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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H2O解离成H
+和OH
-，作为H
+和OH
-的离子源。下列说法正
确的是
A．X 电极为阴极，电极反应式为2H2O+2e-=2OH-+H2↑
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-=Cl2，Y 电极为阴极，电极反应式为：2H++2e-=H2,电解总反应为：
2H2O+2Cl
- =
电解
Cl2↑+H2↑+2OH
-,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。
【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-
=Cl2，A 错误；
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-=Cl2，电路中每生成标况下5.6L 气体氯气，其物质的量为
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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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CO2和H2O，实现发电、环保二位一体，如
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H2O−e
−=· OH+H
+
C．a 极区每产生1molCr(OH)3，c 极区溶液质量减轻3g
D．b 极区消耗1molC6H5OH，理论上电路中转移电子28mol
【答案】C
【分析】由图可知，a 极上Cr2O7
2-发生还原反应生成Cr(OH)3，b 电极上苯酚发生氧化
反应生成CO2，则a 电极为正极，b 电极为负极，正极反应为Cr2O7
2-+6e-
+7H2O=2Cr(OH)3+8OH-，负极反应为C6H5OH-28e-+11H2O═6CO2↑+28H+；c 电极为电解
池阴极，d 电极为电解池阳极，阴极反应为2H++2e-=H2↑，阳极反应为H2O-e-=H+
+•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C6H5OH+28•OH═6CO2↑+17H2O，据此分析解答。
【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：C6H5OH-28e-+11H2O═6CO2↑+28H+，阳离子浓度增大，
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H2O 失电子生成H+、•OH，阳极反应为H2O-e-=H+
+•OH，故B 正确；
C．正极反应为Cr2O❑7
2−+6e-+7H2O=2Cr(OH)3+8OH-，a 极区每产生1mol Cr(OH)3时转
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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-=H2↑，
n(H2)= 1
2 n(H
+)=1.5mol，m(H2)=1.5mol×2g/mol=3g，即c 极区溶液质量不变，故C 错
误；
D．由分析可知，b 极区电极方程式为：C6H5OH-28e-+11H2O═6CO2↑+28H+，消耗1mol
C6H5OH，理论上电路中转移电子28mol，故D 正确；
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[(CH3)4 NOH]常用作
电子工业清洗剂，下图为以四甲基氯化铵[(CH3)4 NCl]为原料，利用光伏并网发电装置
采用电渗析法合成(CH3)4 NOH，下列叙述中正确的是
A．a 极电极反应式：2(CH3)4 N
++2H2O−2e
−=2(CH3)4 NOH+ H2↑
B．保持电流恒定，升高温度可以加快合成(CH3)4 NOH的反应速率
C．c 为阳离子交换膜，d、e 均为阴离子交换膜
D．制备36.4g(CH3)4 NOH时，两极共产生6.72L 气体(标准状况)
【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(CH3)4 N
++2H2O+2e
−=2(CH3)4 NOH+ H2↑，故A 错误；
3
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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(CH3)4 N
++2H2O+2e
−=2(CH3)4 NOH+ H2↑的速率不变，故B 错误；
C．由题中图示信息可知，Na+离子通过e 膜，Cl-通过d 膜，(CH3)4N+通过c 膜，所以
c、e 膜为阳离子交换膜，d 为阴离子交换膜，故C 错误；
D．36.4g(CH3)4 NOH的物质的量为36.4g
91g/mol = 0.4mol，a 极电极反应式为2(CH3)4 N
+
+2H2O+2e-=2(CH3)4 NOH+H2↑，收集氢气0.2mol，转移电子为0.4mol，b 极电极反应式
为4OH--4e-=O2↑+2H2O，收集氧气为0.1mol，标况下两极可得气体体积为0.3mol×
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-MnO2离子选择双隔膜电池如图所
示[KOH 溶液中， Zn2+以Zn(OH)4
2−存在]。电池放电时，下列叙述正确的是
A．Ⅱ区的SO4
2-通过交换膜向I 区迁移
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)4
2−
D．电池总反应：Zn+4OH-+MnO2+4H+=Zn(OH)4
2−+Mn2++2H2O
【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)❑4
2−，Ⅰ区MnO2为电池的正极，电极反应为MnO2+2e-
+4H+=Mn2++2H2O；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
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Ⅰ区的SO❑4
2−向Ⅱ区移动，Ⅲ区的K+向Ⅱ区移动；
【详解】A．根据分析，Ⅱ区的SO4
2−向Ⅲ区移动，但是不能通过阳离子交换膜，A 错
