2026年高中化学二轮复习：选择题突破3 电化学中的多室、多池装置

I选择题专攻3电化学中的多室、多池装置

皂盘点核心知识

1.交换膜类型及特点

交换膜特定的

阳膜阴膜双极膜

类型交换膜

中间层中的比0解离出只允许特定的离子或

阳离子移向原电阴离子移向原电H+和OH,H+移向原电分子通过，如质子交

允许通过的离f及

池的正极（电解池池的负极（电解池的正极（电解池的阴换膜只允许H-通过，

移动方向

的阴极）池的阳极）极），OH移向原电池的氯离子交换膜只允许

负极（电解池的阳极）ci-通过

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

通性

一极

2.离子交换膜的作用

使面子选择性定向移动，平衡整个

一

离溶液的离子浓度或电荷

子

交隔离某些物质,防止阴极与阳极产

换物之间发生反应

膜

一物质的制备（电解后溶液阴极区或

阳极区得到所制备的物质）

物质分离、提纯

如：（1）三室式电渗析法处理Na2s04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/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H2s04分开，不反应。

（2）形成浓差电池

灵敏电流表

AgNO,稀溶液AgN。浓溶液

离子交换膜

①左池为稀AgNCh溶液，左侧Ag电极为负极，右池为浓AgNCh溶液，右侧Ag电极为正极。只有两

边AgNCh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］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NO1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

次磷酸钻［CO（H2Po2）2］广泛用于化学镀钻，以金属钻和次磷酸钠为原料，采用四室电渗析槽电解法制备,

原理如图：

产品室原料室

①根据产物Co（H2Po2）2确定离子移动方向；C02+向产品室移动，A是阳离子交换膜；H2P0云向产品室

移动，B是阴离子交换膜。

②Co为阳极，阳极反应式为Co-2e-^=C02to

③石墨为阴极，阴极反应式为2H2O+2e-==H2T+2OH\Na，移向阴极，C是阳离子交换膜，

且精练高考真题

1.（2024・湖北，14）我国科学家设计了一种双位点PbCu电催化剂，用H2c2O4和NH20H电化学催化合成

甘氨酸，原理如图，双极膜中比0解离的H-和0H•在电场作用下向两极迁移。已知在KOH溶液中，

甲醛转化为HOCH?。，存在平衡HOCH2O+OH-i［0CH20］2-+H2O。Cu电极上发生的口子转移反应

为［0（：电0］2=c--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1molH3NXH2COOH双极膜中有4molH20解离

C.阳极总反应式为2HCHO+4OH-2e-2HCOO+H2T+2H2。

+

D.阴极区存在反应H2C2O4+2H+2C-=OHCCOOH+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-+H2T+2H2。，阳极区消耗

OH\同时生成此。，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

+

子的项转化为OHCYOOH：H2C2O4+2e+2H=OHC—COOH+H2O,OHC—COOH与HO—N+H3

+

反应生成HOOC—CHf—OH：OHC—COOH+HO—N,H3—>HOOC—CH=N—OH+H2O+HzHOOC-

CH=N—OH发生得电子的还原反应转化成H3N*CH2coOH：HOOC—CH^J—OH+4e-

+5H+=H3N+CH2coOH+H2O,阴极总反应为H2c2O4+NH2OH+6e+7H+=H3N+CH2coOH+3H2O,1mol

+

H20解离成1molH+和1molOH",故理论上生成1molH3NCH2COOH双极膜中有6molH20解离，B错

误、D正确。

2.(2024•黑吉辽，12)“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

9+OH-、HO^O-HOyO+1h

仆frfH—H22。下列说法错误的是()

阴离子交换膜

A.相同电量下比理论产量是传统电解水的L5倍

B.阴极反应：2H2O+2e-=2OH-+H2T

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+H2T

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+OHY-HCOOI吗ILLICOOI1+011=1ICOO-

+H2O,阴极反应：2H2O+2e=H2T+2OH-/即转移2moi电子时，阴、阳两极各生成1mol比，共2moi

电解

H2；而传统电解水：2H20-2H2T+O2T,转移2moi电子，只有阴极生成1molFh,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

通过阳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-2C-+4OH-

=2HCOO+2HO+H2T,故D正确.

