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1．（2023·湖北·统考高考真题）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
生成且KOH 溶液的浓度不变，电解生成氢气的速率为
。下列说法错
误的是
A．b 电极反应式为
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
微专题35 电化学“多池和多室”串联问题及计
算
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D．海水为电解池补水的速率为
2．（2022·山东·高考真题）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。下列说法正确的是
A．装置工作时，甲室溶液pH 逐渐增大
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
，乙室
增加
，则此时已进行过溶液转移
“串联”类电池的解题流程
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一、有关电化学的计算
电化学的反应本质是氧化还原反应，各电极上转移电子的物质的量相等，无论是单一电池还是串联电解池，
均可抓住电子守恒计算。
1．解题关键
(1)电极名称要区分清楚；
(2)电极产物要判断准确；
(3)各产物间量的关系遵循得失电子守恒。
2．三种计算方法
如以电路中通过4 mol e－为桥梁可构建以下关系式：
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(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。
提示：在电化学计算中，还常利用Q＝I·t 和Q＝n(e－)×NA×1.60×10－19C 来计算电路中通过的电量。
二、多池串联装置中电池类型的判断
将原电池和电解池结合在一起，或几个电解池串联在一起，综合考查化学反应中的能量变化、氧化还原反
应、化学实验和化学计算等知识，是高考中电化学部分的重要题型。解答该类试题时电池种类的判断是关
键，整个电路中各个电池工作时得失电子守恒是数据处理的法宝。
1．直接判断
非常直观明显的装置，如有燃料电池、铅蓄电池等在电路中时，则其他装置为电解池。
如图：A 为原电池，B 为电解池。
2．根据电池中的电极材料和电解质溶液判断
原电池一般是两个不同的金属电极或一个金属电极和一个碳棒电极；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电极。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：A 为电解池，B 为原电池。
3．根据电极反应现象判断
在某些装置中根据电极反应现象可判断电极，并由此判断电池类型。
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如图：若C 极溶解，D 极上析出Cu，B 极附近溶液变红，A 极上放出黄绿色气体，则可知乙是原电池，D
是正极，C 是负极，甲是电解池，A 是阳极，B 是阴极。B、D 极发生还原反应，A、C 极发生氧化反应。
4．原电池和电解池的组合装置的思维模型
三、综合装置中的有关计算
原电池和电解池综合装置的有关计算的根本依据就是得失电子守恒，分析时要注意两点：①串联电路中各
支路电流相等；
②并联电路中总电流等于各支路电流之和。在此基础上分析处理其他各种数据。
图中装置甲是原电池，装置乙是电解池，若电路中有0.2 mol 电子转移，则Zn 极溶解 6.5g，Cu 极上析出
H2 2.24L(标准状况)，Pt 极上析出Cl2 0.1 mol，C 极上析出Cu6.4g。甲池中H＋被还原生成H2，溶液pH 变
大；乙池中是电解CuCl2，电解后再加入适量CuCl2固体可使溶液复原。
1．（2023·全国·统考高考真题）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
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A．析氢反应发生在
电极上
B．
从
电极迁移到
电极
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．（2023·北京·统考高考真题）回收利用工业废气中的
和
，实验原理示意图如下。
下列说法不正确的是
A．废气中
排放到大气中会形成酸雨
B．装置a 中溶液显碱性的原因是
的水解程度大于
的电离程度
C．装置a 中溶液的作用是吸收废气中的
和
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D．装置中的总反应为
1．（2023·全国·高三专题练习）氯碱工业是高耗能产业，将电解池与燃料电池串联组合的新工艺可节能，
装置如图所示。已知：空气中氧气的体积分数为20%。下列叙述错误的是
A．X 为
，Y 为
B．
C．标准状况下，若生成22.4L X，则消耗空气56L
D．燃料电池中阳离子的移动方向是从右侧移向左侧
2．（2023 春·河北石家庄·高三校联考阶段练习）我国科学家设计了一种利用废水中的
将苯酚氧化为
和
的原电池—电解池组合装置(如图)，实现了发电、环保二位一体。已知：羟基自由基(
)的氧
化性仅次于氟气。下列说法正确的是
A．电子转移方向：c 电极→导线→b 电极
B．d 电极的电极反应为
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C．右侧装置中，c、d 两电极产生气体的体积比(相同条件下)为
D．若a 电极上有
参与反应，理论上
溶液中有
通过阴离子膜进入a 电极区溶液
3．（2023·全国·模拟预测）利用含有机化合物的废水[废水中的有机化合物表示为
，发电原理为
(未配平)]发电，电解KI 溶液制备
的工作装置如图所示。
下列说法正确的是
A．a 极为原电池正极，c 极为电解池阴极
B．装置工作时，当甲池质子交换膜通过1 mol
时，负极生成5.6 L
C．Ⅱ室为酸性
溶液，Ⅲ室为KI 溶液
D．装置工作一段时间后，Ⅳ室需补充KOH，X 为
4．（2023·全国·高三专题练习）现代膜技术可使某种离子具有单向通过能力，常用于电解池、原电池中。
电解NaB(OH)4溶液可制备H3BO3，其工作原理如图所示。下列说法错误的是
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A．NaB(OH)4中B 的化合价为+3 价
B．N 室发生的电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-
C．去掉a 膜，阳极区用稀硫酸作电解液，不影响H3BO3的纯度
D．a、c 膜均为阳离子交换膜，b 膜为阴离子交换膜