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)4
2−，C 错误；
D．根据正、负极电极分析，电池总反应：Zn+4OH-+MnO2+4H+=Zn(OH)4
2−+Mn2+
+2H2O，D 正确；
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CO2过程如图
所示，已知盐室中生成CaCO3实现捕获，下列说法正确的是
A．捕获装置中，阴极反应为2H
++2e
−= H2↑
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 CO2转化为沉淀，则转移电子2mol
【答案】A
【详解】A．阴极发生还原反应，溶液中H
+放电，为2H
++2e
−= H2↑，A 正确；
B．碱室是CO2转化为CO3
2−，应由双极膜产生OH
−不断补充，保持碱的浓度，X 应为OH
−，
B 错误；
C．盐室生成CaCO3，就需要CO3
2−穿过交换膜A，所以交换膜A 为阴离子交换膜，C 错
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误；
D．捕获1.12L CO2，未指明标准状况，无法计算转移电子数，D 错误；
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CO2可实现CO2资
源化利用。电解CO2制甲酸盐(HCOO
−)的原理如图所示。下列说法不正确的是
A．电解一段时间后，阳极区的KHCO3溶液浓度降低
B．Sn 片上发生的电极反应为CO2+ HCO3
−+2e
−= HCOO
−+CO3
2−
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 CO2，同时有0.2mol K
+从Sn 极区向Pt 极区迁移
【答案】D
【分析】CO2、HCOO-中碳元素的化合价分别为+4、+2，阴极发生还原反应，电极
（Sn 电极）反应为CO2+2e-+H+= HCOO-(或2CO2+2e-+H2O=HCO❑3
-+HCOO-)，阳极
（Pt 电极）生成O2：4HCO3
--4e
-=O2↑+4CO2↑+2H2O，由电极反应可得出电解总反应
为2CO2+2H2O= =
❑
电解
2HCOOH+ O2↑，据此分析解答。
【详解】A．电解过程中，Pt 电极发生反应：4HCO3
--4e
-=O2↑+4CO2↑+2H2O，Pt 电极
为阳极，同时K+向Sn 电极移动，所以左侧中KHCO3溶液浓度降低；右侧Sn 电极发生
反应：CO2+HCO3
-+2e
-=HCOO
-+CO3
2-，Sn 电极为阴极，右侧中KHCO3溶液浓度降低，
A 正确；
B．右侧Sn 电极发生反应：CO2+HCO3
-+2e
-=HCOO
-+CO3
2-，B 正确；
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 CO2，转移0.1mol 电子，
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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H2O 分子解离成H+和OH-
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-=O2↑+2H2O
B．Z 为淡水，M 为H2SO4溶液，b 膜为阳离子交换膜
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H2O 分子解离成H+和OH-并分别
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
+、Ni
2+向阴极移动，a 膜为阳离子交换膜，SO4
2−向阳极移动，b 膜为阴离子交换
膜，Z 为淡水，N 为H2SO4溶液，B 项错误；
C．阴极上H
+放电，产生H2，阳极上OH
−放电，产生O2，根据得失电子守恒，理论上每
转移2mol 电子，产生1molH2和0.5molO2，C 项正确；
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H2O解离成H
+和OH
−，作为H
+和OH
−离子源。利用双极膜制取NaOH 和
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H3PO4，产品室1 的产品是NaOH，其装置如图所示。
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2H2O+ 4e
−=O2↑+ 4 H
+
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，H2PO❑4
−向右移动
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：
2H2O−4e
−=O2↑+ 4 H
+，C 错误；
D．铅蓄电池的负极反应为：Pb−2e
−+SO4
2−=PbSO4，当转移2mol 电子时，负极增加
1mol SO4
2−的质量，即96g，生成的60g NaOH，即为1.5mol，转移的Na
+也是1.5mol，
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
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的H2O解离为H
+和OH
−。下列说法错误的是
A．M 极为阴极，电极反应式：O2+2e
−+2H
+=2⋅OH
B．双极膜中H2O解离出的OH
−透过膜a 向N 极移动
C．每处理6.0g甲醛，理论上有0.4 molH
+透过膜b
D．通电一段时间后，理论上苯酚和甲醛转化生成CO2物质的量之比为6 7∶
【答案】C
【详解】A．M 电极通入O2，发生反应生成自由基⋅OH，反应式为：
O2+2e
−+2H
+=2⋅OH，M 作阴极，A 正确；
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CO2的反应：HCHO-4e
-+4OH
−+⋅OH→CO2+4H2O，6.0g甲醛
为0.2mol，有0.8molH
+，透过膜b，C 错误；
D．1mol甲醛生成CO2转移4mole
−，苯酚与⋅OH反应生成CO2的反应为：1molC6H6O转
移28mole
−，理论上苯酚和甲醛转化生成CO2物质的量之比为6 7∶，D 正确；
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
+、Cu
2+、
Zn
2+、SO4
2−、F
−和Cl
−，利用如图电解装置可回收ZnSO4、CuSO4并尽可能除去F
