电化学中的多室、多池装置（重难专练）-2026年高考化学二轮复习解析版

重难10电化学中的多室.多池装置

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一、电化学中的离子交换膜

（1）阳离子交换膜（只允许阳离子和水分子通过，阻止阴离子和气体通过）

锌铜原电池以锌铜原电池为例，中间用阳离子交换膜隔开

—®—

①负极反应式：Zn-2e-Zn2'

Zn.Cu

ud②正极反应式：Cu2++2e=Cu

甲乙

-

/阳离子]③Zn?'通过阳离子交换膜进入正极区

；黑工交换膜水。曲

④阳离子一透过阳离子交换膜一原电池正极（或电解池的阴极）

（2）阴离子交换膜（只允许阴离了•和水分子通过，阻止阳离子和气体通过）

以Pt为电极电解淀粉-KI溶液，中间用阴离子交换膜隔开

①阴极反应式：2H2O+2e=H2T+20H

②阳极反应式：2I-2c-k

③阴极产生的0H-移向阳极与阳极产物反应：3l2+6OH-=ICh-+5I-+3H2O

④阴离子一透过阴离子交换膜—电解池阳极（或原电池的负极）

（3）质子交换膜（只允许H'和水分子通过）

coAB

2|—O电源。在微生物作用卜电解有机废水（含CH3co0H）,可•获得清洁能源H2

①阴极反应式：2H++2”H2T

②阳极反应式：CH3COOH-8e+2H2O=2CO2T+8H

③阳极产生的H।通过质子交换膜移向阴极

④H+-透过质子交换膜-原电池正极（或电解池的阴极）

质子交换膜

双极膜

由一张阳膜和一张阴膜复合制成。该

----用电器------膜特点是在直流电的作用下，阴、阳

严（0讨

Pb0»尴膜复合层间的解离成和

NIH2OH'oir

并通过阳膜和阴膜分别向两极区移

|H2SO4(aq^H>$KOH(aq)|

PbSOj、Zn

11动，作为H+和OFF的离子源

双极膜

（6）解题流程

第一步，分清隔膜类型。即交换膜属「阳离子交换膜、阴离子交换膜或质子交换膜中的哪一种，判断允许

哪种离子通过隔膜。

第二步，写出电极反应，判断交换膜两侧离子变化，推断电荷变化，根据电荷平衡判断离子迁移方向。

第三步，分析隔膜作用。在产品制备中，隔膜作用主要是提高产品纯度，避免产物之间发生反应，或避免

产物因发生反应而造成危险。

二、含膜电解池装置分析

（1）两室电解池

例如，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：2Cr-2e-=ChT，

阴极室中的电极反应：2H2O+2e=H2t+2OH,

阴极区H-放电，破坏了水的电离平衡，使OFT浓度增大，阳极区C「放电，使溶液中的以0一）减小，为保

持电荷守恒，阳极室中的Na+通过阳离子交换膜与阴极室中生成的OH一结合，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。

（2）三室电解池

例如，利用二室电解装置制备NILNO3,其工作原理如图所示。

N%芝NH4NO3浓溶液

LI

-INO-*NH：

NO3--NO

^NO

阳肃才。1.离子

交换膜NH4NO3稀溶液交换膜

+

阴极的NO被还原为NH；：NO+5C-+6H=NH：+H2O,NH4■通过阳离子交换膜进入中间室；

b

阳极的NO被氧化为NO。NO-3e-+2H2O=NOI+4H,NO1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+7H?0典鲤=3NH4NCh+2HNO3,为使电解产物全部转化

为NH4NO3,补充适量NFB可以使电解产生的HNO3转化为NHN03。

（3）多室电解池

例如，”四室电渗析法''制备H3P02（次磷酸），其工作原理如图所示：

阳离子阳离子

i交换膜交换膜交换膜・石墨

H3P。2NaH,PO,NaOH

稀硫酸稀溶症浓溶液稀溶液

阳极室产品室原料室阴极室

电解稀硫酸的阳极反应：2H2O-4e-=O2t+4H\产生的H,通过阳离子交换膜进入产品室，原料室中的

FhPOE穿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：4H2O+4e=2H2T+4OH，原料室中的Na'通过阳离子交换膜进入阴极室,

