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专项训练 离子交换膜种类的判断（解析版）
1．（2023·全国·高三专题练习）目前可采用“双极膜组”电渗析法淡化海水，同时获
得副产品A和B，模拟工作原理如图所示。M和N为离子交换膜，在直流电作用下，
双极阴阳膜(BP)复合层间的H O解离成H+和OH-，作为H+和OH-的离子源。下列说法正
2
确的是
A．X电极为阴极，电极反应式为2HO+2e-=2OH-+H ↑
2 2
B．M为阳离子交换膜，N为阴离子交换膜，BP膜的作用是选择性通过Cl-和Na+
C．每生成5.6L气体a，理论上获得副产品A和B各0.5mol
D．“双极膜组”电渗析法也可应用于从盐溶液(MX)制备相应的酸(HX)和碱(MOH)
【答案】D
【分析】由BP双极膜中H+、OH-移动方向可知：X电极为电解池的阳极，电极反应
式为：2Cl-+2e-=Cl，Y电极为阴极，电极反应式为：2H++2e-=H ,电解总反应为：
2 2
电解
2H O+2Cl- = Cl ↑+H ↑+2OH-,精制食盐水中钠离子经过M离子交换膜移向产品A室，
2 2 2
与BP双极膜中转移过来的氢氧根结合生成氢氧化钠，所以M膜为阳离子交换膜，盐
室中氯离子经过N离子交换膜移向产品B室，与BP双极膜中转移过来的氢离子结合
生成氯化氢，所以N为阴离子交换膜。
【详解】A．由图中氢氧根移动方向可知X电极为阳极，电极反应式为：2Cl-+2e-
=Cl，A错误；
2
B．由题意可知，精制食盐水中钠离子经过M离子交换膜移向产品A室，与BP双极
膜中转移过来的氢氧根结合生成氢氧化钠，所以M膜为阳离子交换膜，盐室中氯离子
经过N离子交换膜移向产品B室，与BP双极膜中转移过来的氢离子结合生成氯化氢，
所以N为阴离子交换膜，BP双极膜的作用是选择性通过氢离子和氢氧根离子，B错误；
C．阳极反应式为：2Cl-+2e-=Cl，电路中每生成标况下5.6L气体氯气，其物质的量为
2
0.25mol，转移电子0.5mol，理论上获得副产品A（氢氧化钠溶液）和B（氯化氢溶
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学科网（北京）股份有限公司液）各0.5mol，需标明标准状况，C错误；
D．“双极膜组”电渗析法从氯化钠溶液中获得酸（HCl）和碱（NaOH），由此可知：
也可从M溶液制备相应的酸(HX)和碱(MOH)，D正确；
故选D。
2．（2023·全国·高三统考专题练习）科学家设计了一种能产生羟基自由基(·OH)的原电
池—电解池组合装置，·OH能将苯酚氧化为CO 和H O，实现发电、环保二位一体，如
2 2
图所示。下列说法错误的是
A．a极为正极，N为阴离子交换膜
B．d极的电极反应式为H O−e−=· OH+H+
2
C．a极区每产生1molCr(OH) ，c极区溶液质量减轻3g
3
D．b极区消耗1molC H OH，理论上电路中转移电子28mol
6 5
【答案】C
【分析】由图可知，a极上Cr O2-发生还原反应生成Cr(OH) ，b电极上苯酚发生氧化
2 7 3
反应生成CO，则a电极为正极，b电极为负极，正极反应为Cr O2-+6e-
2 2 7
+7H O=2Cr(OH) +8OH-，负极反应为C HOH-28e-+11H O═6CO ↑+28H+；c电极为电解
2 3 6 5 2 2
池阴极，d电极为电解池阳极，阴极反应为2H++2e-=H ↑，阳极反应为HO-e-=H+
2 2
+•OH，羟基自由基(•OH)具有强氧化性，进一步氧化苯酚达到除去苯酚的目的，发生
的反应为C HOH+28•OH═6CO ↑+17H O，据此分析解答。
6 5 2 2
【详解】A．由上述分析可知，左侧装置为原电池，右侧装置为电解池，a电极为正极，
b电极为负极，负极方程式为：C HOH-28e-+11H O═6CO ↑+28H+，阳离子浓度增大，
6 5 2 2
则Cl-通过N膜计入b极区，N为阴离子交换膜，故A正确；
B．d电极为电解池阳极，阳极上HO失电子生成H+、•OH，阳极反应为HO-e-=H+
2 2
+•OH，故B正确；
C．正极反应为Cr O❑ 2− +6e-+7H O=2Cr(OH) +8OH-，a极区每产生1mol Cr(OH) 时转
2 7 2 3 3
试卷第2页，共27页移3mol电子，通过质子交换膜移向阴极的n(H+)=3mol，阴极反应为2H++2e-=H ↑，
2
1
n(H )=
n(H+)=1.5mol，m(H)=1.5mol×2g/mol=3g，即c极区溶液质量不变，故C错
2 2 2
误；
D．由分析可知，b极区电极方程式为：C HOH-28e-+11H O═6CO ↑+28H+，消耗1mol
6 5 2 2
C H OH，理论上电路中转移电子28mol，故D正确；
6 5
故选C。
3．（2023·辽宁·朝阳市第一高级中学校联考二模）四甲基氢氧化铵[(CH ) NOH]常用作
3 4
电子工业清洗剂，下图为以四甲基氯化铵[(CH ) NCl ]为原料，利用光伏并网发电装置
3 4
采用电渗析法合成(CH ) NOH，下列叙述中正确的是
3 4
A．a极电极反应式：2(CH ) N++2H O−2e−=2(CH ) NOH+H ↑
3 4 2 3 4 2
B．保持电流恒定，升高温度可以加快合成(CH ) NOH的反应速率
3 4
C．c为阳离子交换膜，d、e均为阴离子交换膜
D．制备36.4g(CH ) NOH时，两极共产生6.72L气体(标准状况)
3 4
【答案】D
【分析】根据de池中浓度变化得出，钠离子从b极池通过e膜，氯离子从cd池通过d
膜，由电解池中阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，则a为阴极，b为阳极，a与
N型半导体相连，b与P型半导体相连，所以N型半导体为负极，P型半导体为正极，
以此解答。
【详解】A．由题中信息可知，a为阴极，发生得电子的还原反应，其电极反应式为
2(CH ) N++2H O+2e−=2(CH ) NOH+H ↑，故A错误；
3 4 2 3 4 2
3 资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】
学科网（北京）股份有限公司B．保持电流恒定，则单位时间a极得到的电子数目是恒定的，升高温度，电极反应