−和
Cl
−，其中双极膜(BP)中间层的H2O解离为H
+和OH
−，并在直流电场作用下分别向两极
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
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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ZnSO4和CuSO4
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ZnSO4和CuSO4；溶液b 的溶质主要为右侧迁
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2H2O- 4e
-=4H
++O2↑，当阳极产生22.4L 气体(标准状况下为1mol)时，
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
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A．CEM 隔膜为质子交换膜
B．甲为电池负极，电极反应为：HCOO
--e
-+H2O=H2CO3+H
+
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H2CO3与乙极消耗的O2物质的量之比为4:1
【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
-+H2O=H2CO3+H
+，故B 错误；
C．电池在工作时，乙极发生反应：O2+2H2O+4e
-=4OH
-，电极附近溶液氢氧根离子浓
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H2CO3与乙极消耗的O2物质的量之比为2:1，故D 错误；
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H2O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
H2SO4和NaOH，工作原理如图所示：
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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2H2O+2e
−= H2+2OH
−
D．当电路中转移2mole
−时，整套装置将制得1molH2SO4
【答案】D
【分析】由题意可知该电解池可以高效制备H2SO4和NaOH，说H2O 在M 极得到电子生
成H2和OH-，电极方程式为：2H2O+2e
−= H2+2OH
−，膜a 是阳离子交换膜，Na+通过
膜a 进入M 极，双极膜膜c 输出H
+，膜b 是阴离子交换膜，SO❑4
2−通过膜b 进入膜b
和膜c 之间的区域生成H2SO4；H2O 在N 极失去电子生成O2和H+，电极方程式为：
2H2O−4e
−=O2+ 4 H
+，膜f 是阴离子交换膜，SO❑4
2−通过膜f 进入N 极，双极膜膜d
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，H2O 在M 极得到电子生成H2和OH-，M 为阴极，H2O 在N
极失去电子生成O2和H+，N 极为阳极，则电势：N 电极>M 电极，故A 正确；
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2H2O+2e
−= H2+2OH
−，故C 正确；
D．由分析可知，N 极电极方程式为2H2O−4e
−=O2+ 4 H
+，当电路中转移2mole
−时，
N 极生成1molH2SO4，同时在膜b 和膜c 之间的区域生成1molH2SO4，故D 错误；
故选D。
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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
B．乙池中总反应的离子方程式为5SO2+2NO+8H2O
通电
¿2NH4
++5SO4
2-+8H
+
¿
C．当浓缩室得到4L 浓度为0.6 mol⋅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5.6LO2参加反应，则乙池中处理废气(SO2和NO)的总体积
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 SO2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SO2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
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
式为5SO2+2NO+8 H2O
通电
¿2NH4
++5SO4
2−+8 H
+
¿
，B 正确；
C．当浓缩室得到4L 浓度为0.6 mol⋅L
−1的盐酸时，迁移过来的氢离子的物质的量为
13
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4 L×(0.6 mol⋅L
−1−0.1mol⋅L
−1)=2mol，2H2O−4e
−= 4 H
++O2↑，则反应掉1mol
水，M 室溶液的质量减小1mol×18g⋅mol
−1=18g，C 错误；
D．乙池中SO2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
5.6LO2(0.25 mol)参加反应，根据电子守恒可知，O2∼4e
−∼2SO2、
O2∼4e
−∼4
5 NO，则乙池中处理废气(SO2和NO)共0.7mol，总体积为15.68L，D 正确；
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﹣
PbO2电池，电解质为K2SO4、H2SO4和KOH，通过a 和b 两种离子交换膜将电解质溶
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)❑4
2−
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)4
2-，PbO2为正极，
发生还原反应，电解质溶液M 为KOH，R 为K2SO4，N 为H2SO4，原电池工作时，负
极反应为Zn
2e
﹣
﹣+4OH﹣=Zn(OH)4
2-，则消耗OH﹣，钾离子向正极移动，正极电极反
14
