高考化学复习 专题7-离子交换膜在电化学装置中的应用 (2)
专题7-离子交换膜在电化学装置中的应用
专题7 离子交换膜在电化学装置中的应用学号姓名1．（2018年11月浙江选考17题）最近，科学家研发了“全氢电池”，其工作原理如图所示。
下列说法不正确．．．的是（）A．右边吸附层中发生了还原反应B．负极的电极反应是H2－2e－＋2OH－＝2H2OC．电池的总反应是2H2 ＋O2＝2H2OD．电解质溶液中Na＋向右移动，ClO4－向左移动2．（2019年高考天津卷6题）我国科学家研制了一种新型的高比能量锌--碘溴液流电池，其工作原理示意图如下。
图中贮液器可储存电解质溶液，提高电池的容量。
下列叙述不正确的是A.放电时，a电极反应为I2Br－+ 2e－=2I－+ Br－B.放电时，溶液中离子的数目增大C.充电时，b 电极每增重0.65 g ，溶液中有0.02mol I －被氧化D.充电时，a 电极接外电源负极3．（2019 年全国卷 I 12) 利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时MV 2+/MV +在电极与酶之间传递电子，下列说法错误的是 A ．相比现有工业合成氨，该方法条件温和，同时还可提供电能B ．阴极区，在氢化酶作用下发生反应H 2 + 2MV 2+ = 2H + + 2MV +C ．正极区，固氮酶为催化剂，N 2发生还原反应生成NH 3D ．电池工作时，质子通过交换膜由负极区向正极区移动4．（2016年全国卷 I 11）三室式电渗析法处理含 Na 2SO 4 废水的原理如图3所示，采用惰性电极，ab 、cd 均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na ＋和SO 42－可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室．下列叙述正确的是(B )A ．通电后中间隔室的SO 42－向正极迁移，正极区溶液pH 增大B ．该法在处理含Na 2SO 4。
废水时可以得到NaOH 和H 2SO 4产品C ．负极反应为2H 2O － 4e - = O 2＋ 4H ＋，负极区溶液pH 降低D ．当电路中通过1mol 电子的电量时，会有0.5 mol 的O 2生成5．（2018年全国卷Ⅰ 27节选）焦亚硫酸钠(Na 2S 2O 5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应有广泛，加答下列问题：MV +MV 2+N 2 NH 3H 2 H + MV + MV 2+ 电极 电 极氢化酶 固氮酶 2SO 4负极区正极区浓Na 2SO 4溶液a bc d ＋－⑶制备Na2S2O5也可采用三室膜电解技术，装置如图所示，其中SO2碱吸收液中含有Na2SO3和NaHSO3。
高考化学专项突破 离子交换膜在电化学装置中的应用
高考化学专项突破----离子交换膜在电化学装置中的应用一、离子交换膜的功能：使离子有选择性的定向迁移(目的是平衡整个溶液的离子浓度或电荷)。
二、离子交换膜在电化学中的作用(1)能将两极区隔离，阻止两极区产生的物质接触。
防止副反应的发生，避免影响所制取产品的质量；防止引发不安全因素。
(如在电解饱和食盐水中，利用阳离子交换膜，防止阳极产生的Cl2进入阴极室与氢氧化钠反应，导致所制产品不纯；防止与阴极产生的H2混合发生爆炸)。
(2)能选择性地通过离子，起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。
(3)用于物质的制备、分离、提纯等。
三、离子交换膜的类型根据透过的微粒，离子交换膜可以分为多种，在高考试题中主要出现阳离子交换膜、阴离子交换膜和质子交换膜三种。
阳离子交换膜，简称阳膜，只允许阳离子通过，阻止阴离子和气体通过；阴离子交换膜，简称阴膜，只允许阴离子通过，质子交换膜只允许质子(H＋)通过，不允许其他阳离子和阴离子通过。