2(CH ) N++2H O+2e−=2(CH ) NOH+H ↑的速率不变，故B错误；
3 4 2 3 4 2
C．由题中图示信息可知，Na+离子通过e膜，Cl-通过d膜，(CH)N+通过c膜，所以
3 4
c、e膜为阳离子交换膜，d为阴离子交换膜，故C错误；
36.4g
D．36.4g(CH ) NOH的物质的量为 = 0.4mol，a极电极反应式为2(CH ) N+
3 4 91g/mol 3 4
+2H O+2e-=2(CH ) NOH+H ↑，收集氢气0.2mol，转移电子为0.4mol，b极电极反应式
2 3 4 2
为4OH--4e-=O ↑+2H O，收集氧气为0.1mol，标况下两极可得气体体积为0.3mol×
2 2
22.4L/ mol =6.72L L，故D正确；
故选D。
4．（2023·安徽黄山·统考二模）一种水性电解液Zn-MnO 离子选择双隔膜电池如图所
2
示[KOH溶液中， Zn2+以Zn(OH)2−存在]。电池放电时，下列叙述正确的是
4
A．Ⅱ区的SO2-通过交换膜向I区迁移
4
B．Ⅲ区的K+通过交换膜最终向I区迁移
C．Zn电极反应：Zn+2e-+4OH-=Zn(OH)2−
4
D．电池总反应：Zn+4OH-+MnO+4H+=Zn(OH)2− +Mn2++2H O
2 4 2
【答案】D
【分析】根据图示的电池结构和题目所给信息可知，Ⅲ区Zn为电池的负极，电极反应
为Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)❑ 2−，Ⅰ区MnO 为电池的正极，电极反应为MnO +2e-
4 2 2
+4H+=Mn2++2H O；电池在工作过程中，阳离子向正极迁移、阴离子向负极迁移，因此
2
试卷第4页，共27页Ⅰ区的SO❑ 2−向Ⅱ区移动，Ⅲ区的K+向Ⅱ区移动；
4
【详解】A．根据分析，Ⅱ区的SO2−向Ⅲ区移动，但是不能通过阳离子交换膜，A错
4
误；
B．根据分析，Ⅲ区的K+通过交换膜Ⅱ区移动，不能通过阴离子交换膜向I区迁移，B
错误；
C．根据分析，Zn电极反应：Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)2−，C错误；
4
D．根据正、负极电极分析，电池总反应：Zn+4OH-+MnO+4H+=Zn(OH)2− +Mn2+
2 4
+2H O，D正确；
2
故选D。
5．（2023·湖北·高三统考专题练习）双极膜(BP)可以在电场作用下，使水分子快速解
离为OH−和H+，并透过阴、阳离子膜进入溶液。用此工艺捕获烟道气中的CO 过程如图
2
所示，已知盐室中生成CaCO 实现捕获，下列说法正确的是
3
A．捕获装置中，阴极反应为2H++2e−=H ↑
2
B．溶液中的X为H+
C．交换膜A为阳离子交换膜
D．捕获1.12L CO 转化为沉淀，则转移电子2mol
2
【答案】A
【详解】A．阴极发生还原反应，溶液中H+放电，为2H++2e−=H ↑，A正确；
2
B．碱室是CO 转化为CO2−，应由双极膜产生OH−不断补充，保持碱的浓度，X应为OH−，
2 3
B错误；
C．盐室生成CaCO ，就需要CO2−穿过交换膜A，所以交换膜A为阴离子交换膜，C错
3 3
5 资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】
学科网（北京）股份有限公司误；
D．捕获1.12L CO ，未指明标准状况，无法计算转移电子数，D错误；
2
故选A。
6．（2023春·江西·高二铅山县第一中学校联考阶段练习）电解法转化CO 可实现CO 资
2 2
源化利用。电解CO 制甲酸盐(HCOO−)的原理如图所示。下列说法不正确的是
2
A．电解一段时间后，阳极区的KHCO 溶液浓度降低
3
B．Sn片上发生的电极反应为CO +HCO−+2e−=HCOO−+CO2−
2 3 3
C．若将阳离子交换膜换成阴离子交换膜，会使HCOO−的产率降低
D．Sn极上每消耗0.1mol CO ，同时有0.2mol K+从Sn极区向Pt极区迁移
2
【答案】D
【分析】CO、HCOO-中碳元素的化合价分别为+4、+2，阴极发生还原反应，电极
2
（Sn电极）反应为CO+2e-+H+= HCOO-(或2CO+2e-+H O=HCO❑ - +HCOO-)，阳极
2 2 2 3
（Pt电极）生成O：4HCO--4e-=O ↑+4CO ↑+2H O，由电极反应可得出电解总反应
2 3 2 2 2
电解
为2CO+2H O= = 2HCOOH+ O ↑，据此分析解答。
2 2 2
❑
【详解】A．电解过程中，Pt电极发生反应：4HCO--4e-=O ↑+4CO ↑+2H O，Pt电极
3 2 2 2
为阳极，同时K+向Sn电极移动，所以左侧中KHCO 溶液浓度降低；右侧Sn电极发生
3
反应：CO +HCO-+2e-=HCOO-+CO2- ，Sn电极为阴极，右侧中KHCO 溶液浓度降低，
2 3 3 3
A正确；
B．右侧Sn电极发生反应：CO +HCO-+2e-=HCOO-+CO2-，B正确；
2 3 3
C．若将阳离子交换膜换成阴离子交换膜，左侧钾离子不能移向Sn电极，不能得到甲
酸盐，会使HCOO−的产率降低，C正确；
D．电解过程中，阳离子向阴极移动，Sn极上每消耗0.1mol CO ，转移0.1mol电子，
2
试卷第6页，共27页则同时有0.2mol K+从Pt极区向Sn极区迁移，D错误；
故选D。
7．（2023·全国·统考模拟预测）利用双极膜电渗析法处理废水，可实现废水的高效净
化，其原理如图所示。双极膜是特种离子交换膜，它是由一张阳膜和一张阴膜制成的
阴、阳复合膜。在直流电场的作用下，阴、阳膜复合层间的HO分子解离成H+和OH-
2
并分别通过阳膜和阴膜。下列说法正确的是
A．电极X连接电源的正极，其电极反应式为4OH--4e-=O ↑+2H O
2 2
B．Z为淡水，M为HSO 溶液，b膜为阳离子交换膜
2 4
C．理论上，每转移2mol电子，两极共产生1.5mol气体
D．该装置中，电子的转移方向为电极X→电解质溶液→电极Y
【答案】C
【分析】在直流电场的作用下，阴、阳膜复合层间的HO分子解离成H+和OH-并分别
2
通过阳膜和阴膜，电解过程中，阳离子H+向阴极移动，则电极X为阴极，连接电源的
负极，Y为阳极，连接电源的正极。
【详解】A．电解过程中，阳离子H+向阴极移动，则电极X为阴极，连接电源的负极，
A项错误；
B．Na+、Ni2+向阴极移动，a膜为阳离子交换膜，SO2−向阳极移动，b膜为阴离子交换
