微专题 多池 多室的电化学装置（复习讲义）（全国通用）2027年高考化学一轮复习讲练测

该高中化学讲义聚焦多池串联与多室电化学装置高考核心考点，按命题透视-思维建模-考点精讲-真题溯源逻辑架构知识，通过知识解构梳理装置类型与离子迁移规律，考向破译归纳解题范式，配合变式练习与真题训练，帮助学生系统构建电化学分析框架。 讲义以思维建模和科学探究为特色，创新设计多池串联装置判断流程与多室装置离子迁移分析方法，如通过电极材料与电解质特性区分原电池与电解池，利用离子交换膜作用归纳产物提纯思路，分层练习提升科学思维与问题解决能力，为教师把控复习节奏、学生高效突破难点提供有力支撑。

微专题 多池 多室的电化学装置(讲义) 内容导航 01 命题透视·考情前瞻 对标素养，研判高考命题趋势 02 思维建模·脉络梳理 搭建知识框架，构建系统思维 03 考点精讲·靶向突破 拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 多池串联电化学装置 知识解构 知识点1 有外接电源的电解池串联装置 ∣ 知识点2 无外接电源的原电池与电解池的串联装置 考向破译 考向1 考查有外接电源的串联装置 ∣ 考向2 考查无外接电源的串联装置 解题妙招 “串联”类装置的解题流程 考点二 多室电化学装置 知识解构 知识点1两种常考的多室装置 ∣ 知识点2 离子迁移方向的判断 考向破译 考向1 “隔膜”在新型电池中的应用 ∣ 考向2 “双室”电解池的应用 考向3 “多室”电解池的应用 解题妙招1含离子交换膜电化学装置题的解题步骤 解题妙招2多室电解池的分析思路 04 真题溯源·考向感知 溯源真题逻辑，感知高考考向 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 考情梳理--三年真题 考向梳理 核心考点 2026年 2025年 2024年 多池串联电化学装置 河南卷T12，3分 甘肃卷T12，3分 多室电化学装置 广东卷T16，4分 河南卷T12，3分 云南卷T11，3分 考向解读--洞悉趋势 精准预判 ►命题解码： 1．从考查题型和内容上看，选择题会出现多池串联、含“膜”多室装置。工业上常用多室电解池制备物质，多室电解池是利用离子交换膜的选择透过性，即允许带某种电荷的离子通过而限制带相反电荷的离子通过，将电解池分为两室、三室、多室等，以达到浓缩、净化、提纯及电化学合成的目的。 2．从命题思路上看，高考会以新的情境载体考查电化学膜技术的应用，将以“文字叙述+离子交换膜+电化学装置图”的方式呈现，考查电极方程式书写、利用得失电子守恒计算等电化学基础知识及基本的化学思想与方法 ►复习目标： 1．理解与辨析能力，能够从图示电化学装置中提取有效信息，判断装置种类、辨别电极名称等； 2．分析与推理能力，能够根据图示信息和电解池的工作原理，分析电极反应的类型、电解质的作用、离子的移动方向以及定量分析转移电子的物质的量等。 思维建模·脉络梳理 ——搭建知识框架，构建系统思维 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 多池串联电化学装置 知●识●解●构 知识点1 有外接电源的电解池串联装置 有外接电源的各电池均为电解池，若电池阳极材料与电解质溶液中的阳离子相同，则该电池为电镀池，即甲池为电镀池，乙、丙池均为电解池。 知识点2 无外接电源的原电池与电解池的串联装置 1.根据装置特征判断装置类型 串联装置中有非常直观的装置，如燃料电池、铅酸蓄电池等，则该装置为原电池，其余的为电解池，如图中甲池为原电池，乙、丙池为电解池，且电极A、C为阳极，电极B、D为阴极。 2.根据电池的电极材料和电解质溶液判断装置类型 原电池一般是有两种不同的金属电极或一个金属电极和一个碳棒电极(惰性电极)；而电解池则一般两个都是惰性电极，如两个铂电极或两个碳棒电极。原电池中的电极材料和电解质溶液之间能发生自发的氧化还原反应，电解池的电极材料一般不能和电解质溶液自发反应。如上图所示，乙池为原电池，甲池为电解池。 得分速记 (1)多池串联的装置中，先根据电极反应物和电解质溶液判断哪个是原电池，其余装置一般为电解池。 (2)与原电池正极相连的电极为电解池阳极，与原电池负极相连的电极为电解池阴极，据此判断各池中发生的反应。 考●向●破●译 考向1 考查有外接电源的串联装置 例1如图，a、b是石墨电极，通电一段时间后，b极附近溶液显红色。下列说法正确的是(　　) A．X极是电源负极，Y极是电源正极 B．a极的电极反应是2Cl－－2e－===Cl2↑ C．电解过程中CuSO4溶液的pH逐渐增大 D．Pt极上有6．4 g Cu析出时，b极产生2．24 L(标准状况)气体 解题妙招 “串联”类装置的解题流程 【变式1】【变载体】如图所示的A、B两个电解池中的电极均为铂，在A池中加入0.05 mol·L－1氯化铜溶液，B池中加入0.1 mol·L－1硝酸银溶液，进行电解。电解初期，a、b、c、d四个电极上所生成的物质的物质的量之比是(　　) A．2∶2∶4∶1 B．1∶1∶2∶1 C．2∶1∶1∶1 D．2∶1∶2∶1 【变式2】【变载体】如图a、b、c、d均为石墨电极，通电进行电解(电解液足量)。下列说法正确的是(　　) A．甲中a的电极反应式为：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O B．电解时向乙中滴入酚酞溶液，c电极附近变红 C．向乙中加入适量盐酸，溶液组成可以恢复 D．当b极有64 g Cu析出时，d电极产生2 g气体 【变式3】【变情景—钴酸锂电池】钴酸锂电池是目前用量最大的锂离子电池，用它作电源按如图装置进行电解。通电后，a电极上一直有气泡产生；d电极附近先出现白色沉淀(CuCl)，后白色沉淀逐渐转变成橙黄色沉淀(CuOH)。下列有关叙述正确的是(　　) A．已知钴酸锂电池放电时总反应为Li1－xCoO2＋LixC6===LiCoO2＋6C，则Li1－xCoO2作负极，失电子 B．当外电路中转移0.2 mol电子时，电极b处有2.24 L Cl2生成 C．电极d为阴极，电解开始时的电极反应式为Cu＋Cl－－e－===CuCl D．随着电解的进行，U形管Ⅱ中发生了如下转化CuCl＋OH－===CuOH＋Cl－ 考向2 考查无外接电源的串联装置 例2(2026·海南华侨中学高三考前模拟)微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置，将其与微生物电解池进行串联，可实现海水淡化、去除重金属离子的同时制H2串联装置的示意图如下，所用电极均是惰性电极。 下列说法不正确的是( ) A．电子由R极经导线流向N极 B．交换膜1为阴离子交换膜 C．R极电极反应式：CH3COOH+2H2O-8e-=2CO2↑＋8H＋ D．一段时间后，T极沉积2.07 gPb，NaCl溶液中减少0.02 molNaCl 【变式1】【变载体】(2026·山东威海二模)K2S2O8在分析化学中应用广泛。如图所示，可将装置甲、乙联合使用来制取K2S2O8。下列说法错误的是( ) A．工作时装置甲内部，电流由b流向a B．装置乙隔膜为质子交换膜 C．装置乙中Pt电极反应式为：2HSO4--2e-=S2O82-+2H+ D．若一段时间后装置乙减轻2 g，则理论上装置甲有2molNiO(OH)生成 【变式2】【变载体】(2026·甘肃武威高三模拟)近日，我国科学家开发肼-双氧水燃料电池，碱性条件下电解肼制备氢气，装置如图所示。 下列叙述正确的是( ) A．a极和b极材料可能相同 B．电子流向：b→c→d→a C．d极附近电解质溶液pH降低 D．乙池产生1molN2时，理论上甲池消耗3molH2O2 【变式3】【变载体】(2026·重庆江津三模)扑热息痛()是一种可用于治疗感冒发烧，还能缓解各种疼痛的药品，可通过电解苯酚和乙腈(CH3CN)的水溶液在电极上直接合成，装置如图所示，其中电极材料均为石墨。下列说法错误的是( ) A．电极b的电极反应式为H2O2+2e-＋2H+=2H2O B．H2O2得失电子能力的强弱与溶液的酸碱性有关 C．电极c的反应式为： D．合成1 mol扑热息痛，理论上甲室质量增重96 g 考点二 多室电化学装置 知●识●解●构 知识点1 两种常考的多室装置 1.三室电解池 利用三室电解装置制备NH4NO3，其工作原理如图所示。 阴极的NO被还原为NH4+，电极反应式为NO＋5e－＋6H＋NH4+＋H2O，NH4+通过阳离子交换膜进入中间室；阳极的NO被氧化为NO3-，电极反应式为NO－3e－＋2H2O=NO3-＋4H＋，NO3-通过阴离子交换膜进入中间室。根据电路中转移电子数相等可得电解总反应：8NO＋7H2O3NH4NO3＋2HNO3，为使电解产物全部转化为NH4NO3，补充适量NH3可以使电解产生的HNO3全部转化为NH4NO3。 2.多室电解池 利用“四室电渗析法”制备H3PO2(次磷酸)，其工作原理如图所示： 电解稀硫酸的阳极反应式：2H2O－4e-=O2↑＋4H＋，产生的H＋通过阳离子交换膜进入产品室，原料室中的H2PO2-通过阴离子交换膜进入产品室，与H＋结合生成弱电解质H3PO2；电解NaOH稀溶液的阴极反应式：　2H2O＋2e-=H2↑＋2OH－，原料室中的Na＋通过阳离子交换膜进入阴极室。 得分速记 在原电池中应用离子交换膜，起到替代盐桥的作用，一方面能起到平衡电荷、导电的作用，另一方面能防止电解质溶液中的离子与电极直接反应，提高电流效率；在电解池中使用选择性离子交换膜的主要目的是限制某些离子(或分子)的定向移动，避免电解质溶液中的离子或分子与电极产物反应，提高产品纯度或防止造成危险等。 知识点2 离子迁移方向的判断 1.离子从“生成区”移向“消耗区”(以电解CO2制HCOOH为例，其原理如图所示) 2.离子从“原料区”移向“产品区”(以电渗析法制备H3PO2为例，其原理如图所示) 3.离子从“浓→稀”的溶液区移出，移向“稀→浓”的溶液区(以电化学制备K2Cr2O7为例，其原理如图所示，其中a、b均为石墨电极) 考●向●破●译 考向1 “隔膜”在新型电池中的应用 例1(2026·福建福州高三模拟)一种光诱导耦合界面阳离子调控增强型热化学电池的工作原理如图。下列说法正确的是( ) A．热端电极反应式为：[ Fe(CN)6]4-+e-=[ Fe(CN)6]3- B．图中箭头a均表示电子的移动方向、箭头b表示电流的方向 C．离子交换膜为阳离子交换膜 D．移除紫外光后电池电压不变 解题妙招 含离子交换膜电化学装置题的解题步骤 【变式1】【变载体】(2026·河南新乡高三模拟)铀是核电站的核心能源材料。科学家研发了一种从含UO22+、SO42-的废水中提取铀，并同步产电的工艺，其工作原理如图所示。下列说法正确的是( ) A．电极电势：Fe电极电极 B．SO42-移向CCF电极 C．正极的电极反应之一为O2+2H2O+2e-=H2O2+2OH- D．