电化学中的多室、多池装置（重难专练）-2026届高考化学专练（解析版）

电化学中的多室,多油装置

重难技巧突破

一、电化学中的离子交换膜

（1）阡离子交换腴（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

—

'jL[\俨’①负极反应式：Zn—2e~=Zri2+

②正极反应式：Cw2++2e~=Cu

甲Z-I-Z-：z---f下二-二--乙

午更?•二H卜;二£季③2浮+通过阳离子交换膜进入正极区

/阳离子1mol-L-1

交换腴CuSO.㈣)④阳离子一透过阳离子交换膜->原电池正极（或电解池的阴极）

ZnSO式叫)

（2）阴离子交换膜（只允许阴离子和水分子通过，阻止阳离子和气体通过）

11以R为电极电解淀粉-K7溶液，中间用阴离子交换膜隔开

4①阴极反应式：2H2O+2C-=H2]+2OH-

②阳极反应式：2厂-2e-=，2

,Pt

三

一阴离子③阴极产生的移向阳极与阳极产物反应：3k十6OH-=/。丁十57-十3”2。

交换膜④阴离子—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）

在微生物作用下电解有机废水（含CH.COOH）,可获得清洁能源H2

①阴极反应式：2H++2e-=H.,]

②阳极反应式：CH,COOH-8e-+2Hq=2CO,]+8H+

③阳极产生的H+通过质子交换膜移向阴极

④H'T透过质子交换膜—原电池正极（或电解池的阴极）

（4）电渗析法

(5)双极膜

双极膜

由一张阳膜和一张阴膜复合制成。

-----用电器------

该膜特点是在直流电的作用下，阴、

HZn(OH)F

PbO步1Mo?阳膜复合层间的解离成和

N

OH并通过阳膜和阴膜分别向两极

2s0牺耳H*K()lkw

PbSOj、Zn

1•\/■区移动，作为H+和O/T的离子源

双极膜

(6)解题流程

第一步，分清隔膜类型。即交换膜属于阳离子交换膜、阴面子交换摸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：2CT-2e-===83

阴极室中的电极反应：2HQ+2c-===H2T+2OH-,

阴极区放电,破坏了水的电离平衡，使OH-浓度增大，阳极区CZ-放电，使溶液中的c(cr)减小，为保持电荷

守恒，阳极室中的通过阳离子交换膜与阴极室中生成的一结合，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，利用三室电解装置制备,其工作原理如图所示。

NH3^^NH4NO3浓溶液

nNO3M-NO_：

J2_J^NO!

阳°w离子L/II,I阴离子

交换膜NH4NO3稀溶液交换膜

.....................3

阴极的NO被还原为NH：：NO+5e-+6/P===NH；+H2O,NHt通过阳离子交换膜进入中间室；

阳极的NO被氧化为NO]：NO-3e-+2HQ===NO/4H+,NO5通过阴离子交换膜进入中间室。

电解

根据电路中转移电子数相等可得电解总反应：8NO+7〃2O=====3MLN5+2〃N5,为使电解产物全部转化

为NHtNO:i,补充适量NH,可以使电解产生的HN()3转化为NH.NO-,.

(3)多室电解池

例如，”四室电渗析法”制备〃：?0式次磷酸)，其工作原理如图所示：

一阳阂子-----阴--离--子----H-阳-离--子-----.----

石墨■交换腴交换膜交换腴■石鬓

H3PO2NC1H,P0.NaOH

稀硫酸稀溶液浓溶液稀溶液

阳极室产品室原料室阴极室

电解稀硫酸的阳极反应：2H20-46・===0/+4〃+,产生的〃-通过阳离子交换膜进入产品室，原料室中的

H.PO,穿过阴离子交换膜进入产品室,与H+结合生成弱电解质”?。2；

电解NaO〃稀溶液的阴极反应；4〃Q+4e-===2II2T+4。〃一，原料室中的通过阳离子交换膜进入阴极室，

可"得副产品NaOH0

重难保分练

(建议用时，20分疑)

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、氏循环寿命

的新型电池，其装置如图所示。石墨焕是层状结构，其层间柜与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.GOV中sp2和印杂化的。为其导电性提供了条件

