电池的革命---从“盐桥”到“膜”
“膜”又叫离子交换膜，在原电池和电解质中的应用已经十分广泛，根据膜的种类有选择地让所需要的离子留下或通过，从而达到人为的目的。但是无论选择什么样的“膜”，原电池、电解池中离子向两极移动的方向不会改变。 1.膜的分类：
①阳离子交换膜，简称“阳膜”，只允许阳离子和H＋通过；
②阴离子交换膜，简称“阴膜”，只允许阴离子通过；
③质子交换膜，只允许H＋通过。
2.膜的作用：
（1）在原电池中应用离子交换膜，起到替代盐桥的作用，一方面能起到平衡电荷导电的作用，另一方面能防止电解质溶液中的离子与电极直接反应，提高电能效率。 倒悬牵引床
（2）在电解池中使用选择性离子交换膜的主要目的是限制某些离子(或分子)的定向移动，避免电解质溶液中的离子或分子与电极产物反应，提高产品纯度或防止造成危险等。
概括为：将两极隔离，提高电池效率；选择性通过离子，限制离子迁移。
1.科学家设计出质子膜H2S燃料电池，实现了利用H2S废气资源回收能量并得到单质硫。质子膜H2S燃料电池的结构示意图如图所示。下列说法不正确的是（） A.电极a为电池的负极
B.电极b上发生的电极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2O
C.电路中每流过4 mol电子，在正极消耗44.8 L H2S（标
准状况）
D.每17 g H2S参与反应，有1 mol H＋经质子膜进入正极区
2.液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小等优点。一种以液态肼（N2H4）为燃料的
电池装置如图所示，该电池用空气中的氧气作为氧化剂，KOH溶液作为电解质溶液。下列关于该电池的叙述正确的是（）
A.b电极发生氧化反应
B.a电极的电极反应式：
N2H4＋4OH－－4e－===N2↑＋4H2O
C.放电时，电流从a电极经过负载流向b电极
D.其中的离子交换膜需选用阳离子交换膜
3.在电解液不参与反应的情况下，采用电化学法还原CO2可制备ZnC2O4，原理如图所示。下列说法正确的是（）
A.电解结束后电解液Ⅱ中C（Zn2＋）增大
B.电解液Ⅰ应为ZnSO4溶液
C.Pt极反应式为2CO2＋2e－＝C2O2－4
错误反馈
D.当通入44 g CO2时，溶液中转移1 mol电子
4.用电解法可提纯含有某种含氧酸根杂质的粗KOH溶液，其工作原理如图所示。下列有关说法错误的是（）
A.阳极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
B.通电后阴极区溶液pH会增大
C.K＋通过交换膜从阴极区移向阳极区
D.纯净的KOH溶液从b口导出
5.（2016全国卷Ⅰ）三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中
间的Na＋和SO2－4可通过离子交换膜，而两端隔室中离子
被阻挡不能进入中间隔室。下列叙述正确的是（）
A.通电后中间隔室的SO2－4离子向正极迁移，正极
区溶液pH增大
B.该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品
C.负极反应为2H2O－4e－===O2＋4H＋，负极区溶液pH降低
通讯加密
D.当电路中通过1 mol电子的电量时，会有0.5 mol的O2生成
6.用Na2SO3溶液吸收硫酸工业尾气中的二氧化硫，将所得的混合液进行电解循环再生，这种新工艺叫再生循环脱硫法。其中阴、阳离子交换膜组合循环再生机理如图所示，下列有关说法不正确的是（）
A.X为直流电源的负极，Y为直流电源的正极
B.阳极的电极反应式为
4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
C.图中的b>a
D.该过程中的产品主要为H2SO4和H2
7.电渗析法是一种利用离子交换膜进行海水淡化的方法，其原理如图所示。已知海水中含Na＋、Cl－、Ca2＋、Mg2＋、SO2－4等离子，电极为惰性电极。下列叙述中正确的是（）
A.B膜是阴离子交换膜
B.通电后，海水中阳离子向a电极处运动
C.通电后，a电极的电极反应式为
4OH－－4e－===O2↑＋2H2O
D.通电后，b电极区周围会出现少量白沉淀
8.厨房垃圾发酵液可通过电渗析法处理，同时得到乳酸的原理如图所示（图中HA表示乳酸分子，A－表示乳酸根离子）。下列说法正确的是（）
A.通电后，阳极附近pH增大
B.电子从负极经电解质溶液回到正极
C.通电后，A－通过阴离子交换膜从阴极进入浓缩室
D.当电路中通过2 mol电子的电量时，会有1 mol的O2生成
9.用镍（Ni）、铁作电极电解浓NaOH溶液制备高铁酸钠（Na2FeO4）的装置如图1所示，电解过程中，[Na2FeO4]随初始[NaOH]的变化如图2，已知Na2FeO4在强碱性条件下能稳定存在，下列说法正确的是（）
图1图2
A.b为正极，铁电极反应为Fe－6e－＋4H2O===FeO2－4＋8H＋
B.离子交换膜为阳离子交换膜
C.随着电解的进行，镍电极附近溶液的pH逐渐减小
D.图2`M点Na2FeO4浓度低于最高点的原因是c（OH－）低，Na2FeO4稳定性差
10.(2018·锦州一模)肼(N2H4)暴露在空气中容易爆炸，
但是以其为燃料的燃料电池是一种理想的电池，具有
隔热断桥铝型材容量大、能量转化率高、产物无污染等特点，其工作
原理如图所示，下列叙述正确的是()
A.电池工作时，正极附近的pH降低
B.当消耗1 mol O2时，有2 mol Na＋由甲槽向乙槽迁移
C.负极反应式为4OH－＋N2H4－4e－===N2↑＋4H2O
D.若去掉阳离子交换膜，电池也能正常工作
11.(2019·济南质检)如图为以Pt为电极的氢氧燃料电池的工作原理示意
图，稀H2SO4为电解质溶液。下列有关说法不正确的是()
A.a极为负极，电子由a极经外电路流向b极
B.a极的电极反应式：H2－2e－===2H＋
C.电池工作一段时间后，装置中c(H2SO4)增大
D.若将H2改为CH4，消耗等物质的量的CH4时，O2的用量增多
12.【2018届临沂市三模】电解NaB(OH)4溶液制备H3BO3的原理如下图所示，下列叙述错误的是
A．M室发生的电极反应式：2H2O-4e-=O2↑+4H+
B．a、c为阴离子交换膜，b为阳离子交换膜
C．N室中：a％<b％
罗汉果甜甙D．理论上每生成1 mol H3BO3，两极室共产生标准状况下16.8 L气体
13.制备Na2S2O5也可采用三室膜电解技术，装置如图所示，
其中SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。阳极的电极
反应式为。电解后，室的
NaHSO3浓度增加。将该室溶液进行结晶脱水，可得到
Na2S2O5。
14.H3PO2也可用电渗析法制备。“四室电渗析法”工作原理如图所示（阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过）：
石墨密封圈
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