可得副产品NaOHo

重难保分练

（建议用时：20分钟）

1.（2026•河北省定州中学高三上学期期中）钠离子-石墨焕（GDY）电池是一种高可逆容量、长循环寿命的

新型电池，其装置如图所示。石墨焕是层状结构，其层间距与Na+直径相仿。首周充电即电池组装完成后第

一次充电过程。下列说法错误的是

A.放电时正极电极反应式为：Na+GDY+e=Na-GDY

B.GDY中sp?和sp杂化的C为其导电性提供了条件

C.GDY层间距有利于Na+的嵌入和沿着GDY碳平面进行传输

D.电池组装完成无需对GDY电极进行任何处理即可首周充电

【答案】D

【分析】根据题意，放电时Na发生失电子的反应，为负极；GDY为正极，发生得电子的还原反应。

【解析】A.放电时，GDY电极为止极，发生得电子的还原反应，电极反应式为Na'+GDY+e=Na-GDY,

故A正确；

B.sp2和sp杂化的c原子形成的共辗体系中存在离域电子，可为GDY提供导电性，故B正确；

C.GDY层间距与Na+直径相仿，既利于Na，嵌入，也便于其沿碳平面传输，故C正确；

D.首次充电时，正极（GDY电极）发生氧化反应，Na-GDY失去电子变为GDY和Na+。因此，在首次充

电前，GDY电极必须是含有钠的Na-GDY状态，这通常需要进行预嵌钠处理。所以，无需任何处理’的说法

是错误的，故D错误；

故选D。

2.（2025•北京市房山区高二下学期一模）科学家研发了“全氧电池”,其丁作原理示意图如K.

离子交换膜a高子交换膜b

下列说法不氐砸的是

A.电极a是负极

B.面子交换膜a为阴离子交换膜

C.电极b的反应式：Ch+4e-+4H+=2比0

D.酸性条件下02的氧化性强于碱性条件下02的氧化性

【答案】B

【分析】由图可知，电极a产生氧气，氧元素化合价升高，发生氧化反应，故a为负极，电极反应为

4（77y--4e-=O2T+2H2O：b为正极，电极反应为③+4e.+4H'=2HQ。

【解析】A.由上述分析可知，a为负极，A正确；

B.K+由负极移向正极定向移动，由图可知离子交换膜a为阳离子交换膜，B错误；

C.由上述分析可知，b为正极，电极反应为0?+4e-+4H+=2见0,C正确；

D.由电极方程式可知，在酸性条件下02得电子作氧化剂，碱性条件下02作氧化产物，则酸性条件下02

的氧化性强于碱性条件下02的氧化性，D正确；

故答案选B。

3.（2025•甘肃卷）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（生长在泡沫银电极上）。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银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=2H2O+O2?

D.理论上,每通过2moi电子,可产生ImolH?

【答案】D

【分析】由图可知，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=H2t+2OH-,右侧为电解池，

电极3为阳极，产生氧气，电极上产生阴极，产生氢气。

【解析】A.催化剂生长在泡沫银电极上可加快电解速率，提高催化效率，A正确；

B.根据分析，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.由分析可知，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=2H2O+O2T,

CE确；

D.根据分析可知，电极2和电极4均产生氢气，理论上，每通过2moi电子，可产生2m0IH2,D错误；

答案选D。

4.(2025•湖北省云学高中联盟•一模)为解决传统电解水制氢阳极电势高、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。部分反应机理为：