3.（2023・湖北，10）我国科学家设计如图所示的电解池，实现了海水直接制备氢气技术的绿色化。该装

置工作时阳极无CL生成且KOH溶液的浓度不变，电解生成氢气的速率为xmol-hL下列说法错误的

是（）

离子交换膜

透汽不透液态水

的PTFE膜

30%KOH溶液

海水

A.b电极反应式为2H2O+2e-=H2f+2OH-

B.离子交换膜为阴离子交换膜

C.电解时海水中动能高的水分子可穿过PTFE膜

D.海水为电解池补水的速率为2A-mol•1/

答案D

解析b电极为阴极，发生还原反应，电极反应为2H2O+2e==H2T+2OH,故A正确；该装置工作时阳极

无C1二生成且KOH浓度不变，阳极发生的电极反应为4OH--4e--ChT+2H20,为保持。卜1-浓度不变，则阴

极产生的0H-要通过离子交换膜进入阳极室，即离子交换膜应为阴离子交换膜，故B正确；电解时电解槽

中不断有水被消耗，海水中动能高的水以“汽”的形式穿过PTFE膜，为电解池补水，故C正确；由电解

总反应可知，每生成1mol凡要消耗1molH2O,生成法的速率为xmollr1,则补水的速率也应是xmolh-

\故D错误。

4.（2022•全国甲卷，10）一种水性电解液Zn-MnO?离子选择双隔膜电池如图所示［KOH溶液中，Zn?+以

Zn（OH）/存在］。电池放电时，下列叙述错误的是（）

MnO2电极离子选择隔膜Zn电极

JLJL

A.H区的K+通过隔膜向in区迁移

B.I区的SO/通过隔膜向II区迁移

h2+

C.MnO2电极反应：MnO2+2e+4H=Mn+2H2O

42+

D.电池总反应：Zn+4OH-4-MnO2+4H=Zn(OH)^~+Mn4-2H2O

答案A

解析根据图示的电池结构和题目所给信息可知，III区Zn为电池的负极，电极反应为Zn-2e-+4CHT

=Zn(OH)t，【区MnCh为电池的正极，电极反应为MnO2+2e-+4H，=Mn2++2H2O,KJ从HI区通过隔膜

向H区迁移，A错误、C正确；I区的SO/通过隔膜向H区迁移，B正确；电池的总反应为Zn+4OH-

+2+

+MnO2+4H=Zn(OH)^~+Mn+2H2O,D正确。

题型突破练［分值：50分］

(选择题1〜5题，每小题3分，6〜12题，每小题5分，共50分)

1.电有机合成是一种应用广泛的新型有机合成方法。某种3-氯・4-氨基苯酚的电有机合成装置如图所示,

下列说法正确的是()

