多池串联、隔膜多室电化学装置（解析版）-2025年高考化学一轮复习讲义（新教材新高考）

备战2025年高考化学【一轮•考点精讲精练】复习讲义

考点38多池串联、隔膜多室电化学装置

疆本讲•讲义概要

隔膜多室电化学装置的分析

知识精讲

二.多池串联电化学装置的分析

选择题：20题建议时长：60分钟

课后精练

实际时长：________分钟

非选择题：5题

曜夯基•知识精讲________________________________________________

一.隔膜多室电化学装置的分析

由于离子交换膜对离子具有选择透过性，且电化学性能优良，在涉及电化学的工业生产中广泛应用。

由于离子交换膜能将工业生产与化学知识有机的融合，实现资源的最优配置，考查学生学以致用的能力，

故近几年的电化学高考试题中年年涉及。

1.离子交换膜的含义和作用

(1)含义：离子交换膜是一种含离子基团的、对溶液里的离子具有选择透过能力的高分子膜。

(2)作用

①能将两极区隔离，阻止两极区产生的物质接触，防止发生化学反应，如：在电解饱和食盐水中，利

用阳离子交换膜，防止阳极产生的Cb进入阴极室与氢氧化钠反应，导致所制产品不纯；防止与阴极产生的

用混合发生爆炸；

②能选择性的通过离子，起到平衡电荷、形成闭合回路的作用；

③用于物质的分离、提纯等；

④用于物质的制备，电解后溶液阴极区或阳极区得到所制备的物质；

2.离子交换膜类型的判断方法

(1)首先写出阴、阳两极上的电极反应。

(2)依据电极反应确定该电极附近哪种离子剩余。

(3)根据电极附近溶液呈电中性，从而判断出离子移动的方向。

(4)根据离子移动的方向，确定离子交换膜的类型。

3.离子交换膜的种类及作用

①只允许阳离子和水分子通过，阻止阴离子和气体通过。

阳离子一透过阳离子交换膜—原电池正极(或电解池的阴极)

②以锌铜原电池为例，中间用阳离子交换膜隔开：

锌铜原电池

Zn

阳离子交换膜a

阳离子im°bL-1

1mobL-1

交换膜CuSO4(aq)

ZnSO4(aq)

负极：Zn—2e-=Zn2+

正极：Cu2++2e-^=Cu

Z/+通过阳离子交换膜进入正极区

①只允许阴离子和水分子通过，阻止阳离子和气体通过。

阴离子一透过阴离子交换膜一》电解池阳极(或原电池的负极)

②以Pt为电极电解淀粉-KI溶液，中间用阴离子交换膜隔开：

阴离子交换膜

/Pt

阴离子

一交换膜

阴极：2H2。+25=H2T+2OH-

阳极：2「一2e-=l2

阴极产生的OH-移向阳极与阳极产物反应:3I2+6OH=IO3+51-+3H2O

①只允许H+和水分子通过，不允许其他阳离子和阴离子透过。

H+―►透过质子交换膜一►原电池正极（或电解池的阴极）

②在微生物作用下电解有机废水（含CH3COOH）,可获得清洁能源H2：

,AB,

厂|。电源。1|牛

一

惰

惰

性

质子交换膜性

电

电

极

极

」

侬

硫

有

水

稀

质子交换膜

阴极：2H++2e--H2T

+

阳极：CH3COOH-8e-+2H2O==2CO2t+8H

阳极产生的H+通过质子交换膜移向阴极

由一张阳膜和一张阴膜复合制成。该膜特点是在直流电的作用下，阴、阳

双极膜膜复合层间的H2。解离成H+和OH-并通过阳膜和阴膜分别向两极区移动,

作为H+和0H-的离子源。

4.离子交换膜在物质制备、分离提纯中的应用

多室电解池是利用离子交换膜的选择透过性，即允许带某种电荷的离子通过而限制带相反电荷的离子

通过，将电解池分为两室、三室、多室等，以达到物质制备、浓缩、净化、提纯的目的。

⑴两室电解池：

例如，工业上利用如图两室电解装置制备烧碱：

|H2

淡盐水半=二三jNaOH溶液

--U-————----'/-"/~\TY~T-TT=--U-

二二二二

精二制二饱编和T含少量NaOH)

