2023年高考化學(xué)微專題復(fù)習(xí)《雙極隔膜的電化學(xué)原理》

1021頁(yè)專題突破： 2023年高考化學(xué)微專題復(fù)習(xí)《雙極隔膜的電化學(xué)原理》“科學(xué)家近年制造了一種型Zn?CO2水介質(zhì)電池，電池示意圖如下，電極為金屬鋅和選擇性催化材料。放電時(shí)，溫室氣體CO2被轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)氫物質(zhì)甲酸等，為解決環(huán)境和能源問(wèn)題供給了一種途徑。”——2023年全國(guó)高考理綜化學(xué)第12“雙極隔膜”的構(gòu)造，這是什么呢？2023年全國(guó)高考理綜卷雙極膜〔bipolarmembranes，BPM〕是一種型離子交換膜，提出于2050年月，其膜主體可以分為陰離子交換層anion-exchangelayeAE、陽(yáng)離子交換層cation-exchangelayeCE〕和中間界面層，水解離催化劑被夾在中間的離子交換聚合物中。與傳統(tǒng)陰、陽(yáng)離子交換膜不同，雙極膜+ H和OH可在電場(chǎng)力的作用下快速遷移到兩側(cè)溶液中，為膜兩側(cè)的半反響〔比方OER/HER〕供給各自抱負(fù)的pH+ 雙極膜的爭(zhēng)論可追溯到上世紀(jì)50年月中期。上世紀(jì)50年月中期至80年月初期，這是雙極膜進(jìn)展格外緩慢的時(shí)期，雙極膜僅是由兩片陰陽(yáng)離子膜直接壓制得到，性能很差，水分解電壓比理論壓降高幾十倍，當(dāng)時(shí)的爭(zhēng)論是以水解離為根底的試驗(yàn)室階段。從80年月初至90年月初，由于雙極膜制備“涂層型”雙極膜，其性能大大提高，在制酸堿和脫硫技術(shù)方面得到了應(yīng)用。從90年月初至今，是雙極膜迅猛進(jìn)展的時(shí)期，隨著對(duì)雙極膜工作過(guò)程機(jī)理的深入爭(zhēng)論，從膜構(gòu)造、材料和制備過(guò)程上進(jìn)展改進(jìn)，使制得的雙極性膜在性能上有較大提高，其中主要是對(duì)陰膜和陽(yáng)膜接觸界催化層的簡(jiǎn)單構(gòu)造?，F(xiàn)在國(guó)際市場(chǎng)上的BP型雙極膜就是這種構(gòu)造類型。我國(guó)的雙極膜研發(fā)工作從上世紀(jì)901992年清華大學(xué)化工系開(kāi)展了雙極膜的應(yīng)用爭(zhēng)論，承受的是國(guó)外雙極膜。隨后華東理工大學(xué)、上?；S、中國(guó)科技大學(xué)、國(guó)家海洋局杭州水處理技術(shù)爭(zhēng)論開(kāi)發(fā)中心等單位進(jìn)展了雙極膜的制備工作，但只得到少量的試驗(yàn)室樣品，性能不好，均未得到實(shí)際應(yīng)用。直到2023業(yè)北京化工冶金爭(zhēng)論院葛道才高工制造了單片型雙極膜，所制備的膜的性能可媲美國(guó)外同類產(chǎn)品，某些方面甚制膜技術(shù)在北京廷潤(rùn)膜技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司得到實(shí)施，我國(guó)雙極膜已批量生產(chǎn)，結(jié)束了國(guó)內(nèi)沒(méi)有雙極膜的歷史。雙極膜的技術(shù)原理：1、雙極膜亦稱雙極性膜，是特種離子交換膜，它是由一張陽(yáng)膜

