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专题讲座三“隔膜”原电池、电解池模型

1．常见的隔膜

隔膜又叫离子交换膜，由特殊高分子材料制成。离子交换膜分四类：

(1)阳离子交换膜，简称阳膜，只允许阳离子通过，即允许H＋和其他阳离子通过，

不允许阴离子通过。

(2)阴离子交换膜，简称阴膜，只允许阴离子通过，即允许OH－和其他阴离子通

过，不允许阳离子通过。

(3)质子交换膜，只允许H＋通过，不允许其他阳离子和阴离子通过。

(4)双极性膜，膜的一侧为阳膜，只允许阳离子通过，另一侧为阴膜，只允许阴

离子通过。

2．隔膜的作用

(1)能将两极区隔离，阻止两极区产生的物质接触，防止发生化学反应。

(2)能选择性地允许离子通过，起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。

3．隔膜的选择依据：离子的定向移动。

4．隔膜的应用

5．多室电解池的类型

多室电解池是利用离子交换膜的选择透过性，即允许带某种电荷的离子通过而限

制带相反电荷的离子通过，将电解池分为两室、三室等，以达到浓缩、净化、提

纯以及电化学合成的目的。

(1)两室电解池

以惰性电极电解一定浓度的NaCO溶液为例，其原理如图所示：

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＋

①电极名称的判断：根据“阴阳相吸”判断，Na移向的乙电极是阴极；根据“阳

极放氧生酸”判断，左侧有氧气生成的甲电极是阳极。

②电极反应式的书写：右侧阴极区电解液为稀氢氧化钠溶液，根据“阴极放氢生

－－

碱”，得4HO＋4e===2H↑＋4OH，A为氢气；左侧阳极区电解液为碳酸钠溶

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＋2－结合生成HCO－：2HO－4e－2－

液，根据“阳极放氧生酸”，且H会与CO332＋4CO3

===O↑＋4HCO－。

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(1)含离子交换膜的电解池的最大优点是能自动把产品(如该电解池

产生的NaOH和NaHCO)分离开，从而降低分离提纯成本。

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(2)“阴阳相吸”是很多化学反应的微观基础。“阴阳相吸”的含义：①阴离子

与阳离子相互吸引并发生迁移；②阴极吸引电解液中的阳离子，阳极吸引电解液

中的阴离子，并使阳离子与阴离子发生定向移动；③正极吸引自由电子，使电子

通过导线由负极定向移动到正极。

(2)三室电解池

以三室式电渗析法处理含KNO3的废水得到KOH和HNO3为例，其原理如图所

示：

－－

①阴极反应及ab膜的判断：阴极的电极反应式为4H2O＋4e===2H2↑＋4OH(放

－＋

氢生碱)，生成的带负电荷的OH吸引中间隔室的K向阴极迁移，得到KOH溶

液，阴极区溶液的pH增大，ab膜为阳离子交换膜。

－＋

②阳极反应及cd膜的判断：阳极的电极反应式为2H2O－4e===O2↑＋4H(放氧

＋－向阳极迁移，得到HNO溶液，

生酸)，生成的带正电荷的H吸引中间隔室的NO

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阳极区溶液的pH减小，cd膜为阴离子交换膜。