NaCl溶液交换膜

阳极室中电极反应：2c「一2e-=CbT，

阴极室中的电极反应：2H2。+25=H2f+2OH-,

阴极区H+放电，破坏了水的电离平衡，使0H-浓度增大，阳极区C1-放电，使溶液中的c(C「)减小,

为保持电荷守恒，阳极室中的Na+通过阳离子交换膜与阴极室中生成的OH-结合，得到浓的NaOH溶液。

利用这种方法制备物质，纯度较高，基本没有杂质。

阳离子交换膜的作用：只允许Na+通过，而阻止阴离子(Cr)和气体(Cb)通过。这样既防止了两极产生

的H2和Cb混合爆炸，又避免了Cb和阴极产生的NaOH反应生成NaClO而影响烧碱的质量。

(2)三室电解池

例如，利用三室电解装置制备NH4NO3，其工作原理如图所示。

阴极的NO被还原为NH上NO+5e-+6H+=NH：+H2O,NH1通过阳离子交换膜进入中间室;

阳极的NO被氧化为NC>3：NO-3e-+2H2O=NO3+4H+,NO3通过阴离子交换膜进入中间室。

电解

根据电路中转移电子数相等可得电解总反应：8NO+7H2O=====3NH4NO3+2HNO3,为使电解产物

全部转化为NH4NO3,补充适量NH3可以使电解产生的HNC>3转化为NH4NO3。

(3)多室电解池

例如，“四室电渗析法”制备H3Po2(次磷酸)，其工作原理如图所示：

I阳离子阴离子阳离子1

石墨・交换膜交换膜交换膜・石墨

HPO,NaH,PONaOH

稀硫酸稀3溶液浓溶液2稀溶液

阳极室产品室原料室阴极室

电解稀硫酸的阳极反应：2H2。一4e-=O2T+4H+,产生的H+通过阳离子交换膜进入产品室，原料室

中的H2PO5穿过阴离子交换膜进入产品室，与H+结合生成弱电解质H3P。2；

电解NaOH稀溶液的阴极反应：4H2O+4e-=2H2f+4OH-,原料室中的Na+通过阳离子交换膜进入阴

极室，可得副产品NaOH。

(4)电渗析法

竞争放电:H+>A"+竞争放电：OHnB"-

+

2H2O+2e-=H2t+2OH-2H2O-4e==4H+O2t

将含A„B„,的废水再生为H„B和A(OH)m的

原理：已知A为金属活动顺序表H之前的金

属，B"-为含氧酸根离子。

A(OH)m浓A,BM(aq)H„B

若无膜只能得到A.B,“浓溶液

5.“隔膜”电解池的解题步骤

(1)第一步：分清隔膜类型。即交换膜属于阳膜、阴膜或质子膜中的哪一种，判断允许哪种离子通过隔膜。

(2)第二步：写出电极反应式，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)第三步：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。

二.多池串联电化学装置的分析

1.常见多池串联装置图

(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。

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作电极；而电解池则一般都是两个惰性

电极，如两个粕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。

NaCl溶液稀硫酸

AB

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。

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。

-@-

JCBc71

NaCk酚猷溶液CuSO”溶液

甲乙

（4）外接电源与电解池的串联：所有都为电解池，若电池阳极材料与电解质溶液中的阳离子相同，则该电

池为电镀池。

AgN（）3溶液NaCl溶液CuSC）4溶液

甲乙丙

A、B为两个串联电解池，相同时间内，各电

甲为电镀池，乙、丙均为电解池。

极得失电子数相等。

2.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电子转移的守恒，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，乙是电解池，若电路中有0.2mol电子转移，则Zn极溶解6.5g,Cu极上析出