当电路中转移0.2 mol电子时，负极区生成3.6 g水 【变式2】【变载体】直接H2O2-H2O2燃料电池是一种新型化学电源，其工作原理如图所示。电池放电时，下列说法不正确的是( ) A．电池工作时，电极I电势低 B．电极Ⅱ的反应式为：H2O2+2e- +2H+=2H2O C．电池总反应为：2H2O2=2H2O+O2↑ D．当电路中转移0.1mol电子时，通过阳离子交换膜的为3.9g 【变式1】【变载体——电池新技术】(2026·重庆高三联考)热敏结晶增强液态热化学电池中，胍离子(Gdm+)选择性诱导[ Fe(CN)6]4-结晶，冷热端电极产生电势差，从而实现给锂离子电池充电，工作原理如图。锂离子电池反应为。下列说法错误的是( ) A．冷端电极电势高于热端电极电势 B．该新型热敏电池放电时，热端的电极反应式为[ Fe(CN)6]4--e-=[ Fe(CN)6]3- C．锂离子电池充电过程中，Li+通过LiPON薄膜移向a极 D．对锂离子电池充电时，电路中转移x mol电子，b极生成x mol Li1-xCoO2 考向2 “双室”电解池的应用 例2(2026·陕西榆林二模)我国科学家通过Cu2O超低电位下电催化硝酸盐与甲醇在Cu2O/Cu复合电极上反应，其原理如图，其中离子交换膜只允许OH-通过。下列说法错误的是( ) A．电极b为阳极 B．Cu2O电极上的电极反应式为NO3-+6H2O+8e-=NH3＋9OH- C．OH-由阴极区通过离子交换膜进入阳极区 D．KOH溶液在反应过程中pH保持不变 解题妙招 多室电解池的分析思路 【变式1】【变载体—制备高铁酸钾】(2026·甘肃高三模拟)高铁酸钾(K2FeO4)是一种常用净水剂，在强碱性条件下稳定，电解法制备K2FeO4的装置如图所示。下列说法错误的是( ) A．工业生产中需定时向阳极区补充KOH溶液 B．当外电路转移0.6 mol电子时，理论上惰性电极生成标准状况下6.72 L气体 C．阳极的电极方程式为Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O D．图中的离子交换膜只能选用阴离子交换膜 【变式2】【变考法】(2026·云南二模)某科研团队设计如图所示装置实现了离网条件下从尿液水解液(忽略其中的CO2，含氮物质主要以NH3形式存在)中回收硫酸铵肥料。下列说法错误的是( ) A．该装置工作时，电极b应接电源的负极 B．Ⅰ室仅发生反应2H2O-4e-=O2↑＋4H＋ C．捕集室需定时补充硫酸溶液 D．理论上每转移2 mol e-，有2 molNH4+进入Ⅱ室 【变式3】【变情境】一种电解装置如图所示，电解时H+从右室移向左室。通过电解获得的电解液可实现。下列说法正确的是( ) A．左室电解获得的电解液可用于实现“转化Ⅰ” B．右室发生的电极反应为 C．“转化Ⅱ”发生的反应为 D．“转化Ⅰ”生成1 mol，理论上电路中通过：3 mole- 考向3 “多室”电解池的应用 例3(2026·江苏连云港三模)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．I为阳离子交换膜，III为阴离子交换膜 B．电极b上发生的电极反应式为：[ Fe(CN)6]4-+e-=[ Fe(CN)6]3- C．须在3室中加入海水，电解池工作一段时间后，3室中可以得到淡化海水 D．若海水用NaCl溶液模拟，则每脱除58.5 g NaCl，理论上消耗标准状况下5.6LO2 【变式1】【变载体】(2026·云南昆明高三模拟)利用石墨电极电解K2C2O4和KHC2O4的混合溶液，可分离得到二者的浓溶液，电解装置如下图所示，Ⅰ室中加入的是稀硫酸，Ⅱ室和Ⅲ室中加入的是K2C2O4和KHC2O4的混合溶液。下列说法不正确的是( ) A．钾离子通过交换膜a从Ⅱ室进入Ⅲ室 B．电解一段时间后，Ⅰ室中硫酸溶液浓度增大 C．阳极上发生的电极反应：2H2O-4e-=O2↑＋4H＋ D．电解过程中每转移2 mol电子，理论上Ⅰ室、Ⅲ室可得33.6 L气体 【变式2】【变情境】(2026·陕西榆林三模)利用如图装置捕捉CO2并将其转化为CaCO3。已知在直流电场作用下双极膜中间层中的H2O解离为H+和OH-，，并分别向两极迁移，同时得到O2、H2、高浓度盐酸等产品。下列说法错误的是( ) A．电极a与电源的负极相连 B．CaCO3在中间室形成 C．理论上，电路中转移2 mol电子，生成1 mol HCl D．电极b为阳极，电极反应式为4OH--4e-=O2↑＋2H2O 【变式3】【变情境】(2026·安徽滁州高三模拟)利用偏二甲肼(CH3)2NNH2燃料电池电解含锰酸性废水可得到MnO2，并得到副产物NaOH装置如图所示。下列说法错误的是( ) A．电势：Y＞X，N＞M B．X极反应： C．膜Ⅰ为阳离子交换膜，膜Ⅱ为阴离子交换膜 D．电解一段时间后，c室溶液的pH减小 重难·创新演练 1．(2026·广东茂名一模)一种新型的铅锂电池的充、放电过程如图所示。下列说法错误的是( ) A．放电时，SO42-向a极方向迁移 B．充电时，LiMn2O4中Mn元素被氧化 C．放电时，正极反应为Li1- xMn2O4+ xLi-xe-= LiMn2O4 D．充电时，外电路每转移0.5 mol电子，a极质量减轻24 g 2．(2026·辽宁大连二模)离子电池具有充电速度快和低温环境性能优越的特点，其电极材料的导电聚合物中掺杂磺酸基可增强其电化学活性，其充电时工作原理如图所示。下列说法错误的是( ) A．放电时，电极B为负极，质量减小 B．充电过程中，每转移2 mol电子时，两电极质量变化相差46 g C．此离子电池的隔膜为阳离子交换膜 D．充电时，电极的电极反应式为 3．【浓差电池】(2026·四川部分学校高三联考)某研究小组以浓差电池为电源，用如图所示装置从含Na2CrO4的浆液中分离得到含Cr2O72-的溶液并制备NaOH。已知：浓差电池中，某种电解质离子或分子浓度越大，其氧化性或还原性越强。 下列说法正确的是( ) A．Ag(Ⅰ)为负极，起始时，c1＞c2 B．膜a、膜b、膜c均为阴离子交换膜 C．CrO42-转化为Cr2O72-提供H+主要由C室提供 D．E室的电极反应式为2H2O-4e-=O2↑＋4H＋ 4．(2026·山东淄博期中)微生物燃料电池不仅可以获得高效能源，还能合成电子工业清洗剂四甲基氢氧化铵，采用微生物燃料电池电渗析法合成的工作原理如图所示，下列说法正确的是( ) A．c是阴离子交换膜，d为阳离子交换膜 B．电子移动方向为电极电极电极电极 C．制备时，可收集处产物并重新添加固体，以重复使用 D．制备时，电极b处产生(标准状况下)气体 5．(2026·浙江金华高三选考模拟)利用Li­Mg双离子可充电电池进行电絮凝净水的实验探究，实验装置如图。已知电极a的反应为：Li1-xFePO4 + xLi++ xe-=LiFePO4。下列叙述不正确的是( ) A．Mg电极放电时电极反应为：Mg-2e-= Mg2+ B．电池充电时，Li+从Ⅰ室向Ⅱ室迁移 C．电絮凝净水池的反应有：2Al+6H2O2Al(OH)3+3H2↑ D．每消耗1 mol Mg，电极a质量理论上增加14 g 6．(2026·湖南衡阳高三模拟)一种电化学组合装置如图所示，锌电池工作时“双极膜”中间层的H2O解离为H+和OH-，在电场作用下向两极迁移，同时可高选择性电催化5-羟甲基糠醛生成2，5-呋喃二甲酸并耦合析氢。下列说法正确的是( ) A．膜n为阳离子交换膜 B．c为阳极，发生氧化反应 C．产生0.3 mol NH4+时，理论上生成0.3 mol 2，5-呋喃二甲酸 D．当双极膜中有1 mol H2O解离时，负极区溶液质量增加49.5 g 7．(2026·河北衡水期中)电渗析法是一种利用离子交换膜进行海水淡化的方法，工作原理如图。下列有关说法错误的是 A．阳极可发生电极反应：2Cl--2e-═Cl2↑ B．阴极附近溶液的pH增大 C．a膜为阴离子交换膜，b膜为阳离子交换膜 D．Ⅰ、Ⅱ分别是浓海水、淡水出口 8．【废水处理】(2026·河北保定二模)废水处理过程中可回收有价值的金属，减少资源浪费。某工厂回收废水中含有的重金属镍离子，经化学中和沉淀后分离出Ni(OH)2，采取双电池联合电解回收镍，其工作原理如图所示。下列说法错误的是( ) A．甲和丙是原电池，乙是电解池 B．交换膜A和交换膜B都是阳离子交换膜 C．碳棒b电极的反应：2H2O-4e-=O2↑＋4H＋ D．若甲中铁棒质量减小28g，丙中金属锂质量减小7g，则此时回收金属镍29.5g 9．(2026·北京高二期中)双极膜(BP)是阴、阳复合膜，在直流电的作用下，阴、阳膜复合层间的解离成和，作为和离子源。利用双极膜电渗析法处理含NaA的废水，工作原理如图，图中“→”和“←”表示离子通过交换膜的方向。下列说法错误的是 A．R电极与电源正极相连。 B．交换膜Ⅰ为阳离子交换膜，交换膜Ⅱ为阴离子交换膜 C．产品X、Y二者浓度一定相同 D．若去掉双极膜(BP)，电路中每转移1 mol电子，两极共得到1 mol气体 10．(2026·四川南充期中)以AgNO3浓差电池(电解质溶液浓度不同形成的电池)为电源，石墨为电极将NH3转化为较高纯度的H2装置如图所示(已知：浓差电池停止工作时阴离子交换膜两侧AgNO3溶液浓度相等)。下列说法错误的是( ) A．Ag(2)电极电势高于Ag(I)电极电势 B．电极A上发生的电极反应为2NH3+6OH--6e-=N2↑＋6H2O C．工作时，B电极附近溶液的pH增大 11．电化学法对环境保护和资源化利用有重要意义。以图甲装置为电源，电化学还原CO2制甲酸盐(HCOO-，甲酸根离子)，既能有效消除氮氧化物对环境的污染，又可实现CO2的资源化利用。请回答下列问题： (1)图甲中的负极为电极________(填“A”或“B”，下同)，电池工作时，K+移向电极________。 (2)写出正极的电极反应式：________。 (3)电池工作一段时间后，图甲中左室的KOH溶液浓度________(填“增大”“减小”或“不变”)，原因为________。 (4)当电路中转移0.6mole-时，可处理________L(标准状况下)NH3。 (5)写出图乙中CO2被还原为HCOO-的电极反应式：________。 (6)法拉第效率是衡量在给定电量下，产物的实际生成量与理论生成量的比值。这个比值可以帮助我们了解反应的效率，以及是否有副反应发生。若电路中通过0.4mole-时，生成8.1gHCOO-，则电解还原CO2制甲酸盐的法拉第效率为________。 12．(2026·上海高三模拟)NO空气质子交换膜燃料电池实现了制硝酸、发电、环保三位一体的结合。某化学兴趣小组用如图装置模拟工业处理废气和废水的过程。已知电极材料均为惰性电极 (1)甲池在放电过程中的负极反应式为_______。 (2)乙池中通入废气NO的电极为_______极，电池总反应的离子方程式为_______。 (3)b为_______(填“阳”或“阴”)离子交换膜。当浓缩室得到浓度为的盐酸时，室中的溶液的质量变化为_______(增大或减小)_______g(溶液体积变化忽略不计)。 (4)标准状况下，甲池有11.2LO2参加反应，则乙池中处理废气(SO2和NO)的总体积为_______。 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 1．(2026·河南卷，12，3分)一种多组串联的电化学装置可以同时产生H2和Cl2，其工作原理如图所示。其中a1~an均为Ag/AgCl电极，每组装置左侧均为高浓度盐酸，右侧均为低浓度盐酸。该装置工作时仅在石墨电极与铂电极上产生气体。 下列说法错误的是( ) A．工作时，铂电极上产生H2 B．工作时，电极a1、a3、an-1的质量均减小 C．定期互换直接相连的Ag/AgCl电极，并恢复溶液浓度，整个装置可再次运行 D．将盐酸换为对应浓度NaCl溶液，使用阳离子交换膜，每组装置启动时均生成NaOH 2．(2025·甘肃卷，12，3分)我国科研工作者设计了一种Mg-海水电池驱动海水(pH=8.2)电解系统(如下图)。以新型MoNi/NiMoO4为催化剂(生长在泡沫镍电极上)。在电池和电解池中同时产生氢气。下列关于该系统的说法错误的是( ) A．将催化剂生长在泡沫镍电极上可提高催化效率 B．在外电路中，电子从电极1流向电极4 C．电极3的反应为：4OH--4e-=O2↑＋2H2O D．理论上，每通过2mol电子，可产生1molH2 3．(2026·广东卷，16，4分)一种利用电解还原CO2同时实现海水脱盐的装置如图，电解液在Ⅰ和Ⅳ室间循环，初始电解液为NaHCO3溶液，膜①~③为阳离子或阴离子交换膜。下列说法错误的是( ) A．①为阳离子交换膜，②为阴离子交换膜 B．阳极反应为4OH--4e-=O2↑＋2H2O C．电解一段时间后，Ⅲ室海水中盐的浓度降低 D．电解过程中，Ⅰ室电解液的pH在一段时间内可保持稳定 4．(2025•河南卷，12，3分)一种液流电解池在工作时可以实现海水淡化，并以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附近溶液的减小 C．电极b上发生的电极反应式为[ Fe(CN)6]4-+e-=[ Fe(CN)6]3- D．若海水用NaCl溶液模拟，则每脱除58.5gNaCl，理论上可回收1molLiCl 5．(2025•云南卷，11，3分)一种用双极膜电渗析法卤水除硼的装置如图所示，双极膜中H2O解离的H+和OH-在电场作用下向两极迁移。除硼原理：[B(OH)4]-+H+=H3BO3+H2O。下列说法错误的是( ) A．Pt电极反应：4OH--4e-=O2↑＋2H2O B．外加电场可促进双极膜中水的电离 C．Ⅲ室中，X膜、Y膜分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜 D．Ⅳ室每生成1molNaOH，同时Ⅱ室最多生成1molB(OH)3 2 / 3 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 微专题 多池 多室的电化学装置(讲义) 内容导航 01 命题透视·考情前瞻 对标素养，研判高考命题趋势 02 思维建模·脉络梳理 搭建知识框架，构建系统思维 03 考点精讲·靶向突破 拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 多池串联电化学装置 知识解构 知识点1 有外接电源的电解池串联装置 ∣ 知识点2 无外接电源的原电池与电解池的串联装置 考向破译 考向1 考查有外接电源的串联装置 ∣ 考向2 考查无外接电源的串联装置 解题妙招 “串联”类装置的解题流程 考点二 多室电化学装置 知识解构 知识点1两种常考的多室装置 ∣ 知识点2 离子迁移方向的判断 考向破译 考向1 “隔膜”在新型电池中的应用 ∣ 考向2 “双室”电解池的应用 考向3 “多室”电解池的应用 解题妙招1含离子交换膜电化学装置题的解题步骤 解题妙招2多室电解池的分析思路 04 真题溯源·考向感知 溯源真题逻辑，感知高考考向 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 考情梳理--三年真题 考向梳理 核心考点 2026年 2025年 2024年 多池串联电化学装置 河南卷T12，3分 甘肃卷T12，3分 多室电化学装置 广东卷T16，4分 河南卷T12，3分 云南卷T11，3分 考向解读--洞悉趋势 精准预判 ►命题解码： 1．从考查题型和内容上看，选择题会出现多池串联、含“膜”多室装置。工业上常用多室电解池制备物质，多室电解池是利用离子交换膜的选择透过性，即允许带某种电荷的离子通过而限制带相反电荷的离子通过，将电解池分为两室、三室、多室等，以达到浓缩、净化、提纯及电化学合成的目的。 2．从命题思路上看，高考会以新的情境载体考查电化学膜技术的应用，将以“文字叙述+离子交换膜+电化学装置图”的方式呈现，考查电极方程式书写、利用得失电子守恒计算等电化学基础知识及基本的化学思想与方法 ►复习目标： 1．理解与辨析能力，能够从图示电化学装置中提取有效信息，判断装置种类、辨别电极名称等； 2．分析与推理能力，能够根据图示信息和电解池的工作原理，分析电极反应的类型、电解质的作用、离子的移动方向以及定量分析转移电子的物质的量等。 思维建模·脉络梳理 ——搭建知识框架，构建系统思维 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 多池串联电化学装置 知●识●解●构 知识点1 有外接电源的电解池串联装置 有外接电源的各电池均为电解池，若电池阳极材料与电解质溶液中的阳离子相同，则该电池为电镀池，即甲池为电镀池，乙、丙池均为电解池。 知识点2 无外接电源的原电池与电解池的串联装置 1.根据装置特征判断装置类型 串联装置中有非常直观的装置，如燃料电池、铅酸蓄电池等，则该装置为原电池，其余的为电解池，如图中甲池为原电池，乙、丙池为电解池，且电极A、C为阳极，电极B、D为阴极。 2.根据电池的电极材料和电解质溶液判断装置类型 原电池一般是有两种不同的金属电极或一个金属电极和一个碳棒电极(惰性电极)；而电解池则一般两个都是惰性电极，如两个铂电极或两个碳棒电极。原电池中的电极材料和电解质溶液之间能发生自发的氧化还原反应，电解池的电极材料一般不能和电解质溶液自发反应。如上图所示，乙池为原电池，甲池为电解池。 得分速记 (1)多池串联的装置中，先根据电极反应物和电解质溶液判断哪个是原电池，其余装置一般为电解池。 (2)与原电池正极相连的电极为电解池阳极，与原电池负极相连的电极为电解池阴极，据此判断各池中发生的反应。 考●向●破●译 考向1 考查有外接电源的串联装置 例1如图，a、b是石墨电极，通电一段时间后，b极附近溶液显红色。下列说法正确的是(　　) A．X极是电源负极，Y极是电源正极 B．a极的电极反应是2Cl－－2e－===Cl2↑ C．电解过程中CuSO4溶液的pH逐渐增大 D．Pt极上有6．4 g Cu析出时，b极产生2．24 L(标准状况)气体 【答案】B 【解析】a、b是石墨电极，通电一段时间后，b极附近溶液显红色，依据电解质溶液为氯化钠的酚酞溶液，判断b极是阴极，Y极为电源负极，X极为电源正极，A项错误；电解过程中CuSO4溶液中的水在Pt极失电子生成氧气和氢离子，溶液中铜离子在Cu极得到电子析出铜，溶液中氢离子浓度增大，溶液的pH逐渐减小，C、D项错误。 解题妙招 “串联”类装置的解题流程 【变式1】【变载体】如图所示的A、B两个电解池中的电极均为铂，在A池中加入0.05 mol·L－1氯化铜溶液，B池中加入0.1 mol·L－1硝酸银溶液，进行电解。电解初期，a、b、c、d四个电极上所生成的物质的物质的量之比是(　　) A．2∶2∶4∶1 B．1∶1∶2∶1 C．2∶1∶1∶1 D．2∶1∶2∶1 【答案】A 【解析】由电解规律可知：a、c极为阴极，b、d极为阳极。a极上放出铜，b极上放出氯气，c极上析出银，d极上放出氧气。由得失电子守恒可得关系式：2e－～Cu～Cl2～2Ag～O2，所以a、b、c、d四个电极上所生成的物质的物质的量之比为2∶2∶4∶1。 【变式2】【变载体】如图a、b、c、d均为石墨电极，通电进行电解(电解液足量)。下列说法正确的是(　　) A．甲中a的电极反应式为：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O B．电解时向乙中滴入酚酞溶液，c电极附近变红 C．向乙中加入适量盐酸，溶液组成可以恢复 D．当b极有64 g Cu析出时，d电极产生2 g气体 【答案】D 【解析】A选项应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ ，故A错误，B项c极产生Cl2，加入酚酞没有现象，C项，在电解液足量的情况下，电解过程中只逸出H2和Cl2，只需补充氢和氯两种元素即可，不能加入盐酸，因为盐酸中有H2O，应通入适量HCl气体才能达到目的，故C项错误，D项，b极析出64g铜，转移电子数应为2mol，此时氢气刚好为1mol，应为2g，故D项正确。 【变式3】【变情景—钴酸锂电池】钴酸锂电池是目前用量最大的锂离子电池，用它作电源按如图装置进行电解。通电后，a电极上一直有气泡产生；d电极附近先出现白色沉淀(CuCl)，后白色沉淀逐渐转变成橙黄色沉淀(CuOH)。下列有关叙述正确的是(　　) A．已知钴酸锂电池放电时总反应为Li1－xCoO2＋LixC6===LiCoO2＋6C，则Li1－xCoO2作负极，失电子 B．当外电路中转移0.2 mol电子时，电极b处有2.24 L Cl2生成 C．电极d为阴极，电解开始时的电极反应式为Cu＋Cl－－e－===CuCl D．随着电解的进行，U形管Ⅱ中发生了如下转化CuCl＋OH－===CuOH＋Cl－ 【答案】D 【解析】A项，LixC6中C为负价，根据电池总反应，LixC6作负极，则Li1－xCoO2作正极，得电子，错误；B项，没有说明是否是标准状况，因此无法直接计算生成氯气的体积，错误；C项，d电极发生的变化Cu→CuCl是氧化反应，故d极为阳极，d极的电极反应式为Cu＋Cl－－e－===CuCl，错误；D项，d电极先产生白色沉淀(CuCl)，白色沉淀逐渐转变成橙黄色沉淀(CuOH)，发生的反应是CuCl＋OH－===CuOH＋Cl－，正确。 考向2 考查无外接电源的串联装置 例2(2026·海南华侨中学高三考前模拟)微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置，将其与微生物电解池进行串联，可实现海水淡化、去除重金属离子的同时制H2串联装置的示意图如下，所用电极均是惰性电极。 下列说法不正确的是( ) A．