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考点一：多池串联的两大装置图及原理分析
1．常见多池串联装置图
【装置图一】 外接电源与电解池的串联(如图)
A、B 为两个串联电解池，相同时间内，各电极得失电子数相等。
【装置图二】 原电池与电解池的串联(如图)
甲、乙两图中，A 均为原电池，B 均为电解池。
2．二次电池的充电
第39 讲 多池、多室的电化学装置
01 了解串联装置的连接特点，了解离子交换膜的特点及作用。
02 掌握多池、多室问题分析的一般方法。
03 能熟练用电子守恒、关系式法等进行有关电化学计算。
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(1)可充电电池原理示意图
充电时，原电池负极与外接电源负极相连，原电池正极与外接电源正极相连，记作“正接正，负接负”。
(2)可充电电池有充电和放电两个过程，放电时是原电池反应，充电时是电解池反应。充电、放电不是可逆
反应。
(3)放电时的负极反应和充电时的阴极反应相反，放电时的正极反应和充电时的阳极反应相反。将负(正)极
反应式变换方向并将电子移项即可得出阴(阳)极反应式。
例：Fe ＋Ni2O3 ＋3H2OFe(OH)2 ＋2Ni(OH)2 ，放电时负极的电极反应式为Fe －2e －＋2OH －
===Fe(OH)2，则充电时阴极的电极反应式为Fe(OH)2＋2e－===Fe＋2OH－。
3．电化学计算的三种方法
如以电路中通过4 mol e－为桥梁可构建以下关系式：
(式中M 为金属，n 为其离子的化合价数值)
该关系式具有总览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。
1．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
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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
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
=====2．在如图所示的装置中，若通直流电5 min 时，铜电极的质量增加2.16 g。试回答下列问题。
(1)电源中X 为直流电源的________极。
(2)pH 变化：A__________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，B________，C________。
(3)通电5 min 时，B 中共收集224 mL(标准状况下)气体，溶液体积为200 mL，则通电前CuSO4溶液的物质
的量浓度为________(设电解前后溶液体积无变化)。
(4)常温下，若A 中KCl 足量且溶液的体积也是200 mL，电解后，溶液的pH 为__________(设电解前后溶
液体积无变化)。
1．（2023·全国·高考真题）用可再生能源电还原
时，采用高浓度的
抑制酸性电解液中的析氢反应
来提高多碳产物(乙烯、乙醇等)的生成率，装置如下图所示。下列说法正确的是
A．析氢反应发生在
电极上
B．
从
电极迁移到
电极
真题·明考向
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C．阴极发生的反应有：
D．每转移
电子，阳极生成
气体(标准状况)
2．（2014·广东·高考真题）某同学组装了如图所示的电化学装置电极I 为Al，其他电极均为Cu，则
A．电流方向：电极IV→
→电极I
B．电极I 发生还原反应
C．电极II 逐渐溶解
D．电极III 的电极反应：Cu2++2e-==Cu
3．（2010·全国·高考真题）铅蓄电池的工作原理为：Pb+PbO2+2H2SO=2PbSO4+2H2O
研读右图，下列判断不正确的是
A．K 闭合时，d 电极反应式：PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO4
2-
B．当电路中转移0.2 mol 电子时，Ⅰ中消耗的
为0.2mol
C．K 闭合时，Ⅱ中
向c 电极迁移
D．K 闭合一段时间后，Ⅱ可单独作为原电池，d 电极为正极
考点二：多室装置的分析
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为实现特定功能需求，在电化学装置中增加离子交换膜，将原电池或电解池分隔成两个或多个相对独立的
室。
1．离子交换膜的分类和应用
2．分析某室质量变化的关键
分析某室质量的变化，既要考虑该区(或该电极)的化学反应，又要考虑通过“交换膜”的离子带来的质量
变化。
1．污水资源化利用既可以缓解水的供需矛盾，又可以减少水污染。化学工作者提出采用电解法除去工业
污水中的NaCN，其原理如图所示，通电前先向污水中加入适量食盐并调整其pH 维持碱性(CN－不参与电
极反应)。下列说法正确的是( )
A．b 为电源的负极
B．隔膜Ⅰ为阴离子交换膜
C．X 为H2，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
D．当生成2.24 L N2时，电路中通过1 mol 电子
2．以纯碱溶液为原料，通过电解的方法可制备小苏打，原理装置图如下：
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上述装置工作时，下列有关说法正确的是( )
A．乙池电极接电源正极，气体X 为H2
B．Na＋由乙池穿过交换膜进入甲池
C．NaOH 溶液Z 的浓度比NaOH 溶液Y 的小
D．甲池电极反应为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
1．（2024·广东·高考真题）一种基于氯碱工艺的新型电解池(下图)，可用于湿法冶铁的研究。电解过程中，
下列说法不正确的是
A．阳极反应：
B．阴极区溶液中
浓度逐渐升高
C．理论上每消耗
，阳极室溶液减少
D．理论上每消耗
，阴极室物质最多增加
2．（2024·湖北·高考真题）我国科学家设计了一种双位点
电催化剂，用H2C2O4和
电化学催
化合成甘氨酸，原理如图，双极膜中
解离的
和
在电场作用下向两极迁移。已知在
溶液中，
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甲醛转化为
，存在平衡
。
电极上发生的电子转移反应为
。下列说法错误的是
A．电解一段时间后阳极区
减小
B．理论上生成
双极膜中有
解离
C．阳极总反应式为
D．阴极区存在反应
3．（2023·河北·高考真题）我国科学家发明了一种以
和
为电极材料的新型电池，
其内部结构如下图所示，其中①区、②区、③区电解质溶液的酸碱性不同。放电时，电极材料