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应式为PbO2+SO4
2-+2e﹣+4H+=PbSO4+2H2O，正极消耗氢离子，阴离子向负极移动，则a
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)4
2-，则消耗OH﹣，钾离
子向正极移动，则a 是阳离子交换膜，PbO2为正极，正极电极反应式为PbO2+SO4
2-+2e
﹣+4H+=PbSO4+2H2O，消耗H+的物质的量为SO4
2-的4 倍，则SO4
2-离子向负极移动，b 是
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)4
2-，则消耗OH﹣，钾离子向正
极移动，正极电极反应式为PbO2+SO4
2-+2e﹣+4H+=PbSO4+2H2O，正极消耗氢离子，阴
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)4
2-+2e﹣=Zn+4OH﹣，C 错误；
D．13gZn 的物质的量为0.2mol，负极反应为Zn
2e
﹣
﹣+4OH﹣=Zn(OH)4
2-，电路中转移
电子0.4mol，N 区域转移0.2molSO4
2-，正极反应为PbO2+SO4
2-+2e﹣
+4H+=PbSO4+2H2O，电路中转移电子0.4mol，消耗0.2molSO4
2-，溶液中增加0.4molO
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
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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-+2S4
2-=4S2
2-+O2+2H2O
C．放电时，左侧贮液室中含S4
2-的多硫电解质减少
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，S4
2-被还原为S2
2-，总反应为4OH-+2S4
2-=4S2
2-
+O2+2H2O，故B 正确；
C．放电时，S2
2-转化为S4
2-，所以含S4
2-的多硫电解质增加，故C 错误；
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
LiM1−xFexPO4+6C ⇌
放电
充电
M1−xFexPO4+LiC6，其装置工作原理如图所示。下列说法错
误的是
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A．该电池工作时，负极的电极反应式为LiM1−xFexPO4−e
−=M1−xFexPO4+Li
+
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
−=LiC6
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LiC6−e
−=Li
++6C，正极的电极反应式为
M1−xFexPO4+Li
++e
−=LiM1−xFexPO4。
【详解】A．由分析可知：负极的电极反应式为LiC6−e
−=Li
++6C，A 项错误；
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
−=LiC6，
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
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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－+4H2O=
+6OH－
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＋=
+2H2O，故C 错误；
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
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烟气中的SO2。在钠碱循环法中Na2SO3溶液作为吸收液，当吸收液完全转化为NaHSO3
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2H2O−4e
−=O2↑+ 4 H
+
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HSO3
−分别发生还原反应、氧化反应，
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，HSO3
−通过b 膜进入Y 电极区，则a、b 分别为阳、阴
离子交换膜，B 错误；
C．阳极区阴离子的放电顺序为HSO3
−>OH
−，故电极主要反应式为
HSO3
−+ H2O−2e
−=3 H
++SO4
2−，C 错误；
D．X 电极区电极反应为2HSO3
−+2e
−=2SO3
2−+ H2↑，反应前后离子数目几乎不变，当
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K2MnO4水溶液制备KMnO4的装置如图所示。电
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
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A．K2MnO4水溶液盛放在a 极区
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KMnO4的原料
【答案】C
【分析】电解K2MnO4水溶液制备KMnO4，阳极反应为：MnO4
2−−e
−=MnO4
−，阴极反应
为：2H2O+2e
-=H2↑+2OH
-，K
+向阴极移动，使KOH物质的量增大，所以b 极为阴极，a
极为阳极；
【详解】A．a 极为阳极，K2MnO4水溶液盛放在a 极区，A 正确；
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2H2O+2e
-=H2↑+2OH
-，有2 molK
+移向阴极，
生成1molH2，阴极质量增大39×2−2=76g，阳极质量减少2×39=78g，两极室溶
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KMnO4的原料，D 正确；
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
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C．液相反应中，C2H4被氧化为1，2-二氯乙烷