电子由R极经导线流向N极 B．交换膜1为阴离子交换膜 C．R极电极反应式：CH3COOH+2H2O-8e-=2CO2↑＋8H＋ D．一段时间后，T极沉积2.07 gPb，NaCl溶液中减少0.02 molNaCl 【答案】D 【解析】原电池中，M极C6H12O6氧化为CO2，失电子，故M是原电池负极；N极[ Fe(CN)6]3-还原为[ Fe(CN)6]4-，得电子，故N是原电池正极。电解池中，原电池正极N接R极，故R是电解池阳极；原电池负极M接T极，故T是电解池阴极。A项，电子仅在导线中移动，流向为：原电池负极M→电解池阴极T，电解池阳极R→原电池正极N，因此电子由R极经导线流向N极，A正确；B项，原电池中阴离子移向负极，阳离子移向正极；为脱盐，Cl-需要从NaCl溶液向负极M侧移动，因此允许Cl-通过的交换膜1是阴离子交换膜，B正确；C项，R为阳极，CH3COOH失电子生成CO2，电极反应 CH3COOH+2H2O-8e-=2CO2↑＋8H＋，原子、电荷、化合价均配平正确，C正确；D项，，T极阴极同时发生两个还原反应：Pb2++2e-=Pb、2H＋＋2e-=H2↑，生成0.01 mol Pb时，仅Pb就得到0.02 mol电子，加上H+得电子，总转移电子数大于0.02 mol；原电池中每转移1 mol电子，就有1 molNa+和1 molCl-移出NaCl溶液，因此NaCl减少量大于0.02 mol，D错误；故选D。 【变式1】【变载体】(2026·山东威海二模)K2S2O8在分析化学中应用广泛。如图所示，可将装置甲、乙联合使用来制取K2S2O8。下列说法错误的是( ) A．工作时装置甲内部，电流由b流向a B．装置乙隔膜为质子交换膜 C．装置乙中Pt电极反应式为：2HSO4--2e-=S2O82-+2H+ D．若一段时间后装置乙减轻2 g，则理论上装置甲有2molNiO(OH)生成 【答案】D 【解析】根据装置图，装置乙两个电极相同，则乙为电解池、甲为原电池，Pt电极HSO4-发生氧化反应生成S2O82-，Pt电极为阳极；左侧Pb电极为阴极，所以电池中a电极为正极、b电极为负极。A项，装置甲为原电池，Zn电极b为负极，a为正极；原电池内部电流由负极流向正极，即由b流向a，故A正确；B项，装置乙中Pt为阳极，电极反应生成H+，Pb为阴极，H+得电子生成H2，H+需要通过隔膜从阳极室移向阴极室，故隔膜为质子交换膜，故B正确；C项，Pt为阳极，HSO4-失电子生成S2O82-，电极反应式为2HSO4--2e-=S2O82-+2H+，故C正确；D项，装置乙减轻2 g说明阴极生成1 mol H2，电路中转移2 mol电子；装置甲为放电过程，正极反应为，转移2 mol电子时消耗2molNiO(OH)，不是生成2molNiO(OH)，故D错误；故选D。 【变式2】【变载体】(2026·甘肃武威高三模拟)近日，我国科学家开发肼-双氧水燃料电池，碱性条件下电解肼制备氢气，装置如图所示。 下列叙述正确的是( ) A．a极和b极材料可能相同 B．电子流向：b→c→d→a C．d极附近电解质溶液pH降低 D．乙池产生1molN2时，理论上甲池消耗3molH2O2 【答案】A 【解析】该装置中，甲池为肼-双氧水燃料电池(原电池)，乙池为电解池，先判断电极性质： 甲池中，N2H4失电子，故a为负极；H2O2得电子，故b为正极。乙池中，原电池负极a接电解池阴极d，原电池正极b接电解池阳极c。A项，甲池为燃料电池，电极材料不参与反应，可以选择相同材料作电极，A正确；B项，电子由负极流向阴极，阳极流向正极，即a→d，c→b，电解质溶液中靠离子迁移构成闭合回路，B错误；C项，d极的电极反应式为2H2O+2e-=H2↑＋2OH-，电极附近生成了OH-，pH升高，C错误；D项，b极的电极反应式为H2O2+2H++2e-=2H2O，c极的电极反应式为N2H4+4OH--4e-=N2↑＋4H2O，根据电子守恒，乙池生成1molN2时，理论上消耗2molH2O2，D错误；故选A。 【变式3】【变载体】(2026·重庆江津三模)扑热息痛()是一种可用于治疗感冒发烧，还能缓解各种疼痛的药品，可通过电解苯酚和乙腈(CH3CN)的水溶液在电极上直接合成，装置如图所示，其中电极材料均为石墨。下列说法错误的是( ) A．电极b的电极反应式为H2O2+2e-＋2H+=2H2O B．H2O2得失电子能力的强弱与溶液的酸碱性有关 C．电极c的反应式为： D．合成1 mol扑热息痛，理论上甲室质量增重96 g 【答案】D 【解析】左侧甲、乙两室组成H2O2新型原电池，为右侧丙电解池提供电能；b极(乙室，酸性)为原电池正极，电极反应：H2O2+2e-＋2H+=2H2O；a极(甲室，碱性)为原电池负极，H2O2失电子发生氧化：H2O2+2OH--2e-=O2↑＋2H2O ；SO42-经阴离子交换膜由乙室定向迁移至甲室；丙池中c接原电池正极作阳极，苯酚与CH3CN在阳极失电子氧化生成扑热息痛，d为电解池阴极。A项，b为原电池正极，溶液呈酸性，H2O2得电子被还原，电极反应：H2O2+2e-＋2H+=2H2O，A正确；B项，H2O2酸性易被还原、碱性易被氧化，得失电子能力受溶液酸碱性影响，B正确；C项，c为电解池阳极，苯酚、CH3CN失电子发生氧化反应，电极反应原子、电荷守恒，C正确；D项，合成1mol扑热息痛时阳极失去2mole-，负极a每消耗2mole-生成1molO2从甲室逸出；依据电荷守恒有1molSO42-迁入甲室，甲室增重，D错误；故选D。 考点二 多室电化学装置 知●识●解●构 知识点1 两种常考的多室装置 1.三室电解池 利用三室电解装置制备NH4NO3，其工作原理如图所示。 阴极的NO被还原为NH4+，电极反应式为NO＋5e－＋6H＋NH4+＋H2O，NH4+通过阳离子交换膜进入中间室；阳极的NO被氧化为NO3-，电极反应式为NO－3e－＋2H2O=NO3-＋4H＋，NO3-通过阴离子交换膜进入中间室。根据电路中转移电子数相等可得电解总反应：8NO＋7H2O3NH4NO3＋2HNO3，为使电解产物全部转化为NH4NO3，补充适量NH3可以使电解产生的HNO3全部转化为NH4NO3。 2.多室电解池 利用“四室电渗析法”制备H3PO2(次磷酸)，其工作原理如图所示： 电解稀硫酸的阳极反应式：2H2O－4e-=O2↑＋4H＋，产生的H＋通过阳离子交换膜进入产品室，原料室中的H2PO2-通过阴离子交换膜进入产品室，与H＋结合生成弱电解质H3PO2；电解NaOH稀溶液的阴极反应式：　2H2O＋2e-=H2↑＋2OH－，原料室中的Na＋通过阳离子交换膜进入阴极室。 得分速记 在原电池中应用离子交换膜，起到替代盐桥的作用，一方面能起到平衡电荷、导电的作用，另一方面能防止电解质溶液中的离子与电极直接反应，提高电流效率；在电解池中使用选择性离子交换膜的主要目的是限制某些离子(或分子)的定向移动，避免电解质溶液中的离子或分子与电极产物反应，提高产品纯度或防止造成危险等。 知识点2 离子迁移方向的判断 1.离子从“生成区”移向“消耗区”(以电解CO2制HCOOH为例，其原理如图所示) 2.离子从“原料区”移向“产品区”(以电渗析法制备H3PO2为例，其原理如图所示) 3.离子从“浓→稀”的溶液区移出，移向“稀→浓”的溶液区(以电化学制备K2Cr2O7为例，其原理如图所示，其中a、b均为石墨电极) 考●向●破●译 考向1 “隔膜”在新型电池中的应用 例1(2026·福建福州高三模拟)一种光诱导耦合界面阳离子调控增强型热化学电池的工作原理如图。下列说法正确的是( ) A．热端电极反应式为：[ Fe(CN)6]4-+e-=[ Fe(CN)6]3- B．图中箭头a均表示电子的移动方向、箭头b表示电流的方向 C．离子交换膜为阳离子交换膜 D．移除紫外光后电池电压不变 【答案】C 【解析】由图可知，热端电极失电子，是负极，冷端电极得电子，是正极，电极反应。A项，热端电极上[ Fe(CN)6]4-转化为[ Fe(CN)6]3-，Fe化合价从+2升高为+3，失电子，电极反应应为[ Fe(CN)6]4--e-=[ Fe(CN)6]3-，A错误；B项，热端电极失电子发生氧化反应，电子在外电路中从热端流向冷端，故箭头a表示电子的移动方向，光阳极发生氧化反应，电子在外电路中从光阳极流向阴极，故箭头b也表示电子的移动方向，B错误；C项，由图可知，K+(阳离子)穿过离子交换膜，从冷端侧向光阳极侧移动，说明该膜允许阳离子通过，属于阳离子交换膜，C正确；D项，该电池是光诱导增强型热化学电池，紫外光是光阳极反应的能量来源，移除紫外光后，光阳极反应停止，阳离子调控效应消失，电池电压会发生改变，D错误；故选C。 解题妙招 含离子交换膜电化学装置题的解题步骤 【变式1】【变载体】(2026·河南新乡高三模拟)铀是核电站的核心能源材料。科学家研发了一种从含UO22+、SO42-的废水中提取铀，并同步产电的工艺，其工作原理如图所示。下列说法正确的是( ) A．电极电势：Fe电极电极 B．SO42-移向CCF电极 C．正极的电极反应之一为O2+2H2O+2e-=H2O2+2OH- D．当电路中转移0.2 mol电子时，负极区生成3.6 g水 【答案】C 【解析】A项，根据装置图可知，CCF电极上UO22+得电子转化为UO2，作正极，则Fe电极为负极，正极(CCF电极)电极电势高于负极(Fe电极)，A错误；B项，原电池中阴离子移向负极(Fe电极)，B错误；C项，CCF电极上发生的电极反应有UO22++2e-=UO2、O2+2H2O+2e-=H2O2+2OH-，C正确；D项，当电路中转移0.2 mol电子时，通过阴离子交换膜的SO42-、OH-所带电荷共为0.2 mol，故通过阴离子交换膜的OH-少于0.2 mol，由H++OH-=H2O可知，生成水的质量小于3.6 g，D错误。故选C。 【变式2】【变载体】直接H2O2-H2O2燃料电池是一种新型化学电源，其工作原理如图所示。电池放电时，下列说法不正确的是( ) A．电池工作时，电极I电势低 B．电极Ⅱ的反应式为：H2O2+2e- +2H+=2H2O C．电池总反应为：2H2O2=2H2O+O2↑ D．当电路中转移0.1mol电子时，通过阳离子交换膜的为3.9g 【答案】C 【解析】电池工作时，电势低的是负极，电子从负极流向正极，故电极I为负极，电极Ⅱ为正极，负极：H2O2-2e-+2OH-=O2↑+2H2O，正极: H2O2+2e- +2H+=2H2O。A项，电池工作时，电势低的是负极，电子从负极流向正极，故电极I电势低，A正确；B项，电极Ⅱ为正极，电极反应式为：H2O2+2e- +2H+=2H2O，B正确；C项，该电池放电过程中，负极区的OH-来自KOH，正极区的 H+来自H2SO4，K+通过阳离子交换膜进入正极区与硫酸根结合生成K2SO4，因此电池总反应为：2H2O2+2KOH+H2SO4=K2SO4+4H2O+O2↑，C错误；D项，当电路中转移0.1mol电子时，通过阳离子交换膜的K+为0.1mol，即3.9g，D正确； 故选C。 