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转化为
。下列说法错误的是
A．充电时，b 电极上发生还原反应
B．充电时，外电源的正极连接b 电极
C．放电时，①区溶液中的
向②区迁移
D．放电时，a 电极的电极反应式为
1．（2024·北京·三模）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
，将废旧锂离子电池的正极材料
转化为
，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。下列说法不正确的是
演练·提能力
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A．装置工作时，离子通过阳膜进入甲室
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
D．若甲室
减少200mg，乙室
增加300mg，则此时已进行过溶液转移
2．（2024·广东江门·三模）四甲基氢氧化铵
常用作电子工业清洗剂。以四甲基氯化铵
为原料，采用电渗析法合成四甲基氢氧化铵
，工作原理如图所示。下列说法
不正确的是
A．光伏并网发电装置中
电极的电势高于
电极
B．a 电极反应式为
C．若、均为阳离子交换膜，
为阴离子交换膜，则
为
D．每生成
，理论上两极共产生气体
(标准状况下)
3．（2024·四川成都·模拟预测）钙钛矿太阳能电池被称为第三代太阳能电池，图一是钙钛矿太阳能电池的
工作示意图，图二是该电池作电源电解酸性硫酸铬溶液获取铬单质和硫酸的工作示意图。下列说法错误的
是
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A．C 电极接钙钛矿太阳能电池的B 极
B．D 电极发生的电极反应式为
C．图二中的离子交换膜I 为质子交换膜，Ⅱ为阴离子交换膜
D．当太阳能电池有9mol 电子转移时，Cr 棒上增重的质量为156g
4．（2024·北京·三模）利用双极膜电解
制备
，捕集烟气中C O2，制备
。电解原理
如图所示：
已知：双极膜为复合膜，可在直流电的作用下，将膜间的
解离，提供
和
。
下列说法正确的是
A．阴极反应式：
B．Ⅰ为阴离子交换膜，Ⅱ阳离子交换膜
C．电路中转移
电子时共产生
D．该装置总反应的方程式为
5．（2024·广东·三模）西北工业大学推出一种新型Zn-NO2电池，该电池能有效地捕获NO2并将其转化为
NO 。现利用Zn-NO2电池将产生的NO 电解制氨，过程如图所示。下列说法正确的是
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A．c 电极的电势比d 电极的电势高
B．当电路中转移2mole-时，丙室溶液质量减少18g
C．电解池的总反应式为2H+ + 2NO + 2H2O = 2NH3 +3O2↑
D．为增强丙中水的导电性，可以加入一定量的NaCl 固体
6．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( )
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
7．Na2Cr2O7的酸性水溶液随着H＋浓度的增大会转化为CrO3。电解法制备CrO3的原理如图所示。下列说法
错误的是( )
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A．电解时只允许H＋通过离子交换膜
B．生成O2和H2的质量比为8∶1
C．电解一段时间后阴极区溶液OH－的浓度增大
D．CrO3的生成反应为Cr2O＋2H＋===2CrO3＋H2O
8．K-O2电池结构如图，a 和b 为两个电极，其中之一为单质钾片。关于该电池，下列说法错误的是( )
A．隔膜允许K＋通过，不允许O2通过
B．放电时，电流由b 电极沿导线流向a 电极；充电时，b 电极为阳极
C．产生1 Ah 电量时，生成KO2的质量与消耗O2的质量比值约为2.22
D．用此电池为铅蓄电池充电，消耗3.9 g 钾时，铅酸蓄电池消耗0.9 g 水
9．一种水性电解液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( )
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
10．钴(Co)的合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。如图为水溶液中电解制备金属钴的装置示
意图。下列说法正确的是( )
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A．工作时，Ⅰ室和Ⅱ室溶液的pH 均增大
B．生成1 mol Co，Ⅰ室溶液质量理论上减少16 g
C．移除两交换膜后，石墨电极上发生的反应不变
D．电解总反应：2Co2＋＋2H2O=====2Co＋O2↑＋4H＋
11．钠离子电池具有资源丰富、成本低、安全性好、转换效率高等特点，有望成为锂离子电池之后的新型
首选电池，如图是一种钠离子电池工作示意图：
下列说法不正确的是( )
A．放电时，Na＋通过交换膜向N 极移动
B．充电时，光照可促进电子的转移
C．充电时，TiO2光电极上发生的电极反应为3I－－2e－===I
D．放电时，若负极室有2 mol 阴离子发生反应，则电路中转移2 mol 电子
12．我国科学家开发出了一种Zn-NO 电池系统，该电池具有同时合成氨和对外供电的功能，其工作原理如
图所示，下列说法错误的是( )
A．电极电势：Zn/ZnO 电极<MoS2电极
B．Zn/ZnO 电极的反应式为Zn－2e－＋2OH－===ZnO＋H2O
C．电池工作一段时间后，正极区溶液的pH 减小
D．电子流向：Zn/ZnO 电极→负载→MoS2电极
13 ．铅蓄电池是典型的可充电电池，正、负极是惰性材料，电池总反应式为Pb ＋PbO2 ＋
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2H2SO42PbSO4＋2H2O，回答下列问题(不考虑氢、氧的氧化还原)：
(1)放电时，正极的电极反应式是__________________。电解液中H2SO4的浓度将变________；当外电路通
过1 mol 电子时，理论上负极板的质量增加________ g。
(2)在完全放电耗尽PbO2和Pb 时，若按如图连接，电解一段时间后，则在A 电极上生成________，B 电极
上生成________，此时铅蓄电池的正、负极的极性将________(填“不变”或“对换”)。
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