文档文本内容
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
第04 讲 电化学原理的综合应用
目录
01
考情解码·命题预警
02 体系构建·思维可视...........................................................................................................................
03 核心突破·靶向攻坚...........................................................................................................................
考点一 多池串联的模型及原理分析...............................................................................................
知识点1 常见多池串联装置图........................................................................................................................................
知识点2 多池串联装置类型的判断...............................................................................................................................
考向1 考查原电池和电解池串联装置.......................................................................................................................
考向2 考查电解池串联装置..........................................................................................................................................
考点二 离子交换膜 电化学的计算...............................................................................................
知识点1 离子交换膜的分类.............................................................................................................................................
知识点2 电化学的有关计算.............................................................................................................................................
考向1 考查离子交换膜的应用........................................................................................................................................
【思维建模】有关离子交换膜的解题流程
考向2 考查电化学的计算.................................................................................................................................................
04 真题溯源·考向感知............................................................................................................................
1
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
考点要求
考察形式
2025 年
2024 年
2023 年
2022 年
2021 年
离子交换膜
选择题
非选择题
黑吉辽卷
T12，3 分
辽宁卷T11，
3 分
电化学的计算
选择题
非选择题
辽宁卷T7，3
分
辽
宁
卷
T12，3 分
考情分析：
化学是高考
电
必考内容，命
情境
题
新
，
重考
分析
较为
颖侧
查
问题、解答
及
算能力。通常考
问题
计
查新型
源、
电
原
池、
解池的工作原理，
极的判断，
极反
式的
写，
子的
移或
流的方向和溶液中离子的移
电
电
电
电
应
电
电
书
转
方向的判断，溶液
动
pH 的
化，离子交
膜作用，
变
换
化学的
电
有关
算
计
等。
复习目标：
1.掌握多池
接的分析
用。
应
连
2.了解离子交
膜的分
及特点。
换
类
3.理解离子交
膜在装置中的作用。
换
4.熟悉
化学
合
算中的常用方法。
电
综
计
2
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
考点一 多池串联的模型及原理分析
知识点1 常见多池串联装置图
1.外接电源与电解池的串联(如图)
A、B 为两个串联 ，相同时间内，各电极 电子数相等。
2.原电池与电解池的串联(如图甲、图乙)
3
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
甲、乙两图中，A 均为 ，B 均为 。
知识点2 多池串联装置类型的判断
1.装置类型的判断
原电池一般是两种活泼性不同的金属电极或一种金属电极和一个碳棒作电极；而电解池则一般都是两个惰
性电极，如两个铂电极或两个碳棒。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。如图所示：B 为 ，A 为 。