下列说法正确的是

A.电解时由a极向b极方向迁移

B.阴极反应为2H2O-2e=H2f+2OH-,

C.阳极反应HCHO--2e-+3OFr=HCOO-+2H2。

D.相同电量下H,理论产量是传统电解水的2倍

【答案】D

【分析】

由图可知，b电极上HCHO被氧化为HCOO,则b电极为阳极，a电极为阴极：电解质溶液为KOH溶液,

9+0H\HOK/OHOyO।

结合反应机理人、、X工*|+川2，则阳极反应涉及：

HHX-OHHH2

©HCHO+OH-e=HCOOH+gH2,@HCOOH+OH=HCOO+H2O,则阳极反应式为：

2HCHO-2e+4OH-=2HCOO-+H2T+2H.O,阴极反应式为：2H2O+2-H2T+2OH,据此解题。

【脩析】A.由分析可知，b极为阳极，a极为阴极，故电解时1由b极经电源向a极方向迁移，A错误；

B.由分析可知，阴极反应为:2Hg+2e-=H2T+2OH-,B错误;

C.由分析可知，阳极反应为：2HCHO-2e+4OH=2HCOO-+H21+2H2O,C错误；

D.由分析可知，阳极反应式为：2HCHO-2e+4OH=2HC67O-+H2t+2H2O,阴极反应式为：

2Hq+2c=H2T+2OH-,则转移2moi电子时，阳极生成ImolFh,阴极生成1mol也,共生成2m0吐,而传

统电解水的反应式：2H20曾2H2甘。23转移2moi电子生成1mol比，所以相同电量下H2理论产量是传统

电解水的2倍，D正确；

故选D。

5.（2025•安徽卷）研究人员开发出一种锂-氢可充电电池（如图所示），使用前需先充电，其固体电解质仅允

许ZT通过。下列说法正确的是

A.放电时电解质溶液质量减小

B.放电时电池总反应为H/2Li=2LiH

C.充电时Li*移向惰性电极

D.充电时每转移Imol电子，c（H+）降低11noi.!?

【答案】C

【分析】金属锂易失去电子，则放电时，惰性电极为负极，气体扩散电极为正极，电池在使用前需先充电，

目的是将。772Po4解离为ZT和H/。；，则充电时，惰性电极为阴极，电极的反应为：Lr+c=Li,阳极

为气体犷散电极，电极反应：H2-2e+2H2PO；=2H3TO4,放电时，惰性电极为负极，电极反应为：

+

Li-e=Li,气体扩散电极为正极，电极反应为2H3Po4+26-=214产0；+凡3据此解答。

【解析】A.放电时，ZT会通过固体电解质进入电解质溶液，同时正极会生成进入储氢容器，当转移

2moi电子时,电解质溶液质量增加7g//7K?/x2/wo/-lw/x2g/m?/=12g,即电解质溶液质量会增大,A错

误；

B.放电时,由分析中的正、负电极反应可知，总反应为2Li+2HFO4=H2「+2LiH2Po,,B错误;

C.充电时，ZT向阴极移动，则。+向惰性电极移动，C正确；

D.充电时每转移hnol电子，会有与HJO；结合生成H,PO4，但不知道电解液体积，无法计算c（H卡）

降低了多少，D错误；

故选Co

6.（2025•广东清远•一模）利用多摸装置通过电解法可以制备KNO-同时获得一定的副产品，其电解装置

如图所示。下列说法正确的是

阳极室KNO3NaNOj阴极室

浓溶液稀溶液

A.Y膜为阳离子交换膜

B.阴极室溶液中OH浓度逐渐降低

C.理论上每生成标准状况下22.4LC12,阳极室内溶液质量减少149g

D.理论上每生成ImolCl?,阴极室溶液质量增加46g

【答案】C

【分析】阳极室：2Cr-2e=Cl2T；阴极室：2H2O+2e=2OH+H2TO电解法可以制备KNO»根据图

示，阳极室中的钾窝子进入硝酸钾溶，NaN（）3溶液中硝酸根离子进入硝酸钾溶液、钠离子进入阴极室生成

氢氧化钠。

【解析】A.NaNO,中NO,通过Y膜向左移生成KNO-Y膜为阴离子交换膜，故A错误；

B.阴极室发生反应2HQ+2e-=2OH-+H2T,NaNO、溶液中钠离子进入阴极室生成氢氧化钠，B错误：

C.生成标准状况下22.4LCl2即转移2mol电子，同时有2moiK+移向硝酸钾溶液，则阳极室内减少2moiKC1,

即溶液质量减少149g,C正确;