C.GDY层间距有利于NQ+的嵌入和沿着GOP碳平面进行传输

D.电池组装完成无需对GOY电极进行任何处理即可首周充电

【答-案】。

【分析】根据题意，放电时Mi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】放电时，GOV电极为正极，发生得电子的还原反应，也极反应式为Mi++GDV+e-=Na

一GOV,故4正确；

B.尔2和sp杂化的。原子形成的共辄体系中存在离域电子，可为G0V提供导电性，故8正确；

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

D.首次充电时，正极（G0V电极）发生氧化反应，Mz-GDV失去电子变为GOY和岫+。因此，在首

次充电前，GOY电极必须是含有钠的Mz-GDV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。错误；

故选。。

2.（2025•北京市房山区高三下学期一模）科学家研发了“全氧电池”，其工作原理示意图如下c

。2

离子交换膜a离子交换膜b

下列说法不正确的是

A.电极Q是负极

B.离子交换膜。为阴离子交换膜

C.电极b的反应式：5+4e-+4H'=2Hq

D.酸性条件下。2的氧化性强于碱性条件下。2的氧化性

【答案】6

【分析】由图可知，电极a产生氧气，氟元素化合价升高，发生氧化反应，故a为负极，电极反应为4。"--

+

4e-=O2T+2HQ;b为正极，电极反应为O2+4e-+4H=2H,Oo

【解析】4.由上述分析可知，a为负极，力正确；

B.K+由负极移向正极定向移动，由图可知离子交换膜。为阳离子交换膜，6错误；

C.由上述分析可知，b为正极，电极反应为O2+4e-+4H+=242。，C正确：

D.由也极方程式可知，在酸性条件下。2得电子作氧化剂，碱性条件下。2作氧化产物，则酸性条件下

02的氧化性强于碱性条件下。2的氧化性，。正确；

故答案选

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

新型被MoOi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

1

z

A.将催化剂生长在泡沫保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：4O"--4e-=2HQ+O2T

ID.理论上，每通过2moi电子,可产生Imo/H2

【答案】。

【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：唱一2©一

+208一二八%(0")2,电极2为正极发生还原反应，电极反应式为：//2。+26-=及4+2。”一，右侧为电解

池，也极3为阳极，产生氧气，电极4产生阴极，产生氢气。

【解析】4.催化剂生长在泡沫煤电极上可加快电解速率,提高催化效率，4正确；

B.根据分析，赴极1是负极，电极4为阴极，电子从电极1流向电极4,6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：40"--46-=2兄0+。21,

C正确；

D.根据分析可知，电极2和电极4均产生氯气，理论上，每通过2moi电子，可产生2moi4,D错误：

答案选。。

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〃C〃。高效制为的方法装置如图。部分反应机理为：

A+.

HH、-OH-4*H

阴离子交换膜

下列说法正确的是

A.电解时e-由a极向b极方向迁移

B.阴极反应为2H2O-2e-="2T+2OH-,

C.阳极反应HCHO——2e-+3OR—=HCOO—+2H2O

：D.相同电量下从理论产量是传统电解水的2倍

：【答案】。

Q一一一一.一一.……….

【分析】

由图可知，b电极上HCHO被氧化为HCOO一，则b电极为但极，a电极为阴极；电解质溶液为KOH溶

HOH

Ax°°T°4H2

液，结合反应机理“H-OHHHH，则阳极反应涉及：①

HCHO+OH--e-=HCOOH+。凡，②HCOOH+OH-=HCOO-+H,O,则阳极反应式为：

2HCHO-2e-+40H-=2HCOO-+H2T+2H2O,阴极反应式为：2HQ+2e-=H,T+2O/r,据此解题<>

【解析】A.由分析可知，b极为阳极，a极为阴极，故电解时e一由b极经电源向a极方向迁移，力错误；

B.由分析可知，阴极反应为：2HQ+2e-=H,T+2O『，Z?错误；

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

D.由分析可知，阳极反应式为：2HCHO-2e-+40H-=2HCOO~+H,T+2必。，阴极反应式为：

2H2O+2e-=H2T+2OH-,则转移2mol电子时，阳极生成lmol氏，阴极生成ImolH2,共生成27noz必，

而传统电解水的反应式：2"2。=2甩T+5T,转移21noi电子生成lmol凡,所以相同电量下凡理论产

量是传统电解水的2倍，。正确；

故选。。

5.（2025•安徽卷）研窕人员开发出一种锂-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L让通过。下列说法正确的是

情性电极

LilLPO^

A.放电时电解质溶液质量减小B.放电时电池总反应为“2+20=2。"

C.充电时L让移向惰性电极D.充电时每转移lmol电子，c（H+）降低lmol*L-1

【答案】。

【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LiH2PO,解离为Li和“2。。；，则充电时，惰性电极为阴极，电极的反应为：Li+-e-=L。阳极

为气体扩散电极，电极反应：任一2—+2H2Po：=2H3PQ,放电时，惰性电极为负极，电极反应为：

e-=〃+,气体扩散电极为正极，电极反应为2H：,尸O|+2e-=2H2PO\+"T,据此解答。

【解析】4放电时，N+会通过固体电解质进入电解质溶液，同时正极会生成又进入储氢容器，当转移

2mol电子时，电解质溶液质量增加7g/mo/x2moi-lmolx2g/mol=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、负巳极反应可知，总反应为2N+2H3Po产H2^2LiH,POA,B错误：

C.充电时，L让向阴极移动，则Li-向惰性电极移动，。正确；

D.充电时每转移lmol电子，会有\moLH*与H2Poi结合生成H:iPO4，但不知道电解液体积，无法计算

c（H十）降低f多少，〃错误；

故选c。

6.（2025•广东清远•一模）利用多膜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KNO3NaNO3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O/尸浓度逐渐降低

C.理论上每生成标准状况下22.4LC3阳极室内溶液质量减少149g

D.理论上每生成17九02a2,阴极室溶液质量增加46g

【答案】C

【分析】阳极室：2ct~-2e-=0。T；阴极室：2HQ+2e-=20H~+兄T。电解法可以制备KNO：,,根据图

示，阳极室中的钾离子进入硝酸钾溶，MiNO：,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】力.NaNOs中NOW通过V膜向左移生成KNO,,V膜为阴离子交换膜，故/错误；

B.阴极室发生反应2H2O+2e-=2OH-+aJ,NaNQ溶液中钠离子进入阴极室生成氢氧化钠，6错

误；

C.生成标准状况下22.4L&2即转移2moi电子，同时有2nwZK+移向硝酸钾溶液，则阳极室内减少

2mozKC7,即溶液质量减少149g,。正确：

+

。.生成lmolCl2时，转移2rnol电子，阴极室内生成1万双况但补充了2nvolNa，因此阴极室溶液质量增

加44g,。错误；

iiCo

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，双极膜中所。解离的和OH-在电

场作用下向两极迁移。除硼原理：［8（。”）4「+”+=石（0”）3+凡0。下列说法错误的是

电源

NaCINaOH

稀溶液浓溶液

石

[B(OH)4]-

pt墨

电

电

极

极

IIIII

甲双吸膜甲X膜甲Y膜甲双极膜甲

NaOH溶液卤水NaCI浓溶液NaOH溶液水（含少楠:NaOH）

A.Pt电极反应：4OH--4e-=5T+2HQ

B.外加电场可促进双极膜中水的电离

C.III室中，X膜、V膜分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜

D.IV室每生成hno/Mi。"，同时II室最多生成

【答案】。

【分析】由图中氢离子和氢氧根的流向，可推出左侧放电极为阳极，右侧石墨电极为阴极，阳极发生的反

应为：40/1--46-=027+2凡。，阴极发生的反应为：2"++2€-=凡3川室中氯化钠浓度降低了，说明

钠离子往阴极方向移动，氯禹子往阳极反向移动，据此解答。

【解析】4由分析可知，H电极为阳极，阳极发生的反应为：40//--4。-=021+2从。，小正确；

B.水可微弱的电离出氮离子和氮氧根，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，6正确：

C.由分析可知，川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；

DIV室每生成kno/NdOH,则转移Imol电子，有Imol氢离子移到II室中，生成bno步(。“卜，。正

项;

故选C。

8.(2025•广东汕头•一模)％I-M[OH)2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

气体"介・/髀电灌―体体敢电极

NaOllWNa,CO,IftRAu0.28M¥Q

混合双电MP品相界面

A.N极为金属Zn,发生氧化反应

B.理论上若电解液传导6mzMi十，最多可生成44.8/JVH3

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N2+2IA+4H++6e-=2LiNH2

【答案】。

【分析】某实脸小组利用Zn—M(OH)2碱性电池实现电化学合成氮，"在P电极上失去电子生成“+,

尸也极为阳极，Q电极为阴极，则M为负极，N为正极，以此解答。:

【解析】4.由分析可知，”为负极，则M极为金属赤，＞4错误；

凡未说明N%所处的温度和压强，无法计算生成N%的体积，3错误；:

.............G

C.该装置可实现电化学合成氯，由图可知，右侧电解池的总反应方程式为M+3H2-27vH3,若不考

虑其它因素，则该装矍反应前后，理论上乙醉的浓度不变，不需要补充乙醇电解液，。错误；

D.Q电极为阴极，锂离子在阴极与氮气和G4。”解离出的氢离子反应生成氨基锂，电极方程式为：

N+2L£++4H++6e-=2LiNH,f。正确；

故选。。

9.（2025•山东淄博•一模）热再生乙懵（CH.CN）电池将CO2还原为CO,利用工业废热热解甲池左室溶液

可实现。“0W再生，其工作原理如图所示.下列说法错误的是

KHCC）3溶液

乙池

A.甲池电极为负极

B.甲池隔膜为阴离子交换膜

C.乙池c极电极反应式为3。。2+2e-+H>O=CO+2HCOR

D.若d极生成1.12〃标准状况）5,则理论上b极质量减少6.4g

【答案】

【分析】由装置.图可知b电极上发生反应：。u+4CH,CN-e-=[CuiCH.CN）,^,Oz作负极，Q电极为

正极，正极发生反应：CV++4cHeN+e-=[C〃（CHQN）4「，则c电极为阴极，d电极为阳极,据此分

析解答。

【解析】人.由以上分析可知甲:也。心电极为负极，故4正确；

B.由图示信息可知，甲池中两极产物均为[az（CH：CN）F,且最终从左侧电极导出，则b电极生成的

+

[Cu（CH,CN）4]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。5还原为，电极反应为：3以7+2c-+H,O=CO+2HCOW，故。正

确；

D.若d极生成1.12L（标准状况）Q,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0.2mRC。，质量减少12.8g,故。错误；

故选：89。

重难抢分练

（建议用时，10分钟）

10.（2026•河北省邯郸市高三上学期11月阶段检流）锂硫电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是

已知:一个电子带有的电量为l.Gx10-19Co

A.该电池的电解质换成高浓度的"2SO1水溶液，可以增强比+的导电性

B.电池充电时，LE+从左侧通过阳离子膜移到右侧

C.电池放电时，电子的流动方向为金属锂片-用电器-集流板-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1.93X10”

【答案】。

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

B.电池充电时为电解池，左侧为放电时的负极，充电时，左侧为电解池的阴极，刀/从右仅I通过阳离子

膜移到左侧，E错误；

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

D.金属锂质量每减小14g,金属锂的物质的量?i(L£)=]=2mol,L1—,先去电子物质

的量2moi，经过用电器的电量=2moZx6.02x1023/moZx1.6x10-191.93x105C,D正确；

故答案选0。

11.(2024•山东卷)以不同材料修饰的尸力为电极，一定浓度的NS7溶液为电解液，采用电解和催化相结合

的循环方式，可实现高效制也和。2,装置如图所示。下列说法错误的是

A.电极。连接电源负极

B.加入V的目的是补充Na历

电解

C.电解总反应式为历-+3HQ-----历。3+3"2T

D.催化阶段反应产物物质的量之比九(Z)m(BL)=3:2；

【答案】6：

...............0

【分析】电极b上班一发生失之子的氧化反应转化成BvOl，电极b为阳极，电极反应为历一-6e~+3H2。

=BrO^+6H+;则电极a为阴极，电极a的电极反应为6H++6e-=3"T；电解总反应式为Br-4-

3区O曳鲤历Oj+3凡T；催化循环阶段BrO^被还原成历一循环使用、同时生成。2,实现高效制H?和

。2，即Z为O2o

【解析】4.根据分析，电极a为阴极，连接电源负极，力项正确；

B.根据分析电解过程中消耗风。和B、，而催化阶段历O?被还原成所循环使用，故加入y的目的

是补充HQ,维持NaBr溶液为一定浓度，，项错误；

C.根据分析电解总反应式为历十3H2。曳鲤历。:十3H21,C项正确；

D.催化阶段，历元素的化合价由+5价降至一1价，生成Imo/历一得到Gmol电子，O元素的化合价由

-2价升至0价，生成lmolO2失去4moi电子，根据得失电子守恒，反应产物物质的量之比n(O2)：

n(Br~)=6：4=3：2,D项正确；

答案选6。

12.(2025•广东梅州•一模)某实验小组利用如图所示装置制备Fe(OH)2。已知甲装置的工作原理为：2Na0

+NaBr3=Na2SA+UNaBr,电极a、b采用石墨或属。下列说法不正确的是

A.乙装置中电极Q应为用,b电极为石墨

B.乙装置中可用溶液代替NaCl溶液

C.电极b发生的反应：2区0+2«-=821+20万

D.理论上每生成9.0g尸e(O〃)：，甲装置中将有0.2mo，Mz+向惰性电极〃移动

【答案】B

【解析】4乙装置目的是制备Ee(OH)2,需要"2+,电极0应为汽作阳极失电,子生成属2-洒电极为阴

极，可采用石墨，该选项正确；

B.若用CuCb溶■液■代替NaCl溶液，在阴极Cu2+得电子生成。〃，无法生成OH一，就不能生成Fe(OH)

2,该选项错误；

C.电极b为阴极，溶液中的得电子发生还原反应，电极反应式为2"2。+2。一=，21+20，一,该选

项正确；

z

L).9.。9#匕(。”)2的物质的量为n=%=一二：01=。.117101,根据小匕-2&一=小&十，b'e~+2OH~=

M90^/mol

尸e(O”)21,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〃)移动,

根据电荷守恒，有Q2moiNa，向惰性电极〃移动，该选项正确；

绘上所述，正确答案是6。

13.(2025•北京市丰台区•一模)一种脱除和利用水煤气中CO?的原理示意图如下。

已知：寅7,凡。。3的电离平衡常数：兄尸4.6x已知兄2=5.0x10-no

下列说法不正确的是

A.tC,当装置I中c(8；1):c(HCO])=1:2时，溶液的pH=11

B.装置〃中溶液显碱性的原因是HCOW的水解程度大于HCOW的电离程度

A

C.装置〃中产生CO＞的离子方程式为2HCOL。。?T+CO『+HQ

D.装置/〃中的阴极反应式为2CO?+12e-+12*=加+4HQ

【答案】4

【分析】装置/〃有电源，为电解池。根据题意可知，该装置将。Q还原为GHi,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：282+12。-+12/7+=。2旦+4%。，右侧也极为阳极，电极式

为：2“2O—4e-=4H++O2T。装置〃中碳酸氮钾受热分解生成碳酸钾、。。2和水，装置/中碳酸钾与水

煤气中的。。2反应转化为碳酸氢钾。

【解析】4tCt当装置/中c(COr):c(HCQO=1:2时，根据—=""圮(，或％)=5.ox10一”，故

C(HCO3)

c(H+)=1.0xW10,p//=10,A错误；

B.装置〃中为KHCO3溶液，既存在HCOi的水解又存在HCOJ的电离，显碱性的原因走HCOi的水

解程度大于HCO&的电离程度，6正确；

A

C.装置〃中产生。5的原因是碳酸氢钾受热分解，禺子方程式为2“。('=。0。+。(%一+”2。，。正

确；

D.根据分析，装置III中的阴极反应式为2cQ+120-+12”+=GF+4H2O,D正确；

故选4。

14.(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CQ，并将其转为G。。。：,，同时得到.