2.分析常用规律
（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1 考查原电池和电解池串联装置
例1 （2025·吉林·二模）如图所示，甲池的总反应式为N2H4＋O2===N2＋2H2O，下列关于该装置工作时的
说法正确的是( )
A.该装置工作时，Ag 电极上有气体生成
B.甲池中负极反应式为N2H4－4e－===N2＋4H＋
C.甲池和乙池中溶液的pH 均减小
4
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
D.当甲池中消耗3.2 g N2H4时，乙池中理论上最多产生6.4 g 固体
【变式训练1】（2025·黑龙江·一模）利用氢氧燃料电池，以镍、铁作电极电解NaOH 溶液制备高铁酸钠
(Na2FeO4，其在浓碱中稳定存在)的装置如图所示。已知固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体，在高温下
能传导O2－。下列说法正确的是( )
A.电极b 的电极反应为H2－2e－===2H＋
B.电极d 材料是铁电极，电极反应为Fe－2e－＋2OH－===Fe(OH)2
C.理论上，固体电解质中每迁移0.3 mol O2－，可以制得16.6 g Na2FeO4
D.为提高Na2FeO4的产率，应使用阳离子交换膜
【变式训练2】（2025·内蒙古·二模）利用甲醇燃料电池为电源进行电解的实验装置如图所示，电极a 和b
都是石墨电极。该装置工作一段时间后，a 电极没有气体放出，那么在这段时间内，下列说法正确的是（
）
A.硫酸铜溶液中Cu2＋浓度减小，若使CuSO4的浓度恢复原状可加入CuCO3
B.燃料电池工作时，负极反应式为CH3OH－6e－＋H2O
CO2↑＋6H＋
C.a 电极作电解池的阳极
D.同温同压下，b 电极产生的气体与电池中消耗甲醇的物质的量之比为3∶1
考向2 考查电解池串联装置
例2 （2025·辽宁·一模）某实验小组设计如图所示装置，下列说法错误的是( )
A.乙池中电流由石墨电极经过硫酸铜溶液流向Ag 电极
B.甲池通入CH4的电极反应式为CH4+8e-+10OH-===CO3
2−+7H2O
5
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
C.反应一段时间后，向乙池中加入一定量CuCO3固体能使CuSO4溶液恢复到原来的状态
D.甲池中消耗0.56 L(标准状况下)O2，此时丙池中理论上最多产生2.90 g 固体
【变式训练1】（2025·黑龙江·二模）如图装置所示，C、D、E、F、X、Y 都是惰性电极，甲、乙中溶液
的体积和浓度都相同(假设通电前后溶液体积不变)，A、B 为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，F
极附近呈红色。
请回答下列问题：
(1)A 极是电源的________，一段时间后，甲中溶液颜色________，丁中X 极附近的颜色逐渐变浅，Y 极附
近的颜色逐渐变深，这表明_____________，在电场作用下向Y 极移动。
(2)若甲、乙装置中的C、E 电极均只有一种单质生成时，对应单质的物质的量之比为________。
(3)现用丙装置给铜件镀银，则G 应是__________(填“镀层金属”或“镀件”)，电镀液是________溶液。
当乙中溶液的pH 是12 时(此时乙溶液体积为500 mL)，丙中镀件上析出银的质量为________，甲中溶液的
pH________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(4) 若将C 电极换为铁，其他装置都不变，则甲中发生的总反应的离子方程式为
______________________________________________________________________________________。
【变式训练2】（2025·吉林·一模）如图所示，通电5 min 后，电极5 的质量增加2.16 g，请回答下列问题：
(1)a 为电源的________( 填“ 正” 或“ 负” ) 极，C 池是________ 池。A 池阳极的电极反应为
______________________________________________________，
C 池阴极的电极反应为_______________________________。
(2)如果B 池中共收集到224 mL 气体(标准状况)且溶液体积为200 mL(设电解过程中溶液体积不变)，则通
电前溶液中Cu2＋的物质的量浓度为________。
(3)如果A 池溶液是200 mL 足量的食盐水(电解过程溶液体积不变)，则通电5 min 后，溶液的pH 为
________。
考点二 离子交换膜 电化学的计算
6
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
知识点1 离子交换膜的分类
1.阳离子交换膜(只允许 和 通过，阻止 和 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 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 和 通过，阻止 和 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：2I-_2e-=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 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)
知识点2 电化学的有关计算
1.根据总反应式计算
先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列出比例式计算。
2.根据电子守恒计算
(1)用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数
相等。
(2)用于混合溶液中电解的分阶段计算。
3.根据关系式计算
根据得失电子守恒建立起已知量与未知量之间的桥梁，构建计算所需的关系式。
如以电路中通过4 mol e－为桥梁可构建以下关系式：
7
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
