第1篇 主题5 选择题12 有“膜”电化学的多室、多池装置（PPT课件）-【艺术生百日冲刺】2026高考化学艺术生基础生文化课成功方案

该高中化学高考复习课件聚焦电化学核心考点，覆盖电解池原理、离子交换膜（阳膜、阴膜、双极膜）及多室多池装置分析，严格对接高考评价体系。通过2024-2025年河南、湖北、黑龙江等卷真题精做，明确“有膜电化学装置”“电极反应式书写”“离子迁移与产物计算”为高频考点，归纳三类常考题型，备考针对性强。 课件亮点在于“真题精讲+方法建模+素养提升”策略，如以2025河南卷海水淡化与锂回收装置为例，通过“膜类型判断-离子迁移分析-电子守恒计算”三步法，培养学生科学思维与科学探究素养。设“易错警示”（如膜类型混淆、电极反应失电子判断），助力学生掌握解题技巧，教师可精准定位学情，实现高效复习。

主题五　电化学知识与应用 选择题12　有“膜”电化学的多室、多池装置 主题五　电化学知识与应用 返回导航 1 目录 contents Part 01 真题精做 Part 02 疑难精讲 Part 03 预测演练 主题五　电化学知识与应用 返回导航 1 真 题 精 做 返回导航 主题五　电化学知识与应用 返回导航 1 主题五　电化学知识与应用 返回导航 1 主题五　电化学知识与应用 返回导航 1 主题五　电化学知识与应用 返回导航 1 主题五　电化学知识与应用 返回导航 1 主题五　电化学知识与应用 返回导航 1 主题五　电化学知识与应用 返回导航 1 主题五　电化学知识与应用 返回导航 1 主题五　电化学知识与应用 返回导航 1 主题五　电化学知识与应用 返回导航 1 疑 难 精 讲 返回导航 主题五　电化学知识与应用 返回导航 1 主题五　电化学知识与应用 返回导航 1 主题五　电化学知识与应用 返回导航 1 主题五　电化学知识与应用 返回导航 1 主题五　电化学知识与应用 返回导航 1 主题五　电化学知识与应用 返回导航 1 主题五　电化学知识与应用 返回导航 1 主题五　电化学知识与应用 返回导航 1 预 测 演 练 返回导航 主题五　电化学知识与应用 返回导航 1 主题五　电化学知识与应用 返回导航 1 主题五　电化学知识与应用 返回导航 1 主题五　电化学知识与应用 返回导航 1 主题五　电化学知识与应用 返回导航 1 主题五　电化学知识与应用 返回导航 1 主题五　电化学知识与应用 返回导航 1 主题五　电化学知识与应用 返回导航 1 主题五　电化学知识与应用 返回导航 1 主题五　电化学知识与应用 返回导航 1 主题五　电化学知识与应用 返回导航 1 主题五　电化学知识与应用 返回导航 1 主题五　电化学知识与应用 返回导航 1 主题五　电化学知识与应用 返回导航 1 谢谢观看 主题五　电化学知识与应用 返回导航 1 1．(2025·河南卷)一种液流电解池在工作时可以实现海水淡化，并以LiCl形式回收含锂废弃物中的锂元素，其工作原理如图所示。 下列说法正确的是(　　) A．Ⅱ为阳离子交换膜 B．电极a附近溶液的pH减小 C．电极b上发生的电极反应式为 eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(Fe（CN）6)) 4－＋e－=== eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(Fe（CN）6)) 3－ D．若海水用NaCl溶液模拟，则每脱除58.5 g NaCl，理论上可回收1 mol LiCl 答案　D 解析　由题图可知，左侧为阴极，电极反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，右侧为阳极，电极反应为 eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(Fe（CN）6)) 4－－e－=== eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(Fe（CN）6)) 3－，在膜Ⅰ和膜Ⅱ间加入海水，钠离子透过膜Ⅰ进入阴极区得到氢氧化钠，氯离子透过膜Ⅱ进入膜Ⅱ与膜Ⅲ之间，锂离子透过膜Ⅲ进入膜Ⅱ与膜Ⅲ之间，在此处得到LiCl，则膜Ⅰ为阳膜，膜Ⅱ为阴膜，膜Ⅲ为阳膜，据此解答。由分析可知，膜Ⅱ为阴膜， A错误；a电极的反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，pH变大，B错误；电极b的反应为 eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(Fe（CN）6)) 4－－e－=== eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(Fe（CN）6)) 3－，C错误；每脱除58.5 g NaCl，转移电子数为1 mol，有1 mol Li＋和1 mol Cl－分别透过离子交换膜Ⅲ、膜Ⅱ，可得到1 mol LiCl，D正确。 