D.生成ImolQ2时,转移2moi电子,阴极室内生成ImolH?但补充了2moiNa+,因此阴极室溶液质量增加

44g,D错误；

选c。

7.（2025•云南卷）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H?。解离的H'和OFT在电

场作用下向两极迁移。除硼原理：［B（OH）j-+H+=B（OH）3+H2O。下列说法错误的是

电源------

NaCINaOH

稀溶液浓溶液

石

墨

pt电

电

极

极

甲双极膜甲X膜甲Y膜甲双极膜甲

NaOH溶液卤水NaQ浓溶液NaOH溶液水（含少量NaOH）

A.Pt电极反应：4OH--4e=O,T+2H2O

B.外加电场可促进双极膜中水的电离

C.HI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ImolNaOH,同时I【室最多生成ImolB（OH）、

【答案】C

【分析】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++2寸=凡T,IH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，据此解答。

【解析】A.由分析可知，Pl电极为阳极，阳极发生的反应为：4OH-4e=O2T+2H2O,A正确；

B.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.由分析可知，HI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膜为阳离了•交换膜，氯离子往左侧移动，通过X膜，则X膜为阳离了交换

膜，C错误；

D.N室每生成IniolNaOH,则转移Irnol电子，有1m3氢离子移到II室中，生成ImolB（OH）,D正确;

故选C。

8.（2025•广东汕头一模）办-即。%,碱性电池发展迅猛，某实验小组利用该电池实现电化学合成氨，装置

如图所示，下列说法正确的是

A.N极为金属Zn,发生氧化反应

B.理论上若电解液传导6moiH「最多可生成44.8LNH3

C,不考虑其它因素，电池工作一段时间后需补充乙醇电解液

D.Q极电极反应式为N,+2Li++4H++6"=2LiNH2

【答案】D

【分析】某实验小组利用Zn-Ni(0Hk碱性电池实现电化学合成氨，H?在P电极上失去电子生成H+,P电

极为阳极，Q电极为阴极，则M为负极，N为正极，以此解答。

【解析】A.由分析可知，M为负极，则M极为金属Zn,A错误；

B.未说明NH3所处的温度和压强，无法计算生成NH?的体积，B错误；

电解

C.该装置可实现电化学合成氨，由图可知，右侧电解池的总反应方程式为NZ+3H2^=2NH3,若不考虑其

它因素，则该装置反应前后，理论上乙醇的浓度不变，不需要补充乙醇电解液，C错误；

D.Q电极为阴极，锂离子在阴极与氮气和CzHsOH解离出的氢离了-反应生成氨基锂，电极方程式为：

++

N2+2Li+4H+6e-=2LiNH2,D正确；

故选D.

9.(2025•山东淄博•一模)热再生乙礴(CH?CN)电池将CO?还原为CO,利用工业废热热解甲池左室溶液

可实现CHQN再生，其工作原理如图所示。下列说法错误的是

A.甲池Cu电极为负极

B.甲池隔膜为阴离子交换膜

C.乙池c极电极反应式为3CO2+2e+H2O=CO+2HC0；

D.若d极生成1.12L（标准状况）。2,则理论上b极质量减少6.也

【答案】BD

【分析】由装置图可知b电极上发生反应：Cu+4CH3CN-e=[CU（CH?CN）4]*,Cu作负极，a电极为正极，

2+

正极发生反应：Cu+4CH3CN+e=[Cu（CH5CN）4f,则c电极为阴极，d电极为阳极，据此分析解答。

【解析】A.由以上分析可知甲池Cu电极为负极，故A正确：

B.由图示信息可知，甲池中两极产物均为[CMCHCN）/'.且最终从左侧电极导出，则b电极生成的

[Qi（CHCN）」+应通过隔膜进入左侧，该隔膜应为阳离子交换膜，故B错误；

C.c电极为阴极，该电极上CO2还原为CO,电极反应为：3CO2+2C+H2O=CO+2HCO3,故C正确；

D.若d极生成L12L（标准状况）。2,即消耗0.05mol氧气，转移电子0.2mol,结合上述电极反应可知b电

极消耗0.2molCu,质量减少12.8g,故D错误;