4
膜，Z为淡水，N为H SO 溶液，B项错误；
2 4
C．阴极上H+放电，产生H ，阳极上OH−放电，产生O ，根据得失电子守恒，理论上每
2 2
转移2mol电子，产生1molH 和0.5molO ，C项正确；
2 2
D．电子通过外电路移动，不会经过电解质溶液，D项错误。
故选C。
8．（2023·湖北·高三统考专题练习）双极膜是阴、阳复合膜，在直流电的作用下，阴、
阳膜复合层间的H O解离成H+和OH−，作为H+和OH−离子源。利用双极膜制取NaOH和
2
7 资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】
学科网（北京）股份有限公司H PO ，产品室1的产品是NaOH，其装置如图所示。
3 4
已知：产品室1的产品是NaOH，则下列说法正确的是
A．a为铅蓄电池的正极，电子由b极流出经装置流入a极
B．膜1为阴离子交换膜，膜2为阳离子交换膜
C．电极Ⅱ的电极反应式为2H O+4e−=O ↑+4H+
2 2
D．若要制60g NaOH，理论上铅蓄电池的负极增重72g
【答案】D
【分析】已知产品室1的产品是NaOH，说明原料室中Na+往左移动，电极Ⅰ是阴极，
a为铅蓄电池的负极，b为铅蓄电池的正极，膜1为阳离子交换膜，HPO❑ −向右移动
2 4
到产品室2中，膜2为阴离子交换膜，双极膜向左解离生成氢离子，从而得到磷酸，
解离生成的氢氧根离子向右移动到电极Ⅱ（阳极）区，阳极发生失电子的氧化反应，
据此分析解答。
【详解】A．根据上述分析可知，a为铅蓄电池的负极，电子由a极流出经装置流入b
极，A错误；
B．结合上述分析可知，膜1为阴离子交换膜，膜2为阳离子交换膜，B错误；
C．电极Ⅱ为阳极，水发生失电子的氧化反应，其电极反应式为：
2H O−4e−=O ↑+4H+ ，C错误；
2 2
D．铅蓄电池的负极反应为：Pb−2e−+SO2−=PbSO ，当转移2mol电子时，负极增加
4 4
1mol SO2−的质量，即96g，生成的60g NaOH，即为1.5mol，转移的Na+也是1.5mol，
4
电路中转移1.5mol电子，负极增重的质量为72g，故D正确；
故选D。
9．（2023·湖北·高三统考专题练习）羟基自由基(⋅OH)具有极强的氧化能力，它能有
效地氧化降解废水中的有机污染物。在直流电源作用下，利用双极膜电解池产生羟基
自由基(⋅OH)处理含苯酚废水和含甲醛废水，原理如图所示。已知：双极膜中间层中
试卷第8页，共27页的H O解离为H+和OH−。下列说法错误的是
2
A．M极为阴极，电极反应式：O +2e−+2H+=2⋅OH
2
B．双极膜中H O解离出的OH−透过膜a向N极移动
2
C．每处理6.0g甲醛，理论上有0.4molH+透过膜b
D．通电一段时间后，理论上苯酚和甲醛转化生成CO 物质的量之比为6∶7
2
【答案】C
【详解】A．M电极通入O ，发生反应生成自由基⋅OH，反应式为：
2
O +2e−+2H+=2⋅OH，M作阴极，A正确；
2
B．N为阳极，电解时阴离子向阳极移动，所以OH−透过膜a向N极移动，B正确；
C．甲醛与⋅OH反应生成CO 的反应：HCHO-4e-+4OH−+⋅OH→CO +4H O，6.0g甲醛
2 2 2
为0.2mol，有0.8molH+，透过膜b，C错误；
D．1mol甲醛生成CO 转移4mole−，苯酚与⋅OH反应生成CO 的反应为：1molC H O转
2 2 6 6
移28mole−，理论上苯酚和甲醛转化生成CO 物质的量之比为6∶7，D正确；
2
故选C。
10．（2023·全国·高三专题练习）某有色金属工业的高盐废水中主要含有H+、Cu2+、
Zn2+、SO2− 、F−和Cl−，利用如图电解装置可回收ZnSO 、CuSO 并尽可能除去F−和
4 4 4
Cl−，其中双极膜(BP)中间层的H O解离为H+和OH−，并在直流电场作用下分别向两极
2
迁移，M膜、N膜需在一价阴离子交换膜和阳离子交换膜中选择。下列说法错误的是
9 资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】
学科网（北京）股份有限公司A．BP膜中H+均向右侧溶液迁移，M膜为一价阴离子交换膜
B．溶液a的溶质主要为HF和HCl，溶液b的溶质主要为ZnSO 和CuSO
4 4
C．当阳极产生22.4L气体(标准状况)时，有4mol离子通过N膜
D．电解过程中，应控制高盐废水的pH不能过高
【答案】B
【分析】由图可知，最左侧为阳极室，水放电生成氧气和氢离子；最右侧为阴极室，
水放电生成氢气和氢氧根离子；
【详解】A．电解池中阳离子向阴极移动，BP膜中H+均向右侧溶液迁移；氟离子、氯
离子通过M膜向左侧迁移，故M膜为一价阴离子交换膜，A正确；
B．溶液a中氟离子、氯离子通过M膜向左侧迁移，氢离子与右侧双极膜迁移出来的
OH-中和，故反应后溶液a的溶质主要为ZnSO 和CuSO ；溶液b的溶质主要为右侧迁
4 4
移过来的氟离子、氯离子与左侧前过来的氢离子生成的为HF和HCl，B错误；
C．阳极反应为2H O- 4e-=4H++O ↑，当阳极产生22.4L气体(标准状况下为1mol)时，
2 2
根据电子守恒可知，有4mol离子通过N膜，C正确；
D．电解过程中，若pH过高则会导致锌离子、铜离子转化为沉淀，故应控制高盐废水
的pH不能过高，D正确；
故选B。
11．（2023·全国·模拟预测）甲酸钠燃料电池是一种膜基碱性电池，提供电能的同时可
以获得烧碱，其工作原理如图所示，下列有关说法正确的是
试卷第10页，共27页A．CEM隔膜为质子交换膜
B．甲为电池负极，电极反应为：HCOO--e-+H O=H CO +H+
2 2 3
C．电池在工作时，乙极附近溶液pH增大
D．单位时间内甲极产生的H CO 与乙极消耗的O 物质的量之比为4:1
2 3 2
【答案】C
【详解】A．该装置同时可以获得烧碱，则钠离子应与氢氧根离子结合，若为质子交
换膜(只允许氢离子自由通过)，则钠离子与正极生成的氢氧根离子不能接触，无法得到
NaOH，故A错误；
B．由装置信息可知乙电极上氧气得电子，则甲电极上HCOONa失电子生成碳酸，电
极反应为：HCOO--2e-+H O=H CO +H+ ，故B错误；
2 2 3
C．电池在工作时，乙极发生反应：O +2H O+4e-=4OH-，电极附近溶液氢氧根离子浓
2 2
度增大，pH增大，故C正确；