A.b与外接电源的正极相连

B.Pb电极的电极反应式：Pb-2e=Pb2>

C.电解一段时间后，阴、阳两极室中电解质溶液的质量均增大

NH

：\

D.理论上每生成1mol3H,电路中转移4moi电子

答案D

NH2

解析b电极上\Z发生还原反应生成（）H,可知b是阴极，a是阳极，b与外接电源的负极

相连，故A错误；a是阳极，Pb电极的电极反应式：Pb-2e+S0i-=PbSO4,故B错误；转移2moi电子,

阳极室有1molS0/转化为PbSCh沉淀，同时有2molH,移入阴极室，电解一段时间后，阳极室中电解质

NH,

溶液的质量减小，故C错误；阴极发生反应：7+4c-+4H+==（）H+比0,理论上每生成1

mol（）H,电路中转移4moi电子，故D正确。

2.一种光电催化法脱除H2s的原理如图所示。下列说法错误的是（）

A.隔膜应为质子交换膜

B.脱除H2s过程中光能转化为化学能，最终转化为电能

C.三氧化铝电极的电极反应式为2112s・4e--4H++S2

D.每生成1molH2O2,左侧电极室质量增加32g

答案C

解析由图分析可知，三氧化铝电极上I-转化为写，失电子，为负极，写与H2s反应生成S2和1，从而碘

元素相关物质实现循环反应，并将H，S转化为S7，GDE电极上田和0）参与电极反应生成HQ）,得电子,

为正极。左侧酸性条件下H2s生成S2时有H+产生，而右侧电极反应消耗H+,故隔膜应为质子交换膜，A

正确；三氧化铝电极的电极反应式为3I--2e-5，H2s和丐发生化学反应生成S2和卜，C错误；正极每生

成1molH2O2,得2mol电子，故负极失去2mol电子，生成1mol5，由反应25+2H2s=S2+6I+4H+可

知生成0.5molSz,0.5molS2为32g,且生成的H，迁移到右侧电极室，左侧电极室质量增加32g,D正确。

3.研究表明许多疾病，包括基因突变（癌变、动脉硬化等）和生物机体中毒等，可能是一氧化氮的释放或调

节不正常引起的。用间接电化学法可对NO进行无害化处理，其原理如图所示（质子膜允许甲和HzO通过）,

下列相关判断错误的是（）

A.工作时电解池中H+从右室移向左室

B.电极I接电源负极，电极反应式为2HSO3+2H^2e-=S20^+2H20

C.吸收塔中每消耗2molNO,有4mol田通过质子膜

D.每处理1molNO,电解池将产生11.2LO2

答案D

解析从图中可以看出，电极n中压。失去电子生成和H+,连接电源正极，为阳极；电极I得到电子,

将HSO1转化为S2。；，连接电源负极为阴极。电极【为阴极，其电极反应式为2HSO]+2H+-2b

=S20i-+2H2O,B正确；吸收塔中发生反应的离子方程式为2s20j-+2NO+2H20=N2+4HSO],吸收塔

中每消耗2moiNO,转移4moi电子，有4moiH通过质子膜，C正确；未说明气体所处状态，无法计算

氧气体积，D错误。

4.（2024•山东潍坊模拟）我国科学家耦合光催化/电催化分解水的装置如图，光照时，光催化电极产生电子（6

和空穴（h+）,下列有关说法正确的是（）

A.光佳化装置中溶液的c（H+）增大

B.整套装置转移0.01mol电子，光催化装置生成1.905gI3

+

C电催化装置阳极电极反应式：40H-4h=2H2O+O2t

D.离子交换膜为阴离子交换膜

答案B

解析光催化装置中，氢离子得到电子发生还原反应生成氢气，溶液中的氢离子浓度减小，I得到空穴发

生氧化反应生成写，电极反应式为31+2M一5，由得失电子守恒可知，整套装置转移0.01mol电子时，

5的质量为0.01molx；x381gmoH=1.905g,故A错误、B正确；电催化装置中，右侧电极为阳极，氢氧

根离子在阳极得到空穴生成氧气和水，电极反应式为4OH-+4h==2H2O+O23破坏水的电离平衡产生的氢

离子透过阳离子交换膜移向阴极，故C、D错误。

5.（2024・长沙第一中学高三检测）某有色金属工业的高盐废水中主要含有H+、Cu2\ZM+、SO『、F和Ch

利用如图电解装置可回收ZnSO4>Q1SO4并尽可能除去F-和Ch其中双极膜（BP）中间层的H2O解离为十

和OH-,并在直流电场作用下分别向两极迁移，M膜、N膜需在一价阴离子交换膜和阳离子交换膜中选择。

下列说法错误的是（）

B.溶液a的溶质主要为HF和HC1,溶液b的溶质主要为ZnSCh和CuSO4