D．该装置总反应为2Cl
−+2H2O
电解
¿2OH
−+ H2↑+Cl2↑
¿
【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，C2H4与CuCl2反应生成1，2-二氯乙烷时碳元素化合价升高，发生氧
化反应，应为C2H4被CuCl2氧化为1，2-二氯乙烷，C 正确；
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
NaCl、H2O 与 CH2=CH2反应，所以总反应为CH2=CH2+2H2O+2NaCl
电解
¿
¿
H2↑+2NaOH+ClCH2CH2Cl，D 错误；
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
CH3COOH和NH4
+，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
A．生物电极b 为电池的正极
B．电极a 的电极反应式为CH3COOH−8e
−+2H2O =2CO2↑+8 H
+
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2.24 LN2时，电路中转移0.6 mol电子
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【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CH3COOH发生氧化反应生成二氧化碳，电极反应式为
CH3COOH-8e
-+2H2O=2CO2↑+8H
+，B 正确；
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❑2
-得到电子发生还原反应生成氮气，电子转移为N2∼6e
-，每生成标准状况下
2.24 LN2（为0.1mol）时，电路中转移0.6mol 电子，D 正确；
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[(CH3)4 NOH]常用作电子工业清洗剂，以四甲基氯化铵[(CH3)4 NCl]为原料，
采用电渗析法合成[(CH3)4 NOH](M =91g/mol)其工作原理如图所示，下列叙述中不正
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(CH3)4 NOH，两极共产生4.48L 气体(标准状况)
C．a 极电极反应式：2(CH3)4 N
++2H2O+2e
−=2(CH3)4 NOH+ H2↑
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，
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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；
B．18.2g(CH3)4 NOH物质的量为：
18.2g
91g/ mol =0.2mol，a 电极发生反应为：
2(CH3)4 N
++2H2O+2e
-=2(CH3)4 NOH+H2↑，0.2mol(CH3)4 NOH，生成0.1molH2，转
移0.2mol电子，b 电极发生反应：4OH
--4e
-=O2↑+2H2O，根据得失电子，转移
0.2mol电子，产生0.5molO2，所以生成的气体总体积为：0.15×22.4=3.36L，B
错误；
C．a 为阴极，得电子发生还原反应，生成(CH3)4 NOH，电极反应为：
2(CH3)4 N
++2H2O+2e
−=2(CH3)4 NOH+ H2↑，C 正确；
D．由图中信息可知，Na
+通过e 膜，Cl
-通过，d 膜，(CH3)4 N
+通过c 膜，则c、e 为阳
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CuSO4电镀废液的浓缩再生。
电池装置如图所示，甲、乙两室均预加相同的CuSO4电镀废液，向甲室加入足量氨水
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：Cu
2++ 4 NH3=[Cu(NH3)4]
2+
D．NH3扩散到乙室将对电池电动势产生影响
【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
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氨气形成[Cu(NH3)4]
2+，因此甲室Cu电极为负极，故A 错误；
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
−+ 4 NH3=[Cu(NH3)4]
2+，正极是Cu
2++2e
−=Cu，则电池总反应
为：Cu
2++ 4 NH3=[Cu(NH3)4]
2+，故C 正确；
D. NH3扩散到乙室会与铜离子反应生成[Cu(NH3)4]
2+，铜离子浓度降低，铜离子得电子
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CO2和H2O的组合装置如图所示。下列说法错误的是
A．离子交换膜n 为阴离子交换膜
B．a 极的电极反应式为Cr2O7
-+6e
-+7H2O=2Cr(OH)3↓+8OH
-
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：C6H5OH−28e−＋11H2O=6CO2↑＋28H＋，a 为正
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：Cr2O7
−+6e
-+7H2O=2Cr(OH)3↓+8OH
-；
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故B 正确；
C．c 极电极反应为：2H＋＋2e−=H2↑；b 为负极，电极反应式为：C6H5OH−28e−＋
11H2O=6CO2↑＋28H＋，当转移电子数为28 时，c 极生成14mol 气体，b 电极生成6mol
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H2O−e−＝H＋＋•OH，生成氢离子，d 极室溶液pH
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O2+2e
−+2H
+= H2O2
B．离子交换膜为阴离子交换膜
C．反应前后n(WO4
2−):n(WO5
2−)不变
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O2+2e