H?2.24L（标准状况），Pt极上析出Cb01mol,C极上析出Cu6.4g。甲池中H+被还原，生成Z11SO4，溶液

pH变大；乙池中是电解CuCb由于CM+浓度的减小使溶液pH微弱增大，电解后再加入适量CuCb固体

可使溶液复原。

逐提能•课后精练_________________________________________________

1.羟基自由基（OH）有极强的氧化性，其氧化性仅次于氟单质。我国科学家设计的一种能将苯酚

（C6H6。）氧化为CO?和H2。的原电池⑤电解池组合装置如图所示，该装置能实现发电、环保二位一体。

下列说法正确的是

L

C6H50H

MN00000

Cr20f微微,

a石墨烯复合导

OH+H+,电凝胶颗粒

NaCl溶液I

Cr(OH)C0

32Na2sO,高浓度含

溶液苯酚废水

A.该装置工作时，电流方向为电极b—ni室—n室—I室一电极a

B.装置工作时，c极区溶液碱性明显增强

C.电极d的电极反应式为H20+e-=H++QH

D.当电极b上有0.6molCC>2生成时，电极c、d两极共产生气体22.4L（标准状况）

【答案】A

【详解】A.根据分析可知，a为正极，b为负极，该装置工作时，内电路电流由b极经皿、II、I室流向a

极，A正确；

B.电极c上的电极反应式为2HQ+2e-=凡个+2011-，与此同时，有H卡从阳极室透过质子交换膜进入阴极

室，因此c极区溶液碱性不会增强，B错误；

C.电极d为阳极，电极反应式为H2O-e-=H++-OH,C错误；

D.电极b的电极反应式为C6H5OH-28e.+llH2O=6CC）2T+28H+,电极c的电极反应式为2H2。+2b=

H2T+2OH-,电极d上的电极反应式为Hq-e-=H++QH,OH可进一步氧化苯酚，化学方程式为

C6H5OH+28-OH=6CO2T+17H2O,当电极b上有OKmolCO2生成时，电极c、d两极共产生气体44.8L（标

准状况），D错误；

故答案为：Ao

2.工业上用双阴极微生物燃料电池处理含NH：和CH3coeT的废水.废水在电池中的运行模式如图1所示,

电池的工作原理如图2所示.已知ni室中除了在电极上发生反应，还在溶液中参与了一个氧化还原反应。

下列说法正确的是

®r-^>

-

CH.COOW'H.COC)/。2

I室II室III室XY

交

交

/

换

88换

2

膜

2膜

含NH：和CH3coeF的废水

H室

I室in室

图1图2

A.电流从ii室电极经导线流向i室电极和in室电极

+

B.n室电极反应式为CH3COO+81+2HQ=2CO2T+7H

c.X交换膜为阳离子交换膜，Y交换膜为阴离子交换膜

D.若双阴极上各转移lOmol电子，III室消耗。2大于2.5mol

【答案】D

【分析】由题干图2所示信息可知，n室中c的化合价升高，发生氧化反应，n室为阳极室，电极反应为：

+

CH3COO-8e+2H2O=2CO2T+7H,I室中N的化合价降低，发生还原反应，故为阴极室，电极反应为：

21<）3-+12卬+106-=2个+6旦0,皿中02中0的化合价降低，发生还原反应，故为阴极室，电极反应为：

+

O2+4e+4H=2H2O；

【详解】A.n室中c的化合价升高被氧化，为负极，贝打室和m室均为正极（故叫双阴极），电流由正极经导

线到负极，A错误；

B.由分析可知，H室电极反应式为CH3coCr-8e-+2Hq=2CC>2个+7H+,B错误；

C.由分析反应电极式可知，II室中氢离子向两侧I、in室中移动，XY均为阳离子交换膜，C错误；

D.若双阴极上各转移lOmol电子，由HI室电极反应可知，消耗O22.5mol,由于已知HI室中0?除了在电极上

发生反应，还在溶液中参与了一个氧化还原反应：镂根离子和氧气发生氧化还原反应生成硝酸根离子，故

使得消耗氧气大于2.5mol,D正确；

故选D。

3.凡。2同时作为燃料和氧化剂的直接过氧化氢燃料电池（DPPFC）的工作原理如图所示（电解过程中K2s

溶液中溶质的种类不变且其质量减轻）。下列有关说法错误的是

e

石墨

石墨

-

-.

-.二

-.二-=/

-.-.

-._.