故选：BDo

重难抢分练

（建议用时：10分钟）

1.（2026•河北省邯郸市高三上学期11月阶段检测）锂硫电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是

A.该电池的电解质换成高浓度的LiAO,水溶液，可以增强Li+的导电性

B.电池充电时，Li+从左侧通过阳离子腴移到右侧

C.电池放电时，电子的流动方向为金属锂片―用电器-集流板一阳离子膜―金属锂片

D.金属锂质量每减小14g,经过用电器的电量约是L93x[0'C

【答案】D

【解析】A.该电池的电解质换成高浓度的Li2sCh水溶液，锂和水反应，导致电池失效，A错误;

B.电池充电时为甩解池，左侧为放电时的负极，充电时，左侧为电解池的阴极，Li+从右侧通过阳离子膜移

到左侧，B错误；

C.电池放电时，电子的流动方向为金属锂片一用电器一集流板，不能通过阳离子膜，C错误；

D.金属锂质量每减小14g,金属锂的物质的量〃(5)=不%=2〃也/,Li—c=L,，失去电子物质的量

1§,/mol

2mol,经过用电器的电量=2molx6.02x1023/molx1.6x1019C^l.93x1o5C,D正确;

故答案选Do

2.(2024•山东卷)以不同材料修饰的Pl为电极，一定浓度的NaBr溶液为电解液，采用电解和催化相结合

的循环方式，可实现高效制H?和0?,装置如图所示。下列说法错误的是

催化剂

泵BrO；

A.电极a连接电源负极

B,加入Y的目的是补充NaBr

电解

C.电解总反应式为Br+3Hq=BrO；+3H2T

D.催化阶段反应产物物质的量之比n(Z):n(Br)=3:2

【答案】B

【分析】电极b上Br发生失电子的氧化反应转化成BrO；,电极b为阳极，电极反应为-6c+3H2O=BrC>3

+6H+；则电极a为阴极，电极a的电极反应为6H++6e=3H2f；电解总反应式为Br+3H2O里牲BrO、+3H?T；

催化循环阶段BrO；被还原成B「循环使用、同时生成。2,实现高效制H?和。2,即Z为O?。

【解析】A.根据分析，电极a为阴极，连接电源负极，A项正确；

B.根据分析电解过程中消耗H20和Br,而催化阶段BrO,被还原成Br■循环使用，故加入Y的目的是补充

H20,维持NaBr溶液为一定浓度，B项错误；

电解

C.根据分析电解总反应式为Br+3H2O-BrC)3+3H2T，C项正确；

D.催化阶段，Bi■元素的化合价由+5价降至-1价，生成ImolBr■得到6moi电子，0元素的化合价由・2价升

至。价，生成ImOCh失去4moi电子，根据得失电子守恒，反应产物物质的量之比〃(O2)：n(Br)=6:4=3:2,

D项正确；

答案选B。

3.(2025•广东梅州•一模)某实验小组利用如图所示装置制备Fe(0H)2。已知甲装置的工作原理为:

2Na2S2+NaBr3=Na2S4+3NaBr,电极a、b采用石墨或Fe。下列说法不正确的是

--------------------[NaCl溶液

阳离子交换膜

甲乙

A.乙装置中电极a应为Fc,b电极为石墨

B.乙装置中可用CuCU溶液代替NaCl溶液

C.电极b发生的反应：2H2O+2e=H2T+2OH-

D.理论上每生成9.0gFe(OH%,甲装置中将有0.2molNa*向物性电极II移动

【答案】B

【解析】A.乙装置目的是制备Fe(OH)2,需要Fe"，电极a应为Fe作阳极失电子生成Fe"，b电极为阴极，

可采用石墨，该选项正确；

B.若用CuCL溶液代替NaQ溶液，在阴极Cu"得电子生成Cu.无法生成OFT，就不能生成Fe(OH)2,该

选项错误：

C.电极b为阴极，溶液中的HQ得电子发生还原反应，电极反应式为2H?O+2e=H2t+2OH,该选项

正确;

2+

D.9.0gF&OH”的物质的量为n=]=।Imol,根据Fe-2e-=Fe?'Fe+2OH=Fe(OH)2i,

M90g/mol

生成0.1molFe(OH)2，电路中转移0.2mol电子，甲装置中阳离子向正极(惰性电极H)移动，根据电荷守

恒，有0.2molNa+向惰性电极H移动，该选项正确；

综上所述，正确答案是B。

4.(2025•北京市丰台区•一模)一种脱除和利用水煤气中CO2的原理示意图如下。

co

已知：£°C,H2c。3的电离平衡常数:旦=4.6x10工勺=5.0x10".