可见离子交换膜的功能在于选择性地通过某些离子和阻止某些离子来隔离某些物质。
注意：①反应物相同，不同的交换膜，迁移的离子种类不同。
②同种交换膜，转移相同的电子数，如果离子所带电荷数不同，迁移离子数不同。
③离子迁移依据电荷平衡，而离子数目变化量可能不相等。
四、离子交换膜类型的判断根据电解质溶液呈中性的原则，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。
五、真题再现1、(2019·全国卷Ⅰ)利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时MV2+/MV+在电极与酶之间传递电子，示意图如下所示。
高考化学专项突破 离子交换膜在电化学装置中的应用
高考化学专项突破----离子交换膜在电化学装置中的应用一、离子交换膜的功能：使离子有选择性的定向迁移(目的是平衡整个溶液的离子浓度或电荷)。
二、离子交换膜在电化学中的作用(1)能将两极区隔离，阻止两极区产生的物质接触。
防止副反应的发生，避免影响所制取产品的质量；防止引发不安全因素。
(如在电解饱和食盐水中，利用阳离子交换膜，防止阳极产生的Cl2进入阴极室与氢氧化钠反应，导致所制产品不纯；防止与阴极产生的H2混合发生爆炸)。
(2)能选择性地通过离子，起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。
(3)用于物质的制备、分离、提纯等。
三、离子交换膜的类型根据透过的微粒，离子交换膜可以分为多种，在高考试题中主要出现阳离子交换膜、阴离子交换膜和质子交换膜三种。
阳离子交换膜，简称阳膜，只允许阳离子通过，阻止阴离子和气体通过；阴离子交换膜，简称阴膜，只允许阴离子通过，质子交换膜只允许质子(H＋)通过，不允许其他阳离子和阴离子通过。
可见离子交换膜的功能在于选择性地通过某些离子和阻止某些离子来隔离某些物质。
注意：①反应物相同，不同的交换膜，迁移的离子种类不同。
②同种交换膜，转移相同的电子数，如果离子所带电荷数不同，迁移离子数不同。
③离子迁移依据电荷平衡，而离子数目变化量可能不相等。
四、离子交换膜类型的判断根据电解质溶液呈中性的原则，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。
五、真题再现1、(2019·全国卷Ⅰ)利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时MV2+/MV+在电极与酶之间传递电子，示意图如下所示。
微专题7 离子交换膜在电化学中的应用 高二上学期化学人教版(2019)选择性必修1+
归纳总结 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，结合要制备的物质或避免发生 的副反应，判断交换膜的类型。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，结合题意判断出离子移动的方向，进而确 定交换膜的类型，如电解饱和食盐水时，阴极反应为2H++2e- = H2↑,则阴极区域破坏了水的电离平衡，OH-有剩余，为得到NaOH， 则阳极区域的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。
①阴极反应:2H2O+2e-=== H2↑+2OH②阳极反应:2I--2e-=== I2 ③阴极产生的OH-移向阳极与阳极产物反应:
应用阳离子交换膜，防止OH-移向阳极与I2接触反应
电化学中 的膜问题
离子交换膜的作用
氯碱工业：电解饱和 NaCl 溶液制取 NaOH 、 Cl 2 和H2
电解
2NaCl + 2H2O
H+
电荷守恒
2NO2-+6e-+8H+=4H2O+N2↑
6e-
1mol
6H+ 6mol
∆m右=m(N2)-m(H+)=28g-6g=22g
种类
装置图
说明
利用双极膜组合电解法模拟海
水淡化
双极 膜