C.当阳极产生22.4L气体（标准状况）时，有4mol离子通过N膜

D.电蟀过程中，应控制高盐废水的pH不能过高

答案B

解析由图可知，最左侧为阳极室，水放电生成氧气和氢离子；最右侧为阴极室，水放电生成氢气和氢氧

根离子；电解池中阳离子向阴极移动，BP膜中H-均向右侧溶液迁移；氟离子、氯离子通过M膜向左侧迁

移，故M膜为一价阴离子交换膜，A正确；溶液a中氟离子、氢离子通过M膜向左侧迁移，氢离子与右

侧双极膜迁移出来的OH中和，故反应后溶液a的溶质主要为ZnSO,和CuSO%溶液b的溶质主要为右侧

i±移过来的氟离子、氯离子与左侧1±移过来的氢离子生成HF和HQ,B错误；阳极反应为2H2O-4e-

=4H-+O2f,当阳极产生22.4L气体，标准状况下为Imol,根据电子守恒可知，有4moi离子通过N膜,

C正确；电解过程中，若pH过高，则会导致锌离子、铜离子转化为沉淀，故应控制高盐废水的pH不能过

高，D正确。

6.（2024•山东荷泽高三一模）以浓差电池（电解质溶液浓度不同造成电势差）为电源，用石墨作电极将NH4内-

化为高纯H2的装置如图。下列说法错误的是（）

A.Cu(l)的电极反应式为Cu2++2e-=Cu

B.离子交换膜II一定为阳离子交换膜

C.工作时，M电极附近溶液的pH降低

D.电解停止时，理论上Cu⑴和Cu(2)电极的质量差为256g

答案B

解析以浓差电池为电源，以石墨为电极将N%转化为高纯H2,M电极上N%转化为Nz,N元素化合价

升高，发生氧化反应，M电极为阳极，则N电极为阴极，Cu⑴为正极，电极反应式为Cu2++2e--Cu,故

A正确；M电极为阳极，电极反应式为2NH3-6C+60H=N2T+6H2。，消耗了0H,碱性减弱，pH减小，

则丙室内阴离子浓度降低，N电极为阴极，电极反应式为2H2O+2e，=H2T+20H,丁室内阴离子浓度增大,

为保持两侧电荷守恒，可以是丙室中钾离子进入乙室，则离子交换膜为阳离子交换膜，也可以是乙中氢氧

根离子进入丙室，则离子交换膜可以为阴离子交换膜，故B错误、C正确；电池从开始工作到停止放电，

正极区硫酸铜溶液的浓度由2.5m时L降低到1.5mol-L1,负极区硫酸铜溶液由0.5mol•「升高到1.5

mol-L1,正极反应可还原Cu?-的物质的量为2Lx(2.5-1.5)molL/=2mol,正极质量增加128g,电路中转

2+

移4mol电子，负极反应：Cu-2e=Cu,转移4mol电子时，负极消耗2molCu单质,质量减少128g,

理论上Cu⑴和Cu(2)电极的质量差为256g,故D正确。

7.(2024•天津市十二区县重点校高三模拟)间接电解法合成苯甲醛的原理如图所示。

下列说法正确的是()

A.电极a与电源负极相连

CHCHO

AtA

3+2++

B.“氧化池”中发生反应：4-4Mn+H2O—*+4Mn+4H

C.电解结束后，电解池阴极区溶液pH升高（忽略溶液体积变化）

D.氧化池中产生的苯甲醛对a极反应没有干扰

答案B

解析根据图中信息可知，左侧a电极反应为Mn2--e-=Mn3+,为阳极，则b电极为阴极，电极反应为

2ir+2c-——Hzf,阳极生成的M3进入“氧化池”将甲苯氧化为苯甲醛，发生的反应为

AA2+

+4M/+H2O-\Z-4Mn+4H%据分析可知电极a是阳极，与电源正极相连,故A错误；

电解过程中阴极电极b发生反应：2H^2e-=H2T，同时电解质溶液中有等量的H通过质子交换膜进入阴

极区，从而使电解池阴极区溶液的pH几乎不变（忽略溶液体积变化），故C错误；苯甲醛有强还原性容易

在电蟀池阳极上放电引起干扰，故D错误。

8.（2024•黑龙江绥化高三下学期联考模拟）如图所示电解装置中，通电后石墨电极II上有02生成，FC2O3逐

渐溶解，下列判断错误的是（)

直流电源

石墨石墨

电极I』I电极II

CuClmol

2福总矣麓；目屋三Na2sol

溶液FeOh溶液

阴离子交换膜交换膜c

A.a极电势低于b极电势

B.交换膜c为质子交换膜

C.随着电解的进行，CuCb溶液浓度变小

D.当0.01molFezCh完全溶解时，外电路中通过0.03mol电子

答案D

解析由题意可知，石墨电极H为电解池的阳极，水在阳极失云电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，氢

