文档文本内容
大单元四 电化学
专题三 “多池、多室”电化学装置的分析
【真题再现●明考向】
1.(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：[B(OH)4]－＋H＋
===B(OH)3＋H2O。下列说法错误的是( )
A.Pt 电极反应：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O
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
D.Ⅳ室每生成1 mol NaOH，同时Ⅱ室最多生成1 mol B(OH)3
2.(2024·湖北卷)我国科学家设计了一种双位点PbCu 电催化剂，用H2C2O4 和
NH2OH 电化学催化合成甘氨酸，原理如图，双极膜中H2O 解离的H＋和OH－在
电场作用下向两极迁移。已知在KOH 溶液中，甲醛转化为HOCH2O－，存在平
衡HOCH2O－＋OH－⥫⥬[OCH2O]2-＋H2O。Cu 电极上发生的电子转移反应为
[OCH2O]2-－e－===HCOO－＋H·。下列说法错误的是( )
A.电解一段时间后阳极区c(OH－)减小
B.理论上生成1 mol H3N＋CH2COOH 双极膜中有4 mol H2O 解离
C.阳极总反应式为2HCHO＋4OH－－2e－===2HCOO－＋H2↑＋2H2O
D.阴极区存在反应H2C2O4＋2H＋＋2e－===CHOCOOH＋H2O
3.(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
C.电极b 上发生的电极反应式为[Fe(CN)6]4-＋e－===[Fe(CN)6]3-
D.若海水用NaCl 溶液模拟，则每脱除58.5 g NaCl，理论上可回收1 mol LiCl
4.(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(pH＝8.2)电
解系统(如图)。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：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
D.理论上，每通过2 mol 电子，可产生1 mol H2
【核心梳理●明方向】
1.电化学装置中的交换膜
(1)常见离子交换膜及其应用
(2)含“膜”多室电化学装置分析
以四室电渗析法制备H3PO2(次磷酸)为例(选自全国卷)，其工作原理如图所示：
分析如下：
2.电化学串联装置
(1)两类串联装置
有外接电源，两烧杯均为电解池，且串联电解，导线
上转移的电子、通过的电流相等
无外接电源，二者必有一个装置是原电池(相当于发电
装置)，为电解装置提供电能，其中两个电极活动性差
异大者为原电池装置，即左侧为原电池装置，右侧为
电解装置
(2)串联类装置的解题流程
【考点突破●提能力】
1.(2025·安徽省合肥市二模)生物电化学系统可降解废水中的苯酚盐同时回收
NH，工作一段时间后脱盐室中溶液浓度降低，装置如图所示，其中a、b 均为
惰性电极，M、N 为离子交换膜，Q 为气体。下列说法正确的是( )
A.b 电极为负极
B.气体Q 中含有NH3
C.工作一段时间后，a 电极区溶液质量减小
D.a 电极反应：O－－27e－＋11H2O===6CO2↑＋26H＋
2. (2025·贵州六盘水市一诊)采用电解法电解葡萄糖(C6H12O6)溶液可同时制备山
梨醇(C6H14O6)和葡萄糖酸(C6H12O7)，电解原理如图所示。已知双极膜中水解离
的H＋和OH－在电场作用下向两极迁移。下列说法错误的是( )
A.M 极与电源的负极相连
B.双极膜产生的OH－会移向N 极
C.阴极的电极反应：C6H12O6＋2e－＋2H＋===C6H14O6
D.每生成1 mol 山梨醇，理论上共消耗1 mol 葡萄糖
3.(2025·辽宁省“点石联考”5 月模拟)为了减少工业烟气中余热与CO2的排放，
科研人员设计了一种热再生电池——二氧化碳电化学还原池系统，消除CO2的
同时产生O2和CO，其工作原理如图所示。下列说法正确的是( )
A.装置中A 电极作正极
B.工作时，HCO 从左向右移动
C.阴极的电极反应为3CO2＋2e－＋H2O===CO＋2HCO
D.工作时，C 电极生成2.24 L(标准状况)氧气，A 电极质量减少12.8 g
4.(2025·八省联考陕西卷)为了从海水中提取锂，某团队设计了图示的电解池。
保持电源正负极不变，每运行一段时间后，将电极1 与4 取下互换，电极2 与3
取下互换，实现锂的富集。下列说法正确的是( )
A.电路中电子的流向随着电极互换而改变
B.电极2 上发生的反应为：Ag－e－===Ag＋
C.理论上，电极1 与电极4 的质量之和保持不变
D.理论上，电路通过1 mol 电子时，有0.5 mol Li＋富集在右侧电解液中
【限时训练】（限时：60 分钟）
“多池、多室”电化学装置的分析 (选择题每题5 分，满分：50 分)
1.如图所示为水系锌离子电池，它作为一种新型的二次电池，具有较高的能量
密度和功率密度，下列说法不正确的是( )