①阴极反应:2H++2e- = H2↑ ②阳极反应:4OH--4e- = O2↑+2H2O
总反应为2H2O
常数的值)( C )
A.Y与锂离子电池的Li电极相连 B.X极相连的锂离子电池电极反应为FeS+2Li++2e- = Fe+Li2S C.当电路中转移1 mol e-时,b室离子数增加2NA D.离子膜M为阳离子交换膜,离子膜N为阴离子交换膜
2024届高三化学二轮复习+专题七++：离子交换膜在电化学中的应用
近年高考中涉及离子交换膜原理的考题 频繁出现，这一类题型的特点是新情境、 老问题，考查的知识点有原电池原理、 电解池原理、化学电源等。能够多方位 考查化学学科核心素养。
近几年高考卷中有关离子交换膜考查内容统计
阳离子交换膜 阴离子交换膜
小专题 2023年河北卷， 2023年湖北卷，10
13
2023年6月浙江 2023年山东卷，11 卷，13
3.重温经典
平衡电荷，溶质单一
原电池
【例2】(2023河北卷7题)我国科学家发明了一种以
负极
和MnO2为电极材料的新型电池，其内部结构
正极
如下图所示，其中①区、②区、③区电解质溶液的酸碱性不同。放电时，电极材料
转化 -2e-
为
B 。+下2K列+说法错误的是（ ）
负极反应
A.充电时，b 电极上发生还原反应 B.充电时，外电源的正极连接 b 电极 C.放电时，①区溶液中的SO42－向②区迁移
稀
2.知识重构
7. 分离提纯时，杂质离子一般从“原料室”移出。
（6）离子交换膜的选择 离子交换膜作用：③分离提纯。
例4：[2016·全国卷Ⅰ]三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示，采用惰性 电极，ab、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na＋和SO42-可通过 离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。 ab、cd均选何种交换膜？
质子交换膜
2023年全国 甲卷，6
2020年北京 卷，节选
双极膜
2023年广东 卷，16
2021年全国 甲卷，13
离子交换膜 2022年全国甲卷，4
2023年北京卷，5
2022年山东卷， 2023年河北卷，13 13 2021河北卷，9 2022河北卷，12
2023版高考化学一轮总复习第七章微专题七离子交换膜在电化学中的功能课件
解析：电解池中阴离子向阳极移动，阳离子向阴极移动，
即SO24－向阳极区移动，Na＋向阴极区移动，阳极区水电离的 OH－发生氧化反应生成氧气，H＋留在阳极区，该极得到 H2SO4 产品，溶液 pH 减小，阴极区水电离的 H＋发生还原反应生成氢 气，OH－留在阴极区，该极得到NaOH产品，溶液pH增大，A、 C 错误，B 正确；该电解池相当于电解水，根据电解水的பைடு நூலகம்程 式可计算出当电路中通过 1 mol 电子的电量时，会有 0.25 mol 的 O2 生成，D 错误。
[典例精析] 【典例】三室式电渗析法处理含 Na2SO4 废水的原理如图所 示，采用惰性电极，ab、cd 均为离子交换膜，在直流电场的作 用下，两膜中间的 Na＋和 SO24－可通过离子交换膜，而两端隔室 中离子被阻挡不能进入中间隔室。
下列叙述正确的是( ) A.通电后中间隔室的 SO24－向阳极迁移，阳极区溶液 pH 增 大 B.该法在处理含 Na2SO4 废水时可以得到 NaOH 和 H2SO4 产品 C.阴极反应为 2H2O－4e－===O2＋4H＋，阴极区溶液 pH 降 低 D.当电路中通过 1 mol 电子的电量时，会有 0.5 mol 的 O2 生成
微专题七 离子交换膜在电化学中的功能
[专题精讲] 1.离子交换膜的类型及作用