D．由电极反应可知转移4mol电子正极消耗1mol氧气，负极生成2mol碳酸，则单位
时间内甲极产生的H CO 与乙极消耗的O 物质的量之比为2:1，故D错误；
2 3 2
故选：C。
12．（2023·山东济南·山东省实验中学校考一模）在直流电源作用下，双极膜中间层中
的H O解离为H+和OH−。某技术人员利用双极膜(膜c、膜d)和离子交换膜高效制备
2
H SO 和NaOH，工作原理如图所示：
2 4
11 资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】
学科网（北京）股份有限公司下列说法错误的是
A．电势：N电极>M电极
B．双极膜膜c输出H+，膜a、膜e为阳离子交换膜
C．M极电极反应式为2H O+2e−=H +2OH−
2 2
D．当电路中转移2mole−时，整套装置将制得1molH SO
2 4
【答案】D
【分析】由题意可知该电解池可以高效制备H SO 和NaOH，说HO在M极得到电子生
2 4 2
成H 和OH-，电极方程式为：2H O+2e−=H +2OH−，膜a是阳离子交换膜，Na+通过
2 2 2
膜a进入M极，双极膜膜c输出H+，膜b是阴离子交换膜，SO❑ 2−通过膜b进入膜b
4
和膜c之间的区域生成H SO ；HO在N极失去电子生成O 和H+，电极方程式为：
2 4 2 2
2H O−4e−=O +4H+ ，膜f是阴离子交换膜，SO❑ 2−通过膜f进入N极，双极膜膜d
2 2 4
输出OH-，膜e是阳离子交换膜，Na+通过膜e进入膜e和膜d之间的区域生成NaOH；
以此解答。
【详解】A．由分析可知，HO在M极得到电子生成H 和OH-，M为阴极，HO在N
2 2 2
极失去电子生成O 和H+，N极为阳极，则电势：N电极>M电极，故A正确；
2
B．由分析可知，双极膜膜c输出H+，膜a、膜e为阳离子交换膜，故B正确；
C．由分析可知，M极电极反应式为2H O+2e−=H +2OH−，故C正确；
2 2
D．由分析可知，N极电极方程式为2H O−4e−=O +4H+ ，当电路中转移2mole−时，
2 2
N极生成1molH SO ，同时在膜b和膜c之间的区域生成1mol H SO ，故D错误；
2 4 2 4
故选D。
试卷第12页，共27页13．（2023·浙江·高三专题练习）NO-空气质子交换膜燃料电池实现了制硝酸、发电、
环保一体化，某兴趣小组用该电池模拟工业处理废气和废水的过程，装置如图。下列
说法不正确的是
A．b膜为阴离子交换膜
通电
B．乙池中总反应的离子方程式为5SO
2
+2NO+8H
2
O ¿2NH++5SO2-+8H+
4 4
¿
C．当浓缩室得到4L浓度为0.6mol⋅L−1的盐酸时，M室溶液的质量变化为36g(溶液
体积变化忽䅂不计)
D．在标准状况下，若甲池有5.6LO 参加反应，则乙池中处理废气(SO 和NO)的总体积
2 2
为15.68L
【答案】C
【分析】由图可知，甲为原电池，乙和丙为电解池；甲中通入NO的一极作负极，通
入氧气的一极作正极；乙池中通入 SO 的电极连接电源的正极，为阳极，阳极上二氧
2
化硫发生氧化反应生成硫酸根离子，阴极上一氧化氮发生还原反应生成铵根离子；丙
池中阳极上水放电，发生氧化反应生成氧气和氢离子，氢离子从M室通过a膜进入浓
缩室，N室中氯离子向阳极移动，通过b膜进入浓缩室，最终得到较浓的盐酸；据此
分析解答。
【详解】A．丙中阳极上水放电，发生氧化反应生成氧气和氢离子，氢离子从M室通
过a膜进入浓缩室，N室中氯离子向阳极移动，通过b膜进入浓缩室，最终得到较浓的
盐酸，故b膜为阴离子交换膜，A正确；
B．乙池中通入SO 的电极连接电源的正极，为阳极，阳极上二氧化硫发生氧化反应生
2
成硫酸根离子，阴极上一氧化氮发生还原反应生成铵根离子，电池总反应的离子方程
通电
式为5SO
2
+2NO+8H
2
O ¿2NH++5SO2−+8H+，B正确；
4 4
¿
C．当浓缩室得到4L浓度为0.6mol⋅L−1的盐酸时，迁移过来的氢离子的物质的量为
13 资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】
学科网（北京）股份有限公司4L×(0.6mol⋅L−1−0.1mol⋅L−1)=2mol
，
2H O−4e−=4H++O ↑
，则反应掉1mol
2 2
水，M室溶液的质量减小1mol×18g⋅mol−1=18g，C错误；
D．乙池中SO 转化为硫酸根离子，NO转化为铵根离子，在标准状况下，若甲池有
2
5.6LO (0.25mol)参加反应，根据电子守恒可知，O ∼4e− ∼2SO 、
2 2 2
4
O ∼4e− ∼ NO，则乙池中处理废气( SO 和NO)共0.7mol，总体积为15.68L，D正确；
2 5 2
故选C。
14．（2023·重庆·高三重庆巴蜀中学校考阶段练习）微信山城学术圈刊登了一种Zn﹣
PbO 电池，电解质为KSO 、HSO 和KOH，通过a和b两种离子交换膜将电解质溶
2 2 4 2 4
液隔开(减少参加电极反应的离子的迁移更有利于放电)，形成M、R、N三个电解质溶
液区域，结构示意图如图所示。下列说法正确的是
A．a为阴离子交换膜，b为阳离子交换膜
B．电池放电后R区域的电解质溶液浓度增大
C．充电时，Zn电极反应为Zn﹣2e﹣+4OH﹣=Zn(OH)❑ 2−
4
D．放电时，消耗13gZn，N区域电解质溶液减少39.2g
【答案】B
【分析】由图可知，原电池工作时，Zn为负极，被氧化生成Zn(OH)2-，PbO 为正极，
4 2
发生还原反应，电解质溶液M为KOH，R为KSO ，N为HSO ，原电池工作时，负
2 4 2 4
极反应为Zn﹣2e﹣+4OH﹣=Zn(OH)2-，则消耗OH﹣，钾离子向正极移动，正极电极反
4
试卷第14页，共27页应式为PbO +SO2- +2e﹣+4H+=PbSO+2H O，正极消耗氢离子，阴离子向负极移动，则a
2 4 4 2
是阳离子交换膜，b是阴离子交换膜，在同一闭合回路中电子转移数目相等，结合溶
液酸碱性及电极材料书写电极反应式和总反应的方程式，以此解答该题。
【详解】A．Zn为负极，负极反应为Zn﹣2e﹣+4OH﹣=Zn(OH)2-，则消耗OH﹣，钾离
4
子向正极移动，则a是阳离子交换膜，PbO 为正极，正极电极反应式为PbO +SO2- +2e
2 2 4
﹣+4H+=PbSO+2H O，消耗H+的物质的量为SO2-的4倍，则SO2-离子向负极移动，b是
4 2 4 4