−+2H2O= H2O2+2OH
−，故A
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H2O2与WO4
2−反应生成WO5
2−和水，WO5
2−与二甲基亚砜反应生成二甲基砜和WO4
2−，
因此反应前后n(WO4
2−):n(WO5
2−)不变，故C 正确；
D．根据O2+2e
−+2H2O = H2O2+2OH
−，消耗1 mol 氧气，得到1molH2O2，又根据左
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边H2O2与WO4
2−反应生成WO5
2−和水，WO5
2−与二甲基亚砜反应生成二甲基砜和WO4
2−，则理
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Cl2、H2、NaOH。下列说法错误的是
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Cl2，B
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Cl2，阳极区NaCl 浓度保持不变，C 错误；
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CH3COO
−的溶液为例)。下列说法错误的是
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A．负极反应为CH3COO
−+2H2O−8e
−=2CO2+7 H
+
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CH3COO−＋
2H2O−8e−=2CO2↑＋7H＋，b 极为正极，电极反应式为2H＋＋2e−＝H2↑，据此作答。
【详解】A．a 极为负极，电极反应式为CH3COO−＋2H2O−8e−=2CO2↑＋7H＋，故A 正
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
起了广泛关注。一种钾离子电池的总反应为x KC8+ K0.5−x MnO2 ⇌
充电
放电
8 x C+ K0.5 MnO2，其
工作原理如图所示。下列说法正确的是
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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K0.5−x MnO2+ x K
++ x e
−= K0.5 MnO2
D．放电时，理论上电路通过4 mole
−，a 极质量减小39g
【答案】AC
【分析】总反应：x KC8+ K0.5−x MnO2 ⇌
充电
放电
8 x C+ K0.5 MnO2，放电时，a 极：
KC8−e
−= K
++8C；b 极：K0.5−x MnO2+ x K
++ x e
−= K0.5 MnO2，因此该电池交换膜为阳
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
+= KC8，因此a 极接电源
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K0.5−x MnO2+ x K
++ x e
−= K0.5 MnO2，C
正确；
D．放电时，a 极电极反应式为：KC8−e
−= K
++8C，当转移1 个电子时，a 极减少一个
K+的质量；当电路通过4 mole
−，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+Na2SO3)吸
收一定量SO2气体后，可通过以下装置实现再生。下列说法正确的是
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A．电极a 为负极
B．m 应为阳离子交换膜
C．出液2 仍为H2SO4，与进液的浓度相同
D．出液1 可使溴水褪色
【答案】BD
【分析】此装置的作用是在左侧生成钠碱脱硫液(NaOH+Na2SO3)，因此脱硫完后的溶
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HSO3
−反应生成
SO3
2−或与Na
+结合生成NaOH。所以左侧再生液为NaOH 和Na2SO3溶液，由电荷守恒，
中间区的Na
+进入左侧，而在右侧，发生氧化反应2H2O−4e
−=O2+ 4 H
+，H
+透过阳膜
进入中间区，因此，出液1 为H2SO3溶液。此反应本质是双阳膜电解法。
【详解】A．电极a，发生还原反应4 H2O+4e
−= 4 OH
−+2H2↑，为阴极，故A 错误；
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H2SO4的浓度变大，故C 错误；
D．由以上分析知出液1 为H2SO3溶液，H2SO3可与溴水发生氧化还原反应而使溴水褪
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[(CH3)4NOH]
常用作电子工业清洗剂，以四甲基氯化铵[(CH3)4NCl]为原料，采用电渗析法合成
[(CH3)4NOH]，工作原理如图。下列说法正确的是
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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(CH3)4 N
++2H2O+2e
-=2(CH3)4 NOH+H2↑，b 为阳极，电极反应式为
4OH
--4e
-=O2+2H2O，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，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，(CH3)4N+通过c 膜，所以c、e 膜为阳离子交换膜，
d 为阴离子交换膜，B 正确；
C．温度过高，四甲基氯化铵[(CH3)4NCl]会分解，四甲基氯化铵浓度降低，不能加快合
成四甲基氢氧化铵的速率，C 错误；
D．182g(CH3)4 NOH的物质的量为182g
91g/mol =2mol，a 极电极反应式为
2(CH3)4 N
++2H2O+2e
-=2(CH3)4 NOH+H2↑，则收集氢气1mol，转移电子为2mol，b 极
电极反应式为4OH
--4e
-=O2+2H2O，则收集氧气为0.5mol，标况下两极可得气体体积
为1.5mol×22.4L/mol=33.6L，D 正确；
答案选BD。
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