2．(2024·湖北卷)我国科学家设计了一种双位点PbCu电催化剂，用H2C2O4和NH2OH电化学催化合成甘氨酸，原理如图，双极膜中H2O解离的H＋和OH－在电场作用下向两极迁移。已知在KOH溶液中，甲醛转化为HOCH2O－，存在平衡HOCH2O－＋OH－⇌[OCH2O]2－＋ H2O。Cu电极上发生的电子转移反应为[OCH2O]2－－e－===HCOO－＋H·。下列说法错误的是(　　) A．电解一段时间后阳极区c(OH－)减小 B．理论上生成1 mol H3N＋CH2COOH双极膜中有4 mol H2O解离 C．阳极总反应式为2HCHO＋4OH－－2e－===2HCOO－＋H2↑＋2H2O D．阴极区存在反应H2C2O4＋2H＋＋2e－===CHOCOOH＋H2O 答案　B 解析　由题意可知，Cu电极为阳极，电极总反应为2HCHO－2e－＋4OH－===2HCOO－＋H2↑＋2H2O，阳极区消耗OH－、同时生成H2O，c(OH－)减小，A、C正确；PbCu电极为阴极，首先HOOC—COOH在Pb上发生得电子的还原反应转化为OHC—COOH：H2C2O4＋2e－＋2H＋===OHC—COOH＋H2O，OHC—COOH与HO—N＋H3反应生成HOOC—CH===N—OH：OHC—COOH＋HO—N＋H3―→HOOC—CH===N—OH＋H2O＋H＋，HOOC—CH===N—OH发生得电子的还原反应转化成H3N＋CH2COOH：HOOC—CH===N—OH＋4e－＋5H＋===H3N＋CH2COOH＋H2O，阴极总反应为H2C2O4＋NH2OH＋6e－＋7H＋===H3N＋CH2COOH＋3H2O，1 mol H2O解离成1 mol H＋和1 mol OH－，故理论上生成1 mol H3N＋CH2COOH双极膜中有6 mol H2O解离，B错误、D正确。 3．(2024·黑吉辽卷)“绿色零碳”氢能前景广阔。为解决传统电解水制“绿氢”阳极电势高、反应速率缓慢的问题，科技工作者设计耦合HCHO高效制H2的方法，装置如图所示。部分反应机理为＋ eq \f(1,2) H2。下列说法错误的是(　　) A．相同电量下H2理论产量是传统电解水的1.5倍 B．阴极反应：2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑ C．电解时OH－通过阴离子交换膜向b极方向移动 D．阳极反应：2HCHO－2e－＋4OH－===2HCOO－＋2H2O＋H2↑ 答案　A 解析　据图示可知，b电极上HCHO转化为HCOO－，HCHO发生氧化反应，所以b电极为阳极，a电极为阴极，HCHO为阳极反应物，阳极反应：①HCHO＋OH－－e－===HCOOH＋ eq \f(1,2) H2↑，②HCOOH＋OH－===HCOO－＋H2O，阴极反应：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，即转移2 mol电子时，阴、阳两极各生成1 mol H2，共2 mol H2；而传统电解水：2H2O eq \o(=====,\s\up15(电解)) 2H2↑＋O2↑，转移2 mol电子，只有阴极生成1 mol H2，所以相同电量下H2理论产量是传统电解水的2倍，故A错误、B正确；由电极反应式可知，电解过程中阴极生成OH－，OH－通过阴离子交换膜向阳极移动，即向b极方向移动，故C正确；由分析可知阳极反应为2HCHO－2e－＋4OH－===2HCOO－＋2H2O＋H2↑，故D正确。 1．交换膜类型及特点 交换膜类型 阳膜 阴膜 双极膜 特定的交换膜 允许通过的离子及移动方向 阳离子移向原电池的正极(电解池的阴极) 阴离子移向原电池的负极(电解池的阳极) 中间层中的H2O解离出H＋和OH－，H＋移向原电池的正极(电解池的阴极)，OH－移向原电池的负极(电解池的阳极) 只允许特定的离子或分子通过，如质子交换膜只允许H＋通过，氯离子交换膜只允许Cl－通过 通性 无论是原电池还是电解池中，阳离子均移向得电子的一极，阴离子均移向失电子的一极 2．离子交换膜的作用 如：(1)三室式电渗析法处理Na2SO4废水 ①阴极产生氢气；阳离子Na＋通过阳离子交换膜进入阴极区。 ②阳极产生氧气，阴离子SO eq \o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)) 通过阴离子交换膜进入阳极区。 ③离子交换膜的作用：平衡电荷，使产品NaOH和H2SO4分开，不反应。 (2)形成浓差电池 ①左池为稀AgNO3溶液，左侧Ag电极为负极，右池为浓AgNO3溶液，右侧Ag电极为正极。