阴离子交换膜，A错误；
B．原电池工作时，负极反应为Zn﹣2e﹣+4OH﹣=Zn(OH)2-，则消耗OH﹣，钾离子向正
4
极移动，正极电极反应式为PbO +SO2- +2e﹣+4H+=PbSO+2H O，正极消耗氢离子，阴
2 4 4 2
离子向负极移动，电池放电后R区域的电解质溶液浓度增大，B正确；
C．充电时，Zn为阴极，Zn电极反应为Zn(OH)2- +2e﹣=Zn+4OH﹣，C错误；
4
D．13gZn的物质的量为0.2mol，负极反应为Zn﹣2e﹣+4OH﹣=Zn(OH)2-，电路中转移
4
电子0.4mol，N区域转移0.2molSO2-，正极反应为PbO +SO2- +2e﹣
4 2 4
+4H+=PbSO+2H O，电路中转移电子0.4mol，消耗0.2molSO2-，溶液中增加0.4molO
4 2 4
原子，所以N区域电解质溶液减少的质量为0.4mol×96g/mol﹣0.4mol×16g/mol=32.0g，
D错误；
故选B。
【点睛】根据电极材料金属的活泼性判断出正负极，书写出电极反应，从而可以确定
各区域的电解质溶液种类，根据阴阳离子的移动方向可以确定离子交换膜种类，进行
电解质溶液质量计算时要综合考虑离开体系和进入体系的粒子。
15．（2023春·河南·高三专题练习）一种稳定且具有低成本效益的碱性混合多硫化物-
空气氧化还原液流电池结构如图所示。下列说法正确的是
15 资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】
学科网（北京）股份有限公司A．膜a为阴离子膜，膜b为阳离子膜
B．充电时的总反应为：4OH-+2S2- =4S2-
+O +2H O
4 2 2 2
C．放电时，左侧贮液室中含S2-的多硫电解质减少
4
D．放电时，外电路通过2mol电子，理论上II室及右侧贮液器中的NaOH总共减少
2mol
【答案】B
【详解】A．膜a为阳离子膜，放电过程中1室发生氧化反应，钠离子交换到2室；b
为阴离子交换膜；故A错误；
B．充电时，氢氧根氧化得到氧气，S2-被还原为S2- ，总反应为4OH-+2S2- =4S2-
4 2 4 2
+O +2H O，故B正确；
2 2
C．放电时，S2- 转化为S2-，所以含S2-的多硫电解质增加，故C错误；
2 4 4
D．放电时，氧气和水反应产生氢氧根，所以NaOH增加，故D错误；
故答案选B。
16．（2023·全国·高三专题练习）我国某公司开发的“刀片电池”外观上类似普通干电
池，但内部结构看上去像一堆排列整齐的裁纸刀，每一个刀片里又被分成很多个容纳
腔，每个容纳腔里都包含一个电芯，整个刀片是由多个极芯串联而成的模组。该电池
本质上还是磷酸铁锂电池，电池的总反应方程式为
充电
LiM Fe PO +6C ⇌ M Fe PO +LiC ，其装置工作原理如图所示。下列说法错
1−x x 4 1−x x 4 6
放电
误的是
试卷第16页，共27页A．该电池工作时，负极的电极反应式为LiM Fe PO −e−=M Fe PO +Li+
1−x x 4 1−x x 4
B．该电池中的聚合物隔膜是阳离子交换膜，在充电时，阳离子由左向右移动
C．该电池充电时阴极的电极反应式为Li++6C+e−=LiC
6
D．刀片电池可以搭载在新能源汽车上，作为动力来源
【答案】A
【分析】根据电池的总反应方程式可知，放电时，磷酸铁锂做正极，石墨做负极，该
电池工作时，负极的电极反应式为LiC −e−=Li++6C，正极的电极反应式为
6
M Fe PO +Li++e−=LiM Fe PO 。
1−x x 4 1−x x 4
【详解】A．由分析可知：负极的电极反应式为LiC −e−=Li++6C，A项错误；
6
B．根据电极反应式可知，充电时阴极消耗Li+，阳极生成Li+，所以该电池中的聚合
物隔膜是阳离子交换膜，在充电时，Li+由左向右移动，B项正确；
C．根据电池的总反应方程式可知，充电时阴极的电极反应式为Li++6C+e−=LiC
，
6
C项正确；
D．该刀片电池具有多个容纳腔，比能量高，绿色环保，可以搭载在新能源汽车上，
作为动力来源，D项正确；
答案选A。
17．（2023秋·辽宁丹东·高三统考期末）隔膜电解法处理酸性的硝基苯废水，采用惰
性电极，装置示意图如下，下列说法错误的是
17 资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】
学科网（北京）股份有限公司A．M为电源的正极
B．离子膜应为质子交换膜
C．b电极反应式为： +6e－+4H O= +6OH－
2
D．电解一段时间后，理论上左侧电极室溶液pH不变
【答案】C
【分析】根据b电极是 变为 ，化合价降低，得到电子，则b极为阴极，
a极为阳极，N为负极，M为正极。
【详解】A．由分析可知，M为电源的正极，故A正确；
B．a为阳极，M为正极，阳极上，水中OH-失去电子变为氧气，剩余H+，H+穿过离子
膜进入到右边，因此离子膜应为质子交换膜，故B正确；
C．根据电解法处理酸性的硝基苯废水，则b电极反应式为： +6e－+6H＋=
+2H O，故C错误；
2
D．电解一段时间后，左侧电极室中生成氧气和H+，H+通过离子膜进入到右侧，左侧
硫酸钠浓度增大，但由于硫酸钠溶液呈中性，因此理论上左侧电极室溶液pH不变，故
D正确；
综上所述，答案为C。
18．（2022秋·贵州铜仁·高三铜仁市第二中学校考阶段练习）利用钠碱循环法可脱除
试卷第18页，共27页烟气中的SO 。在钠碱循环法中Na SO 溶液作为吸收液，当吸收液完全转化为NaHSO
2 2 3 3
溶液时，送至电解槽再生，再生装置如图所示。下列说法正确的是
A．X、Y分别接直流电源正、负极
B．a、b分别为阴、阳离子交换膜
C．阳极主要电极反应式为2H O−4e−=O ↑+4H+
2 2
D．外电路通过1mole−时，X电极区约增加1molNa+
【答案】D
【详解】A．根据再生示意图可知X，Y电极均为HSO−分别发生还原反应、氧化反应，
3
X、Y分别为电解池阴极、阳极，A错误；
B．Na+通过a膜进入X电极区，HSO−通过b膜进入Y电极区，则a、b分别为阳、阴
3
离子交换膜，B错误；
C．阳极区阴离子的放电顺序为HSO−>OH−，故电极主要反应式为
3
HSO−+H O−2e−=3H++SO2−
，C错误；
3 2 4
D．X电极区电极反应为2HSO−+2e−=2SO2−+H ↑，反应前后离子数目几乎不变，当
3 3 2