2.阴、阳离子交换膜的判断 (1)看清图示，是否在交换膜上标注了阴、阳离子，是否标 注了电源的正、负极，是否标注了电子流向、电流流向等，明 确阴、阳离子的移动方向。 (2)根据原电池、电解池中阴、阳离子的移动方向，结合题 意中给出的制备物质、电解物质等信息，找出物质生成或消耗 的电极区域，确定移动的阴、阳离子，从而推知离子交换膜的 种类。 3.电解池的分室方法 根据电解的目的和膜的种类和个数，可将电解池分成无膜 一室、单膜两室、双膜三室和三膜四室等。
离子交换膜在电化学中的应用公开课
离子交换膜在电化学中的应用公开课导言：离子交换膜是一种特殊的薄膜，其具有离子选择性通透性，可以在电解过程中起到重要作用。
本文将探讨离子交换膜在电化学中的应用，并介绍其原理和优势。
一、离子交换膜的原理离子交换膜是由聚合物材料制成的，其内部有大量的离子交换基团。
这些基团可以选择性地吸附和释放电解质中的离子，实现离子的传输。
离子交换膜通常分为阳离子交换膜和阴离子交换膜两种类型，可以根据需要选择使用。
二、离子交换膜在电解过程中的应用1. 燃料电池燃料电池是一种将化学能转化为电能的装置，其中离子交换膜起到关键作用。
在燃料电池中，离子交换膜将氢离子（H+）从阳极传输到阴极，同时阻止了氢气与氧气的直接反应，保证了电池的正常工作。
2. 电解水在电解水过程中，离子交换膜可以将水分解为氢气和氧气。
离子交换膜的选择性传输特性使得只有阳离子或阴离子能够通过，从而实现了氢气和氧气的分离。
这对于制取纯净的氢气具有重要意义。
3. 盐水淡化离子交换膜还可以应用于盐水淡化过程中。
通过将盐水通过离子交换膜，离子交换膜可以选择性地阻止盐离子的传输，从而将盐水中的盐分去除，得到淡水。
这是一种高效的海水淡化方法。
4. 电解质传感器离子交换膜还可以应用于电解质传感器中。
电解质传感器通过测量电解质的浓度来检测化学反应或生物过程的变化。
离子交换膜可以实现离子的选择性传输，从而提高传感器的灵敏度和准确性。
三、离子交换膜的优势1. 高选择性：离子交换膜可以选择性地传输特定类型的离子，从而实现分离和纯化的目的。
这种高选择性使得离子交换膜在许多电化学应用中非常有用。
2. 低电阻：离子交换膜具有较低的电阻，可以有效地传输离子。
这有助于提高电化学反应的效率，并减少能量的损耗。
3. 高稳定性：离子交换膜具有较好的化学和物理稳定性，可以在广泛的温度和pH范围内工作。
这使得离子交换膜适用于各种极端条件下的应用。
4. 易于制备：离子交换膜的制备相对简单，成本较低。
高三化学专题复习电化学装置的创新应用
活动一： 判断下列 装置是原 电池还是 电解池及 各电极名 称，并说 明判断的 根据（独 立完成）
第一部曲 有多少热点可以重来 2、 “多池组合”电池的综合分析
C极逐渐溶解，D极析出红色固体
反思：串联电池中如何判断池型？
1、有外接电源：串联在电源上的各池均为电解池
2、无外接电源: ：有盐桥或燃料电池为原电池。
1.电化学中的交换膜类型
(只允许阳离子和水分子通过)
(只允许H＋和水分子通过)
(只允许阴离子和水分子通过)
2．含膜电解池装置分析
(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 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。
A．电极a连接电源的正极
B
B．B为阳离子交换膜
C．电解质溶液采用Na2SO4溶液可避免有害气体的产生 D．Ⅱ口排出的是淡水
【解析】根据题干信息确定该装置为电解池，阴离子向阳极移动，阳离子向阴极移 动，所以电极a为阳极，连接电源的正极，A正确；水在双极膜A解离后，氢离子与 透过B膜的阴离子到左侧形成酸，B为阴离子交换膜，B错误；电解质溶液采用 Na2SO4溶液，电解时生成氢气和氧气，可避免有害气体的产生，C正确；海水中的 阴、阳离子透过两侧交换膜向两侧移动，淡水从Ⅱ口排出，D正确。
题型一 利用离子交换膜制备纯净产品及分离提纯某些物质
[典例1]某科研小组研究采用BMED膜堆(示意图如下)，模拟以 精制浓海水为原料直接制备酸碱。BMED膜堆包括阳离子交换 膜、阴离子交换膜和双极膜(A、D)。已知：在直流电源的作用 下，双极膜内中间界面层产生水的解离，生成H＋和OH－。下 列说法错误的是 ( )
