电化学真题梳理 | 云南卷:卤水除硼←自1950s的双极膜

在上一篇文章中，福建卷选用的是无膜电合成碳酸乙烯酯体系，今天分享一个有膜的。

膜有很多，当其它的膜还只是被笼统地称作“阴离子交换膜”和“阳离子交换膜”时，「双极膜」这三个字就显得多少有点特别了。

关于双极膜的研究，最早可以追溯至1950s，由Vincent J. Frilette首次制备并报道，论文标题如下：

双极膜通常由阴离子交换层、中间层、和阳离子交换层复合而成，中间层含有催化剂，在直流电场的作用下，可将H₂O解离为H⁺和 OH^-。

图源：三年前手搓的，感觉还能再用好多年~

生成的OH^-和H⁺在电势差的驱动下分别向两极迁移，与此同时，膜外部的水分子持续进入中间层补充消耗的水分子。

由于双极膜自带“离子迁移”的属性，因此，涉及双极膜的众多考查中，往往也包含离子的迁移，接下来以2025年云南卷为例来做分享。

离子迁移方向→判断电极：OH^-左移，H⁺右移，Pt电极为阳极，石墨电极为阴极。III室中，NaCl溶液从浓→稀，Cl^-身为阴离子左移，Na⁺身为阳离子右移，X为阴离子膜，Y为阳离子膜，C错误。

IV室：III中的Na⁺右移，右侧双极膜中解离的OH^-左移，NaOH溶液从稀→浓。IV室每生成1mol NaOH，需要（III）室中1mol Na⁺、1mol Cl^-各自迁移，对应（II）中1mol H⁺迁移，即生成1mol B(OH)₃。

注：纵然众离子（H⁺、OH^-、Na⁺、Cl^-）在电场中熙熙攘攘，但由于它们全都带一个单位的电荷，因此，根据电荷守恒，各粒子之间的计量关系还算好找的~~~

I、II、III、IV、V，5个腔室，感觉很多了吗？hh，这得看跟谁比，1956年双极膜被首次报道时，就直接串成了8个腔室……

图源：文章开头提到的文献

然而，无论如何，不要被数目劝退，因为一旦电极（阴/阳）能够确定，那么离子的迁移方向也就定了，剩下的就只是剩下的事情了。

🐳敬上~~~