiàn)資源的最優(yōu)配置，從而達(dá)到資源的綜合利用的目的.

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1008-0333(2016)22-0070-02