离子通过质子交换膜C进入中间室，与氧化铁反应生成铁离子和水，则a为直流电源的负极，b为正极，

石墨电极I为阴极，铜离子在阴极得到电子发生还原反应生成铜，氯离子通过阴离子交换膜进入中间室。

由分析可知，a为直流电源的负极、b为正极，则a极电势低于b极电势，故A正确；由分析可知，石墨电

极I为阴极，铜离子在阴极得到电子发生还原反应生成铜，氯离子通过阴离子交换膜进入中间室，所以随

着电解的进行，氯化铜溶液浓度变小，故C正确；氧化铁与氢离子反应生成铁离子和水，0.01mol氧化铁

溶解消耗氢离子的物质的量为0.06mol,则0.01mol氧化铁溶解，外电路中通过0.06mol电子，故D错误。

9.(2024・湖南师范大学附属中学高三模拟)利用氢氧燃料电池可实现由白磷电解法制备Li[P(CN)2],并能实

现H2的循环利用，其工作原理如图所示(已知：Me为甲基；电极均为石墨电极)，卜列说法止确的是()

观广乜极a|电极疝。：电极c电极d

2MetSiCN+LiOH

ICMSiMe》

LiCCN+WHC工NH?

,,-U\U、Li[P(CNMU

K2SO,(aq)隔膜cKOH(aq)

A.电池工作时电极a连接电极c

B.通耳一段时间后，当生成9gLi[P(CN)2]时，电极a消耗Hz的体积(标准状况)为2.24L

C.若隔膜e为阳离子交换膜，则燃料电池的放电会使左侧溶液pH增大

D.电解产生的H2中的氢元素来自LiOH

答案D

解析由图可知，左侧装置为氢氧燃料电池装置，电极a为负极，电极反应为比・2e-==2H1电极b为正

极，电极反应为02+4—2比0=40H；右侧装置为电解池，与电极a连接的电极d为阴极，电极反应为

2HCN+2e=H2T+2CN，与电极b连接的电极c为阳极，电极反应为P4-4e-+8LiCN=4Li[P(CN)2]+4Li'e

由得失电子守恒可知，标准状况下，生成9gLi[P(CN)2]时，电极a消耗氢气的体积为产汗＜夫22.4

Lmol'=1.12L,故B错误；负极发生反应：氏-2&=21，若隔膜e为阳离子交换膜，氢离子和K•通过阳

离子交换膜进入正极区，但负极区溶液中氢离子浓度增加，pH减小，故C错误；氢氧酸在阴极得到电子

发生还原反应生成富酸根离子和氢气，而由图可知HCN中的H来自LiOH,故D正确。

10.(2024•太原高三下学期一模)我国科学家通过电化学耦合丙酮酸和硝酸钾，在PdCu纳米珠线(PdCuNBWs)

的催化作用下合成了丙氨酸，其工作原理示意图如图。下列说法错误的足()