5．（2023 春·江苏连云港·高一统考期中）一种航天器能量储存系统原理如图所示。下列说法错误的是
A．图中的X 为
B．电解池能实现原电池的燃料和氧化剂再生
C．原电池中负极电极反应式是
D．该系统中存在着太阳能、电能、化学能和机械能之间的相互转化
6．（2023 秋·黑龙江哈尔滨·高二哈师大附中校考期末）已知某反应中的四种物质：
、
、
、
，将该反应设计成的原电池如图甲所示、设计成的电解池如图乙所示。乙烧杯中金属阳离子的物质的
量与转移电子的物质的量关系如图丙，下列判断正确的是
A．溶液X 中含有
和
B．原电池工作时，盐桥中的阴离子不断进入X 溶液中
C．图丙中③线是
的变化
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D．甲、乙两装置中的
电极上均发生氧化反应
7．（2021·浙江·高考真题）镍镉电池是二次电池，其工作原理示意图如下(L 为小灯泡，K1、K2为开关，
a、b 为直流电源的两极)。
下列说法不正确的是
A．断开K2、合上K1，镍镉电池能量转化形式：化学能→电能
B．断开K1、合上K2，电极A 为阴极，发生还原反应
C．电极B 发生氧化反应过程中，溶液中KOH 浓度不变
D．镍镉二次电池的总反应式：Cd+ 2NiOOH+2H2O
Cd(OH)2+2Ni(OH)2
8．（2021·湖南·高考真题）锌溴液流电池是一种先进的水溶液电解质电池，广泛应用于再生能源储能和智
能电网的备用电源等。三单体串联锌溴液流电池工作原理如图所：
下列说法错误的是
A．放电时，N 极为正极
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B．放电时，左侧贮液器中
的浓度不断减小
C．充电时，M 极的电极反应式为
D．隔膜允许阳离子通过，也允许阴离子通过
9．（2021·天津·高考真题）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
完全溶解时，至少产生气体336mL (折合成标准状况下)
10．（2021·广东·高考真题）钴(
)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
A．工作时，Ⅰ室和Ⅱ室溶液的
均增大
B．生成
，Ⅰ室溶液质量理论上减少
C．移除两交换膜后，石墨电极上发生的反应不变
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D．电解总反应：
1．（2021·全国·高考真题）乙醛酸是一种重要的化工中间体，可用如下图所示的电化学装置合成。图中的
双极膜中间层中的
解离为
和
，并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法正确的是
A．
在上述电化学合成过程中只起电解质的作用
B．阳极上的反应式为：
+2H++2e-=
+H2O
C．制得
乙醛酸，理论上外电路中迁移了
电子
D．双极膜中间层中的
在外电场作用下向铅电极方向迁移
2．（2021·天津·高考真题）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
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C．随着电解的进行，CuCl2溶液浓度变大
D．当
完全溶解时，至少产生气体336mL (折合成标准状况下)
3．（2021·广东·高考真题）钴(
)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
A．工作时，Ⅰ室和Ⅱ室溶液的
均增大
B．生成
，Ⅰ室溶液质量理论上减少
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：
4．（2021·江苏·高考真题）通过下列方法可分别获得H2和O2：①通过电解获得NiOOH 和H2(如图)；②在
90℃将NiOOH 与H2O 反应生成Ni(OH)2并获得O2。下列说法正确的是
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A．电解后KOH 溶液的物质的量浓度减小
B．电解时阳极电极反应式：Ni(OH)2+OH--e-=NiOOH+H2O
C．电解的总反应方程式：2H2O
2H2↑+O2↑
D．电解过程中转移4mol 电子，理论上可获得22.4LO2
5．（2023 春·湖北武汉·高二华中师大一附中校考期中）某研究性学习小组用下图所示的装置进行实验，探
究原电池、电解池和电解精炼钴的工作原理。一段时间后装置甲的两极均有气体产生，且X 极处溶液逐渐
变成紫红色；停止实验观察到铁电极明显变细，电解液仍然澄清。请根据实验现象及所查资料，回答下列
问题：
查阅资料：高铁酸根
在溶液中呈紫红色。
(1)上述装置中，发生氧化反应的电极有_______(填字母)。
A．
B．
C．
D．
(2)丙池中的
(填“从左向右”、“从右向左”或“不”)移动。
(3)反应过程中，X 极处发生的电极反应为
和 。
(4)一段时间后，若X 极质量减小1.12g，Y 电极收集到2.24L 气体，则在X 极收集到气体为 mL(均已
折算为标准状况时气体体积)。
(5)乙池是电解制备金属钴的装置图，理论上I 室中
(填“变大”、“变小”或“不变”)，该
电解池总反应的化学方程式是 。
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(6)若撤掉装置乙中的阳离子交换膜，石墨电极上产生的气体除
外，还可能有 。
6．（2023 春·黑龙江双鸭山·高二双鸭山一中校考开学考试）(I)某兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关
电化学的问题。当闭合该装置的电键时，观察到电流表的指针发生了偏转。
请回答下列问题：
(1)甲池为 (填“原电池”“电解池”或“电镀池”)，通入CH3OH 电极的电极反应式为 。
(2)乙池中A(石墨)电极的名称为 (填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”)，乙池总反应式为
。
(3)当乙池中B 极质量增加5.40g 时，甲池中理论上消耗O2的体积为 mL(标准状况下)，丙池中析出
g 铜。
(II)氯碱工业是高能耗产业，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺节能超过30%。在这种工艺设计中，
相关物料的传输与转化关系如图所示，其中的电极未标出，所用的离子交换膜都只允许阳离子通过。
(4)图中X (填化学式)比较图示中a%与b%的大小 。
(5)写出燃料电池中的电极反应式：负极电极反应式
(6)当生成的X 气体为2mol 时，理论上通入空气的体积(标况)为 L
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