高浓度的盐酸、乩和。2。在直流电源的作用下，双极膜中的也。可自动解离为“+和(阳一。下列说法；

不正确的是：

.........亩

A.电极b连接电源正极

B.ii、m室之间为阴离子交换膜

C.II室中发生反应+

D.理论上，每转移27次岳-,双极膜上共解离2molH2O

【答案】。

【分析】电极6：溶液中的HQ在阳极失去电子发生氧化反应，电极反应式为2H2O-4e・=5T+4H+。

电极。：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-="2T。

【解析】4左侧双极膜中上移向电极g即电极Q为阴极，巳极6为阳极，连接电源正极，故4正确；

B.右侧双极膜中H+移向川室，II室中以一也移向III室，川室中才能获得高浓度盐酸，II、111室之间为阴

离子交换膜，故B正确；

C.CO『通过阴离子交换膜移向II室，II室中发生反应：Ca2++co『=0aCO31,故C正确：

D.理论上，每转移2m每个双极膜上解离2小山”2。两个双极膜上共解离4nMz也。，故。错误；

坡选：AX

15.某同学设计利用乙烷燃料电池来电解处理酸性含格废水（主要含有C^OT）,其装置示意图如图所示，处

理过程中存在反应。/。?一+6展2++14H+=2OH++6尸e计+7Hd下列说法错误的是

2

A.M电极的电极反应为C2HG-14e-+7O-=2col+3ZW

B.铭元素最终以CHO"%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。）Of,理论上N电极需要通入11.2L

（已折算为标准状况）。2

【答案】。

【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离子；右侧装置为

电解池，与“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：=尸才+,放电生成的亚铁离子酸性

条件下与废水中的重络酸根离子反应生成络离子、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、络离子与氢氧根离子反应生成氢氧化铁、氢氧化络沉淀达到处理酸性含络废水的

目的。

【解析】4.由分析可知，河电极为燃料电池的负极，我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C2HL14e-+70"=2co2+3%。，故A正确；B.由分析可知,络元素最终以

菱氧化辂形式除去而达到处理酸性含给废水的目的，故6正确；C.由分析可知，与M电极相连的右侧

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，右侧的铁电极更换为石墨电极，此时仍

然是菱离子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气，不会影响对废水处理，故。正确；。.每处理掉

0.2mol重铭■酸根离子，需要1.2molFe2+，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

1.2nv〃x2

可知，理论上N电极需要通入标准状况下氧气的体积为一—x22.4L/mol=22.4L,故。错误：故

60%

选。。

16.(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。&形式回收含锂废弃物中的锂元

素，其工作原理如图所示。

J

I

含锂

高

密

离

电

子

电

子

子

交

极

极

交

O交Li3[Fe(CN)J

2换

换b

a换

膜

膜

膜

Li4[Fe(CN)6]

u液鲤二J

下列说法正确的是

A.II为阳离子交换膜

B.电极。附近溶液的pH减小

3

C.电极b上发生的电极反应式为[Re(CN)6广+e-=[Fe(C7V)fi]-

D.若海水用岫。溶液模拟，则每脱除58.5gNaC/,理论上可回收17no以C7

【答案】。

【分析】由图可知，左侧为阴极，电极反应为5+4c-+2凡O=4OH,右侧为阳极，电极反应为

[HC(CN)6]--C-=[%(CN)J，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与膜川之间，锂离子透过膜III进入膜II与膜III之间，在此处得到LiCZ,则膜

I为阳膜，膜II为阴膜，膜川为阳膜，据此解答。

【解析】4.由分析可知，膜II为阴膜，4错误

__________由

B.a电极的反应为O2+4e—+2HQ=4OH-,p”变大，B错误；

43

C.由分析可知，电极b的反应为[Re(CN)6]--e-=[Fe(C/V)6]-,C错误：

D.每脱除58.5gNdCZ,转移也子数为lmol,有17no亿让和17nozcT分别透离子交换膜III、膜II,可得到

ImolLiCl,。正确；

故选。。

17.(2025•湖北I•云联盟•一模)我国科学家发明了一种以和为电极材料的新型

电池，其内部结构如下图，其中Q、力、c三区电解质溶液的酸碱性不同。放电时，电极材料

转化为

阴

阳

离

离

子

子

交

交

换

电换电

膜

极膜极

MN

K2s。4溶液

a区b区c区

A.充电时，a区溶液pH增大

B.充电一段时间后，b区K2sO.1浓度减小

C.放电时，电子从电极N经过导线传导到电极M

00

—2ne-=力+2九4+,是原电池的负秘，阳离子增多，阳离子进入b区，二氧牝播得电子变

2+

成镒离子，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6区，电极N为负极，故c区为碱性溶液，a区为酸性溶液。

【解析】4充电时，。区有H+生成，V减小；4错误；

B.充电时，b区的SOl~向a区移动，K+向。区移动，所以b区K,SO.浓度减小；6正确；

C.放电时，电极N为原电池的负极，所以电子从也极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