A.X板上发生氧化反应，与电源的正极相连

CH3CC()()HCH3CHCOOH

III

NH

B.阴极反应：°+N0]+11H'+I0e=2+4H2O

C.该工艺可将污水中的硝酸盐转化为氨基酸，实现变废为宝

D.该离子交换膜为阴离子交换膜

答案D

解析X电极比0生成氧气发生氧化反应，为阳极，电极反应式为2H2O-4C-==O2T+4H+,Y为阳极，发生

CH3CCOOHCH3CHCOOH

III

还原反应，电极反应式为（）+N03+HH++10e-=NH2+4H2O,A、B正确；该离子

交换膜为阳离子交换膜，H可以通过，D错误。

11.（2024•湖北省高中名校联盟高三月考）为了保护环境、充分利用铅资源，科学家设计了如图的铅化

合物燃料电池实现铅单质的回收。

泵泵

下列有关说法错误的是（）

A.正极区溶液pH升高，负极区溶液pH降低

B.电子流向：电极b—»•负载一电极a

C.正极区电极反应式为HPb02+H20+2e-=Pb+30H-

D.为了提高Pb的回收率，离子交换膜为阴离子交换膜

答案D

解析根据题干信息，通过电化学装置实现铅单质的回收，正极区电极反应式为HPbO尹氏0+2u

=Pb+3OH-,C正确；该装置为心-铅化合物燃料电池，通入燃料氢气的电极b为负极，电极a为正极，

负极氢气失电子、产生氢离子消耗氢氧根离子，溶液pH降低，正极产生氢氧根离子，溶液pH升高，A正

确；电极b为负极，电极a为正极，电子流向：电极b-负载-电极a,B正确；离子交换膜应使用阳离子

交换膜，防止HPbO］移动至电极b,D错误。

12.（2024・长沙长郡中学高三适应性考试）溶液电池是最具潜力的大规模储能电化学器件，然而不同的水溶液

电池的发展又受到不同因素的限制。醍类（O七）电极的酸碱混合电池能够实现高能量密度和优异的

循环稳定性。电池工作示意图如图所示，下列有关说法错误的是（）

a

阴离子交换膜阳离子交换膜

A.放电时，右侧醍类电极为负极

+2+

B.放旦时，左侧电极反应式为MnO2+2c+4H=Mn+2H2O

C.充耳时，阳极区电解质溶液的pH保持不变

D.充电时，电路中每转移1mol电子，阴极增重20g

答案C

解析由图可知放电时为原电池，左侧电极反应式为MnO2+2e-+4H+-Mn2++2H2。，为原电池的正极，则

右侧配类电极为负极；充电时，电源正极连接原电池正极，作电解池的阳极，电源负极连接原电池负极，

/O/OK

作电解池的阴极，电极反应为o+2〃氏0+2〃（+4/"=OK七+2/QH-,据此分析判断。充电

时，阳极电极反应式为Mn2++2H2O-2e=MnO2+4H+,阳极区电解质溶液的pH减小，故C错误；由阴极

电极反应可知，电路中每转移4moi电子，阴极增重质量为80g,则电路中每转移1mol电子，阴极增重

20g,故D正确。

题型突破练电化学装置图的综合分析［分值：50分］

（选择题1〜5题，每小题3分，672题，每小题5分，共50分）

A.隔膜为阳离子交换膜

B.放电时，A极发生反应为5+2e=3「

C.充放电过程中，只有一种元素化合价发生变化

D.用此电池电解（惰性电极）足量AgNO3溶液，当有1mol离子穿过隔膜时，产生气体分子数目为0.25M、

答案C

解析放电时B极为负极，S失去电子，发生氧化反应，释放出的锂离子移向正极，所以隔膜为阳离子交

换膜，A正确；放电时，A极为正极，发生还原反应，电极反应式为5+2e-==31，B正确；充放电过程中,

C元素和I元素的化合价均发生变化，C错误；用此电池电解（惰性电极）足量AgNO3溶液，阳极发生2H20-

4c=O2t+4H+,阴极发生4Ag-+4c=4Ag,当有1mol离子穿过隔膜时（转移电子1mol）,产生氧气0.25

mol,分子数目为0.25NA,D止确。

2.（2024•河南省创新联盟模拟）科学家开发的一种宽温域的锂离子电池，其工作原理如图所示,

下列叙述错误的是（）

A.X极电势高于Y极电势

B放旦时，X极电极反应式为Li3V2（PO4）3-2b+2Li+=Li5V2（PCh）3

C.充日时，电极Y与电源负极连接

D.充电时，每生成1.4gLi时理论上转移电子数约为1.204x1（）23

答案B