和一張陰膜復(fù)合制成的陰、陽(yáng)復(fù)合膜。該膜的特點(diǎn)是在直流電場(chǎng)的作用下，陰、陽(yáng)膜復(fù)合層間的H2O解離成H+和OH-并分別通過(guò)陰膜和陽(yáng)膜，作為H+和OH-離子源。雙極膜按宏觀膜體構(gòu)造分可分為均相雙極膜和異相雙極膜。2、雙極膜是一種型的離子交換復(fù)合膜，它通常由陽(yáng)離子交換N型膜)(催化層)和陰離子交換層(P型膜)復(fù)合而成，是真正意義上的反響膜。中間界面層的厚度為納米級(jí)，在直流電場(chǎng)作用下，中間界面層的水發(fā)生解離，在膜兩側(cè)分別得到氫離子和氫氧根離子。利用這一特,將雙極膜與其他陰陽(yáng)離子交換膜組合成的雙極膜電滲析系統(tǒng)，能夠在不引入組分的狀況下將水溶液中的鹽轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的酸和堿，這種方法稱為雙極膜電滲析法。雙極膜技術(shù)轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)工業(yè)分別和制備過(guò)程，雙極膜電滲析法不僅用于制備酸和堿，假設(shè)將其與單極膜奇異地組合起來(lái)，在資源回收、化工生產(chǎn)和污染掌握等方面均有廣泛應(yīng)用。BPM電解器驅(qū)動(dòng)水解離示意圖可別以為雙極膜只能用來(lái)出出高考題，用的好，它一樣是上頂刊的助力。近日，美國(guó)俄勒岡大學(xué)的ShannonW.BoettcherSebastianZ.Oener博士等爭(zhēng)論者在Science雜志上發(fā)表論文，利用一種雙極膜電解器來(lái)定量爭(zhēng)論多種金屬和金屬氧化物納米顆粒的水解離動(dòng)力學(xué)。他們覺(jué)察，金屬納米顆粒的水解離活性與堿性析氫反響HE〕EL-CEL界面的精準(zhǔn)位置會(huì)極大地影響催化劑的活性。于是，他們?cè)诮缑媸褂么呋瘎╇p層——在酸性的CEL外表和堿性的AEL外表分別引入適宜的水解離催化10mV-2 〔20m?cm，純水雙極膜電解器在500mcm壓僅為~2.2V-2 雙極膜水解離爭(zhēng)論示意圖雙極膜水解離爭(zhēng)論示意圖雙極膜解離水示意圖爭(zhēng)論者設(shè)計(jì)了一種膜電極組件，將雙極膜壓在兩個(gè)剛性多孔集流體之間，組成雙極膜電解器，這種方法可以快速爭(zhēng)論多種水解離催化劑〔~30種材料〕的雙極膜，并準(zhǔn)確地測(cè)量每種催化劑的活性。氧化物納米粒子解離水的過(guò)電位和零電荷點(diǎn)一個(gè)好玩的覺(jué)察是，爭(zhēng)論者利用雙極膜電解器證明白貴金屬納米顆粒的水解離活性與堿性條件下HER活性呈正相關(guān)。這與很多文獻(xiàn)報(bào)道中復(fù)合催化劑的性能提升策略相全都，比方，金屬氫氧化物〔如氫氧化鎳〕對(duì)Pt等貴金屬進(jìn)展修飾可提高其堿性HERNiO〔在水中羥基化〕是一種優(yōu)良的水解離催化劑。這一覺(jué)察對(duì)于高性能的電催化劑設(shè)計(jì)具有啟發(fā)意義。一樣納米粒子水解離和電催化反響過(guò)電位比較爭(zhēng)論者還覺(jué)察，利用酸堿性環(huán)境對(duì)催化劑性能的影響，可以設(shè)計(jì)出雙層水解離催化劑，使外表的酸堿梯度與AEL/CEL界面在工作電流密度下的pH梯度相匹配，這樣能夠降低雙極膜的過(guò)電位，削減能量損失。通過(guò)極化曲線比較，即使在較大的電流密度下，雙極膜純水電解器和傳統(tǒng)陰、陽(yáng)離子交換膜電解器的性能相當(dāng)。雙極膜電解器和傳統(tǒng)陰、陽(yáng)離子交換膜性能比照雙極膜系統(tǒng)可以敏捷調(diào)整兩側(cè)的pH值，這為在陰陽(yáng)兩極需要不同酸堿性的裝置，如燃料電池、液“這些結(jié)果供給了一個(gè)初步的模型，可以開(kāi)拓并推動(dòng)其在更多領(lǐng)域的”[]Boettcher說(shuō)。高性能雙極膜也將促進(jìn)廢水處理、二氧化碳轉(zhuǎn)化等領(lǐng)域的進(jìn)展〔高考題，就是一個(gè)二氧化碳廢氣處理再利用的模型例如。Boettcher說(shuō)，“我們期望這些爭(zhēng)論能轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品”。[題組強(qiáng)化訓(xùn)練】科學(xué)家近年制造了一種型Zn—CO2水介質(zhì)電池。