-._.-

.-.-

、.J

离子交换膜1KSO溶液离子交换膜2

A.石墨1为负极，发生氧化反应

B.石墨2的电极反应式为H2()2+2H++2e一=2凡0

C.离子交换膜1、2分别为阴、阳离子交换膜

D.当外电路中转移0.3mole一时，K2s0,溶液的质量减轻52.2g

【答案】D

【分析】由电子移动方向可知，石墨1为负极发生氧化反应，过氧化氢失去电子发生氧化反应生成氧气：

H2O2+2OH-2e-=2H2O+O21；石墨2为正极发生还原反应，正极过氧化氢得到电子发生还原反应生成水：

+-

H2O2+2H+2e=2H2O；

【详解】A.由电子移动方向可知，石墨1为负极，发生氧化反应，A正确；

+

B.石墨2为正极发生还原反应，正极过氧化氢得到电子生成水：H2O2+2H+2e-=2H2O,B正确；

C.因K2sO4溶液的质量减轻，其中阳离子移向正极，阴离子移向负极，离子交换膜1、2分别为阴、阳离

子交换膜，C正确；

D.石墨1的电极反应式为HzOz+ZOH-Z-ZHQ+O??，石墨2的电极反应式为H?。?+2IT+2片=2氏0,

当电路中转移0.3mol时，有0.15molSOj移向负极，有0.3molK+移向正极，K2sO4溶液的质量减轻26.1g,

D错误；

故选D。

0

4.一种新型醍类(I|)酸碱混合电池具有高能量密度和优异的循环稳定性。该电池工作示意

图如下，下列说法错误的是

A.放电时，a极周围溶液pH增大

B.c为阴离子交换膜，d为阳离子交换膜

C.充电时，中间室K2s。4溶液浓度增大（假设溶液体积保持不变）

【答案】C

【分析】

由题干图示信息可知，放电时a电极，MnCh转化为M/+,发生还原反应，则a为正极，电极反应为:

+2+

MnO2+2e-+4H=Mn+2H2O,b电极为负极，发生氧化反应，电极反应为:

0

卜2K++2H2。,此时阳离子移向正极，阴离子移向负极，则c交换膜为阴离子交换膜即SO：

0

进入中间K2s。4室，d为阳离子交换膜，K+进入b中间K2s。4室，据此分析解题。

+2+

【详解】A.由分析可知，放电时，a为正极，电极反应为：MnO2+2e-+4H=Mn+2H2O,则a极周围溶液

pH增大，A正确；

B.由分析可知，c为阴离子交换膜，d为阳离子交换膜，B正确;

C.由分析可知，充电时，a为阳极，b为阴极，c为阴离子交换膜，d为阳离子交换膜，则中间室中SO：经

c膜进入a电极室，K+经d膜进入b电极室，导致中间室K2s。4溶液浓度减小，C错误；

D.由分析可知，放电时b电极为负极，电极反应为:

+2K++2H2。，充电时b极为阴极，电极反应式为

+2OH-,D正确;

故答案为：C„

5.2022年冬奥会期间，我国使用了铁-铭液流电池作为备用电源，其工作原理如图示。已知充电时C产被

还原，下列说法不正确的是

电解质电解质

储罐储罐

泵泵

A.放电时，a极电极电势低于b极

B.充电时，a极的电极反应式为Fe?+-e-=Fe"