【变式1】【变载体——电池新技术】(2026·重庆高三联考)热敏结晶增强液态热化学电池中，胍离子(Gdm+)选择性诱导[ Fe(CN)6]4-结晶，冷热端电极产生电势差，从而实现给锂离子电池充电，工作原理如图。锂离子电池反应为。下列说法错误的是( ) A．冷端电极电势高于热端电极电势 B．该新型热敏电池放电时，热端的电极反应式为[ Fe(CN)6]4--e-=[ Fe(CN)6]3- C．锂离子电池充电过程中，Li+通过LiPON薄膜移向a极 D．对锂离子电池充电时，电路中转移x mol电子，b极生成x mol Li1-xCoO2 【答案】D 【解析】根据锂离子电池反应可知，放电时，Li1-xCoO2发生反应：Li1-xCoO2+xLi++xe-=LiCoO2，得到电子，即b极作正极，LixSi即a极为负极，充电时，a极为阴极，b极为阳极，冷端电极为正极，热端电极为负极。A项，由分析可知，冷端电极为正极，热端电极为负极，即冷端电极电势高于热端电极电势，A正确；B项，由分析可知，该新型热敏电池放电时，热端电极为负极，发生氧化反应，故热端的电极反应式为[ Fe(CN)6]4--e-=[ Fe(CN)6]3-，B正确；C项，由分析可知，锂离子电池充电过程中，a极为阴极，b极为阳极，故Li+通过LiPON薄膜移向a极，C正确；D项，对锂离子电池充电时，b电极反应为LiCoO2-xe-=Li1-xCoO2+xLi+，电路中每转移x mol电子，生成1mol Li1-xCoO2，D错误。 考向2 “双室”电解池的应用 例2(2026·陕西榆林二模)我国科学家通过Cu2O超低电位下电催化硝酸盐与甲醇在Cu2O/Cu复合电极上反应，其原理如图，其中离子交换膜只允许OH-通过。下列说法错误的是( ) A．电极b为阳极 B．Cu2O电极上的电极反应式为NO3-+6H2O+8e-=NH3＋9OH- C．OH-由阴极区通过离子交换膜进入阳极区 D．KOH溶液在反应过程中pH保持不变 【答案】D 【解析】由图可知，Cu2O/Cu复合电极失电子，Cu生成CuO、Cu2O生成Cu(OH)2，Cu2O/Cu复合电极是阳极，电极反应为2CH3OH+10OH--8e-=2HCOO-＋8H2O；Cu2O电极上硝酸根离子得电子生成氨气，Cu2O电极是阴极，电极反应为NO3-+6H2O+8e-=NH3＋9OH-，电解总反应为2CH3OH+NO3-+OH-2HCOO-＋NH3+2H2O。A项，根据分析，Cu2O/Cu复合电极是阳极，即电极b为阳极，A正确；B项，根据图示，Cu2O电极上硝酸根离子得电子生成氨气，Cu2O电极上的电极反应式为NO3-+6H2O+8e-=NH3＋9OH-，B正确；C项，阴极电极反应为NO3-+6H2O+8e-=NH3＋9OH-，阳极电极反应为2CH3OH+10OH--8e-=2HCOO-＋8H2O，阳极区消耗OH-多，OH-通过离子交换膜进入阳极区，C正确；D项，由电解总反应2CH3OH+NO3-+OH-2HCOO-＋NH3+2H2O可得，KOH溶液在反应过程中浓度降低，pH减小，D错误； 故选D。 解题妙招 多室电解池的分析思路 【变式1】【变载体—制备高铁酸钾】(2026·甘肃高三模拟)高铁酸钾(K2FeO4)是一种常用净水剂，在强碱性条件下稳定，电解法制备K2FeO4的装置如图所示。下列说法错误的是( ) A．工业生产中需定时向阳极区补充KOH溶液 B．当外电路转移0.6 mol电子时，理论上惰性电极生成标准状况下6.72 L气体 C．阳极的电极方程式为Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O D．图中的离子交换膜只能选用阴离子交换膜 【答案】D 【解析】由图可知，细铁丝网电极接电源的正极，为阳极，失去电子，发生氧化反应Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O，惰性电极接电源的负极，为阴极，得到电子，发生还原反应2H2O+2e-=H2↑＋2OH-，电极过程中总反应为。A项，由分析知，阳极发生Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O，消耗Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O，故阳极区需要补充KOH溶液，A正确；B项，惰性电极为阴极，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑＋2OH-，当外电路转移0.6 mol电子时，理论上惰性电极生成0.3molH2，标准状况下体积为6.72 L，B正确；C项，阳极生成FeO42-的电极反应式为Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O，C正确；D项，为了提高FeO42-的产率，防止FeO42-移至阴极被还原，同时为了允许K+通过，维持两极室的电荷平衡，电解池应选用阳离子交换膜，D错误;故选D。 【变式2】【变考法】(2026·云南二模)某科研团队设计如图所示装置实现了离网条件下从尿液水解液(忽略其中的CO2，含氮物质主要以NH3形式存在)中回收硫酸铵肥料。下列说法错误的是( ) A．该装置工作时，电极b应接电源的负极 B．Ⅰ室仅发生反应2H2O-4e-=O2↑＋4H＋ C．捕集室需定时补充硫酸溶液 D．理论上每转移2 mol e-，有2 molNH4+进入Ⅱ室 【答案】B 【解析】A项，为了让进入Ⅱ室的NH4+转化为NH3 并通过气体渗透膜，Ⅱ室必须产生碱性环境，因此电极 b 应为阴极，发生还原反应产生OH-，A正确；B项，Ⅰ室中电极 a 为阳极，发生电极反应2H2O-4e-=O2↑＋4H＋，但由于尿液水解液中的含氮物质主要以NH3形式存在，生成的H+会立即与NH3 发生反应：NH3+H+=NH4+，因此Ⅰ室中并非仅发生电极反应，B错误；C项，捕集室中的硫酸溶液会不断吸收从Ⅱ室渗透过来的NH3气体，反应生成硫酸铵肥料，随着硫酸的持续消耗，需要定时补充，C正确；D项，根据阳极反应，每转移2 mol e- 就会产生2 mol H+，这些H+与NH3结合转化为2 molNH4+，为了维持Ⅰ室的电中性，理论上会有 2 molNH4+通过阳离子交换膜进入Ⅱ室，D正确；故选B。 【变式3】【变情境】一种电解装置如图所示，电解时H+从右室移向左室。通过电解获得的电解液可实现。下列说法正确的是( ) A．左室电解获得的电解液可用于实现“转化Ⅰ” B．右室发生的电极反应为 C．“转化Ⅱ”发生的反应为 D．“转化Ⅰ”生成1 mol，理论上电路中通过：3 mole- 【答案】C 【解析】根据氢离子在电解池中移动方向可知，a电极为阴极，b电极为阳极，阳极发生失电子的氧化反应，阴极发生得电子的还原反应，阳极反应：，阴极反应：，阳极生成Cr2O72-具有强氧化性，阴极生成具有还原性，“转化Ⅰ”为氧化反应、可加入右室电解获得的电解液氧化实现，“转化II”为还原反应，可加入左室电解获得的电解液还原实现，。A项，“转化Ⅰ”为氧化反应，应加入氧化剂，左室电解液含，右室电解液含Cr2O72-，所以实现“转化Ⅰ”需右室电解获得电解液，A错误；B项，右室发生的电极反应：，B错误；C项，“转化II”为还原反应，可加入左室电解获得的电解液还原实现，，C正确；D项，“转化Ⅰ”为，根据得失电子守恒，生成1mol理论上电路中通过：6 mole-，D错误；故选C。 考向3 “多室”电解池的应用 例3(2026·江苏连云港三模)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．I为阳离子交换膜，III为阴离子交换膜 B．电极b上发生的电极反应式为：[ Fe(CN)6]4-+e-=[ Fe(CN)6]3- C．须在3室中加入海水，电解池工作一段时间后，3室中可以得到淡化海水 D．若海水用NaCl溶液模拟，则每脱除58.5 g NaCl，理论上消耗标准状况下5.6LO2 【答案】D 【解析】该装置为电解池，电极a与外接电源负极相连作阴极，电极反应为 O2+2H2O+4e-=4OH-；电极b与外接电源正极相连作阳极，发生氧化反应，电极反应为[ Fe(CN)6]4--e-=[ Fe(CN)6]3-。该电解池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，电解池中阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，阳极有大量Li+，所以阳极的Li+通过离子交换膜Ⅲ向左移动，Cl-通过离子交换膜Ⅱ向右移动，在离子交换膜Ⅱ、Ⅲ之间得到LiCl，同时要淡化海水，所以离子交换膜Ⅰ、Ⅱ间的阴、阳离子向两侧移动，即Na+通过离子交换膜Ⅰ向左移动，Cl-通过离子交换膜Ⅱ向右移动，离子交换膜Ⅰ、Ⅱ间得到淡化的海水，故离子交换膜Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别为阳离子交换膜、阴离子交换膜、阳离子交换膜。A项，由分析知，I为阳离子交换膜，Na+通过离子交换膜Ⅰ向左移动；III为阳离子交换膜，Li+通过离子交换膜Ⅲ向左移动，A错误；B项，由分析知，电极b与外接电源正极相连作阳极，发生氧化反应，电极反应为[ Fe(CN)6]4--e-=[ Fe(CN)6]3-，B错误；C项，由分析可知，应在2室中加入海水以进行淡化，而3室用于收集LiCl，离子浓度会增大，无法得到淡化水，C错误；D项，每脱除58.5 g NaCl，电路中转移1 mol电子，根据a电极反应： O2+2H2O+4e-=4OH-计算可知，消耗0.25molO2，标准状况下体积为5.6L，D正确；故选D。 【变式1】【变载体】(2026·云南昆明高三模拟)利用石墨电极电解K2C2O4和KHC2O4的混合溶液，可分离得到二者的浓溶液，电解装置如下图所示，Ⅰ室中加入的是稀硫酸，Ⅱ室和Ⅲ室中加入的是K2C2O4和KHC2O4的混合溶液。下列说法不正确的是( ) A．钾离子通过交换膜a从Ⅱ室进入Ⅲ室 B．电解一段时间后，Ⅰ室中硫酸溶液浓度增大 C．阳极上发生的电极反应：2H2O-4e-=O2↑＋4H＋ D．电解过程中每转移2 mol电子，理论上Ⅰ室、Ⅲ室可得33.6 L气体 【答案】D 【解析】该装置中，左极为阳极(接电源正极)，发生氧化反应2H2O-4e-=O2↑＋4H＋，右极为阴极(接电源负极)，发生还原反应2H2O+2e-=H2↑＋2OH-，电解池中阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，Ⅰ室中的H+透过阳离子交换膜进入Ⅱ室，与Ⅱ室中的K2C2O4反应生成KHC2O4，从而在Ⅱ室获得浓的KHC2O4，Ⅱ室中K+透过交换膜a进入Ⅲ室,Ⅲ室中HC2O4-与阴极产生的OH-反应生成C2O42-，从而在Ⅲ室中获得浓的K2C2O4溶液。