電池示意圖如下，電極為金屬鋅和選擇性催化材料，放電時(shí)，溫室氣體CO2被轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)氫物質(zhì)甲酸等，為解決環(huán)境和能源問(wèn)題供給了一種途徑。以下說(shuō)法錯(cuò)誤的選項(xiàng)是( )放電時(shí)，負(fù)極反響為Zn－2e－＋4OH－===Zn(OH)24放電時(shí)，1molCO2轉(zhuǎn)化為HCOOH，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2molC．充電時(shí)，電池總反響為2Zn(OH)2===2Zn＋O↑＋4OH－＋2HO4 2 2D．充電時(shí)，正極溶液中OH－濃度上升答案：D解析：由裝置示意圖可知，放電時(shí)負(fù)極反響為Zn－2e－＋4OH－===Zn(OH)2，A項(xiàng)正確；放電4時(shí)CO2轉(zhuǎn)化為HCOOH，C元素化合價(jià)降低2，則1molCO2轉(zhuǎn)化為HCOOH時(shí)，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為22mol，B項(xiàng)正確；由裝置示意圖可知充電時(shí)正極(陽(yáng)極)產(chǎn)生O，負(fù)極(陰極)產(chǎn)生Zn，C項(xiàng)正確；充電陽(yáng)極上發(fā)生反響22－4－===4＋2，O－D項(xiàng)錯(cuò)誤。2利用雙極膜制備磷酸和氫氧化鈉的原理如下圖。雙極膜是一種復(fù)合膜，在直流電作用下，雙極膜中間界面內(nèi)水解離為H+和OH?()陰極區(qū)溶液的pH減小 B．M膜為陰離子交換膜C．雙極膜中a為H+，b為OH–答案：B

D．假設(shè)用鉛蓄電池為電源，則X極與Pb電極相連某同學(xué)利用我國(guó)科學(xué)爭(zhēng)論工作者制造的Zn-CO2可充電電池模擬對(duì)鐵外表電鍍銅，如下圖。：放電時(shí)發(fā)生反響：Zn＋CO＝ZnO+CO，充電時(shí)發(fā)生反響：2ZnO＝2Zn+O2 2雙極膜：陰、陽(yáng)膜復(fù)合層間的H2O解離成H+和OH-并分別通過(guò)陰膜和陽(yáng)膜，作為H+和OH-離子源。以下有關(guān)說(shuō)法不正確的選項(xiàng)是( )A．A池放電過(guò)程中，Ir@Au極可能有H2產(chǎn)生B．A池充電過(guò)程中，Ir@Au極四周pH變小C．A池放電過(guò)程中，Zn極電極反響為：Zn－2e﹣＋2OH﹣＝ZnO＋H2OD．B池電鍍過(guò)程中，硫酸銅溶液濃度保持不變以Zn-CO2可充電電池及電鍍?yōu)檩d體，考察電化學(xué)根底，電極反響式的推斷、電解質(zhì)溶液的推斷、濃度大小的推斷。答案：D2解析：A．Zn可能與H2O形成原電池，產(chǎn)生H，A項(xiàng)正確。B．A池充電過(guò)程中，Ir@Au極電極反響式為：CO2+2e﹣+2H﹢＝CO+H2OpH變小，B項(xiàng)正確。C．通過(guò)總反響式不難覺(jué)察A池放電過(guò)程中，Zn極電極反響正確，C項(xiàng)正確。D．電鍍過(guò)程中，承受的是粗銅，優(yōu)先放電的并非2銅單質(zhì)，當(dāng)Zn單質(zhì)等雜質(zhì)放電時(shí)，陰極有Cu2+放電生成Cu單質(zhì)，溶液中硫酸銅溶液濃度會(huì)略有降低，D項(xiàng)錯(cuò)誤。水層，工作時(shí)水層中的H2О解離成H+和OH-，并分別通過(guò)離子交換膜向兩側(cè)發(fā)生遷移。以下圖NaBr溶液的電滲析裝置示意圖。以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()2的產(chǎn)物為HBr溶液C.Br-可從鹽室最終進(jìn)入陽(yáng)極液中答案：D