解析放电时，电极X为正极，电极Y为负极，电池中正极电势高于负极电势，电势：电极X高于电极

Y,A项正确；放电时，X极是正极，得电子，发生还原反应，电极反应式为Li3V2（PO4）3+2e

+2Li+==Li5V2（PO4）3,B项错误；充电时，电极Y为阴极，阴极与电源负极连接，C项正确；阴极反应式

为LiF-——Li,心）7g鬻.I0.2mol,转移〃（e>0.2mol,转移电子数目约为1.204K1（）23,D项正确。

3.（2024・长沙高三新高考适应性考试）氧化铀（BizCh）作为银/锌电池的负极材料，因其理论容量高、易制备而

受到广泛关注。如图为该电池的示意图，下列说法正确的是（）

电极a电极h

碱性NiOOH

电解质

A.放电时,OH-从电极a移向电极b

B.充耳时，电子从电源负极—电极a—＞电极b—►电源正极

C.放目时，总反应为Bi2O.3+3H2O+6NiO=6NiOOH+2Bi

D.充电时，电路转移9.03x1024个电子，阳极质量增加255g

答案D

解析放电时，OH-从电极b移向电极a,故A错误；充电时，电子从电源负极-电极a,电极b-电源正

极，电子不经过电解质溶液，故B错误；放电时，电极a为负极，电极反应式为2Bi-6e-+6OH

=Bi2O3+3H2O,电极b为正极，电极反应式为NiOOH+e=NiO+OH,总反应式为

6NiOOH4-2Bi=Bi2O3+3II2O+6NiO,故C错误；充电时，电极b为阳极，电极反应式为NiO+OHy

=N.OOH,电路转移9.03x1()24个电子，即15moi电子，根据原子守恒可知，阳极增加的质量为15moi

OH•的质量，即15moix17gmoH=255g,故D正确。

4.(2024•湖南娄底高三模拟)普鲁士文立方晶胞)可作为钠离子电池的正极材料，其机理示意图如图(其中II.

III代表元素化合价)。下列有关说法不正确的是()

普鲁士黄［Fe・Fe，CN),J普鲁士蓝

充电

普鲁士口

A.若普鲁士黄的晶胞棱长为apm,则其晶体的密度为瑞7xlO30g.cm-3

B.普鲁士黄变成普鲁士白的电极反应式：4FeinFe",(CN)6+8e-+8Nal=4Na2Fe,,Fe"(CN)6

C.普鲁士蓝晶胞中Fe3+与Fe2十的个数之比为1:2

D.失电子的过程即为脱去Na+的过程

答案C

解析普鲁士黄晶胞中含有4个Fe川Fc川(CN)6,故该晶体的密度为密岩等gcn-3端梦乂冲啥皿小，故

A正确；由图可知，1个普鲁士黄晶胞变成普鲁士白晶胞迁移钠离子个数为8,故电极反应式为4Fe川FW

11

(CN)6+8e-+8Na*=4Na2Fe"Fe(CN)6,故B正确；普鲁士黄晶胞中Fe?，个数为8,普鲁士蓝晶胞中含有4个

Na\说明发生反应FC3++C=FC2+,故普鲁士蓝晶胞中Fc3-与Fc2+的个数之比为1：1,故C错误；根据机

理图可看出，失电子的过程即为脱去Na-的过程，故D正确。

5.羟基自由基(-0H)是自然界中氧化性仅次于氟的氧化剂，在直流电源的作用下，利用如图所示装置处理含

苯酚废水和含甲醛废水(已知：在0在膜a、b间解离为H+和0H》下列说法错误的是()

直流电源

含

茶

酚

废

水

A.直流电源的电极电势：右端高于左端

B.阳极的电极反应式为OH-e=OH

C.电解质Na2s0」的作用是增强溶液的导电能力

D.每处理9.4g苯酚，理论上有2.8mol0H•透过膜b

答案D

解析M电极通入02,发生反应生成0H,反应式为O2+2e-+2H+==2OH,M作阴极，N为阳极，反应式

为OH-e-OH,据此作答。M作阴极，连接的直流电源左端为负极，N为阳极，连接的直流电源右端为

正极，正极电势高于负极，即右端高于左端，故A正确；加入电解质Na2s04,溶解后自由移动的离子增

多，但不影响电极反应，可以增强溶液的导电能力，故C正确；苯酚与0H反应生成CO2的化学方程式为

OH

A+28OH-6cChT+l7H2O,则每处理9.4g即0.1mol苯盼理论上有2.8mol0母透过膜a,故D

错误。

6.(2024•江西九江市高三模拟)我国科学家设计了CO?与氯碱耦合电解池装置如图。这种方法的优点是可以

得到氯气和氢氧化钠，实现与氯碱工业的联合。下列说法正确的是()