C.充电时，若有hnoice被还原，则电池中有hnolH+由左向右移动

D.若用该电池做电源给镀件镀铜，镀件增重0.64g时，理论上有0.02molFe3+被还原

【答案】A

【分析】充电时C产被还原，则充电时b为阴极，a为阳极，所以放电时a为正极，b为负极。

【详解】A.据以上分析可知，放电时a为正极，b为负极，正极电极电势高于负极电极电势，因此a的电

极电势更高，故A错误；

B.充电时a为阳极，电极反应式为Fe2+-e--Fe3+,故B正确；

C.若有hnolC产被还原生成Cr2+,则得到Imol电子，由于内外电路转移电荷相等，所以电池中有ImolfT

由左（阳极）向右（阴极）移动，故C正确；

D.给镀件镀铜时，镀件增重0.64g,则生成O.OlmolCu,转移0.02mol电子，由放电时电极反应式

Fe"+b^Fe2+可知，此时有0.02molFe3+被还原,故D正确；

故答案为：Ao

6.某研究所构建了Zn-CO2新型二次电池，为减少CO2的排放和实现能源的开发利用提供了新的研究方向，

该电池以Zn和多孔Pd纳米片为两极材料，以KOH和NaCl溶液为电解液，工作原理如图所示。下列说法

错误的是

—►放电

充电

双极膜

A.b极电势高于a极

B.当双极膜中离解1molH2O时，外电路转移2mol电子

C.放电时，总反应为：Zn+CO,+2OH-+2H2O=Zn（OH）^'+HCOOH

D.充电时，双极膜中OFT移向b极，H+移向a极

【答案】B

【分析】本题主要考查原电池和电解原理，侧重考查学生的分析能力，明确各个电极上发生的反应及电解

原理是解题关键。由图示信息可知，放电时b极为正极，a极为负极，放电总反应为

2

Zn+CO2+2OH+2H2O=Zn（OH）4+HCOOH,据此回答。

【详解】A.由图示信息可知，放电时b极为正极，a极为负极，b极电势高于a极，故A正确;

B.当双极膜中离解ImolEO时，外电路转移Imol电子，故B错误；

2

C.放电时，总反应为：Zn+CO2+2OH-+2H2O=Zn（OH）4-+HCOOH,故C正确；

D.充电时，双极膜中OH-移向b极（阳极），H+移向a极（阴极），故D正确；

故选Bo

7.一种新型Zn-NO2电池，可以有效地捕获NO?,将其转化为NO2,再将产生的NO］电解制NH：,装置如图

所示，下列说法正确的是

A.b为正极，发生氧化反应

B.电池工作中电子的流向：afd,bfc

+

C.d电极的电极反应式：NO--6e-+8H=NH：+2H2O

D.捕获0.5molNC>2,c极产生2.8LO2（标准状况）

【答案】D

【分析】根据图示可知：左侧装置自发进行氧化还原反应，则该装置为原电池，右侧装置为电解池。Zn电

极失去电子被氧化为ZU+,则a电极为负极，b电极为正极；c电极与正极相连，为阳极；d电极与电源负

极连接，为阴极，然后根据原电池、电解池原理分析解答。

【详解】A.根据图示信息，a为原电池的负极，发生氧化反应，b为原电池的正极，发生还原反应，A错

误；

B.a为原电池的负极，b为原电池的正极，c为电解池的阳极，d为电解池的阴极，电池工作中电子的流向:

a—>d,c—>b1B错误；

+

C.d为电解池的阴极，电极反应式：NO；+6e-+8H=NH：+2H2O,C错误;

D.b电极，N元素化合价从+4价降为+3价，捕获0.5molNC)2,转移0.5mol电子，c极产生O.lZSmol。？，标

准状况体积为2.8L,D正确；

答案选D。

8.一种自生酸和碱的电化学回收体系如图所示。PO表示H』C»4等含磷微粒，HAP为

Ca10(PO4)6(OH)2(M=1004g/mol)。下列说法错误的是

A.a、c为阴离子交换膜，b为阳离子交换膜

B.X为H2s0”，将其泵入吸收室用于吸收NH3

C.当电路中通过0.14mol电子，阴极增重10.04g

2+

D.in室可发生反应：6H2PO；+14OH-+10Ca=Ca10(PO4)6(OH)2+12H2O

【答案】AC

【分析】由I室电极产生。2,皿室电极产生H2可知，左侧为阳极，右侧为阴极，I室产生H+进入II室溶

液，为了保证n室溶液电中性，脱盐室中硫酸根离子进入n室，II室物质X为硫酸，故a膜为阳离子交换

膜，b膜为阴离子交换膜，II室硫酸泵入吸收室用于吸收NH3,脱盐室中硫酸根经过b膜进入II室，则Na+

通过c膜进入HI室，c膜为阳离子交换膜。

【详解】A.根据分析，a、c为阳离子交换膜，b为阴离子交换膜，A错误;

