A. 离子交换膜与反渗透膜的区别,它们各自的机理是什么
反渗透膜是在压力的作用下,将溶剂和溶质分离的一种方法,该方法类似于过滤
由于反渗透膜孔专径只有0.1纳米,所以一属般只有水分子才能通过
离子交换膜分阴膜和阳膜,是在电压的作用下,分别将水里的阴阳离子聚集在膜上,通过电化学反应,最后通过浓水室排出
总之,反渗透膜是纯物理方式处理水,而离子交换膜则是通过电化学方法处理
B. 离子交换膜的原理为什么只有阴离子或者阳离子才能通过
离子交换树脂是一类具有离子交换功能的高分子材料.在溶液中它能将本身的离子与溶液中的同号离子进行交换.按交换基团性质的不同,离子交换树脂可分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂两类.
阳离子交换树脂大都含有磺酸基（—SO3H）、羧基（—COOH）或苯酚基（—C6H4OH）等酸性基团,其中的氢离子能与溶液中的金属离子或其他阳离子进行交换.例如苯乙烯和二乙烯苯的高聚物经磺化处理得到强酸性阳离子交换树脂,其结构式可简单表示为R—SO3H,式中R代表树脂母体,其交换原理为
2R—SO3H＋Ca2＋ （R—SO3）2Ca＋2H+
这也是硬水软化的原理.
阴离子交换树脂含有季胺基[-N（CH3）3OH]、胺基（—NH2）或亚胺基（—NH2）等碱性基团.它们在水中能生成OH-离子,可与各种阴离子起交换作用,其交换原理为
R—N（CH3）3OH＋Cl- R—N（CH3）3Cl＋OH-
由于离子交换作用是可逆的,因此用过的离子交换树脂一般用适当浓度的无机酸或碱进行洗涤,可恢复到原状态而重复使用,这一过程称为再生.阳离子交换树脂可用稀盐酸、稀硫酸等溶液淋洗；阴离子交换树脂可用氢氧化钠等溶液处理,进行再生.
离子交换树脂的用途很广,主要用于分离和提纯.例如用于硬水软化和制取去离子水、回收工业废水中的金属、分离稀有金属和贵金属、分离和提纯抗生素等.
C. 离子交换膜的原理
离子交换树脂是一类具有离子交换功能的高分子材料。在溶液中它能将本身的离子与溶液中的同号离子进行交换。按交换基团性质的不同，离子交换树脂可分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂两类。
阳离子交换树脂大都含有磺酸基（—SO3H）、羧基（—COOH）或苯酚基（—C6H4OH）等酸性基团，其中的氢离子能与溶液中的金属离子或其他阳离子进行交换。例如苯乙烯和二乙烯苯的高聚物经磺化处理得到强酸性阳离子交换树脂，其结构式可简单表示为R—SO3H，式中R代表树脂母体，其交换原理为
2R—SO3H＋Ca2＋ （R—SO3）2Ca＋2H+
这也是硬水软化的原理。
阴离子交换树脂含有季胺基[-N（CH3）3OH]、胺基（—NH2）或亚胺基（—NH2）等碱性基团。它们在水中能生成OH-离子，可与各种阴离子起交换作用，其交换原理为
R—N（CH3）3OH＋Cl- R—N（CH3）3Cl＋OH-
由于离子交换作用是可逆的，因此用过的离子交换树脂一般用适当浓度的无机酸或碱进行洗涤，可恢复到原状态而重复使用，这一过程称为再生。阳离子交换树脂可用稀盐酸、稀硫酸等溶液淋洗；阴离子交换树脂可用氢氧化钠等溶液处理，进行再生。
离子交换树脂的用途很广，主要用于分离和提纯。例如用于硬水软化和制取去离子水、回收工业废水中的金属、分离稀有金属和贵金属、分离和提纯抗生素等。
D. 工业上电解制碱的技术是用阳离子交换膜法，主要原料是饱和食盐水．图为阳离子交换膜法电解原理示意图：请
（1）根据图知，A为电解槽阳极，B为阴极，阴极上氢离子放电生成氢气，同时电极附近生成氢氧根离子，碱性条件下，铁发生吸氧腐蚀，故答案为：阳；吸氧腐蚀；
（2）阳离子交换膜只能允许阳离子通过，故选③⑤；
（3）A．电解时，阳极上氯离子放电生成氯气，阴极上氢离子放电生成氢气同时电极附近生成氢氧根离子，氢氧根离子通过阴离子交换膜移向阳极，氯气和氢氧根离子反应生成氯酸根离子，电解结束时，溶液呈电中性，则右侧溶液中含有ClO3-，故A正确；
B．电解时，阴极上氢离子放电，阳极上氯离子放电生成氯酸根离子，电池反应式为NaCl+3H2O
| 通电 | .