4e-~2C l2(Br2、I 2)~O2
⏟
阳极产物
~ 2 H 2~2Cu~4Ag~ 4
n M
⏟
阴极产物
(式中M 为金属，n 为其离子的化合价数值)
该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值，熟记电极反应，灵活运用关系式便能快速解答常见的电化学
计算问题。
(式中M 为金属，n 为其离子的化合价数值)
该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值，熟记电极反应式，灵活运用关系式便能快速解答常见的电化
学计算问题。
考向1 考查离子交换膜的应用
例1 （2025·吉林·二模）三室膜电渗析分离硫酸锂并回收酸碱的装置示意图如图，下列说法正确的是(
)
A.酸碱的浓度：进等于出
B.右侧电极的电极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑
C.装置工作一段时间后，n(a)∶n(b)＝2 1∶
D.右侧离子交换膜为阴离子交换膜
思维建模 有关离子交换膜的解题流程
1.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。
2.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。
3.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。
【变式训练1】（2025·辽宁·一模）一种水性电解液Zn－MnO2离子选择双隔膜电池如图所示[KOH 溶液中，
Zn2＋以Zn(OH)存在]。电池放电时，下列叙述错误的是( )
8
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
A.Ⅱ区的K＋通过隔膜向Ⅲ区迁移
B.Ⅰ区的SO 通过隔膜向Ⅱ区迁移
C.MnO2电极反应：MnO2＋2e－＋4H＋===Mn2＋＋2H2O
D.电池总反应：Zn＋4OH－＋MnO2＋4H＋===Zn(OH)＋Mn2＋＋2H2O
【变式训练2】（2025·黑龙江·一模）复分解电渗析(Electrodialysis Metathesis，EDM)具有重组和浓缩离子
的独特性能，基于四隔室结构特点，通过离子重组可发生类似复分解反应，将少量的低溶解度(或不溶解)
的盐类转化为高溶解度的盐。图中所示为复分解电渗析装置，以KCl 和NaNO3为原料制备无氯钾肥
(KNO3)并回收NaCl。下列说法错误的是( )
A.浓缩B 室中的产品为KNO3，为使产品纯净，该室进液口宜选择蒸馏水
B.阳极所选电解质溶液宜选择一定浓度的NaOH 溶液，其电极反应方程式为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O
C.阴极每产生11.2 L H2(标准状况下)，淡水A 室有1 mol Cl－进入到浓缩A 室中
D.该复分解电渗析装置中①③⑤选择阳离子交换膜为宜，②④选择阴离子交换膜为宜
考向2 考查电化学的计算
例2（2025·内蒙古·二模）设计如图装置回收金属钴。保持细菌所在环境pH 稳定，借助其降解乙酸盐生成
CO2，将废旧锂离子电池的正极材料LiCoO2(s)转化为Co2＋，工作时保持厌氧环境，并定时将乙室溶液转移
至甲室。已知电极材料均为石墨材质，右侧装置为原电池。下列说法错误的是( )
9
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
A.装置工作时，甲室溶液pH 逐渐减小
B.装置工作一段时间后，乙室应补充盐酸
C.乙室电极反应式为LiCoO2＋2H2O＋e－===Li＋＋Co2＋＋4OH－
D.若甲室Co2＋减少200 mg，乙室Co2＋增加300 mg，则此时已进行过溶液转移
【变式训练1】（2025·黑龙江·一模）如下所示电解装置中，通电后石墨电极Ⅱ上有O2生成，Fe2O3逐渐溶
解，下列判断错误的是( )
A.a 是电源的负极
B.通电一段时间后，向石墨电极Ⅱ附近滴加石蕊溶液，出现红色
C.随着电解的进行，CuCl2溶液浓度变大
D.当0.01 mol Fe2O3完全溶解时，至少产生气体336 mL(折合成标准状况下)
【变式训练2】（2025·辽宁·二模）水系可逆Zn－CO2电池在工作时，复合膜(由a、b 膜复合而成，a 膜只
允许H＋通过，b 膜只允许OH－通过)层间的H2O 解离成H＋和OH－，在外加电场中可透过相应的离子膜定
向移动。当闭合K1时，Zn－CO2电池工作原理如图所示，下列说法正确的是( )
A.闭合K1时，右侧电极反应为CO2＋2H＋＋2e－===HCOOH
B.闭合K1时，电池工作一段时间，复合膜两侧溶液的pH 左侧升高右侧降低
C.闭合K2时，OH－从复合膜流向Zn 电极
D.闭合K2时，每生成65 g Zn，同时一定生成CO2气体11.2 L
10
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
1.（2024·黑吉辽卷）“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
高效制
的方法，装置如图所示。部分反应机理为：
。下列说法错误的是
A. 相同电量下
理论产量是传统电解水的1.5 倍
B. 阴极反应：
C. 电解时
通过阴离子交换膜向b 极方向移动
D. 阳极反应：
2.（2023·辽宁卷）某低成本储能电池原理如下图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 放电时负极质量减小
B. 储能过程中电能转变为化学能
C. 放电时右侧
通过质子交换膜移向左侧
D. 充电总反应：
3.(2023·辽宁卷)某无隔膜流动海水电解法制H2的装置如下图所示，其中高选择性催化剂PRT 可抑制O2产
生。下列说法正确的是( )
11
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
A.b 端电势高于a 端电势
B.理论上转移2 mol e－生成4 g H2
C.电解后海水pH 下降
D.阳极发生：Cl－＋H2O－2e－===HClO＋H＋
4.（2022·辽宁卷）某储能电池原理如图。下列说法正确的是
A. 放电时负极反应：
B. 放电时
透过多孔活性炭电极向
中迁移
C. 放电时每转移
电子，理论上
吸收
D. 充电过程中，
溶液浓度增大
12