下列说法不正确的是

A./（，当装置I中C（CO；）C（HCO3）=1：2时，溶液的pH=ll

B.装置【I中溶液显碱性的原因是HCO；的水解程度大于HCO；的电离程度

C.装置II中产生CO?的离子方程式为2HCO；=CO2T+CO；-+HQ

D.装置in中的阴极反应式为2c5+12e，12H+=C2H,+4凡0

【答案】A

【分析】装置in有电源，为电解池。根据题意可知，该装置将CO2还原为c2H4,阴极上发生还原反应，

结合题图知，左侧电极为阴极，电极式为：2co2+12e-+12H+=C2Hl+4也0.右侧电极为阳极，电极式为：

+

2H2O-4e=4H+O2"装置II中碳酸氢钾受热分解生成碳酸钾、COz和水，装置I中碳酸钾与水煤气中的

CO2反应转化为碳酸氢钾。

【解析】A.左，当装置I中c（CO；）:c（HCO；）=l:2时，根据心="僚）=5.0x10-”，故

c（H+）=l.OxlO-'0,pH=10,A错误；

B.装置n中为KHCCh溶液，既存在HCO；的水解又存在HCO；的电离，显碱性的原因是HCO；的水解程度

大于HCO；的电离程度，B正确：

c.装置n中产生CO?的原因是碳酸氢钾受热分解，离子方程式为2HCO；=CO2T+CO[+H2（）.c正确；

D.根据分析，装置IH中的阴极反应式为2co2+12e+l2H-=GH4+4Hq,D正确;

故选Ao

5.（2025•广东茂名•一模）利用如图所示的电化学装置可捕捉废气中的CO?,并将其转为CaCO”同时得到高

浓度的盐酸、也和。2。在直流电源的作用下，双极膜中的H9可自动解离为H+和OHJ下列说法不正确

的是

阴离子离子

A.电极b连接电源正极

B.H、川室之间为阴离子交换膜

C.II室中发生反应：Ca2++CO；=CaCOj

D.理论上，每转移2moi双极膜上共解离2m。1凡。

【答案】D

【分析［电极b：溶液中的H2O在阳极失去电子发生氧化反应，电极反应式为2H2O-4e=O2廿4H+。电极a：

溶液中的H+在阴极得到电子发生还原反应，电极反应式为2H++2e=H2b

【解析】A.左侧双极膜中H+移向电极a,即电极a为阴极，电极b为阳极，连接电源正极，故A正确；

B.右侧双极膜中H+移向【n室，I【室中c「也移向HI室，n【室中才能获得高浓度盐酸，i【、in室之间为阴离

子交换膜，故B正确；

2+

c.c。；通过阴离子交换膜移向II室，II室中发生反应：Ca+CO^=CaCO3>k,故C正确；

D.理论上，每转移2moie：每个双极膜上解离2moi达。两个双极膜上共解离4moi也。，故D错误；

故选：D。

6.某同学设计利用乙烷燃料电池来电解处理酸性含铝废水（主要含有Crq；）,其装置示意图如图所示，处

理过程中存在反应CjO；+6Fe?++14H+=2Cr"+6Fe"+7H?O。下列说法错误的是

A.M电极的电极反应为C2H6-14e-+7O2-=2CO2+3HQ

B.铝元素最终以Cr（OH%形式除去

C.电解池右侧的Fe电极更换为石墨电极，对废水处理影响不大

D.若电解过程中，电子的有效利用率为60%,每处理掉0.2mol的Cr?。；,理论上N电极需要通入11.2L(己

折算为标准状况)。2

【答案】D

【分析】由图可知，左侧装置为燃料电池，M电极为燃料电池的负极，氧离子作用下乙烷失去电子发生氧

化反应生成二氧化碳和水，N电极为正极，氧气在正极得到电子发生还原反应生成氧禽子；右侧装置为电

解池，与M电极相连的铁电极为阴极，氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气，与N电极相连的铁

