阳离子交换膜的作用

出处：按学科分类—文体、科学、教育 商务印书馆国际有限公司《高中数理化公式定理大全》第458页（1292字）

将电解槽隔成阴极室和阳极室，它只允许阳离子(Na⁺)通过，而且阻止阴离子(Cl^—、OH^—)和气体通过．这样既能防止阴极产生的H₂和阳极产生的Cl₂相混合而引起爆炸，又能避免Cl₂和NaOH作用生成NaClO而影响烧碱的质量．

氯碱工业制NaOH工艺流程示意图：

例 将质量分数为0．052(5．2%)的NaOH溶液lL(密度为1．06g·mL^—1)用铂电极电解，当溶液中的NaOH的质量分数改变了0．010(1．0%)时停止电解，则此时溶液中应符合的关系是( )．

解析 根据电解NaOH溶液事实上是电解水这一结论，可看出随着电解的进行，溶液中溶质的质量分数增加，这样，C、D两选项应予否定．电解水时阳极析出的是氧气，阴极析出的是氢气，它们的物质的量之比应为1∶2，前者的质量应大于后者，当然只有选项B正确．

答 B．

例2 氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生镉污染的镉镍电池．氢镍电池的总反应式是1/2H₂+NiO(OH)Ni(OH)₂．根据此反应式判断，下列叙述正确的是( )．

A．电池放电时，电池负极周围溶液的pH不断增大

B．电池放电时，镍元素被氧化

C．电池充电时，氢元素被还原

D．电池放电时，H₂是负极

解析 氢镍电池的总反应为1/2H₂+

，据此，可列出正负极的半反应．负极：1/2H₂+OH^—=H₂O+e^—，正极：NiO(OH)+H₂O+e^—=Ni(OH)₂+OH^—．依照两个电池的半反应对各选项进行判断．

选项A从负极反应式可以看出，放电时负极因OH^—离子的介入而被消耗掉．因此，周围溶液的H⁺离子浓度增大，pH变小而不是增大．

从正极半反应可见，NiO(OH)中的Ni由+3价变成Ni(OH)₂中+2价的Ni，应是被还原了而不是被氧化，选项B也不正确．

从负极半反应式来看，当充电时，H₂O中的H(+1价)变为H₂，呈零价，因此氢元素被还原，选项C为正确

由上述可见，电池放电时H₂是负极，选项D也是正确的．

答 C、D．