种类
装置图
说明
阳离子交换膜(只允许阳离子和水分子通过)
①负极反应式：
Zn－2e－===Zn2＋
②正极反应式：Cu2＋＋2e－===Cu
③Zn2＋通过阳离子交换膜进入正极区
④阳离子→透过阳离子交换膜→原电池正极(或电解池的阴极)
续表
种类
装置图
说明
阴离子交换膜(只允许阴离子和水分子通过)
以Pt为电极电解淀粉KI溶液，中间用阴离子交换膜隔开
【夯基础·小题】
1．(2019·广东名校联盟联考)Kolbe法制取乙烯的装置如图所示，电极a上的产物为乙烯和碳酸根离子。下列说法正确的是()
A．该装置将化学能转化为电能
B．图中为阳离子交换膜
C．阴极周围溶液的pH不断减小
D．每生成1 mol乙烯，电路中转移2 mol电子
解析：选D该装置是电解池，将电能转化为化学能，A错误；电极a是阳极，电极反应式为CH2COO－CH2COO－＋4OH－－2e－=== CH2===CH2↑＋2CO ＋2H2O，阴极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，则右侧阴极区产生的OH－要透过离子交换膜进入左侧，并参与阳极反应，故应是阴离子交换膜，B错误；阴极区周围溶液中c(OH－)逐渐增大，溶液的pH不断增大，C错误；由阳极反应式可知，生成1 mol乙烯时，电路中转移2 mol电子，D正确。
2．(2019·四川资阳二模)在电镀车间的含铬酸性废水中，铬的存在形式有Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)两种，其中Cr(Ⅵ)的毒性最大。电解法处理含铬废水的装置示意图如图，铬最终以Cr(OH)3沉淀除去。下列说法正确的是()
A．Fe为阳极，反应为Fe－2e－===Fe2＋
B．阴极反应为Cr2O ＋7H2O＋6e－===2Cr(OH)3↓＋8OH－
【考必备·清单】
应用离子交换膜的常考装置——多室电解池
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、多室等，以达到物质制备、浓缩、净化、提纯的目的。
(1)两室电解池
①制备原理：工业上利用如图两室电解装置制备烧碱
阳极室中电极反应：2Cl－－2e－===Cl2↑，阴极室中的电极反应：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，阴极区H＋放电，破坏了水的电离平衡，使OH－浓度增大，阳极区Cl－放电，使溶液中的c(Cl－)减小，为保持电荷守恒，阳极室中的Na＋通过阳离子交换膜与阴极室中生成的OH－结合，得到浓的NaOH溶液。利用这种方法制备物质，纯度较高，基本没有杂质。
C．阳极每转移3 mol电子，可处理Cr(Ⅵ)物质的量为0.5 mol
D．离子交换膜为质子交换膜，只允许H＋穿过
解析：选AC对Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)处理是通过转化为Cr(OH)3处理，由题图可知，同时还生成Fe(OH)3，据此推测铁棒是阳极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，Fe2＋再与Cr2O 发生氧化还原反应生成Fe3＋和Cr3＋，A正确；石墨棒是阴极，电极上反应为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，电解质溶液中发生反应：Cr3＋＋3OH－===Cr(OH)3↓，Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓，B错误；阳极转移3 mol电子，生成1.5 mol Fe2＋，Cr(Ⅵ)被还原为Cr(Ⅲ)，据电子守恒可知，可处理Cr(Ⅵ)的物质的量为0.5 mol，C正确；石墨电极上反应生成OH－，左侧废水中Cr3＋、Fe3＋透过离子交换膜移向右侧，反应生成Cr(OH)3和Fe(OH)3，故离子交换膜为阳离子交换膜，D错误。
[答案]D
[规律方法]离子交换膜类型的判断方法
根据电解质溶液呈电中性的原则，判断膜的类型，判断时首先写出阴、阳两极上的电极反应，依据电极反应式确定该电极附近哪种离子剩余，因该电极附近溶液呈电中性，从而判断出离子移动的方向，进而确定离子交换膜的类型，如电解饱和食盐水时，阴极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，则阴极区域破坏水的电离平衡，OH－有剩余，阳极区域的Na＋穿过离子交换膜进入阴极室，与OH－结合生成NaOH，故电解食盐水中的离子交换膜是阳离子交换膜。
高考化学一轮复习电化学专题
类型一 离子交换膜的种类
【考必备·清单】
1．含义和作用
(1)含义：
离子交换膜又叫隔膜，由高分子特殊材料制成。
(2)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能选择性的通过离子，起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。
2．分类和应用
3．三类交换膜应用实例
①阴H3COOH－8e－＋2H2O===2CO2↑＋8H＋
③阳极产生的H＋通过质子交换膜移向阴极
④H＋→透过质子交换膜→原电池正极(或电解池的阴极)
【探题源·规律】
[例1]四室式电渗析法制备盐酸和NaOH的装置如图所示。a、b、c为阴、阳离子交换膜。已知：阴离子交换膜只允许阴离子透过，阳离子交换膜只允许阳离子透过。下列叙述正确的是()
A．b、c分别依次为阳离子交换膜、阴离子交换膜
B．通电后Ⅲ室中的Cl－透过c迁移至阳极区
C．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四室中的溶液的pH均升高
D．电池总反应为4NaCl＋6H2O 4NaOH＋4HCl＋2H2↑＋O2↑
[解析]由图中信息可知，左边电极与负极相连为阴极，右边电极为阳极，所以通电后，阴离子向右定向移动，阳离子向左定向移动，阳极上H2O放电生成O2和H＋，阴极上H2O放电生成H2和OH－；H＋透过c，Cl－透过b，二者在b、c之间的Ⅲ室形成盐酸，盐酸浓度变大，所以b、c分别为阴离子交换膜和阳离子交换膜；Na＋透过a，NaOH的浓度变大，所以a也是阳离子交换膜，故A、B两项均错误；电解一段时间后，Ⅰ中的溶液的c(OH－)升高，pH升高，Ⅱ中为NaCl溶液，pH不变，Ⅲ中有HCl生成，故c(H＋)增大，pH减小，Ⅳ中H＋移向Ⅲ，H2O放电生成O2，使水的量减小，c(H＋)增大，pH减小，C不正确。
①阴极反应式：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
②阳极反应式：2I－－2e－===I2
③阴极产生的OH－移向阳极与阳极产物反应：
3I2＋6OH－===IO ＋5I－＋3H2O
④阴离子→透过阴离子交换膜→电解池阳极(或原电池的负极)
质子交换膜(只允许H＋和水分子通过)
在微生物作用下电解有机废水(含CH3COOH)，可获得清洁能源H2