5的產(chǎn)物為硫酸溶液D.陰極電極反響式為2H++2e-=H2↑解析：ANa+向陰極移2的產(chǎn)物為NaOH溶液，A錯(cuò)誤；電解時(shí)，溶液中的陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)，陰離子向陽(yáng)極移動(dòng)，溶液中的Br-向陽(yáng)極移動(dòng)，與雙極膜供給的氫離子結(jié)合，故出口4的產(chǎn)物為HBr溶液，鈉離子不能通過(guò)雙極膜，故出口5不是硫酸，B錯(cuò)誤；結(jié)合選項(xiàng)B，Br-不會(huì)從鹽室最終進(jìn)入陽(yáng)極液中，C錯(cuò)誤；H+和OH?，則在陰極處發(fā)生的反響為2H++2e-=H2↑，D正確；答案選D?？沙潆娝礪n－CO2電池用鋅和催化劑材料作兩極，電池工作示意圖如以下圖所示，其中雙極膜是由陽(yáng)膜和陰膜制成的復(fù)合膜，在直流電場(chǎng)的作用下，雙極膜復(fù)合層間的H2O電離出的H+和OH-可以分別通過(guò)膜移向兩極。以下說(shuō)法的是( )放電時(shí)，電極a為負(fù)極，發(fā)生氧化反響放電時(shí)，b極的電極反響為：CO2＋2H+＋2e-＝HCOOH充電時(shí)，假設(shè)電路中通過(guò)1mole-，則有0.5molHCOOH轉(zhuǎn)化為CO2D．充電時(shí)，水電離出的氫離子在陰極放電，陰極區(qū)溶液pH增大答案：D解析：A．放電時(shí)a作負(fù)極，故充電時(shí)應(yīng)接電源的負(fù)極，發(fā)生氧化反響，故A正確；放電時(shí)，b極為正極，由圖中可知，二氧化碳在酸性條件下生成甲酸，電極反響為：CO2＋2H+＋2e-＝HCOOH，故B正確；HCOO2eCO2H，假設(shè)電路中通過(guò)CO2，故C正確；

0.5molHCOOH轉(zhuǎn)化為充電時(shí)，水電離出的氫離子在陰極放電，多余的氫氧根離子會(huì)進(jìn)入雙極膜復(fù)合層間，陰極區(qū)溶液pH不變，故D錯(cuò)誤；應(yīng)選D。雙極膜電滲析一步法鹽制酸堿的技術(shù)進(jìn)入到了工業(yè)化階段，某科研小組爭(zhēng)論承受BMED膜堆(如下圖)，模擬以精制濃海水為原料直接制備酸和堿。BMED膜堆包括陽(yáng)離子交換膜、陰離子交換膜和雙極膜(a、d)：在直流電源的作用下，雙極膜內(nèi)中間界面層發(fā)生水的解離，生成H+和OH-。以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()電極Y連接電源的正極，發(fā)生復(fù)原反響B(tài)．I口排出的是混合堿，Ⅱ口排出的是淡水C．電解質(zhì)溶液承受Na2SO4溶液可避開(kāi)有害氣體的產(chǎn)生D．a(chǎn)左側(cè)膜為陽(yáng)離子交換膜，c為陰離子交換膜答案：C解析：A．氫氧根離子向左側(cè)移動(dòng)，這說(shuō)明電極Y為陰極，所以電極Y連接電源的負(fù)極，發(fā)生復(fù)原反響，故A錯(cuò)誤；濃海水中的氯離子向左側(cè)移動(dòng)，鈉離子向右側(cè)移動(dòng)；雙極膜中，氫離子向右側(cè)遷移、氫Ⅱ口排出的是淡水，I口排出的是鹽酸、Ⅲ口排出的是堿液，故B錯(cuò)誤；由于氯離子放電會(huì)產(chǎn)生有毒的氣體氯氣，參加Na2SO4溶液，目的是增加溶液的導(dǎo)電性，氯離子移向室，氫離子通過(guò)a移向室，在HCl，可避開(kāi)有害氣體的產(chǎn)生，故C正確；鈉離子移向Ⅲ室，ca左側(cè)膜為陰離子交換DC。雙極膜(BP)O2解離成H＋和OH－H＋OH－NaOHHCl，其工作原理如下圖，M、N為離子交換膜。以下說(shuō)法的是( )一樣條件下，不考慮氣體溶解，陰極得到氣體體積是陽(yáng)極兩倍電解過(guò)程中Na＋向左遷移，N為陰離子膜C．假設(shè)去掉雙極膜〔BP),陽(yáng)極室會(huì)有Cl2生成D．電解完畢后，陰極四周溶液酸性明顯增加答案：D解析：A.