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新课标卷的热点——离子选择交换膜

鲁科版教材中有两处对离子交换膜进行了介绍，分别在选修四第二章第2节化学与技

术栏目中，给予了离子膜法在电解食盐水中的原理示意图，以及鲁科版选修2主题2海水

资源工业制碱课题1中，使用离子交换柱进行海水淡化，对离子交换膜法电解原理示意图做

了简单介绍。研究近年高考题发现在电化学的考查中多次涉及离子交换膜的应用，体现了化

学学科素养中的证据推理与模型认知。

一、简单介绍

离子交换膜（简称离子膜）是一种含有离子基团的、对溶液中的离子具有选择透过能

力的高分子膜。因为一般在应用时主要是利用它的离子选择透过性，所以也称为离子选择透

过性膜。1950年W.朱达首先合成了离子交换膜，1956年首次成功地用于电渗析脱盐工艺上。

1•离子交换膜的功能和类型

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2.离子交换膜在电化学中的作用

1

（）将两极区隔离，阻止两极区产生的物质接触。防止发生化学反应，引发不安全因素或

者防止副反应的发生，避免影响所制取产品的质量；例如：在电解饱和食盐水中，利用阳离

子交换膜，防止阳极产生的Cb进入阴极室与NaOH反应，导致所制产品不纯；防止与阴极产生的H2

混合发生爆炸。

⑵用于物质的制备。电解后溶液阴极区或阳极区得到所制备的物质，例如：电解法制

备碘酸钾，只有使用阴离子交换膜，才能保证阴极区的碘离子定向移动到阳极区被氧

化为碘酸根，从而提高原料的利用率，同时阴极得到副产物KOH。

⑶物质的分离与提纯。例如：海水中含有大量Na+、C「及少量Ca2+、Mg2+、Sq2，用电

「

渗析法对该海水样品进行淡化处理，阴离子向阳极移动，阳离子向阴极移动，则a为阴

1

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离子交换膜，为阳离子交换膜，如图所示

3•离子交换膜类型的判断

首先判断隔膜的用途是制取物质，还是避免电极产物之间发生反应，然后根据电

解质溶液呈中性的原则，判断膜的类型。先明确电极产物，写出阴、阳两极上的电极反应。依据电

极反应式判断该电极附近剩余哪种离子，结合溶液呈电中性的原则，判断离子移动的方向，确定离

子交换膜的类型。

例如：电解饱和食盐水时，阴极反应式为2H++2e=H2f，则阴极区域破坏了水

「

的电离平衡，0H有剩余，阳极区域的