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专题7 离子交换膜在电化学装置中的应用
日期：2019年11月10日
学号姓名
1．（2018年11月浙江选考17题）最近，科学家研发了“全氢电池”，其工作原理如图所示。
下列说法不正确
．．．的是（）
A．右边吸附层中发生了还原反应
B．负极的电极反应是H2－2e－＋2OH－＝2H2O
C．电池的总反应是2H2 ＋O2＝2H2O
D．电解质溶液中Na＋向右移动，ClO4－向左移动
2．（2019年高考天津卷6题）我国科学家研制了一种新型的高比能量锌--碘溴液流电池，其工作原理示意图如下。
图中贮液器可储存电解质溶液，提高电池的容量。
下列叙述不正确的是
A.放电时，a电极反应为I2Br－+ 2e－=2I－+ Br－
B.放电时，溶液中离子的数目增大
C.充电时，b 电极每增重0.65 g ，溶液中有0.02mol I －
被氧化
D.充电时，a 电极接外电源负极
3．（2019 年全国卷 I 12) 利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时MV 2+/MV +在电极与酶之间传递电子，下列说法错误的是 A ．相比现有工业合成氨，该方法条件温和，同时还可提供电能
B ．阴极区，在氢化酶作用下发生反应H 2 + 2MV 2+ = 2H + + 2MV +
C ．正极区，固氮酶为催化剂，N 2发生还原反应生成NH 3
D ．电池工作时，质子通过交换膜由负极区向正极区移动
4．（2016年全国卷 I 11）三室式电渗析法处理含 Na 2SO 4 废水的原理如图3所示，采用惰性电极，ab 、cd 均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na ＋和SO 42－
可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室．下列叙述正确的是(B )
A ．通电后中间隔室的SO 42－向正极迁移，正极区溶液pH 增大
B ．该法在处理含Na 2SO 4。
废水时可以得到NaOH 和H 2SO 4产品
C ．负极反应为2H 2O － 4e - = O 2＋ 4H ＋，负极区溶液pH 降低
D ．当电路中通过1mol 电子的电量时，会有0.5 mol 的O 2生成
5．（2018年全国卷Ⅰ 27节选）焦亚硫酸钠(Na 2S 2O 5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应有广泛，加答下列问题：
MV +
MV 2+
N 2 NH 3
H 2 H + MV + MV 2+ 电
极 电 极
氢化酶 固氮酶 2SO 4负极区正极区
浓Na 2SO 4溶液a b
c d ＋－
⑶制备Na2S2O5也可采用三室膜电解技术，装置如图所示，其中SO2碱吸收液中含有Na2SO3和NaHSO3。
阳极的反应式为: 2H2O－4e－＝4H＋+ O2↑。
电解后 a 室的NaHSO3溶液浓度增加。
将该室溶液进行结晶脱水，可得到Na2S2O5
6．（2017年天津市高考7题）某混合物浆液含有Al(OH) 3、MnO2和少量Na2CrO4。
考虑到胶体的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出，某研究小组利用设计的电解分离装置（见图），使浆液分离成固体混合物和含铬元素溶液，并回收利用．回答Ⅰ和Ⅱ中的问题．
（4）用惰性电极电解时，CrO42﹣能从浆液中分离出来的原因是在直流电场作用下，CrO42﹣通过阴离子交换膜向阳极室移动，脱离浆液，分离后含铬元素的粒子是CrO42﹣、Cr2O72﹣；阴极室生成的物质为NaOH和H2（写化学式）。
专题16 化学电源答案与解析
1．C
【解析】
A B．由电子的流动方向可知左边为负极，发生氧化反应；右边为正极，发生还原反应，故A.B正确；