陰極室氫離子得電子生成氫氣，發(fā)生的反響為2H++2e-=H2↑，陽(yáng)極反響為4OH——4e-=O↑+2HOA正確；2 2B.陰極生成氫氧化鈉，鈉離子向左穿過(guò)M進(jìn)入陰極室，所以M為陽(yáng)離子交換膜，N為陰離子交2BC.假設(shè)去掉雙極膜(BP)，氯離子進(jìn)入陽(yáng)極室陽(yáng)放電生成氯氣，故CD.陰極室氫離子得電子生成氫氣，發(fā)生的反響為2H++2e-=H↑，氫離子被消耗，酸性減弱，故D錯(cuò)誤；題目要求選錯(cuò)誤選項(xiàng)，應(yīng)選D2-堿電解液隔離，實(shí)現(xiàn)MnO2/Mn2+Zn/Zn(OH)

的兩個(gè)溶解/沉4積電極氧化復(fù)原反響，研制出型高比能液流電池，其放電過(guò)程原理示意圖如下：以下說(shuō)法的是( )放電過(guò)程中，總反響方程式為Zn+Mn2+4O-+4H+===Zn(OH)2-+42++2HO 2放電過(guò)程中，當(dāng)1molZn參與反響時(shí)，理論上有4molK+發(fā)生遷移充電過(guò)程中，陰極的電極反響為Zn(OH)42-+2e-===Zn+4OH-充電過(guò)程中，右側(cè)池中溶液pH漸漸減小答案：B目前海水液化可承受雙極膜電液析法、同時(shí)獲得副產(chǎn)品，其模擬工作原理如下圖。其中雙極膜(BP)H2O解離成H+和OH?，作為H+和OH?離子源。M、N為離子交換膜。以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是2A．X電極為電解池的陰極，該電極反響式為：2H+-2e?=H↑2B．電子流向：電源負(fù)極→X電極→Y電極→電源正極C．電路中每轉(zhuǎn)移1mol電子，X、Y兩極共得到標(biāo)準(zhǔn)狀況下16.8L的氣體D．M為陽(yáng)離子交換膜，A室獲得副產(chǎn)品NaOH；假設(shè)去掉B室雙極膜，B室產(chǎn)物不變答案：C2AX2+2H，選項(xiàng)A誤；B.→X電極、陽(yáng)極Y電極→電源正極，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C.陰極反響為22H++2e?=H↑，陽(yáng)極反響為：4OH?-4e?=O↑+2HO，當(dāng)電路中通過(guò)1mol電子時(shí)，陰極得到0.5molH，陽(yáng)2 2 2 20.25molO2，兩極一共得到氣體為0.5mol+0.25mol=0.75mol，標(biāo)準(zhǔn)狀況下16.8L的氣體，選項(xiàng)C正確；D.A室獲得副產(chǎn)品NaO；假設(shè)去掉雙極膜B，則CC有C12生成，，B室產(chǎn)物發(fā)生變化，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案選C。(CM/AM+和O－，用雙極膜電解槽電解糠醛〔〕溶液制備糠醇〔〕和糠酸鹽〔〕時(shí)，〔〕溶液制備糠醇〔〕和糠酸鹽〔〕時(shí)，MnO2/MnOOH在電極B．X極反響為+2H++2e-=B．X極反響為+2H++2e-=D．電解過(guò)程中，雙極膜CD．電解過(guò)程中，雙極膜右側(cè)溶液的pH降低答案：C在直流電場(chǎng)作用下，雙極膜能將水解離為H+和OH－，并實(shí)現(xiàn)其定向通過(guò)。工業(yè)上用雙極膜電解槽電解糠醛溶液同時(shí)制備糠醇和糠酸鹽，電解時(shí)Mn/MnOOH在電極與糠醛之間傳遞電,電解過(guò)程如下圖，以下說(shuō)法不正確的選項(xiàng)是( )B. 1mol2molB. 1mol2mol的電子D．雙極膜的作用是通電C. D．雙極膜的作用是通電時(shí)將水解離為H+和O，其中H向B極方向移動(dòng)答案：D在直流電場(chǎng)作用下，雙極膜能將水解離為H+和OH－，并實(shí)現(xiàn)其定向通過(guò)。工業(yè)上用雙極膜Mn/MnOOH()A．A接直流電源的負(fù)極，糠醛得到電子被復(fù)原為糠醇B．電解時(shí)，陽(yáng)極反響為MnOOH－e－+OH－=MnO2+H2OD．通電時(shí)雙極膜將水解CD．通電時(shí)雙極膜將水解離為H+和OH-,OH-向陰極室方向移動(dòng)答案：D2(MP將H+和OH-，并實(shí)現(xiàn)其定向通過(guò)。工業(yè)上用雙極膜電解槽電解糠醛溶液同時(shí)制備2是(