只有两边AgNO3溶液浓度不同，才能形成浓差电池。 ②正、负电极均为Ag单质。随着反应进行，左右两池浓度的差值逐渐减小，外电路中电流将减小，电流表指针偏转幅度逐渐变小。当左右两侧离子浓度相等时，电池将停止工作，不再有电流产生，此时溶液中左、右两边硝酸银溶液的物质的量浓度相等。 ③离子交换膜的作用是不允许Ag＋穿过，只允许NO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(3)) 通过，所以是阴离子交换膜。负极Ag失电子变成Ag＋，为了平衡电荷，正极区的NO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(3)) 就通过阴离子交换膜向负极移动。 (3)物质制备中的离子交换膜 次磷酸钴[Co(H2PO2)2]广泛用于化学镀钴，以金属钴和次磷酸钠为原料，采用四室电渗析槽电解法制备，原理如图： ①根据产物Co(H2PO2)2确定离子移动方向；Co2＋向产品室移动，A是阳离子交换膜；H2PO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(2)) 向产品室移动，B是阴离子交换膜。 ②Co为阳极，阳极反应式为Co－2e－===Co2＋。 ③石墨为阴极，阴极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，Na＋移向阴极，C是阳离子交换膜。 1．(2025·山东威海期中)利用双离子交换膜电解法可以从含硝酸铵的工业废水中生产硝酸和氨，原理如图所示。下列叙述正确的是(　　) A．产品室发生的反应为NH eq \o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4)) ＋OH－===NH3·H2O B．N室中硝酸溶液浓度a%>b% C．a、c为阳离子交换膜，b为阴离子交换膜 D．M、N室分别产生氧气和氢气 答案　A 解析　该装置用电解法可以从含硝酸铵的工业废水中生产硝酸和氨，M室为阴极室，电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，a膜为阴离子交换膜，M室的OH－通过a膜进入产品室，b膜为阳离子交换膜，NH eq \o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4)) 通过b膜进入产品室，产品室发生反应NH eq \o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4)) ＋OH－===NH3·H2O，N室为阳极室，电极反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，c膜为阴离子交换膜，NO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(3)) 通过c膜进入N室，N室为硝酸溶液，电解后浓度增大。A.由以上知，产品室发生的反应为NH eq \o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4)) ＋OH－===NH3·H2O，正确；B.由分析知，N室为硝酸溶液，电解后浓度增大，故N室中硝酸溶液浓度a%<b%，错误；C.a、c为阴离子交换膜，b为阳离子交换膜，错误；D.M、N室分别产生氢气和氧气，错误。 2．(2025·四川绵阳模拟)微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。利用某微生物燃料电池去除10 L工业废水(含120.2 g尿素)中的尿素[CO(NH2)2]，以期达到排放标准(≤10mg/L)，工作原理如图所示。下列说法正确的是(　　) A．该电池可以在高温条件下工作 B．电子从甲流出，经外电路流向乙 C．乙电极的反应为CO(NH2)2＋H2O－6e－===CO2↑＋N2↑＋6H＋ D．消耗67.2 L氧气(标准状况)时，废水可排放 答案　C 解析　A．微生物的蛋白质在高温下会变性，失去生理活性，所以电池不可以在高温条件下工作，错误；B.由尿素燃料电池的结构可知，甲电极上O2发生得电子的还原反应生成水，乙电极上尿素[CO(NH2)2]发生失电子的氧化反应生成N2和CO2，则乙电极为负极，甲电极为正极，电子从乙流出，经外电路流向甲，错误；C.乙电极上尿素[CO(NH2)2]发生失电子的氧化反应生成N2和CO2，电极反应为CO(NH2)2＋H2O－6e－===CO2↑＋N2↑＋6H＋，正确；D.67.2 L氧气的物质的量为 eq \f(67.2 L,22.4 L/mol) ＝3 mol，该电池中发生反应的总化学方程式为2CO(NH2)2＋3O2=== 2CO2＋2N2＋4H2O，根据计量系数关系，则尿素反应的物质的量为2 mol，剩余尿素的质量为120.2 g－2 mol×60 g· mol－1＝0.2 g，废水中尿素的含量为0.02 g/L＝20 mg/L，未达到排放标准，错误。 