+

电极为阳极，铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子：Fe-2e-Fe2,放电生成的亚铁离子酸性条件下与废水

中的重铭酸根离子反应生成铭离子、铁离子和水，随着H+的放电和被消耗，溶液的pH增大，溶液中的铁

离子、铭离子与氢氧根离子反应生成氢氧化铁、氢氧化珞沉淀达到处理酸性含倍废水的目的。

【解析】A.由分析可知，M电极为燃料电池的负极，氧离子作用下乙烷失去电子发生氧化反应生成二氧化

碳和水，电极反应式为C2H6-14e-+7O2-=2CO2+3Hq,故A正确；B.由分析可知，铭元素最终以氢氧

化格形式除去而达到处理酸性含格废水的FI的，故B正确：C.由分析可知，与M电极相连的右侧铁电极

为阳极，氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气，右侧的铁电极更换为石墨电极，此时仍然是氢离

子在阴极得到电子发生还原反应生成氧气，不会影响对废水处理，故C正确；D.每处理掉0.2mol重铭酸

根离子,需要l.2molFe2+,若电解过程中，电子的有效利用率为60%,由得失电子数目守恒可知，理论上N

1.2molx2

电极需要通入标准状况下氧气的体积为4x22.4L/mol=22.4L,故D错误；故选D。

60%

7.(2025•河南卷)•种液流电解池在工作时可以实现海水淡化，并以Li。形式回收含锂废充物中的轴元素，

其工作原理如图所示。

J

—

离

离

离

电

子

电

子

子

交

极

交

极

交

OLiJFe(CN)6]

2换

换

a换b

膜

膜

膜

Li4[Fe(CN)J

Ill液心J

下列说法正确的是

A.I【为阳离子交换膜

B.电极a附近溶液的pH减小

v

C.电极b上发生的电极反应式为[Fe(CN)6广+e=[Fe(CN)6]

D.若海水用NaCl溶液模拟,则每脱除58.5gNaCl,理论上可回收ImolUQ

【答案】D

【分析】由图可知，左侧为阴极，电极反应为O?+4e-+2H9=4。，,右侧为阳极，电极反应为

[玲(CN)6『一e-=[q(CN)6『，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H与膜III之间，锂离子透过膜HI进入膜H与膜III之间，在此处得到LiCL则膜I为阳