示，以下說(shuō)法的C．生成糠酸的反響為：+2MnO2+OH-→+2MnOOHA．A為直流電源的負(fù)極，糠醛在陰極外表得到電子被氧化為糠醇B．通電時(shí)雙極性膜將水解離為C．生成糠酸的反響為：+2MnO2+OH-→+2MnOOHD．電解時(shí)，陽(yáng)極反響為MnOOH-e-=MnO2+H+答案：AA為直流電源的負(fù)極，糠醛在陰極外表得到電子被復(fù)原為糠醇A誤；H+和OH-，陽(yáng)離子H+向負(fù)電荷較多的陰極室方向移動(dòng)，B正確；在陽(yáng)極室，糠醛失去電子被氧化為糠酸，反響方程式為：+2MnO2+OH-→+2MnOOH，C+2MnO2+OH-→+2MnOOH，C正確；正確；故合理選項(xiàng)是A。利用光能分解水的裝置如圖，在直流電場(chǎng)作用下，雙極性膜將水解離H+和OH?，并實(shí)現(xiàn)其定向通過(guò)。以下說(shuō)法錯(cuò)誤的選項(xiàng)是( )光電池能將光能轉(zhuǎn)化為電能陽(yáng)極區(qū)發(fā)生的電極反響為：2H2O?4e?=4H++O2↑C．雙極性膜能掌握兩側(cè)溶液的酸堿性不同D．再生池中發(fā)生的反響為：2V2++2H+=2V3++H2↑答案：B解析：AA正確；4O--4e=22O+，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．雙極性膜可將水解離為H+和OH-，由圖可知，H+進(jìn)入陰極，OH-進(jìn)入陽(yáng)極，則雙極性膜可掌握其兩側(cè)溶液分別為酸性和堿性，選項(xiàng)C正確；D．依據(jù)以上分析，再生的反響方程式為2V2++2H+=2V3++H2↑，選項(xiàng)D正確；答案選B。某科研小組爭(zhēng)論承受BMED膜堆(示意圖如下)，模擬以精制濃海水為原料直接制備酸堿。BMED膜堆包括陽(yáng)離子交換膜、陰離子交換膜和雙極膜(A、D)。：在直流電源的作用下，雙極H＋和OH－。以下說(shuō)法錯(cuò)誤的選項(xiàng)是()A．電極a連接電源的正極B．B為陽(yáng)離子交換膜C．電解質(zhì)溶液承受Na2SO4溶液可避開(kāi)有害氣體的產(chǎn)生D．Ⅱ口排出的是淡水答案：B解析：依據(jù)題干信息確定該裝置為電解池，陰離子向陽(yáng)極移動(dòng)，陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)，所以電極a為陽(yáng)極，連接電源的正極，A正確；水在雙極膜A解離后，氫離子吸引陰離子透過(guò)B膜到左側(cè)形成酸，B為陰離子交換膜，B錯(cuò)誤；電解質(zhì)溶液承受Na2SO4溶液，電解時(shí)生成氫氣和氧氣，可避開(kāi)C正確；海水中的陰、陽(yáng)離子透過(guò)兩側(cè)交換膜向兩側(cè)移動(dòng)，淡水從Ⅱ口排出D正確。利用雙極膜制備磷酸和氫氧化鈉的原理如下圖。雙極膜是一種復(fù)合膜，在直流電作用下，雙極膜中間界面內(nèi)水解離為H+和OH?，并實(shí)現(xiàn)其定向通過(guò)。以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是假設(shè)用鉛蓄電池為電源，則X極與Pb電極相連雙極膜中a為H+，b為OH–陰極區(qū)溶液pH減小D．M膜為陰離子交換膜，N膜為陽(yáng)離子交換膜答案：D解析：A．鉛蓄電池中Pb為負(fù)極，PbO2電極為正極，X極應(yīng)與PbO2相連，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B．