外电路通过1mol电子时，由于通过a的阳离子有Na+和极少量的H+，故约有1molNa+
通过a膜进入X电极区，D正确；
故选D。
19．（2023·上海·高三专题练习）电解K MnO 水溶液制备KMnO 的装置如图所示。电
2 4 4
解后测得b极区溶液中溶质的总物质的量增大。下列说法错误的是
19 资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】
学科网（北京）股份有限公司A．K MnO 水溶液盛放在a极区
2 4
B．离子交换膜为阳离子交换膜
C．当外电路转移2 mol电子时，两极室溶液质量变化相差76 g
D．“电解法”所得副产品可用作“酸性歧化法”制备KMnO 的原料
4
【答案】C
【分析】电解K MnO 水溶液制备KMnO ，阳极反应为：MnO2−−e−=MnO− ，阴极反应
2 4 4 4 4
为：2H O+2e-=H ↑+2OH- ，K+向阴极移动，使KOH物质的量增大，所以b极为阴极，a
2 2
极为阳极；
【详解】A．a极为阳极，K MnO 水溶液盛放在a极区，A正确；
2 4
B．K+通过离子交换膜向阴极移动，所以离子交换膜为阳离子交换膜，B正确；
C．当外电路转移2 mol电子时，阴极反应2H O+2e-=H ↑+2OH-，有2 molK+移向阴极，
2 2
生成1molH ，阴极质量增大39×2−2=76g，阳极质量减少2×39=78g，两极室溶
2
液质量变化相差154 g，C错误；
D．“电解法”所得副产品KOH，可用作“酸性歧化法”制备KMnO 的原料，D正确；
4
故选C。
20．（2022·重庆·高三专题练习）1，2-二氯乙烷主要用作聚氯乙烯单体制取过程的中
间体，用电有机合成法合成1，2-二氯乙烷的装置如图所示。下列说法中正确的是
A．直流电源电极a为负极
B．X为阳离子交换膜，Y为阴离子交换膜
试卷第20页，共27页C．液相反应中，C H 被氧化为1，2-二氯乙烷
2 4
电解
D．该装置总反应为2Cl−+2H
2
O ¿2OH−+H ↑+Cl ↑
2 2
¿
【答案】C
【分析】由电解池装置图可知，左侧亚铜离子失去电子生成二价铜离子，为电解池的
阳极，则a为电源正极，溶液中的氯离子经过阴离子交换膜X移向阳极，右侧氢离子
得到电子生成氢气，为阴极，则b为电源的负极，溶液中的钠离子经过阳离子交换膜
Y移向阴极，同时生成氢氧化钠。液相反应中氯化铜与乙烯反应生成1，2—二氯乙烷
和氯化亚铜，据此解答。
【详解】A．根据分析，直流电源电极a为正极，A错误；
B．由分析可知，X为阴离子交换膜，Y为阳离子交换膜，B错误；
C．液相反应中，C H 与CuCl 反应生成1，2-二氯乙烷时碳元素化合价升高，发生氧
2 4 2
化反应，应为C H 被CuCl 氧化为1，2-二氯乙烷，C正确；
2 4 2
D．以NaCl溶液和乙烯为原料合成1，2-二氯乙烷中， CuCl循环使用，其实质是
电解
NaCl、H 2 O与 CH 2 =CH 2 反应，所以总反应为CH 2 =CH 2 +2H 2 O+2NaCl ¿
¿
H↑+2NaOH+ClCH CHCl，D错误；
2 2 2
故答案选C。
21．（2022秋·安徽·高三校联考阶段练习）微生物脱盐电池既可以处理废水中
CH COOH和NH+ ，又可以实现海水淡化，原理如下图所示。下列说法不正确的是
3 4
A．生物电极b为电池的正极
B．电极a的电极反应式为CH COOH−8e−+2H O=2CO ↑+8H+
3 2 2
C．离子交换膜a为阳离子交换膜，离子交换膜b为阴离子交换膜
D．每生成标准状况下2.24LN 时，电路中转移0.6mol电子
2
21 资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】
学科网（北京）股份有限公司【答案】C
【分析】由图可知，a电极上发生氧化反应生成二氧化碳，为负极；b电极上发生还原
反应生成氮气，为正极；
【详解】A．由分析可知，生物电极b为电池的正极，A正确；
B．电极a上CH COOH发生氧化反应生成二氧化碳，电极反应式为
3
CH COOH-8e-+2H O=2CO ↑+8H+ ，B正确；
3 2 2
C．原电池中阳离子向正极、阴离子向负极运动，则氯离子向左侧移动、钠离子向右侧
移动，中间室得到淡水，故离子交换膜b为阳离子交换膜，离子交换膜a为阴离子交
换膜，C错误；
D．NO❑ - 得到电子发生还原反应生成氮气，电子转移为N ∼6e- ，每生成标准状况下
2 2
2.24LN （为0.1mol）时，电路中转移0.6mol电子，D正确；
2
故选C。
22．（2022·重庆·西南大学附中校联考模拟预测）下列如图为光伏并网发电装置，左图
甲基氢氧化铵[(CH ) NOH]常用作电子工业清洗剂，以四甲基氯化铵[(CH ) NCl]为原料，
3 4 3 4
采用电渗析法合成[(CH ) NOH](M=91g/mol)其工作原理如图所示，下列叙述中不正
3 4
确的是
A．图中N型半导体为负极，P型半导体为正极
B．制备18.2g(CH ) NOH，两极共产生4.48L气体(标准状况)
3 4
C．a极电极反应式：2(CH ) N++2H O+2e−=2(CH ) NOH+H ↑
3 4 2 3 4 2
D．c、e均为阳离子交换膜，d为阴离子交换膜
【答案】B
【详解】A．根据第三个池中离子浓度的变化，稀的NaCl溶液变成浓的NaCl溶液，
试卷第22页，共27页Cl-从第二个池，通过d膜移到第三个池中，电解池中，阴离子向阳极移动，所以a为
电解池的阴极，b为阳极，N型半导体为负极，P型半导体为正极，A正确；
18.2g
B．18.2g(CH ) NOH物质的量为： =0.2mol，a电极发生反应为：
3 4 91g/mol
2(CH ) N++2H O+2e-=2(CH ) NOH+H ↑，0.2mol(CH ) NOH，生成0.1molH ，转
3 4 2 3 4 2 3 4 2
移0.2mol电子，b电极发生反应：4OH--4e-=O ↑+2H O，根据得失电子，转移
2 2
0.2mol电子，产生0.5molO ，所以生成的气体总体积为：0.15×22.4=3.36L，B
2
错误；
C．a为阴极，得电子发生还原反应，生成(CH ) NOH，电极反应为：
3 4
2(CH ) N++2H O+2e−=2(CH ) NOH+H ↑，C正确；
3 4 2 3 4 2
D．由图中信息可知，Na+通过e膜，Cl-通过，d膜，(CH ) N+ 通过c膜，则c、e为阳