膜，膜I【为阴膜，膜III为阳膜，据此解答。

【解析】A.由分析可知，膜H为阴膜，A错误

B.a电极的反应为02+4e-+2H20=40〃"pH变大，B错误；

C.由分析可知，电极b的反应为[民仁叫『一e=[Fe(CN订，C错误；

D.每脱除58.5gNaCl,转移电子数为Imol,有lmolLi+和ImolC卜分别透离子交换膜川、膜II,可得到ImolLiCL

D正确；

故选D。

8.(2025・湖北腾云联盟一模)我国科学家发明了一种以KOYVOK和MN)2为电极材料的新型电池,

其内部结构如下图，其中a、b、c三区电解质溶液的酸碱性不同。放电时,

阴

阳

离

离

子

子

交

交

电

电

换

换

极

膜

膜

极

MN

K2SO4溶液

agb区cl<

A.充电时，a区溶液pH增大

B.充电一段时间后，b区K2s0,浓度减小

C.放电时，电子从电极N经过导线传导到电极M

D.放电时，电极N的电极反应式为KO-<VOK-2ne-=OO+2nK+

【答案】A

【分析】放电时，电极材料KOOK转化为OO,电极反应KOOK-2ne=

O=<》O+2nk+，是原电池的负极，阳离子增多，阳离子进入b区，二氧化钵得电子变成钵离子，是

原电池的正极，电极反应为MnO2+4H++2e=Mn"+2H2（）,阳离子减少，阴离子需要通过阴离子交换膜

进入b区，电极N为负极，故c区为碱性溶液，a区为酸性溶液。

【解析】A.充电时，a区有H。生成，pH减小；A错误；

B.充电时，b区的SO：向a区移动，K*向c区移动，所以b区K/SO,浓度减小；B正确；

C.放电时，电极N为原电池的负极，所以电子从电极N经过导线传导到电极M：C正确：

D.放电时，电极N为原电池的负极，电极反应KC）YOK-2nc-=OO+2nk+»D正确;

答案选A。

9.（2025•湖北卷）某电化学制冷系统的装置如图所示。［Fe（Hq）6『和［Fe（Hq）了在电极上发生相互转

化，伴随着热量的吸收或释放，经由泵推动电解质溶液的循环流动（①一②—③-④一①）实现制冷。装

置只通过热交换区域【和I【与环境进行传热，其他区域绝热。下列描述错误的是

热交换区域II

多

N孔[Fe(H2O)J^电

葭k[lc(ll()),I隔极

[Fe(HO)]

板26

泵热交换区域I

A.阴极反应为[Fe(Hq)J"+e-=[Fe(Hq>]

B.已知②处的电解液温度比①处的低，可推断[Fe（H2O）（,『比[Fe（Hq）6『稳定

C.多孔隔膜可以阻止阴极区和阳极区间的热交换

D.已知电子转移过程非常快，物质结构来不及改变。热效应主要来自于电子转移后[Fei%。）,,广和

[Fe（H06广离子结构的改变

【答案】B

【分析】由图可知，左侧电极发生反应[尸6（七0）6『一《式阳也。入丁，则左侧为阳极，右侧电极反应为

3,-2

[F^（H2O）6]+e=[F^（H2O）6]",则右侧电极为阴极，据此解答。

【解析】A.由分析可知，阴极反应为出（10）6『+0-=回（小0）6广，A正确；

B.已知②处的电解液温度比①处的低，则可推断[Fe（Hq）/"+e=〔Fe（HQ）6『是吸热反应，无法推断

[Fe（H06「和[Fe（Hq）j"的稳定性，B错误；

C.多孔隔膜可以阻止两电极区的溶液对流，可阻止热交换，C正确；

D.题干明确指出电子转移过程非常快，物质结构来不及改变。这意味着电子转移（即氧化还原反应）本身

不会直接导致结构变化，热效应实际上来源于电了-转移完成后，新生成的离了•：[Fei%。）/"和

[Fe（Hq）6『因配位环境或电荷分布变化引起的结构重组导致热量变化，D正确；

故选B。

10.（2025•山东潍坊•一模）利用&02在碱性条件卜.实现废水中Cr（III）的回收，格的去除率大于99.5%,

其装置如图所示。下列说法正确的是

含Cr（【ll）的碱性废水

A.膜a,膜b均为阳离子交换膜

B.废水室中反应的离子方程式为25（0m3+3也02+40引=2。0：-+8凡0

C.反应一段时间后，阴极区溶液的pH减小

D.通电过程中石墨N极每产生33.6L（标准状况）气体，则双极膜内减少54gHq

【答案】BD

【分析】根据溶液中的离子移动方向，OFT移向阳极，左侧石墨M为阳极，右侧石墨N为阴极，Na+通过

膜b进入产品室，为阳离子交换膜，膜a要阻止其他阳离子进入缓冲室，为阴离子交换膜，CQ：通过膜c

进入产品室，膜c是阴离子交换膜。

【解析】A.Na•通过膜b进入产品室，为阳离子交换膜，膜a要阻止其他阳禽子进入缓冲室，为阴离子交

换膜，A错误；

B.依据图中物质，废水室中Cr"在碱性条件下被H2O2氧化生成CrO;，反应的离子方程式为

2Cr（OH）3+3H2O2=2CrO;-+8H2O,B正确；

C.根据溶液中的离子移动方向，OK移向阳极，左㈣石墨M为阳极，右侧石墨N