A项，Ⅰ室中产生的H+透过阳离子交换膜进入Ⅱ室，Ⅱ室中的K+透过交换膜a进入Ⅲ室，交换膜a是阳离子交换膜，A正确；B项，Ⅰ室电解水，溶质不变，水体积减小，硫酸浓度增大，B正确；C项，阳极上发生失电子的氧化反应：2H2O-4e-=O2↑＋4H＋，C正确；D项，气体所处的状况未知，无法计算体积，D错误；故选D。 【变式2】【变情境】(2026·陕西榆林三模)利用如图装置捕捉CO2并将其转化为CaCO3。已知在直流电场作用下双极膜中间层中的H2O解离为H+和OH-，，并分别向两极迁移，同时得到O2、H2、高浓度盐酸等产品。下列说法错误的是( ) A．电极a与电源的负极相连 B．CaCO3在中间室形成 C．理论上，电路中转移2 mol电子，生成1 mol HCl D．电极b为阳极，电极反应式为4OH--4e-=O2↑＋2H2O 【答案】C 【解析】A项，根据题意可得，氢氧根离子进入碱室将二氧化碳转化为碳酸根，碳酸根通过阴离子交换膜进入中间室与钙离子结合生成碳酸钙沉淀；则电极a为阴极，应连接电源负极，A正确；B项，CO2和OH-反应生成的CO32-经阴离子交换膜进入中间室，与Ca2+结合生成CaCO3沉淀，B正确；C项，在直流电场作用下双极膜中间层中的H2O解离为H+和OH-，分别向两极移动，阳极每转移4 mol电子，双极膜提供4 molH+进入酸室，酸室生成4 mol HCl。故理论上，电路中转移2 mol电子，生成2 mol HCl，C错误；D项，电极a为阴极，电极b为阳极，阳极发生氧化反应，电极反应式为4OH--4e-=O2↑＋2H2O，D正确；故选C。 【变式3】【变情境】(2026·安徽滁州高三模拟)利用偏二甲肼(CH3)2NNH2燃料电池电解含锰酸性废水可得到MnO2，并得到副产物NaOH装置如图所示。下列说法错误的是( ) A．电势：Y＞X，N＞M B．X极反应： C．膜Ⅰ为阳离子交换膜，膜Ⅱ为阴离子交换膜 D．电解一段时间后，c室溶液的pH减小 【答案】B 【解析】在燃料电池中，阴离子向负极移动，所以X极为负极，Y极为正极。电解池中，N极Mn2+失去电子生成MnO2，Mn元素化合价升高，发生氧化反应，N极为阳极，M极为阴极，因此Y为正极，X为负极，所以N为阳极，M为阴极。A项，由分析可知，原电池中，正极电势高于负极，即Y＞X；电解池中，阳极电势高于阴极，即N＞M，A正确；B项，偏二甲肼(CH3)2NNH2在负极失电子，结合电解质中的O2-，生成CO2、N2和H2O，电极反应式为：，B错误；C项，M为阴极，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑＋2OH-，a室生成NaOH，说明b室中的Na+通过膜Ⅰ进入a室，所以膜Ⅰ为阳离子交换膜；N为阳极，c室中Mn2+失电子生成MnO2，电极反应式为，为了维持溶液的电中性， b 室中的Cl-通过膜Ⅱ进入c室，所以膜Ⅱ为阴离子交换膜，C正确；D项，N为阳极，发生的反应为，同时b室的Cl-通过膜Ⅱ进入c室，H+和Cl-结合形成盐酸，导致c室溶液中H+浓度增大，酸性增强，pH值减小，D正确；故选B。 重难·创新演练 1．(2026·广东茂名一模)一种新型的铅锂电池的充、放电过程如图所示。下列说法错误的是( ) A．放电时，SO42-向a极方向迁移 B．充电时，LiMn2O4中Mn元素被氧化 C．放电时，正极反应为Li1- xMn2O4+ xLi-xe-= LiMn2O4 D．充电时，外电路每转移0.5 mol电子，a极质量减轻24 g 【答案】C 【解析】由铅锂电池的充、放电示意图可知，电解质为Li2SO4溶液。放电时，Li+向b极移动，则b极为正极，a极为负极，充电时，a极为阴极，b极为阳极。A项，放电时，阴离子向负极迁移，a极为负极，SO42-向a极方向迁移，A正确；B项，充电时，b极为阳极，LiMn2O4转化为Li1- xMn2O4，Mn元素化合价升高，LiMn2O4中Mn元素被氧化，B正确；C项，放电时，b极为正极，发生正极反应，电极反应为Li1- xMn2O4+ xLi+xe-= LiMn2O4，C错误；D项，充电时，a极为阴极，电极反应为PbSO4+2e-=Pb+SO42-，生成的SO42-进入电解质溶液中，外电路每转移0.5 mol电子，a极质量减轻24 g，D正确；故选C。 2．(2026·辽宁大连二模)离子电池具有充电速度快和低温环境性能优越的特点，其电极材料的导电聚合物中掺杂磺酸基可增强其电化学活性，其充电时工作原理如图所示。下列说法错误的是( ) A．放电时，电极B为负极，质量减小 B．充电过程中，每转移2 mol电子时，两电极质量变化相差46 g C．此离子电池的隔膜为阳离子交换膜 D．充电时，电极的电极反应式为 【答案】B 【解析】充电时，电极A接电源正极，是阳极；电极B接电源负极，是阴极。放电时则相反，电极A为正极，电极B为负极。A项，放电时，电极B为负极，发生反应：NaxCy－xe-=xNa＋+Cy，Na+脱离电极B进入电解质，电极B质量减小，A正确；B项，充电时，电极A(阳极)反应：(每转移n mol e-，电极A释放n mol Na+，质量减少23n g)；电极B(阴极)反应：(每转移n mol e-，电极B结合n mol Na+，质量增加23n g)，当转移2 mol电子时：电极A质量减少：2×23=46 g；电极B质量增加：2×23=46 g，两电极质量变化相差：46+46=92 g，B错误；C项，充电时，Na+从电极A(阳极)通过隔膜移向电极B(阴极)，所以隔膜为阳离子交换膜，C正确；D项，充电时，电极A(阳极)失去电子，Na+从电极A脱离进入电解质，电极反应式为，D正确；故选B。 3．【浓差电池】(2026·四川部分学校高三联考)某研究小组以浓差电池为电源，用如图所示装置从含Na2CrO4的浆液中分离得到含Cr2O72-的溶液并制备NaOH。已知：浓差电池中，某种电解质离子或分子浓度越大，其氧化性或还原性越强。 下列说法正确的是( ) A．Ag(Ⅰ)为负极，起始时，c1＞c2 B．膜a、膜b、膜c均为阴离子交换膜 C．CrO42-转化为Cr2O72-提供H+主要由C室提供 D．E室的电极反应式为2H2O-4e-=O2↑＋4H＋ 【答案】C 【解析】用如图所示装置从含Na2CrO4的浆液中分离得到含Cr2O72-的溶液并制备NaOH，说明Na+从D室通过膜c进入E室，则E室为阴极室，发生还原反应，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑＋2OH-；C室为阳极区，发生氧化反应，电极反应式为2H2O-4e-=O2↑＋4H＋。生成的H+通过膜b进入D室，与CrO42-反应转化为Cr2O72-(2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O)。浓差电池的正极(Ag(II))连接电解池的阳极(惰性电极Ⅰ)，负极(Ag(I ))连接电解池的阴极(惰性电极Ⅱ)。A项，由分析可知，Ag(Ⅰ)为负极，Ag(Ⅱ)为正极，浓差电池中，某种电解质离子或分子浓度越大，其氧化性或还原性越强，则正极区Ag+氧化性更强、浓度更大，故起始时c2＞c1，A错误；B项，由分析可知，Ag(I )为负极，电极反应式为：Ag-e-=Ag+，为维持电中性，NO3-需从B室移向A室，故膜a为阴离子交换膜；C室生成的H+需进入D室参与反应，故膜b为阳离子交换膜，D室的Na+需进入E室制备NaOH，故膜c为阳离子交换膜，B错误； C项，由分析可知，C室为阳极区，电极反应生成H+，H+通过膜b迁移到D室，为CrO42-转化为Cr2O72-提供H+，C正确；D项，由分析可知，E室为阴极区，发生得电子的还原反应，电极反应为2H2O+2e-=H2↑＋2OH-，D错误； 故选C。 4．(2026·山东淄博期中)微生物燃料电池不仅可以获得高效能源，还能合成电子工业清洗剂四甲基氢氧化铵，采用微生物燃料电池电渗析法合成的工作原理如图所示，下列说法正确的是( ) A．c是阴离子交换膜，d为阳离子交换膜 B．电子移动方向为电极电极电极电极 C．制备时，可收集处产物并重新添加固体，以重复使用 D．制备时，电极b处产生(标准状况下)气体 【答案】D 【解析】题干描述采用微生物燃料电池电渗析法合成，由图可知，左侧装置中CO2在光照及光合菌的作用下变为O2，O2得到电子变为H2O，故左侧为燃料电池，石墨电极M为正极，石墨电极N为负极，右侧装置为电解池；a极为阴极，与N极相连；b极为阳极，与M极相连；在电解池中，要于中间隔室合成(CH3)4NOH，需要该室中的Cl−通过d膜向阳极b迁移，(CH3)4N+向阴极迁移，故c膜为阳离子膜；右侧NaOH溶液中的Na+要通过e膜向左迁移，故P处得到的是NaOH的浓溶液。由上述分析可知，c膜和d膜均为阴离子交换膜，故A错误；电极电极a为离子迁移，不是电子，故B错误；P处得到的是NaCl的浓溶液，应加水稀释后重复使用，故C错误；阴极a的电极反应式为2H2O+2e−=H2↑+2OH−，OH-与(CH3)4N+结合为 (CH3)4NOH，生成时转移1 mol电子，b极电极反应式为4OH-+4e-=2H2O+O2↑，得到O2为0.25 mol，标况下体积为5.6L，故D正确；故选D。 5．(2026·浙江金华高三选考模拟)利用Li­Mg双离子可充电电池进行电絮凝净水的实验探究，实验装置如图。已知电极a的反应为：Li1-xFePO4 + xLi++ xe-=LiFePO4。下列叙述不正确的是( ) A．Mg电极放电时电极反应为：Mg-2e-= Mg2+ B．电池充电时，Li+从Ⅰ室向Ⅱ室迁移 C．电絮凝净水池的反应有：2Al+6H2O2Al(OH)3+3H2↑ D．每消耗1 mol Mg，电极a质量理论上增加14 g 【答案】B 【解析】极a的反应为：Li1-xFePO4 + xLi++ xe-=LiFePO4，电极a发生还原反应，a是正极，则Mg电极为负极。A项，Mg电极为负极，放电时，Mg失电子生成镁离子，电极反应为：Mg-2e-= Mg2+，故A正确；B项，原电池中阳离子向正极移动， a是正极、Mg电极为负极，则放电时Li+从Ⅰ室向Ⅱ室迁移；充电时，Li+从Ⅱ室向Ⅰ室迁移，故B错误；C项，电絮凝净水池中，Al电极为阳极、Fe电极为阴极，阳极铝失电子生成铝离子，阴极水得电子生成氢气和氢氧根离子，反应有：2Al+6H2O2Al(OH)3+3H2↑，故C正确；D项，每消耗1 mol Mg，转移2mol电子，根据Li1-xFePO4 + xLi++ xe-=LiFePO4，有2molLi+参与反应生成LiFePO4，所以电极a质量理论上增加14 g，故D正确；故选B。 6．(2026·湖南衡阳高三模拟)一种电化学组合装置如图所示，锌电池工作时“双极膜”中间层的H2O解离为H+和OH-，在电场作用下向两极迁移，同时可高选择性电催化5-羟甲基糠醛生成2，5-呋喃二甲酸并耦合析氢。