E. 双极隔膜原理
双极膜是一种新型离子交换膜，原理是：其膜主体可以分为阴离子交换层、阳离子交换层和中间界面层，水解离催化剂被夹在中间的离子交换聚合物中。
研究表明利用一种双极膜电解器来定量研究多种金属和金属氧化物纳米颗粒的水解离动力学。在界面使用催化剂双层在酸性的CEL表面和碱性的AEL表面分别引入合适的水解离催化剂纳米颗粒，实现了具有创记录性能的双极膜，水解离过电位低于10 mV（20 mA•cm-2），纯水双极膜电解器在500 mA•cm-2电流密度下工作的电解电压仅为~2.2 V。
双击隔膜主体可以分为阴离子交流层（anion-exchange layer，AEL）、阳离子交流层（cation-exchange layer，CEL）和中心界面层，水解离催化剂被夹在中心的离子交流聚合物中。与传统阴阳离子交流膜差别，双极膜可以大幅度降低内部电阻，同时水解离产物H+和OH-可在电场力的作用下快速迁移到两侧溶液中，为膜两侧的半反映（好比OER/HER）提供各自理想的pH条件。
金属纳米颗粒的水解离活性与碱性析氢反映活性相关。而且，水解离催化剂层在双极膜界面的确切位置会极大地影响催化剂的活性。
于是，他们在界面使用催化剂双层——在酸性的CEL外面和碱性的AEL外面划分引入合适的水解离催化剂纳米颗粒，实现了具有创记录性能的双极膜。
F. 离子交换膜的原理，它有分类吗还是什么样的离子都可通过
选择性离子交换膜（简称离子交换膜）的是用离子交换树脂制成的；也称电渗析膜。它有阴、阳离子交换膜之分。阴离子只能通过阴离子交换膜，阳。。。。。
G. 电渗析的原理
莱特、莱德、电渗析法是利用电场的作用，强行将离子向电极处吸引，致使电极中间部位的离子浓度大为下降，从而制得淡水的一种方法。一般情况下水中离子都可以自由通过交换膜，除非人工合成的大分子离子。电渗析与电解不同之处在于：电渗析的电压虽高，电流并不大，维持不了连续的氧化还原反应所需;电解却正好相反。电渗析广泛应用于化工、轻工、冶金、造纸、海水淡化、环境保护等领域。
电渗析法(electrodialysis【ED】)是利用离子交换膜进行海水淡化的方法。离子交换膜是一种功能性膜，分为阴离子交换膜和阳离子交换膜，【简称阴膜和阳膜】。阳膜只允许阳离子通过阴膜只允许阴离子通过，这就是离子交换膜的选择透过性。在外加电场的的作用下，水溶液中的阴，阳离子会分别向阳极和阴极移动，如果中间再加上一种交换膜，就可能达到分离浓缩的目的。电渗析法就是利用了这样的原理。电渗析离子交换膜一.用途：聚乙烯异相离子交换膜含有足够的固定基团和可解离的离子，对溶液中离子具有一定的选择透过性和导电性，广泛应用于电化学部门中，分离不同类型的离子。例如海水、苦咸水的淡化，溶液的脱盐浓缩，电解制备无机化合物以及放射性元素的回收提纯，锅炉用水的软化脱盐，冶金、煤炭、电子、医药、化工、食品等工业品处理。[1]
二.外观：聚乙烯异相离子交换膜应平整均匀，无明显的机械损伤(折伤)，无脱网轧皱、不允许有影响质量的杂质存在。三.规格：3361BW阳膜外观为棕黄色，3362BW阴膜为兰色。聚乙烯异相离子交换膜外型尺寸规格如下：厚度：0.42mm厚度允许公差：土0.04mm(干态)有效面积：≥800mm×1600mm离子交换膜含有足够的固定基团和可解离的离子，对各种离子具有一定的选折性和导电率，广泛应用于电化学部门中，分离不同类型的离子。