A.放电时，负极反应为Zn－2e－＋4OH－===[Zn(OH)4]2-
B.放电时，每转移1 mol e－，a 电极理论上减少43.5 g
C.充电时，K2SO4溶液的浓度不断增大
D.充电时，a 电极附近溶液的pH 减小
2.(2025·湖南常德市一模)电催化还原技术是电镀废水的一种新型处理方法。某
科研团队以铜、铂和镀铜废水构建电催化还原体系(如图所示)，处理含
[Cu(NH3)4]2+、NO 的镀铜废水，同时回收氨和铜资源。下列说法错误的是( )
A.对处理后的铜片清洗、干燥和称量，发现铜片质量增加，可能是铜片上析出
了铜单质
B.NO 发生的电极反应式为NO＋8e－＋6H2O===NH3↑＋9OH－
C.膜M 为阳离子交换膜
D.当有0.8 mol 电子通过导线时，若NH3全部逸出，理论上可回收NH3的质量一
定少于1.7 g
3.(2025·广东省肇庆市模拟)如图所示的新型电池可以处理含CN－的碱性废水，
同时还能淡化海水。下列说法不正确的是( )
A.电子由a 极经导线流向b 极
B.电池工作一段时间后，右室溶液的pH 增大
C.交换膜Ⅰ为阳离子交换膜，交换膜Ⅱ为阴离子交换膜
D.b 极发生还原反应
4.(2025·贵州省铜仁市二模)电有机合成可以缩短传统有机合成线路，以丙烯腈
(CH2===CHCN)为原料通过如下装置合成己二腈[NC(CH2)4CN]。下列说法正确
是( )
A.①室有无色气体产生
B.c 电极上发生还原反应
C.d 电极发生的反应为2CH2===CHCN＋2H＋＋2e－===NC(CH2)4CN
D.每当b 电极消耗22.4 L 气体，会有4 mol H＋由③室向④室迁移
5.(2025·广东深圳二模)化学镀镍废水经分离处理后得到含磷废液(主要含
NaH2PO2)和含镍废液(主要含NiCl2)，分别通入如图所示电解装置的两极室回收
磷、镍。已知：H3PO2是一元中强酸；25 ℃时，H3PO4的Ka1＝6.9×10-3、Ka2＝
6.2×10-8、Ka3＝4.8×10-13。电解过程中，下列说法不正确的是( )
A.阳极的主要反应为H2PO＋2H2O－4e－===H2PO＋4H＋
B.Ⅰ室溶液的pH 逐渐增大，Ⅱ室溶液的pH 逐渐减小
C.理论上，每生成1 mol Ni，同时处理0.5 mol H2PO
D.理论上，电路中每转移1 mol e－，Ⅲ室溶液质量减少65 g
6.(2025·吉林省长春市二模)一种SnBr2Br2双膜二次电池，其示意图如下。下列
说法正确的是( )
已知：①M、N 均为多孔石墨烯电极；②起始时Ⅰ室(含储液罐)溶液中只含a
mol SnBr2。
A.M 极为电池的正极
B.充电过程中，Ⅱ室中的NaBr 溶液浓度逐渐增大
C.X 膜、Y 膜均为阴离子交换膜
D.放电后，Ⅰ室中c(Sn4+)∶c(Sn2+)＝4∶1 时，导线中传导0.4a mol 电子
7.(2025·山东省实验中学一模)调节pH 可使溶液中的氨基酸主要以两性离子的形
式存在，两性离子整体呈电中性，此时溶液的pH 为该氨基酸的pI(等电点)。已
知：谷氨酸的pI 为3.22，丙氨酸的pI 为6.02，赖氨酸的pI 为9.74。利用如图装
置分离这三种氨基酸，a、b 为离子交换膜，电极均为惰性电极。下列说法错误
的是( )
A.阴极的电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
B.a 为阳离子交换膜，b 为阴离子交换膜
C.原料室的pH 应控制在6.02
D.在产品室1 中，可以收集到赖氨酸
8.(2025·陕西西安一模) 研究人员利用电化学原理吸收废气中的NO2，其工作原
理如图所示。下列说法不正确的是( )
A.b 电极为正极，d 电极为阴极
B.d 电极的电极反应式为NO＋8H＋＋6e－===NH＋2H2O
C.反应一段时间后，c 极区溶液pH 增大
D.每吸收6 mol NO2，理论上可以得到1 mol NH
9.(2025·湖北省八市3 月模拟)科学家研发了一种基于Na3[Fe(CN)6]/Na4[Fe(CN)6]
氧化还原循环系统的电驱动膜分离技术，将Na2SO4废水回收为高价值的H2SO4
和NaOH，双极膜中H2O 解离的H＋和OH－在电场作用下向两极迁移，简易工
作原理如图。下列说法错误的是( )
A.电极a 与外接电源负极相连
B.装置中离子交换膜1 和3 均是阳离子交换膜
C.b 电极反应式为[Fe(CN)6]4-－e－===[Fe(CN)6]3-
D.浓缩池1 中得到的产品为NaOH
10.(2025·四川名优校联盟3 月联考)光伏电池具有体积小、寿命长、无污染等优
点，下图为光伏并网发电装置，此光伏电池为直流电源，采用电渗析法合成电
子工业清洗剂四甲基氢氧化铵[(CH3)4NOH，M＝91 g·mol-1]。原料为四甲基氯化
铵[(CH3)4NCl]，其工作原理如图所示(a、b 均为惰性电极)。下列叙述错误的是(
)
A.c、e 均为阳离子交换膜，d 为阴离子交换膜
B.若两极共产生3.36 L 气体，则可制备18.2 g (CH3)4NOH
C.a 极电极反应式：2(CH3)4N＋＋2H2O＋2e－===2(CH3)4NOH＋H2↑
D.若将光伏并网发电装置改为铅酸蓄电池，电极b 应与PbO2电极相连