下列说法正确的是( ) A．膜n为阳离子交换膜 B．c为阳极，发生氧化反应 C．产生0.3 mol NH4+时，理论上生成0.3 mol 2，5-呋喃二甲酸 D．当双极膜中有1 mol H2O解离时，负极区溶液质量增加49.5 g 【答案】D 【解析】首先判断装置：左侧为原电池，右侧为电解池。Zn失电子发生氧化反应，因此Zn电极(b)为原电池负极，a为原电池正极；电解池中，阳极接原电池正极，发生氧化反应，阴极接原电池负极，发生还原反应，5-羟甲基糠醛氧化为 2,5-呋喃二甲酸是氧化反应，因此d为电解池阳极，c为电解池阴极，发生还原反应。A项，双极膜解离的H＋向原电池正极(左侧a区)迁移，OH-向原电池负极(右侧Zn区)迁移，因此膜n需要允许OH-(阴离子)通过，为阴离子交换膜，A错误；B项，c接原电池负极(b)，因此c为电解池阴极，发生还原反应，B错误；C项，正极反应 NO3-＋10H＋＋8e-=NH4++3H2O，生成0.3 molNH4+时，转移电子，1分子5-羟甲基糠醛生成2,5-呋喃二甲酸：-CH2OH→-COOH失4e-，-CHO→-COOH失2e-，1 mol产物共转移6 mol e-，因此生成产物的物质的量为，C错误；D项，1 mol H2O解离生成1 mol H+和1 mol OH- ，转移1 mol电子，负极反应为Zn-2e-+4OH-=[Zn(OH)4]2-，转移1 mol电子时，有0.5 mol Zn进入溶液(质量为0.5× 65 =32.5 g)，同时双极膜解离的1 mol OH-也进入负极区(质量1×17=17 g)，因此负极区溶液总质量增加32.5+17=49.5 g，D正确；故选D。 7．(2026·河北衡水期中)电渗析法是一种利用离子交换膜进行海水淡化的方法，工作原理如图。下列有关说法错误的是 A．阳极可发生电极反应：2Cl--2e-═Cl2↑ B．阴极附近溶液的pH增大 C．a膜为阴离子交换膜，b膜为阳离子交换膜 D．Ⅰ、Ⅱ分别是浓海水、淡水出口 【答案】D 【解析】阳极是溶液中的阴离子失电子发生氧化反应，阴极是溶液中的阳离子得电子发生还原反应，I中氯离子向阳极移动，钠离子向阴极移动，I是淡水出口，而中间Ⅱ中右边移进氯离子，左边移进钠离子，Ⅱ是浓海水出口。极是氯离子发生氧化反应，所以阳极可发生电极反应：2Cl--2e-═Cl2↑，故A正确；阴极附近是水电离出的氢离子放电，氢氧根离子浓度增大，所以阴极附近溶液的pH增大，故B正确；a膜为氯离子透过的膜，而b膜为阳离子通过的膜，所以a膜为阴离子交换膜，b膜为阳离子交换膜，故C正确；I中氯离子向阳极移动，钠离子向阴极移动，所以I是淡水出口，而中间Ⅱ中右边移进氯离子，左边移进钠离子，所以Ⅱ浓海水出口，故D错误；故选D。 8．【废水处理】(2026·河北保定二模)废水处理过程中可回收有价值的金属，减少资源浪费。某工厂回收废水中含有的重金属镍离子，经化学中和沉淀后分离出Ni(OH)2，采取双电池联合电解回收镍，其工作原理如图所示。下列说法错误的是( ) A．甲和丙是原电池，乙是电解池 B．交换膜A和交换膜B都是阳离子交换膜 C．碳棒b电极的反应：2H2O-4e-=O2↑＋4H＋ D．若甲中铁棒质量减小28g，丙中金属锂质量减小7g，则此时回收金属镍29.5g 【答案】D 【解析】通过电解方法将Ni(OH)2转化为镍，分析装置图可知，装置乙是电解池，不锈钢电极应为阴极，电极反应为Ni2++2e-=Ni，碳棒b为阳极，电极反应为2H2O-4e-=O2↑＋4H＋；装置甲和丙是原电池，碳棒a和光催化电极是正极，铁棒和金属锂是负极。据此进行分析。A项，根据分析可知，A正确；B项，碳棒b所在区域溶液H+浓度增大，与沉淀Ni(OH)2中和生成Ni2+，Ni2+需要迁移到阴极得电子回收镍，所以交换膜A、B是阳离子交换膜，B正确；C项，根据分析可知，C正确；D项，若甲中铁棒质量减小28g，则甲中转移电子的物质的量为1mol，同时丙中金属锂质量减小7g，则丙中转移电子的物质的量为1mol，因此乙中共转移2mol电子，则回收的金属镍为1mol，即59g，D错误。故选D。 9．(2026·北京高二期中)双极膜(BP)是阴、阳复合膜，在直流电的作用下，阴、阳膜复合层间的解离成和，作为和离子源。利用双极膜电渗析法处理含NaA的废水，工作原理如图，图中“→”和“←”表示离子通过交换膜的方向。下列说法错误的是 A．R电极与电源正极相连。 B．交换膜Ⅰ为阳离子交换膜，交换膜Ⅱ为阴离子交换膜 C．产品X、Y二者浓度一定相同 D．若去掉双极膜(BP)，电路中每转移1 mol电子，两极共得到1 mol气体 【答案】C 【解析】极室Ⅱ加入NaCl溶液，钠离子通过交换膜Ⅲ进入产品室Ⅱ，故交换膜Ⅲ为阳离子交换膜；R电极与电源正极相连，发生的反应为2Cl--2e-=Cl2↑，依此可推交换膜Ⅱ为阴离子交换膜。R电极一侧双极膜解离的OH-向右移动，OH-为阴离子，电解池中阴离子移向阳极，故R为阳极，与电源正极相连，A正确；料室中A-通过交换膜II进入产品室I与H+结合生成HA，说明交换膜II允许阴离子通过，为阴离子交换膜；交换膜I若为阳离子交换膜，可允许极室I中Na+进入料室维持电荷平衡，B正确；产品X(HA)和Y(NaOH)的物质的量由H+、OH-、A-、Na+的迁移量决定(理论上1:1)，但浓度取决于产品室体积，题目未说明体积相同，浓度不一定相同，C错误；去掉BP后，阴极(Q)反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-(1mol电子生成0.5mol H2)，阳极(R)反应为2Cl--2e-=Cl2↑(1mol电子生成0.5mol Cl2)，转移1mol电子共生成1mol气体，D正确；故选C。 10．(2026·四川南充期中)以AgNO3浓差电池(电解质溶液浓度不同形成的电池)为电源，石墨为电极将NH3转化为较高纯度的H2装置如图所示(已知：浓差电池停止工作时阴离子交换膜两侧AgNO3溶液浓度相等)。下列说法错误的是( ) A．Ag(2)电极电势高于Ag(I)电极电势 B．电极A上发生的电极反应为2NH3+6OH--6e-=N2↑＋6H2O C．工作时，B电极附近溶液的pH增大 D．生成0.5 mol H2时，丁室电解质溶液质量增加108 g 【答案】D 【解析】浓差电池最终交换膜两侧AgNO3溶液浓度相等，交换膜为阴离子交换膜，即通过离子交换膜移向左侧，左侧溶液增大，右侧减小，所以丁池中Ag(1)溶解，增大，丙池中Ag+得电子生成Ag析出，即Ag(2)电极为正极，Ag(1)电极为负极，负极反应式为，正极反应式为，电解池中A电极为阳极，B电极为阴极，阳极上NH3发生失电子的氧化反应生成N2，阴极上H2O发生得电子的还原反应生成H2。根据分析可知，Ag(2)电极为正极，Ag(1)电极为负极，即Ag(2)电极电势高于Ag(l)电极电势，A正确；根据分析，电解池中A电极为阳极，阳极上NH3发生失电子的氧化反应生成N2，电极反应：2NH3+6OH--6e-=N2↑＋6H2O，B正确；B电极为阴极，发生还原反应：2H2O + 2e- = H2↑ + 2OH-，电解池中阴离子移向阳极，每生成2mol，转移2mol电子，同时有2mol从甲池移动到乙池，但反应消耗了水，故B极中的NaOH的浓度升高，溶液的pH增大，C正确；生成0.5mol H2转移1mol电子，丁室中，负极Ag(1) Ag – e- = Ag+，溶解1mol Ag，质量为108g，同时丙室1mol (质量62g)通过阴离子交换膜进入丁室，丁室溶液质量增加108g + 62g = 170g，D错误；故选D。 11．电化学法对环境保护和资源化利用有重要意义。以图甲装置为电源，电化学还原CO2制甲酸盐(HCOO-，甲酸根离子)，既能有效消除氮氧化物对环境的污染，又可实现CO2的资源化利用。请回答下列问题： (1)图甲中的负极为电极________(填“A”或“B”，下同)，电池工作时，K+移向电极________。 (2)写出正极的电极反应式：________。 (3)电池工作一段时间后，图甲中左室的KOH溶液浓度________(填“增大”“减小”或“不变”)，原因为________。 (4)当电路中转移0.6mole-时，可处理________L(标准状况下)NH3。 (5)写出图乙中CO2被还原为HCOO-的电极反应式：________。 (6)法拉第效率是衡量在给定电量下，产物的实际生成量与理论生成量的比值。这个比值可以帮助我们了解反应的效率，以及是否有副反应发生。若电路中通过0.4mole-时，生成8.1gHCOO-，则电解还原CO2制甲酸盐的法拉第效率为________。 【答案】(1) A B (2)2NO2+4H2O+8e-=N2＋8OH- (3) 减小 该反应不断消耗OH-并且生成H2O，同时K+向右室迁移 (4)4.48 (5) CO2+HCO3-+2e-=HCOO-+CO32- (6)90% 【解析】图甲为原电池，NH3在电极A发生氧化反应失电子，A为负极；NO2在电极B发生还原反应得电子，B为正极。图乙为电解池，Sn极连接原电池负极，为阴极，CO2在阴极被还原为HCOO-。 (1)依据分析，电极A为负极；原电池工作时，阳离子向正极移动，因此K+移向电极B； (2)电极B为正极，NO2在正极得电子被还原为无污染的N2。由于电解质溶液为 KOH 碱性溶液，故正极的电极反应式为2NO2+4H2O+8e-=N2＋8OH-； (3)电池工作时，左室电极A(负极)发生的电极反应为2NH3+6OH--6e-=N2＋6H2O；该反应不断消耗OH-并且生成H2O，同时K+向右室迁移，因此KOH溶液的浓度减小； (4)根据负极反应式2NH3+6OH--6e-=N2＋6H2O可知，每消耗2 molNH3转移6 mol电子。当电路中转移0.6 mol电子时，消耗的NH3物质的量为。在标准状况下，其体积为； (5)图乙为电解池装置，通入CO2的 Sn 片与图甲的负极(电极A)相连，作阴极。在阴极上，CO2得电子被还原为HCOO-，结合电解质为KHCO3溶液，其电极反应式为CO2+HCO3-+2e-=HCOO-+CO32-； (6)根据阴极反应式 可知，生成1 mol HCOO-需要转移2 mol电子。当电路中通过0.4 mol电子时，理论上生成HCOO-的物质的量为0.2 mol；HCOO-的摩尔质量为45 g/mol，故理论生成的质量为；已知实际生成量为8.1 g，则法拉第效率为 。 12．(2026·上海高三模拟)NO空气质子交换膜燃料电池实现了制硝酸、发电、环保三位一体的结合。某化学兴趣小组用如图装置模拟工业处理废气和废水的过程。已知电极材料均为惰性电极 (1)甲池在放电过程中的负极反应式为_______。 (2)乙池中通入废气NO的电极为_______极，电池总反应的离子方程式为_______。 (3)b为_______(填“阳”或“阴”)离子交换膜。