C．电池的总反应没有O2参与，总反应方程式不存在氧气，C错误；
D．在原电池中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，D正确。
2．D
【解析】
A B．本题关键点是锌--碘溴液流电池，图示为原电池放电，根据锌离子移动方向可以确定a正极，b负极，b极锌失电子生成阳离子，a极附近阴离子得电子一个离子变三个离子，故溶液中离子数目增多，故A、B均正确；
C D．充电相当于电解池，原正极与外电源正极相连做阳极，原负极与外电源负极相连做阴极，反应为原电池的逆反应，故C对D错。
该题出题角度富有新意，以新面孔出现，考查了学生感知新题境提取信息并应用化学知识的能力，只要基础知识牢固也能迎刃而解。
3．B
【解析】本题考查了电化学基础知识
A．原电池原理合成氨的条件温和，同时还可提供电能，故A正确；
B．阴极区即原电池的正极区，由图可知，在固氮酶作用下反应，故B错误；
C．由图可知C正确；
D．电池工作时，阳离子通过交换膜由负极区向正极区移动，故D正确。
4．B
【解析】在电解池中，阴离子向阳极(正极区)移动；阳离子向阴极(负极区)移动．中间隔室的Na＋通过ab 膜进入负极区，故ab为阳离子交换膜，在阴极，溶液中的H＋放电，溶液呈碱性，得到NaOH溶液；SO42－通过cd膜进入正极区，故cd为阴离子交换膜，在阳极，溶液中的OH-放电，溶液呈酸性，得到H2SO4溶液．
A．通电后中间隔室的SO42－向正极迁移，正极反应为：2H2O－4e- = O2＋4H＋正极区溶液pH减小，(A)错．
B．中间隔室的Na＋通过ab膜进入负极区，负极反应为：2H2O＋2e－= H2＋2OH－负极
区得到NaOH溶液；SO42－通过cd膜进入正极区，正极反应为：2H2O－4e- = O2＋4H＋正极区得到H2SO4溶液，(B)正确．
C．负极反应为：2H2O＋2e- = H2＋2OH-负极区溶液pH增大．(C)错误．
D．由电子守恒：4n(O2)=1 mol，n(O2)= 0.25mol，(D)错误．
5．(3) 2H2O－4e－＝4H＋+ O2↑，a
【解析】
（3）阳极失电子发生氧化反应，阳极区溶质是稀硫酸，故氢氧根放电，电极反应式为：2H2O－4e－＝4H＋+ O2↑。
阳极区氢离子增大，通过阳离子交换膜进入a室与亚硫酸钠结合生成亚硫酸钠。
阴极是氢离子放电，氢氧根浓度增大，与亚硫酸氢钠反应生成亚硫酸钠，所以电解后a室中亚硫酸氢钠的浓度增大。
6．⑷在直流电场作用下，CrO42﹣通过阴离子交换膜向阳极室移动，脱离浆液。
CrO42﹣、Cr2O72﹣NaOH和H2
【解析】
（4）电解时，CrO42﹣通过阴离子交换膜向阳极移动，从而从浆液中分离出来，因存在2CrO42﹣+ 2H+ Cr2O72﹣+ H2O，则分离后含铬元素的粒子是CrO42﹣、Cr2O72﹣，阴极发生还原反应生成氢气和NaOH。
故答案为：在直流电场作用下，CrO42﹣通过阴离子交换膜向阳极室移动，脱离浆液；CrO42﹣、Cr2O72﹣；NaOH和H2。
离子交换膜是一种选择透过性膜．具有非常广泛的应用，中学化学中涉及的主要有质子交换膜、阳离子交换膜和阴离子交换膜．近年高考试题中多次出现了联系工业生产实际带离子交换膜的电化学装置．主要分为两大类：一是在原电池中的应用，二是在电解装置中的应用。
在原电池中，离子交换膜的作用与盐桥相似，将原电池分为正半电池和负半电池，从而提高原电池的工作效率．
在电解装置中，根据不同的生产目的，可以选用一种或多种离子交换膜，将电解池隔成不同的室，从而得到不同的生产产品．
若某室中同时有阴、阳离子进入，二者结合的产物即为该室产品；若某室中同时有阴、阳离子移出(或消耗)，则二者结合的产物即为该室消耗的物质；若某室中既有离子进入，又有离子移出(或消耗)，进入离子与原溶液中未移出(或消耗)的离子结合的产物即为该室产品．
无论是原电池还是电解池，只要能正确判断电极性质、离子移动方向和离子交换膜的类型就可以使相关问题迎刃而解．。