3．(双选)(2025·福建厦门期末)用NaOH溶液吸收烟气中的SO2，将所得的吸收液用三室膜电解技术处理，原理如图所示。下列说法错误的是(　　) A.电极a为电解池阳极 B．阳极上有反应HSO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(3)) －2e－＋H2O===SO eq \o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)) ＋3H＋发生 C．当电路中通过1 mol电子的电量时，理论上将产生0.5 mol H2 D．处理后可得到较浓的H2SO4和NaHSO3产品 答案AD 解析　A．从图中箭标方向“Na＋→电极a”，则a为阴极，错误；B.电极b为阳极，发生氧化反应，根据图像“HSO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(3)) 和SO eq \o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3)) ”向b移动，则b电极反应式HSO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(3)) －2e－＋H2O===SO eq \o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)) ＋3H＋，正确；C.电极a发生还原反应，a为阴极，故a电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，通过1 mol电子时，会有0.5 mol H2生成，正确；D.根据图像可知，b极可得到较浓的硫酸，a极得到亚硫酸钠，错误。 4．电渗析法淡化海水装置示意图如图，电解槽中阴离子交换膜和阳离子交换膜相间排列，将电解槽分隔成多个独立的间隔室，海水充满在各个间隔室中。通电后，一个间隔室的海水被淡化，而其相邻间隔室的海水被浓缩，从而实现了淡水和浓缩海水分离。下列说法正确的是(　　) A．离子交换膜b为阳离子交换膜 B．各间隔室的排出液中，①③⑤⑦为淡水 C．通电时，电极1附近溶液的pH比电极2附近溶液的pH变化明显 D．淡化过程中，得到的浓缩海水没有任何使用价值 答案　B 解析　A项，由图分析可知，电极1为电解池的阳极，氯离子放电生成氯气，电极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，电极2为阴极，溶液中氢离子得到电子生成氢气，电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，离子交换膜a是阳离子交换膜，离子交换膜b是阴离子交换膜，错误；B项，结合阴、阳离子的移向可知，各间隔室的排出液中，①③⑤⑦为淡水，正确；C项，通电时，阳极电极反应式：2Cl－－2e－===Cl2↑，阴极电极反应式：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，电极2附近溶液的pH比电极1附近溶液的pH变化明显，错误；D项，淡化过程中，得到的浓缩海水可以提取氯化钠、镁、溴等，有使用价值，错误。 5．(2025·北京西城一模)双极膜可用于电解葡萄糖(C6H12O6)溶液同时制备山梨醇(C6H14O6)和葡萄糖酸(C6H12O7)。电解原理示意图如下(忽略副反应)。 已知：在电场作用下，双极膜可将水解离，在两侧分别得到H＋和OH－。 注：R为—C5H11O5 下列说法不正确的是(　　) A．右侧的电极与电源的正极相连 B．阴极的电极反应：C6H12O6＋2e－＋2H＋===C6H14O6 C．一段时间后，阳极室的pH增大 D．每生成1 mol山梨醇，理论上同时可生成1 mol葡萄糖酸 答案　C 解析　左边电极葡萄糖被还原为山梨醇，为阴极，右边电极溴离子失电子被氧化为溴，为阳极。A.右边电极溴离子失电子被氧化为溴，为阳极，与电源正极相连，正确；B.左边电极为阴极，葡萄糖中的醛基被还原，电极反应式：C6H12O6＋2e－＋2H＋===C6H14O6，正确；C.阳极室中还发生H2O＋Br2＋RCHO===RCOOH＋2H＋＋2Br－，电解一段时间后，pH减小，错误；D.制备山梨醇的反应为C6H12O6＋2e－＋2H＋===C6H14O6，制备葡萄糖酸的总反应为C6H12O6－2e－＋H2O===C6H12O7＋2H＋，根据得失电子守恒可知每生成1 mol山梨醇，理论上同时可生成1 mol葡萄糖酸，正确。 $