当浓缩室得到浓度为的盐酸时，室中的溶液的质量变化为_______(增大或减小)_______g(溶液体积变化忽略不计)。 (4)标准状况下，甲池有11.2LO2参加反应，则乙池中处理废气(SO2和NO)的总体积为_______。 【答案】(1)NO+2H2O-3e-=NO3-＋4H＋ (2)阴 5SO2+2NO+8H2O5SO42-+2NH4++8H+ (3) 阴 减小 18 (4)31.36 【解析】甲池为NO空气质子交换膜燃料电池，左侧电极上NO被氧化生成HNO3，即左侧电极为负极，则右侧电极为正极；乙池为电解池，将SO2和NO分别转化为SO42-和NH4+，其左侧电极与甲池的正极相连，即作阳极，则右侧电极作阴极；丙池为盐酸浓缩电解池，通过电解将0.1 mol/L盐酸浓缩为0.6 mol/L盐酸，本质是利用离子交换膜实现H+和Cl-的定向迁移。其右侧电极与甲池的负极相连，即作阴极，则左侧电极作阳极。 (1)由分析可知，甲池的左侧电极为负极，NO被氧化生成HNO3，则负极反应式为：NO+2H2O-3e-=NO3-＋4H＋； (2)由分析可知，乙池为电解池，其左侧电极与甲池的正极相连，即作阳极，则右侧电极作阴极，即乙池中通入废气NO的电极为阴极，阳极上SO2被氧化为SO42-，阴极上NO被还原生成NH4+，经配平得电池总反应的离子方程式为： 5SO2+2NO+8H2O5SO42-+2NH4++8H+； (3)由分析可知，丙池为盐酸浓缩电解池，通过电解将0.1 mol/L盐酸浓缩为0.6 mol/L盐酸，其右侧电极与甲池的负极相连，即作阴极，则左侧电极作阳极，利用离子交换膜实现H+和Cl-的定向迁移，即Cl-从N室通过b膜进入浓缩室，因此b为阴离子交换膜。M室中是0.1mol·L-1的硫酸，其H+通过阳离子交换膜(a膜)进入浓缩室，浓缩室得到0.6mol·L-1的盐酸4L，增加的HCl物质的量为2mol，即有2 molH+从M室迁移至浓缩室，M室为阳极区，发生反应：2H2O-4e-=O2↑＋4H＋，则M室中溶液质量减小，且此时反应消耗水1 mol，M室中溶液的质量减少； (4)标准状况下，11.2LO2的物质的量为，甲池中O2在正极得到电子，发生电极反应：O2＋4H＋＋4e-=2H2O，因此转移电子的物质的量为。乙池中电池总反应为：5SO2+2NO+8H2O5SO42-+2NH4++8H+，根据得失电子守恒可得：，所以标准状况下，甲池有11.2LO2参加反应，乙池中有1molSO2和0.4molNO废气被处理，其总体积为。 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 1．(2026·河南卷，12，3分)一种多组串联的电化学装置可以同时产生H2和Cl2，其工作原理如图所示。其中a1~an均为Ag/AgCl电极，每组装置左侧均为高浓度盐酸，右侧均为低浓度盐酸。该装置工作时仅在石墨电极与铂电极上产生气体。 下列说法错误的是( ) A．工作时，铂电极上产生H2 B．工作时，电极a1、a3、an-1的质量均减小 C．定期互换直接相连的Ag/AgCl电极，并恢复溶液浓度，整个装置可再次运行 D．将盐酸换为对应浓度NaCl溶液，使用阳离子交换膜，每组装置启动时均生成NaOH 【答案】D 【解析】整个装置中，中间串联的是原电池，左右两边是电解池，石墨电极为阳极，发生氧化反应：2Cl⁻ - 2e⁻ = Cl2↑，铂电极为阴极，发生还原反应：2H+ + 2e⁻ = H2↑。在原电池装置中，a2~an-1均为Ag/AgCl电极，偶数电极为负极，电极反应：Ag - e⁻ + Cl⁻ = AgCl，奇数电极为正极，电极反应：AgCl + e⁻ = Ag + Cl⁻。A项，铂电极是阴极，H+在阴极得电子生成H2：2H+ + 2e⁻ = H2↑，A正确；B项，工作时，电极a1为阴极，电极反应：AgCl + e⁻ = Ag + Cl⁻，a3、an-1等奇数电极为正极，电极反应：AgCl + e⁻ = Ag + Cl⁻，均是AgCl转化为Ag，质量减小，B正确；C项，在装置运行过程中：左侧高浓度盐酸中，Cl⁻被消耗，同时H+通过质子交换膜迁移到右侧，最终，左侧盐酸浓度降低，右侧盐酸浓度升高；且a1、a3、…、an-1电极质量减小，a2、a4、…、an电极质量增加。若定期将直接相连的Ag/AgCl电极互换，并恢复两侧盐酸浓度，可使装置恢复到初始状态，再次运行，C正确；D项，将盐酸换为NaCl溶液、使用阳离子交换膜时，阳极反应：2Cl⁻ - 2e⁻ = Cl2↑；阴极反应2H2O+2e-=H2↑＋2OH-，Na+会通过阳离子交换膜向阴极移动，在铂电极附近生成NaOH。但中间的装置中，Ag/AgCl电极发生反应：Ag - e⁻ + Cl⁻ = AgCl和AgCl + e⁻ = Ag + Cl⁻，不会生成NaOH，D错误；故选D。 2．(2025·甘肃卷，12，3分)我国科研工作者设计了一种Mg-海水电池驱动海水(pH=8.2)电解系统(如下图)。以新型MoNi/NiMoO4为催化剂(生长在泡沫镍电极上)。在电池和电解池中同时产生氢气。下列关于该系统的说法错误的是( ) A．将催化剂生长在泡沫镍电极上可提高催化效率 B．在外电路中，电子从电极1流向电极4 C．电极3的反应为：4OH--4e-=O2↑＋2H2O D．理论上，每通过2mol电子，可产生1molH2 【答案】D 【解析】有图可知，左侧为原电池，右侧为电解池，电极1为负极，发生氧化反应，电极反应式为：Mg-2e-+2OH-=Mg(OH)2，电极2为正极发生还原反应，电极反应式为：H2O+2e-=H2↑+2OH-，右侧为电解池，电极3为阳极，产生氧气，电极4产生阴极，产生氢气。A项，催化剂生长在泡沫镍电极上可加快电解速率，提高催化效率，A正确；B项，电极1是负极，电极4为阴极，电子从电极1流向电极4，B正确；C项，电极3为阳极，发生氧化反应，生成氧气，电极3的反应为：4OH--4e-=O2↑＋2H2O，C正确；D项，电极2和电极4均产生氢气，理论上，每通过2mol电子，可产生2molH2，D错误；故选D。 3．(2026·广东卷，16，4分)一种利用电解还原CO2同时实现海水脱盐的装置如图，电解液在Ⅰ和Ⅳ室间循环，初始电解液为NaHCO3溶液，膜①~③为阳离子或阴离子交换膜。下列说法错误的是( ) A．①为阳离子交换膜，②为阴离子交换膜 B．阳极反应为4OH--4e-=O2↑＋2H2O C．电解一段时间后，Ⅲ室海水中盐的浓度降低 D．电解过程中，Ⅰ室电解液的pH在一段时间内可保持稳定 【答案】C 【解析】由题图可知，CO2在电极a上反应转化为CO，C元素化合价降低，故电极a为阴极，阴极反应为CO2+H2O+2e-=CO＋2OH-，生成的OH-与电解液中的HCO3-/发生反应HCO3-+OH-═CO32--+H2O。电极b为阳极，H2O电离出的OH-在阳极放电，阳极反应为4OH--4e-=O2↑＋2H2O，H2O电离出的 H+发生反应 H++CO32-- ═HCO3-。若③为阴离子交换膜，结合电流方向可知，Ⅲ室海水中的Cl-会向右通过膜③迁移至Ⅳ室中，并在电极b上放电生成Cl2，故③应为阳离子交换膜，以阻止Cl-通过，据此可知实现脱盐的海水不是Ⅲ室海水，而是Ⅱ室海水，则①为阳离子交换膜，②为阴离子交换膜，Ⅱ室海水中的Na+向左通过膜①迁移至Ⅰ室中，Ⅱ室海水中的Cl-向右通过膜②迁移至Ⅲ室中，Ⅳ室电解液中的 H+向左通过膜③迁移至Ⅲ室中，故电解一段时间后，Ⅱ室海水中盐的浓度降低，Ⅲ室海水中盐的浓度升高。A项，由分析知，①为阳离子交换膜，②为阴离子交换膜，A正确；B项，由分析知，电极b为阳极，H2O电离出的OH-在阳极放电，阳极反应为4OH--4e-=O2↑＋2H2O，B正确；C项，由分析知，电解一段时间后，Ⅱ室海水中盐的浓度降低，Ⅲ室海水中盐的浓度升高，C错误；D项，根据前述分析，Ⅰ室中阴极反应生成的OH-与电解液中的HCO3-/反应生成CO32--，形成HCO3-/CO32--缓冲体系，有利于Ⅰ室电解液的pH在一段时间内保持稳定，D项正确；故选C。 4．(2025•河南卷，12，3分)一种液流电解池在工作时可以实现海水淡化，并以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附近溶液的减小 C．电极b上发生的电极反应式为[ Fe(CN)6]4-+e-=[ Fe(CN)6]3- D．若海水用NaCl溶液模拟，则每脱除58.5gNaCl，理论上可回收1molLiCl 【答案】D 【解析】由图可知，左侧为阴极，电极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-，右侧为阳极，电极反应为[ Fe(CN)6]4--e-=[ 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。A项，由分析可知，膜Ⅱ为阴膜， A错误；B项，a电极的反应为O2+2H2O+4e-=4OH-，pH变大，B错误；C项，由分析可知，电极b的反应为[ Fe(CN)6]4--e-=[ Fe(CN)6]3-，C错误；D项，每脱除58.5gNaCl，转移电子数为1mol，有1molLi+和1molCl-分别透离子交换膜Ⅲ、膜Ⅱ，可得到1molLiCl，D正确；故选D。 5．(2025•云南卷，11，3分)一种用双极膜电渗析法卤水除硼的装置如图所示，双极膜中H2O解离的H+和OH-在电场作用下向两极迁移。除硼原理：[B(OH)4]-+H+=H3BO3+H2O。下列说法错误的是( ) A．Pt电极反应：4OH--4e-=O2↑＋2H2O B．外加电场可促进双极膜中水的电离 C．Ⅲ室中，X膜、Y膜分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜 D．Ⅳ室每生成1molNaOH，同时Ⅱ室最多生成1molB(OH)3 【答案】C 【解析】由图中氢离子和氢氧根的流向，可推出左侧Pt电极为阳极，右侧石墨电极为阴极，阳极发生的反应为：4OH--4e-=O2↑＋2H2O，阴极发生的反应为：2H＋＋2e-=H2↑，Ⅲ室中氯化钠浓度降低了，说明钠离子往阴极方向移动，氯离子往阳极反向移动。A项，由分析可知，Pt电极为阳极，阳极发生的反应为：4OH--4e-=O2↑＋2H2O，A正确；B项，水可微弱的电离出氢离子和氢氧根，在外加电场作业下，使氢离子和氢氧根往两侧移动，降低了浓度，可促进双极膜中水的电离，B正确；C项，Ⅲ室中氯化钠浓度降低了，说明钠离子往阴极方向移动，氯离子往阳极反向移动，即钠离子往右侧移动，通过Y膜，则Y膜为阳离子交换膜，氯离子往左侧移动，通过X膜，则X膜为阳离子交换膜，C错误；D项，Ⅳ室每生成1molNaOH，则转移1mol电子，有1mol氢离子移到Ⅱ室中，生成1molB(OH)3，D正确；故选C。 2 / 3 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $