2026年高考化学二轮复习（全国）重难10 电化学中的多室、多池装置（重难专练）（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)

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

②正极反应式：Cu2＋＋2e-=Cu

③Zn2＋通过阳离子交换膜进入正极区

④阳离子→透过阳离子交换膜→原电池正极(或电解池的阴极)

（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)

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=H2↑＋2OH

-_-

②阳极反应式：2I2e=I2

----

③阴极产生的OH移向阳极与阳极产物反应：3I2＋6OH=IO3＋5I＋3H2O

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CH3COOH)，可获得清洁能源H2

＋-

①阴极反应式：2H＋2e=H2↑

-＋

②阳极反应式：CH3COOH-8e＋2H2O=2CO2↑＋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)

（4）电渗析法

将含AnBm的废水再生为HnB和A(OH)m的

原理：已知A为金属活动顺序表H之前的

金属，Bn-为含氧酸根离子

（5）双极膜

双极膜

由一张阳膜和一张阴膜复合制成。该

膜特点是在直流电的作用下，阴、阳

＋－

膜复合层间的H2O解离成H和OH

并通过阳膜和阴膜分别向两极区移

＋－

动，作为H和OH的离子源

（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：2Cl－2e===Cl2↑，

－－

阴极室中的电极反应：2H2O＋2e===H2↑＋2OH，

阴极区H＋放电，破坏了水的电离平衡，使OH－浓度增大，阳极区Cl－放电，使溶液中的c(Cl－)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－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NH4NO3，其工作原理如图所示。

＋－＋＋＋

阴极的NO被还原为NH4：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：NO－3e＋2H2O===NO3＋4H，NO3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＋7H2O=====3NH4NO3＋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转化为NH4NO3。

（3）多室电解池

例如，“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：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===2H2↑＋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NaOH。

（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-石墨炔(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。石墨炔是层状结构，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sp2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电极为正极，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原子形成的共轭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。

下列说法不．正．确．的是

A．电极a是负极

B．离子交换膜a为阴离子交换膜

−+

C．电极b的反应式：O2+4e+4H=2H2O

D．酸性条件下O2的氧化性强于碱性条件下O2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

4OH4eO22H2O；b为正极，电极反应为O24e4H2H2O。

【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O24e4H2H2O，C正确；

D．由电极方程式可知，在酸性条件下O2得电子作氧化剂，碱性条件下O2作氧化产物，则酸性条件下O2

的氧化性强于碱性条件下O2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(pH8.2)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：4OH4e2H2OO2

D．理论上，每通过2mol电子，可产生1molH2

【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=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。

【解析】A．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．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：4OH4e2H2OO2，

C正确；

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2mol电子，可产生2molH2，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e由a极向b极方向迁移

--

B．阴极反应为2H2O-2e=H2↑+2OH，

C．阳极反应HCHO2e3OHHCOO2H2O

D．相同电量下H2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，

结合反应机理，则阳极反应涉及：

--1--

①HCHO+OH-e=HCOOH+H2，②HCOOH+OH=HCOO+H2O，则阳极反应式为：

2

--

2HCHO2e4OH2HCOOH22H2O，阴极反应式为：2H2O+2e=H2↑+2OH，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：2H2O+2e=H2↑+2OH，B错误；

C．由分析可知，阳极反应为：2HCHO2e4OH2HCOOH22H2O，C错误；

D．由分析可知，阳极反应式为：2HCHO2e4OH2HCOOH22H2O，阴极反应式为：

--

2H2O+2e=H2↑+2OH，则转移2mol电子时，阳极生成1molH2，阴极生成1molH2，共生成2molH2，而传统

通电

电解水的反应式：2H2O2H2↑+O2↑，转移2mol电子生成1molH2，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Li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H2+2Li=2LiH

C．充电时Li+移向惰性电极

+

D．充电时每转移1mol电子，cH降低1molL-1

【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LiH2PO4解离为Li和H2PO4，则充电时，惰性电极为阴极，电极的反应为：LieLi，阳极