3 4
离子交换膜，d为阴离子交换膜，D正确；
故选B。
23．（2023·山东·统考高考真题）利用热再生氨电池可实现CuSO 电镀废液的浓缩再生。
4
电池装置如图所示，甲、乙两室均预加相同的CuSO 电镀废液，向甲室加入足量氨水
4
后电池开始工作。下列说法正确的是
A．甲室Cu电极为正极
B．隔膜为阳离子膜
C．电池总反应为：Cu2++4NH =[Cu(NH ) ] 2+
3 3 4
D．NH 扩散到乙室将对电池电动势产生影响
3
【答案】CD
【详解】A. 向甲室加入足量氨水后电池开始工作，则甲室Cu电极溶解，变为铜离子与
23 资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】
学科网（北京）股份有限公司氨气形成[Cu(NH ) ]
2+
，因此甲室Cu电极为负极，故A错误；
3 4
B. 再原电池内电路中阳离子向正极移动，若隔膜为阳离子膜，电极溶解生成的铜离子
要向右侧移动，通入氨气要消耗铜离子，显然左侧阳离子不断减小，明显不利于电池
反应正常进行，故B错误；
C. 左侧负极是Cu−2e−+4NH =[Cu(NH ) ] 2+ ，正极是Cu2++2e−=Cu，则电池总反应
3 3 4
为：Cu2++4NH =[Cu(NH ) ] 2+ ，故C正确；
3 3 4
D. NH 扩散到乙室会与铜离子反应生成[Cu(NH ) ] 2+ ，铜离子浓度降低，铜离子得电子
3 3 4
能力减弱，因此将对电池电动势产生影响，故D正确。
综上所述，答案为CD。
24．（2023·全国·高三专题练习）羟基自由基(⋅OH)具有极强的氧化性，一种能将苯酚
氧化为CO 和H O的组合装置如图所示。下列说法错误的是
2 2
A．离子交换膜n为阴离子交换膜
B．a极的电极反应式为Cr O -+6e-+7H O=2Cr(OH) ↓+8OH-
2 7 2 3
C．b、c两极产生气体的体积比为3:7(标准状况)
D．电池工作时，d极室溶液pH逐渐增大
【答案】AD
【分析】由图可知，左侧为原电池，a极六价铬转化为三价铬发生还原反应，为正极，
则b为负极；右侧为电解池，c为阴极、d为阳极。
【详解】A．b为负极，电极反应式为：C HOH−28e−＋11HO=6CO↑＋28H＋，a为正
6 5 2 2
极，原电池中阳离子向正极移动，生成的氢离子会通过离子交换膜n迁移到左侧，故n
为阳离子交换膜，故A错误；
B．a电极为正极，发生还原反应，电极反应式：Cr O−+6e-+7H O=2Cr(OH) ↓+8OH- ；
2 7 2 3
试卷第24页，共27页故B正确；
C．c极电极反应为：2H＋＋2e−=H ↑；b为负极，电极反应式为：C HOH−28e−＋
2 6 5
11HO=6CO↑＋28H＋，当转移电子数为28时，c极生成14mol气体，b电极生成6mol
2 2
气体，所以b、c两极产生气体的体积比为3:7(标准状况)；故C正确；
D．d极为电解池阳极，电极反应为HO−e−＝H＋＋•OH，生成氢离子，d极室溶液pH
2
逐渐减小，故D错误；
故答案选AD。
25．（2023·山东烟台·校联考模拟预测）二甲基砜是重要的有机合成中间体，可采用
“成对间接电氧化”法合成。电解槽中某电极区反应过程如图所示，其电解液显碱性。
下列说法正确的是
A．电极反应式为O +2e−+2H+=H O
2 2 2
B．离子交换膜为阴离子交换膜
C．反应前后n(WO2−):n(WO2−)不变
4 5
D．消耗1 mol氧气，理论上可得到1 mol二甲基砜
【答案】CD
【详解】A．其电解液显碱性，则电极反应式为O +2e−+2H O=H O +2OH−，故A
2 2 2 2
错误；
B．惰性电极为阴极，左边产生了氢氧根，阴离子浓度增大，为了使电荷守恒，则阳离
子会向穿过离子交换膜进入，因此离子交换膜为阳离子交换膜，故B错误；
C．左边H O 与WO2−反应生成WO2−和水，WO2−与二甲基亚砜反应生成二甲基砜和WO2−，
2 2 4 5 5 4
因此反应前后n(WO2−):n(WO2−)不变，故C正确；
4 5
D．根据O +2e−+2H O=H O +2OH−，消耗1 mol氧气，得到1mol H O ，又根据左
2 2 2 2 2 2
25 资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】
学科网（北京）股份有限公司边H O 与WO2−反应生成WO2−和水，WO2−与二甲基亚砜反应生成二甲基砜和WO2−，则理
2 2 4 5 5 4
论上可得到1 mol二甲基砜，故D正确。
综上所述，答案为CD。
26．（2023·全国·高三专题练习）目前，应用电渗析法进行海水淡化是解决淡水资源匮
乏的有效途径之一，该方法是利用电解原理通过多组电渗析膜实现，工作原理如图所
示(以NaCl溶液代替海水)，同时获得产品Cl、H、NaOH。下列说法错误的是
2 2
A．a是直流电源的正极
B．电极M处产生的气体X为氯气
C．膜pq、st分别为阳离子交换膜、阴离子交换膜
D．出口I、Ⅱ分别接收NaCl浓溶液、淡水
【答案】CD
【详解】A．据图N极生成氢气，可判断b为电源负极，a极与电极M相连，是直流电
源的正极，A正确；
B． a为直流电源的正极，电极M为阳极，溶液中氯离子失去电子，可知X为Cl，B
2
正确；
C．电极N区制备NaOH，Na+通过膜st移入阴极区，溶液中的Cl-通过膜pq移入阳极
区，同时Cl-在阳极区放电生成Cl，阳极区NaCl浓度保持不变，C错误；
2
D．出口I、Ⅱ分别接收淡水、浓NaCl溶液，D错误；
故选CD。
27．（2023·全国·高三专题练习）微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置，利用
微生物处理有机废水获得电能，同时可实现海水淡化。现以NaCl溶液模拟海水，采用
惰性电极，用下图装置处理有机废水(以含CH COO−的溶液为例)。下列说法错误的是
3
试卷第26页，共27页A．负极反应为CH COO−+2H O−8e−=2CO +7H+
3 2 2
B．隔膜1为阳离子交换膜，隔膜2为阴离子交换膜
C．当电路中转移1mol电子时，模拟海水理论上除盐58.5g
D．加热a极区，升高温度，以加快反应速率，提升电池的效率
【答案】BD
【分析】由图可知，碳元素价态升高失电子，a极为负极，电极反应式为CHCOO−＋
3
2HO−8e−=2CO ↑＋7H＋，b极为正极，电极反应式为2H＋＋2e−＝H↑，据此作答。
2 2 2
【详解】A．a极为负极，电极反应式为CHCOO−＋2HO−8e−=2CO ↑＋7H＋，故A正
3 2 2
确；
B．左侧正电荷增加，氯离子透过隔膜1进入左侧，隔膜1为阴离子交换膜，右侧正电
荷减少，钠离子透过隔膜2进入右侧，隔膜2为阳离子交换膜，故B错误；
C．当电路中通过8mol电子时，正极产生4mol氢气，负极产生2mol二氧化碳，正、
负极产生气体的物质的量之比为4mol:2mol＝2:1，故C正确；
D．该装置为微生物脱盐电池，温度过高会导致微生物死亡，海水淡化效果变差，故D
错误；
故答案选BD。
【点睛】本题考查原电池原理，题目难度中等，能依据图像和题目信息准确判断正负
极是解题的关键，难点是电极反应式的书写。
28．（2023·山东·高三专题练习）钾离子电池因其低成本和较高的能量/功率密度，引
放电
起了广泛关注。一种钾离子电池的总反应为xKC +K MnO ⇌8xC+K MnO ，其
8 0.5−x 2 0.5 2
充电
工作原理如图所示。下列说法正确的是
27 资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】
学科网（北京）股份有限公司A．该电池的交换膜为阳离子交换膜
B．充电时，a极接电源的负极发生氧化反应
C．放电时，b极发生的反应为K MnO +xK++xe−=K MnO
0.5−x 2 0.5 2
D．放电时，理论上电路通过4mole−，a极质量减小39g
【答案】AC
放电
【分析】总反应：xKC +K MnO ⇌8xC+K MnO ，放电时，a极：
8 0.5−x 2 0.5 2
充电
KC −e−=K++8C；b极：K MnO +xK++xe−=K MnO ，因此该电池交换膜为阳
8 0.5−x 2 0.5 2
离子交换膜，以保证充放电时K+能够顺利通过。
【详解】A．由分析可知，该电池的交换膜为阳离子交换膜，A正确；
B．根据总反应可知，充电时，a极电极反应式为：8C+e−+K+=KC
，因此a极接电源
8
的负极，发生还原反应，B错误；
C．由总反应式可知，放电时，b极发生的反应为K MnO +xK++xe−=K MnO ，C
0.5−x 2 0.5 2
正确；
D．放电时，a极电极反应式为：KC −e−=K++8C，当转移1个电子时，a极减少一个
8
K+的质量；当电路通过4mole−，a极减少4molK+的质量，即146g，D错误。
本题选AC。
29．（2022秋·湖南长沙·高三雅礼中学校考阶段练习）钠碱脱硫液(NaOH+Na SO )吸
2 3
收一定量SO 气体后，可通过以下装置实现再生。下列说法正确的是
2
试卷第28页，共27页A．电极a为负极 B．m应为阳离子交换膜
C．出液2仍为HSO ，与进液的浓度相同 D．出液1可使溴水褪色
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【答案】BD
【分析】此装置的作用是在左侧生成钠碱脱硫液(NaOH+Na SO )，因此脱硫完后的溶
2 3
液在阴极区发生析氢反应，生成OH-使阴极区pH上升，过量的OH-与HSO−反应生成
3
SO2− 或与Na+结合生成NaOH。所以左侧再生液为NaOH和Na SO 溶液，由电荷守恒，
3 2 3
中间区的Na+进入左侧，而在右侧，发生氧化反应2H O−4e−=O +4H+ ，H+透过阳膜
2 2
进入中间区，因此，出液1为H SO 溶液。此反应本质是双阳膜电解法。
2 3
【详解】A．电极a，发生还原反应4H O+4e−=4OH−+2H ↑，为阴极，故A错误；
2 2
B．由以上分析知，左侧发生析氢反应，有电荷守恒，中间区的H+和Na+进入左侧，所
以m为阳离子交换膜，在左侧出现再生液，故B正确；
C．由于右侧水放电，放氧生酸，水的量减少，故H SO 的浓度变大，故C错误；
2 4
D．由以上分析知出液1为H SO 溶液，H SO 可与溴水发生氧化还原反应而使溴水褪
2 3 2 3
色，故D正确；
故答案选BD。
30．（2022·河北邯郸·邯郸一中校考模拟预测）据2022年1月统计，我国光伏发电并
网装机容量突破3亿千瓦，连续七年稳居全球首位。已知四甲基氢氧化铵[(CH )NOH]
3 4
常用作电子工业清洗剂，以四甲基氯化铵[(CH )NCl]为原料，采用电渗析法合成
3 4
[(CH )NOH]，工作原理如图。下列说法正确的是
3 4
29 资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】
学科网（北京）股份有限公司A．光伏并网发电装置中N型半导体为正极
B．c、e为阳离子交换膜，d为阴离子交换膜
C．保持电流恒定，温度越高合成四甲基氢氧化铵的速率越快
D．制备182g四甲基氢氧化铵，两极共产生33.6L气体(标准状况)
【答案】BD
【分析】根据第三个池中浓度变化得出，钠离子从第四池通过e膜，氯离子从第二池
通过d膜，由电解池中阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，则a为阴极，电极反
应式为2(CH ) N++2H O+2e-=2(CH ) NOH+H ↑，b为阳极，电极反应式为
3 4 2 3 4 2
4OH--4e-=O +2H O，a与N型半导体相连，b与P型半导体相连，所以N型半导体为
2 2
负极，P型半导体为正极，据此分析解答。
【详解】A．由分析可知，N型半导体为负极，A错误；
B．Na+离子通过e膜，Cl-通过d膜，(CH)N+通过c膜，所以c、e膜为阳离子交换膜，
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d为阴离子交换膜，B正确；
C．温度过高，四甲基氯化铵[(CH )NCl]会分解，四甲基氯化铵浓度降低，不能加快合
3 4
成四甲基氢氧化铵的速率，C错误；
182g
D．182g(CH ) NOH的物质的量为 =2mol，a极电极反应式为
3 4 91g/mol
2(CH ) N++2H O+2e-=2(CH ) NOH+H ↑，则收集氢气1mol，转移电子为2mol，b极
3 4 2 3 4 2
电极反应式为4OH--4e-=O +2H O，则收集氧气为0.5mol，标况下两极可得气体体积
2 2
为1.5mol×22.4L/mol=33.6L，D正确；
答案选BD。
试卷第30页，共27页