A.离子交换膜为阴离子交换膜

B.工作一段时间阴极附近溶液的pH减小

电解

C.电解总反应的化学方程式为CO2+2NaCl+H2O==HCOONa+Q2+NaOH

D.标准状况下，每生成2.24LCb,溶液中通过的电子为0.2mol

答案C

解析由图示可知，阴极的电极反应式为CO2+2C-+H2O=HCOO+OH，阳极的电极反应式为2cr-2b

=C12T，由此分析回答。阳极区生成OH-,Na，从阳极区通过离子交换膜进入阴极区，所以该离子交换膜

为阳离子交换膜，A错误；工作一段时间阴极产生OH-,阴极附近溶液pH变大，B错误；电子不能通过溶

液，D错误。

7.（2024•江西省部分高中学校高三联考）利用库仑测硫仪测定气体中SCh的含量的电解原理如图，检测前（此

时电解池不工作）电解质溶液中曙保持定值，待测气体进入电解池后，SO?溶解并将写还原，测硫仪便立

即自动进行电解至嘿又回到原定值，测定结束后，通过测定电解消耗的电量进行计算SO2的含量（忽略检

测前后溶液体积的变化）。下列说法正确的是（）

CHCOOH-KI溶液

A.X极应该和也源的负极相连

B.电解时消耗的电量越多，待测气体中SCh的含量越低

C当通入SO?时溶液中K+向X极移动

D.若有0.25molSO2被处理，则电解质溶液中约增加0.5molH+

答案D

解析由图可知，测硫仪工作时，左侧笆电极为电解池的阳极，I在阳极失去电子发生氧化反应生成与，

电极反应式：3I-2c=l3,反应生成的写与SO2反应生成匚SO/和H+,反应的离子方程式为

S02+13+2H20=3I+S0i-+4H\右侧箱电极为阴极，溶液中的氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成氢

气.根据分析，左侧柏电极为电解池的阳极，应与电源正极相连，A错误；由题干知电解时消耗的电量越

多，被还原的石越多，待测气体中SO2的含量越高，B错误；电解池中阳离子向阴极移动，即溶液中K-向

Y极移动，C错误；SO?溶解并将与还原，测硫仪便立即自动进行电解至帮又回到原定值，根据装置中得

失电子守恒可知，有0.25molSO2被处理，则电解质溶液中约增加0.5molH,D正确。

8.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（）

离子交换膜a

离了•交换膜b

海水

A.离子交换膜b为阳离子交换膜

B.各间隔室的排出液中，①③©⑦为淡水

C.通月时，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，氮离子放电生成氯气，电极反应为2C「-2e-==C12T，

电极2为阴极，溶液中山。放电生成氢气，电极反应为2H2O+2e-=H2T+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，由上述电极反应式知电极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0的浓缩海水可以提取氯化钠、镁、浸等，有使用价值，错误。

放电

9.用锂硫电池处理含有氯化钱的废水装置如图，锂硫电池工作原理：16Li+S8充电8Li2S。下列说法正确的

是（）

锂硫电池

含NHQNaCl

废水稀溶液

141

c（1e

出口一b总出口二

\1-；（室

H.PO,」NNa2sOq

溶液飞雪言二溶液

NH4C1NaCl

溶液溶液

A.a电极与锂硫电池的正极相连

Be、c为阴离子交换膜，d为阳离子交换膜

C.当锂硫电池中消耗32g硫时，N室增加的离子总物质的量为4mol

D.出口一和出口二物质分别为H3Po4浓溶液、Na2so4浓溶液

答案C

解析电池放电时，Li电极失去电子变为Li+,发生氧化反应，则Li为负极，硫为正极，电极反应为

Ss+16e-^8S2',N室氯化钠浓度变大，故b极区钠离子向N室移动，M室氯离子向N室移动，e为阳圈子

交换膜，d为阴离子交换膜，b为阳极，电极反应式为2H2O-4e=O2T+4H+,故出口二物质为硫酸。a为阴

极，电极反应式为2H-+2C=H23铁根离子从M室向左侧迁移，c为阳离子交换膜，据此分析。由分析

可知，a为阴极，与锂硫电池的负极相连，A错误；根据正极电极反应式可知，消耗32g硫转移2moi电

子，有2moi钠离子和2moi氯离子向N室移动，N室增加的离子总物质的量为4mol,C正确；出口一和

出口二物质分别为磷酸镀、硫酸，D错误。

10.电化学原理在工业生产中发挥着巨大的作用。NazFeO』是制迨高铁电池的重要原料，同时也是一种新型

的高效净水剂。在工业上通常利用如图装置生产NazFeO,，下列说法正确的是（）

〃%NaOH溶液