为气体扩散电极，电极反应：H22e2H2PO42H3PO4，放电时，惰性电极为负极，电极反应为：

LieLi，气体扩散电极为正极，电极反应为2H3PO42e2H2PO4H2，据此解答。

【解析】A．放电时，Li会通过固体电解质进入电解质溶液，同时正极会生成H2进入储氢容器，当转移

2mol电子时，电解质溶液质量增加7g/mol2mol1mol2g/mol12g，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+2H3PO4=H2+2LiH2PO4，B错误；

C．充电时，Li向阴极移动，则Li向惰性电极移动，C正确；

D．充电时每转移1mol电子，会有1molH与H2PO4结合生成H3PO4，但不知道电解液体积，无法计算cH

降低了多少，D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KNO3，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

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22.4LCl2，阳极室内溶液质量减少149g

D．理论上每生成1molCl2，阴极室溶液质量增加46g

【答案】C

【分析】阳极室：2Cl2eCl2；阴极室：2H2O2e2OHH2。电解法可以制备KNO3，根据图

示，阳极室中的钾离子进入硝酸钾溶，NaNO3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．NaNO3中NO3通过Y膜向左移生成KNO3，Y膜为阴离子交换膜，故A错误；

B．阴极室发生反应2H2O2e2OHH2，NaNO3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2molK移向硝酸钾溶液，则阳极室内减少2molKCl，

即溶液质量减少149g，C正确；

D．生成1molCl2时，转移2mol电子，阴极室内生成1molH2但补充了2molNa，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H2O解离的H和OH在电

场作用下向两极迁移。除硼原理：BOHHBOHHO。下列说法错误的是

432

A．Pt电极反应：4OH4eO22H2O

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

．室每生成，同时室最多生成

DⅣ1molNaOHⅡ1molBOH3

【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：4OH4eO22H2O，阴极发生的反应为：2H2eH2，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，据此解答。

【解析】A．由分析可知，Pt电极为阳极，阳极发生的反应为：4OH4eO22H2O，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，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；

．室每生成，则转移电子，有氢离子移到室中，生成，正确；

DⅣ1molNaOH1mol1molⅡ1molBOH3D

故选C。

．广东汕头一模碱性电池发展迅猛，某实验小组利用该电池实现电化学合成氨，装

8(2025··)ZnNiOH2

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6molH，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N22Li4H6e2LiNH2

【答案】D

【分析】某实验小组利用碱性电池实现电化学合成氨，在电极上失去电子生成+，电

ZnNiOH2H2PHP

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NH3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N2+3H22NH3，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C2H5OH解离出的氢离子反应生成氨基锂，电极方程式为：

N22Li4H6e2LiNH2，D正确；

故选D。

9．（2025·山东淄博·一模）热再生乙腈CH3CN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CH3CN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

C．乙池极电极反应式为3CO22eH2OCO2HCO3

D．若d极生成1.12L(标准状况)O2，则理论上b极质量减少6.4g

【答案】BD

【分析】由装置图可知电极上发生反应：-+，作负极，电极为正极，

bCu+4CH3CN-e=[CuCH3CN4]Cua

正极发生反应：2+-+，则电极为阴极，电极为阳极，据此分析解答。

Cu+4CH3CN+e=[CuCH3CN4]cd

【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CuCHCN，且最终从左侧电极导出，则b电极生成的

34

+应通过隔膜进入左侧，该隔膜应为阳离子交换膜，故错误；

[CuCH3CN4]B

--

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

D．若d极生成1.12L(标准状况)O2，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：BD。

（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

已知：一个电子带有的电量为1.61019C。

A．该电池的电解质换成高浓度的Li2SO4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1.93105C

【答案】D

【解析】A．该电池的电解质换成高浓度的Li2SO4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，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→用电器→集流板，不能通过阳离子膜，C错误；

14g

D．金属锂质量每减小14g，金属锂的物质的量nLi2mol，LieLi，失去电子物质的量

7g/mol

2mol，经过用电器的电量=2mol×6.02×1023/mol×1.6×10-19C≈1.93×105C，D正确；

故答案选D。

2．（2024·山东卷）以不同材料修饰的Pt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H2和O2，装置如图所示。下列说法错误的是

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+3H2OBrO3+3H2

D．催化阶段反应产物物质的量之比n(Z):nBr-=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BrO3，电极b为阳极，电极反应为Br

--++-

-6e+3H2O=BrO3+6H；则电极a为阴极，电极a的电极反应为6H+6e=3H2↑；电解总反应式为

电解

----

Br+3H2OBrO3+3H2↑；催化循环阶段BrO3被还原成Br循环使用、同时生成O2，实现高效制H2和O2，

即Z为O2。

【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H2O和Br，而催化阶段BrO3被还原成Br循环使用，故加入Y的目的是补充

H2O，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+3H2OBrO3+3H2↑，C项正确；

D．催化阶段，Br元素的化合价由+5价降至-1价，生成1molBr-得到6mol电子，O元素的化合价由-2价升

-

至0价，生成1molO2失去4mol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(OH)2。已知甲装置的工作原理为：

2Na2S2NaBr3Na2S43NaBr，电极a、b采用石墨或Fe。下列说法不正确的是

A．乙装置中电极a应为Fe，b电极为石墨

B．乙装置中可用CuCl2溶液代替NaCl溶液

C．电极b发生的反应：2H2O2eH22OH

D．理论上每生成9.0gFe(OH)2，甲装置中将有0.2molNa向惰性电极II移动

【答案】B

22

【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；

2

B．若用CuCl2溶液代替NaCl溶液，在阴极Cu得电子生成Cu，无法生成OH，就不能生成Fe(OH)2，该

选项错误；

C．电极b为阴极，溶液中的H2O得电子发生还原反应，电极反应式为2H2O2eH22OH，该选项

正确；

m9.0g22

D．9.0gFe(OH)的物质的量为n0.1mol，根据Fe2eFe，Fe2OHFe(OH)2，

2M90g/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II）移动，根据电荷守

恒，有0.2molNa向惰性电极II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。

711

已知：tC,H2CO3的电离平衡常数：Ka14.610,Ka25.010。

下列说法不正确的是

2--

A．tC，当装置I中cCO3:cHCO3=1:2时，溶液的pH11

B．装置II中溶液显碱性的原因是HCO3的水解程度大于HCO3的电离程度

2

C．装置II中产生CO2的离子方程式为2HCO3CO2CO3H2O

D．装置III中的阴极反应式为2CO212e12HC2H44H2O

【答案】A

【分析】装置III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：2CO212e12HC2H44H2O，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、CO2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。

+2-

2--c(H)c(CO3)11

【解析】A．tC，当装置I中cCO3:cHCO3=1:2时，根据Ka2-5.010，故

c(HCO3)

c(H+)1.01010，pH=10，A错误；

B．装置II中为KHCO3溶液，既存在HCO3的水解又存在HCO3的电离，显碱性的原因是HCO3的水解程度

大于HCO3的电离程度，B正确；

2

C．装置II中产生CO2的原因是碳酸氢钾受热分解，离子方程式为2HCO3CO2CO3H2O，C正确；

D．根据分析，装置III中的阴极反应式为2CO212e12HC2H44H2O，D正确；

故选A。

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CO2，并将其转为CaCO3，同时得到

高浓度的盐酸、H2和O2。在直流电源的作用下，双极膜中的H2O可自动解离为H和OH。下列说法不正

确的是

A．电极b连接电源正极

B．Ⅱ、Ⅲ室之间为阴离子交换膜

22

C．Ⅱ室中发生反应：CaCO3CaCO3

D．理论上，每转移2mole，双极膜上共解离2molH2O

【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↑+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=H2↑。

【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Ⅲ室，Ⅱ室中Cl也移向Ⅲ室，Ⅲ室中才能获得高浓度盐酸，Ⅱ、Ⅲ室之间为阴离子

交换膜，故B正确；

222

C．CO3通过阴离子交换膜移向Ⅱ室，Ⅱ室中发生反应：CaCO3CaCO3，故C正确；

D．理论上，每转移2mole，每个双极膜上解离2molH2O两个双极膜上共解离4molH2O，故D错误；

故选：D。

2

6．某同学设计利用乙烷燃料电池来电解处理酸性含铬废水(主要含有Cr2O7)，其装置示意图如图所示，处

2233

理过程中存在反应Cr2O76Fe14H2Cr6Fe7H2O。下列说法错误的是

2

A．M电极的电极反应为C2H614e7O2CO23H2O

B．铬元素最终以Cr(OH)3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

2

D．若电解过程中，电子的有效利用率为60%，每处理掉0.2mol的Cr2O7，理论上N电极需要通入11.2L(已

折算为标准状况)O2

【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离子；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

中的重铬酸根离子反应生成铬离子、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、铬离子与氢氧根离子反应生成氢氧化铁、氢氧化铬沉淀达到处理酸性含铬废水的目的。

【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

2

碳和水，电极反应式为C2H614e7O2CO23H2O，故A正确；B．由分析可知，铬元素最终以氢氧

化铬形式除去而达到处理酸性含铬废水的目的，故B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，此时仍然是氢离

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C正确；D．每处理掉0.2mol重铬酸

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可知，理论上N

1.2mol2

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

60%

7．（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

4--3-

C．电极b上发生的电极反应式为Fe(CN)6+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1molLiCl

【答案】D

【分析】由图可知，左侧为阴极，电极反应为O24e2H2O4OH，右侧为阳极，电极反应为

4-3-

FeCN－e﹣=FeCN，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

66

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。

【解析】A．由分析可知，膜Ⅱ为阴膜，A错误

B．a电极的反应为O24e2H2O4OH，pH变大，B错误；

4-3-

C．由分析可知，电极b的反应为FeCN－e﹣=FeCN，C错误；

66

D．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。

8．（2025·湖北腾云联盟·一模）我国科学家发明了一种以和MnO2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，电极材料转化

为。下列说法错误的是

A．充电时，a区溶液pH增大

B．充电一段时间后，b区K2SO4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2ne2nK

【答案】A

【分析】放电时，电极材料转化为，电极反应

2ne2nk，是原电池的负极，阳离子增多，阳离子进入b区，二氧化

2

锰得电子变成锰离子，是原电池的正极，电极反应为MnO24H2eMn2H2O，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；

2

B．充电时，b区的SO4向a区移动，K向c区移动，所以b区K2SO4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2ne2nk，D正确；

答案选A。

32

9．（2025·湖北卷）某电化学制冷系统的装置如图所示。FeHO和FeHO在电极上发生相互

2626

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①②③④①实现制冷。

装置只通过热交换区域Ⅰ和Ⅱ与环境进行传热，其他区域绝热。下列描述错误的是

32

A．阴极反应为FeHOeFeHO

2626

23

B．已知②处的电解液温度比①处的低，可推断FeHO比FeHO稳定

2626

C．多孔隔膜可以阻止阴极区和阳极区间的热交换

2

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FeHO和

26

3

FeHO离子结构的改变

26

【答案】B

23

【分析】由图可知，左侧电极发生反应FeHOeFeHO，则左侧为阳极，右侧电极反应为

2626

32

FeHOeFeHO，则右侧电极为阴极，据此解答。

2626

32

【解析】A．由分析可知，阴极反应为FeHOeFeHO，A正确；

2626

32

B．已知②处的电解液温度比①处的低，则可推断FeHOeFeHO是吸热反应，无法推断

2626

32

FeHO和FeHO的稳定性，B错误；

2626

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

2

不会直接导致结构变化，热效应实际上来源于电子转移完成后，新生成的离子：FeHO和

26

3

FeHO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；

26

故选B。

10．（2025·山东潍坊·一模）利用H2O2在碱性条件下实现废水中Cr（Ⅲ）的回收，铬的去除率大于99.5%，

其装置如图所示。下列说法正确的是

A．膜a，膜b均为阳离子交换膜

2

B．废水室中反应的离子方程式为2Cr(OH)33H2O24OH2CrO48H2O

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54gH2O

【答案】BD

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

2

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，CrO4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要阻止其他阳离子进入缓冲室，为阴离子交

换膜，A错误；

3+2

B．依据图中物质，废水室中Cr在碱性条件下被H2O2氧化生成CrO4