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原电池和电解池统称为电池，将多个电池串联在一起，综合考查电化学知识是近年来高考命题的热点，该
类题目能够考查学生对解题方法的掌握情况，需要学生具有缜密的思维能力及巧妙的处理数据的能力。
原电池和电解池的相关计算，主要包括两极产物的定量计算、相对原子质量的计算、阿伏加德罗常数测定
的计算、溶液pH 的计算，根据产物的量求转移电子的物质的量及根据转移电子的物质的量求产物的量等
1．（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
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，
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
第35 讲 电化学“多池和多室”串联问题及计算
01 考情分析 02 真题精研 03 规律·方法·技巧 04 经典变式练
05 核心知识精炼 06 基础测评 07 能力提升
考情分析
真题精研
1
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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
“串联”类电池的解题流程
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
规律·方法·技巧
经典变式练
2
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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
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：
核心知识精炼
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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。
4
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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．（2024 高三·全国·专题练习）氯碱工业是高能耗产业，将电解池与燃料电池串联组合的新工艺的装置如
图所示。已知：空气（除去CO2）中氧气的体积分数约为21%。下列叙述错误的是
A．X 为Cl2，Y 为H2
B．c>a>b
C．燃料电池中阳离子从右侧移向左侧
基础测评
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D．标准状况下，若生成22.4LX，则理论上消耗53.3L 空气
2．（2024 高三·全国·专题练习）一种微生物电化学方法生产甲烷的装置如图所示。下列说法正确的是
A．
端为直流电源的负极
B．温度越高，甲烷的生成速率越大
C．阳极的电极反应式为
D．每生成1.12L 甲烷，电路中转移0.4mol 电子
3．（2024·河北·模拟预测）汞阴极法电解饱和食盐水制取NaOH 的原理如图所示。下列说法正确的是
A．电解室中可使用铜棒做阳极
B．电解室中汞阴极的反应为
C．解汞室中的反应为吸热反应
D．两室联合生产的总反应为
4．（23-24 高三上·四川攀枝花·阶段练习）工业上，利用膜技术电解此溶液可以得到所需的工业产品磷酸
（H3PO4）和氢氧化钠（NaOH）等，电解装置如下图所示：下列说法错误的是
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A．电解装置中c 膜为阴离子膜，d 膜为阳离子膜
B．电极a 极的电极方程式：
C．装置中b 极室补充NaOH 的稀溶液，其目的是为了增强溶液的导电能力
D．若用该装置电解饱和氯化钠溶液，c 膜不能取消
5．（2024·辽宁·模拟预测）一种
双膜二次电池的结构及放电时的工作原理如图所示。
已知：①M、N 均为多孔石墨烯电极；
②起始时Ⅰ室(含储液罐)中只含
；
③盐的水解忽略不计。
下列说法正确的是
A．充电时，Ⅱ室中
向Ⅰ室迁移
B．充电时，N 极电极反应式为
C．X 膜为阴离子交换膜，Y 膜为阳离子交换膜
D．放电时，Ⅲ室中电路上转移
电子，此时Ⅰ室中
，则起始时Ⅰ室中含有
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6．（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)
7．（24-25 高三上·云南昆明·阶段练习）氨是一种无碳燃料，同时它是工业界的重要化学品，科学家研发
了一种
水溶液体系电池，该电池能有效地捕获
，将其转化为
，再将产生的
电解制
氨，装置如图所示。下列说法正确的是
A．电极b 为正极，发生氧化反应
B．为增强丙中水的导电性，可加入适量盐酸
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C．每捕获
，理论上丙室质量减少
D．c 电极反应式为
8．（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
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
9．（2024·北京·三模）利用双极膜电解
制备
，捕集烟气中
，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
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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
10．（2024·黑龙江哈尔滨·模拟预测）为实现
的资源化利用与电能储存，设计如图所示的三室隔膜电
解装置(阴极室中注入溶有大量
且含有少量水的有机复合电解液)，该装置将
还原为CO，同时得到
副产物
和碳酸氢盐。下列说法错误的是
A．离子交换膜a 为阴离子交换膜
B．阳极反应式：
C．浓度：食盐水1>食盐水2
D．每通过2mol
，消耗22.4L
1．（2024·吉林·高考真题）“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
能力提升
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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·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
转化为
。下列说法错误的是
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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
3．（2023·广东·高考真题）用一种具有“卯榫”结构的双极膜组装电解池(下图)，可实现大电流催化电解
溶液制氨。工作时，
在双极膜界面处被催化解离成
和
，有利于电解反应顺利进行。下列
说法不正确的是
A．电解总反应：
B．每生成
，双极膜处有
的
解离
C．电解过程中，阳极室中
的物质的量不因反应而改变
D．相比于平面结构双极膜，“卯榫”结构可提高氨生成速率
4．（2023·北京·高考真题）回收利用工业废气中的
和
，实验原理示意图如下。
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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
D．装置中的总反应为
5．（2023·湖北·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
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D．海水为电解池补水的速率为
6．（23-24 高三上·广西）某研究机构使用Li-SO2Cl2电池电解制备Ni(H2PO2)2，其工作原理如图所示。已知
电池反应为
。下列说法正确的是
A．e 接口连接g
B．膜a、膜c 是阴离子交换膜，膜b 是阳离子交换膜
C．产品室增加1mol Ni(H2PO2)2，钛钢网电极上收集到气体22.4 L
D．石墨(C)电极上反应式为
7．（23-24 高三下·湖南·阶段练习）采用惰性电极，设计双阴极三室微生物燃料电池（MFC）进行同步硝
化和反硝化脱氮产电的装置如图所示。下列说法不正确的是
A．电极N 为燃料电池的负极
B．若乙室中消耗1 mol 葡萄糖，则理论上外电路可转移24 mol 电子
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C．工作过程中
由乙室分别向甲室和丙室迁移
D．丙室的好氧电极上得电子的微粒有
和
8．（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
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
9．（2024·四川雅安·模拟预测）一种新型铁—铬液流电池的工作原理如下图所示，已知
的还原性比
强，下列说法正确的是
A．放电时，电极a 为正极
B．放电时，当电路中通过
电子时，II 区质量净增
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C．充电时，阳极反应式为
D．隔膜应选用阴离子交换膜
10．（2024 高三·全国·专题练习）某兴趣小组的同学用如下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 电极的电极反应为
。
(2)乙池中A(石墨)电极的名称为 (填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”)，总反应为
。
(3)当乙池中B 极质量增加5.40 g 时，甲池中理论上消耗O2的体积(标准状况下)为 mL，丙池中
(填“C”或“D”)极析出 g 铜。
(4)电键闭合一段时间后，甲池中溶液的pH 将 (填“增大”“减小”或“不变”，下同)；若丙池中
电极不变，将电解质溶液换成NaCl 溶液，溶液的pH 将 。
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