例如海水、苦咸水的淡化，溶液的脱盐浓缩，电解制借无机化合物以及放射性元素的回收提纯，锅炉水的软化脱盐，电子、医药、化工、食品、煤炭，冶金等工业品处理。四、使用说明：1、贮运过程中不应受到日晒雨淋及机械损伤，贮存库房应清洁阴凉，干燥通风。2、阴离子、阳离子交换膜在裁剪前必须分别在规定的溶液中浸泡48小时，即根据需处理的原水水质分析资料，配制成原水浓度溶液为阳膜浸泡液;配制成相当于电渗析出口淡水浓度为阴膜浸泡液。3、按隔板尺寸裁剪打孔，膜面积应略小于隔板面积。由于使用后阳膜稍有收缩性，阴膜仍有膨胀性，故可将在清水中浸泡的膜再作进一步处理⑴阴膜可再浸入水质较淡或纯水中再收缩。⑵阳膜浸泡膨胀后再浸入食盐水中再收缩。4、酸洗应根据膜面结垢的程度而定，盐酸浓度不宜超过3%，开始酸洗时如盐酸消耗较快，须补充盐酸，直至不再消耗盐酸为止(约1~2小时)酸洗完毕，用原水冲至出水PH=4~5(约10分钟)后，可投入运行(淡水、浓水、极水三个系统应及时清洗)。
H. 右图为阳离子交换膜法电解饱和食盐水原理示意图．完成下列问题：（1）从E口逸出的气体是______，从F口逸
（1）图为阳离子交换膜法电极饱和食盐水，依据钠离子移动方向可知E为阳极，F为阴极，饱和氯化钠溶液中氯离子移向阳极E失电子生成氯气，氢离子移向阴极得到电子发生还原反应生成氢气；
故答案为：Cl2；H2；
（2）E为阳极，溶液中的阴离子氯离子失电子生成氯气，电极反应为：2Cl--2e-=Cl2↑；F为阴极，溶液中阳离子得到电子发生还原反应生成氢气，电极反应为2H++2e-=H2↑；
故答案为：2Cl--2e-=Cl2↑；2H++2e-=H2↑；
（3）若用阳离子交换膜法电解K2SO4溶液，阳极附近氢氧根离子是电子生成氧气，破坏水的电离生成氢离子生成硫酸，阴极附近氢离子得到电子生成氢气，破坏水的电离生成氢氧根离子得到氢氧化钾；
故答案为：H2SO4、KOH；
（4）A、使用阳离子交换膜，生成的氯气在阳极，生产的氢氧化钠在阴极，可避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO而影响烧碱的质量，故A正确；
B、电解饱和食盐水时，大量的氢氧化钠在阴极附近析出，可以从B口加入含少量NaOH的水溶液以增强导电性，故B正确；
C、电解方程式为：2NaCl+2H2O | 通电 | .
I. （2014闵行区一模）如图为阳离子交换膜法电解饱和食盐水原理示意图，其中的阳离子交换膜仅允许Na+通过，
A．a为阴极，发生2H++2e-=H2↑，故A正确；
B．阴极生成OH-，且Na+向阴极移动，则专产品烧属碱溶液从D口导出，故B正确；
C．电解时，阳极生成氯气，消耗NaCl，则应在阳极补充NaCl，即浓盐水从A口注入，故C正确；
D．阳离子交换膜仅允许Na+通过，则在C口不可能有NaOH导出，故D错误．
故选D．
J. 阴离子交换膜水分子能通过吗原理是依照离子大小吗那岂不是H+也能够通过
能 例子交换膜的原理是电场作用下,带电例子不能通过,水分子是难电离物质,可以以分子形式通过离子交换膜.
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发布：2024-10-31 19:03:14
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