電解池中陰離子向陽(yáng)極遷移，陽(yáng)離子向陰極遷移，所以雙極膜a為OH?，bH+，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C．陰極電極反響為2H++2e?=H2↑1mol電子，消耗1molH+，此時(shí)雙極膜又產(chǎn)生1molH+，因陰極pH變化狀況，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D．M膜為陰離子交換膜，原料室中H2PO4通過(guò)M膜進(jìn)入產(chǎn)品室1，與雙極膜產(chǎn)生的H+結(jié)合生成H3PO4，N膜為陽(yáng)離子交換膜，原料室中Na+通過(guò)N膜進(jìn)入產(chǎn)品室2，與雙極膜產(chǎn)生的OH?結(jié)合生成NaOH，D項(xiàng)正確。應(yīng)選D。一種型Zn?CO2水介質(zhì)電池，為解決環(huán)境和能源問(wèn)題供給了一種途徑，其工作示意圖如下。以下說(shuō)法不正確的選項(xiàng)是放電時(shí)，金屬鋅為負(fù)極放電時(shí)，溫室氣體CO2被轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)氫物質(zhì)HCOOHC. 充電時(shí)，電池總反響為2Zn(OH)2-=2Zn+O +4OH-+2HC. 4 2 2D．充電時(shí)，雙極隔膜產(chǎn)生的H+向右側(cè)正極室移動(dòng)答案：D聚合硫酸鐵{PFS，[Fe4(OH)2n(SO4)(6-n)]m}是一種性能優(yōu)越的無(wú)機(jī)高分子混凝劑，利用雙極膜(BP)(由一張陽(yáng)膜和一張陰膜復(fù)合制成，在直流電場(chǎng)作用下將水分子解離OH-H+H+和OH-離子源)電滲析法制備PFS()X極上發(fā)生的電極反響為4OH-－4e-＝O2↑＋2H2O“1”和“3”得到H2SO4K2SO4的混合液“2”和“4”產(chǎn)品為濃PFS雙極膜向“2”和“4”中供給OH-答案：BH

O解離成H＋和OH－，并實(shí)現(xiàn)定2向移動(dòng)。該技術(shù)對(duì)淡水缺乏的地區(qū)有重大的意義，以下圖利用雙極膜組合電解法模擬海水淡化，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A.Y極接電源的正極B.電路中通過(guò)0.1mol電子時(shí)，則NaCl溶液質(zhì)量削減5.85gC.OH－移向雙極膜的右側(cè)2 D.X極的電極反響式為：4OH－＋4e－＝O↑＋2H2 乙醛酸是一種重要的化工中間體，可果用如以下圖所示的電化學(xué)裝置合成。圖中的雙極膜中間層中的H2O解離為H+和OH-，并在直流電場(chǎng)作用下分別問(wèn)兩極遷移。以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是B.陽(yáng)極上的反響式為：+2H++2eB.陽(yáng)極上的反響式為：+2H++2e-=+H2OC.2mol乙醛酸，理論上外電路中遷移了1mol電子D.雙極膜中間層中的H+在外電場(chǎng)作用下向鉛電極方向遷移答案：D解析：該裝置通電時(shí)，乙二酸被復(fù)原為乙醛酸，因此鉛電極為電解池陰極，石墨電極為電解池陽(yáng)Br-Br2，Br2將乙二醛氧化為乙醛酸，雙極膜中間層的H+在直流電場(chǎng)作用下移向陰極，OH-移向陽(yáng)極。A．KBr在上述電化學(xué)合成過(guò)程中除作電解質(zhì)外，同時(shí)還是電解過(guò)程中陽(yáng)極的反響物，生成的Br2為乙二醛制備乙醛酸的中間產(chǎn)物，故A錯(cuò)誤；2 陽(yáng)極上為Br-Br，Br將乙二醛氧化為乙醛酸，故B2 電解過(guò)程中陰陽(yáng)極均生成乙醛酸，1mol乙二酸生成1mol乙醛酸轉(zhuǎn)移電子為2mol，1mol乙二醛生成1mol乙醛