B.根据分析可知，II室物质X为硫酸，硫酸泵入吸收室用于吸收NH3,B正确；

C.III室电极为阴极，电极反应式2H2。+2丁=耳T+2OH-,转移0.14mol电子,共生成0.14molOH-,OH

除了生成羟基磷灰石，还要与镂根反应，根据6H2PO：+14OIT+10Ca2+=CaH)(PO4)6(C)H)2J+12H2。，当

参与反应的OH-少于0.14mol,生成的羟基磷灰石少于O.Olmol,0.01mol羟基磷灰石为10.04g,故阴极增重

小于10.04g,C错误；

D.HI室要生成羟基磷灰石，根据得失电子守恒及电荷守恒：

2+

6H2PO；+14OH-+10Ca=Ca10(PO4)6(OH)2^+12H2O,D正确；

答案选AC-

9.全钢液流电池是一种新型的绿色环保储能系统，工作原理如图。当完成储能时，右端储液罐溶液为紫色。

下列说法错误的是

全钮液流电池

离子种类VO；vo2+v3+v2+

颜色黄色蓝色绿色紫色

A.放电时，正极颜色由黄色—蓝色

B.放电时，H+由电极A-电极B

C.充电时，总反应为V3++VC)2++H2O=VO；+V2++2H+

D.充电时，阳极反应为VO2++H2。-e-=VO；+2H+

【答案】B

【分析】由题干信息可知，当完成储能时，右端储液罐溶液为紫色，即充电完成后右端储液罐主要为V2+,

说明充电时右端发生的电极反应为：V3++e-=V2+,还原反应，即右端为阴极，则有左端为阳极，发生氧化反

应，电极反应为：VO2++H2O-e=VO；+2H+,故放电时，VO；中V的化合价为+5,VCP+的化合价为+4,由

图可知，正极上VO；发生得电子的还原反应生成V02+,负极上V2+发生失电子的氧化反应生成V3+,正极

反应为VO；+2H++e=VO2++H2。，负极反应为V2+-e=V3+,则总反应为VO；+V2++2H+=VC)2++v3++H2O,原

电池工作时，阳离子移向正极，阴离子移向负极，据此分析解答。

【详解】A.放电时，正极反应为VO；+2H++e=VO2++H2。，故正极颜色由黄色-蓝色，A正确；

B.放电时，电极A为正极，电极B为负极，故H+由电极B一电极A,B错误;

C.由分析可知，充电时，总反应为V3++VC）2++H2O=VO；+V2++2H+,C正确;

D.由分析可知，充电时，阳极反应为VO"+H2O-e-=VO；+2H+,D正确;

故答案为：Bo

10.四甲基氢氧化镂［（C&hNOH］常用作电子工业清洗剂。以四甲基氯化镂［（CHskNCl］为原料，采用电

渗析法合成四甲基氢氧化镂［仁珥）4NOH］,工作原理如图所示。下列说法不正确的是

太阳光^/干、

N型半导体

P型半导体

电极

光伏并网发电装置

X溶液

A.光伏并网发电装置中n电极的电势高于m电极

+

B.a电极反应式为2(CH,)4N+2H2O+2e-=2(CH3)4NOH+H2T

C.若c、e均为阳离子交换膜，d为阴离子交换膜，则X为NaCl

D.每生成18.2g储凡）4NOH,理论上两极共产生气体4.48L（标准状况下）

【答案】D

【分析】由装置可知左侧电解池中由当凡）,NOH稀溶液生成储旦入NOH浓溶液，则仁凡1N+应通过c

膜进入左侧，并在a电极上发生反应2（CH3）“N++2H2。+2片=2已旦）4?^011+凡个，则a电极为阴极，b

电极为阳极，n为正极，m为负极，据此分析解答。

【详解】A.由以上分析可知n为正极，m为负极，正极电势高于负极电势，则n电极的电势高于m电极，

A正确；

B.a为阴极，得电子发生还原反应，生成（CHjhNOH,电极反应为：

+

2（CH3）4N+2H2O+2e--2（CH3）4NOH+H2T,B正确；

C.由图中信息可知，Na+通过e膜，Cl-通过d膜，仁旦）,N+通过c膜，贝Uc、e为阳离子交换膜，d为阴

离子交换膜，X为NaCl,C正确；

D.18.2g(CH3)4NOH物质的量为：蓝器=0.2mol,a电极发生反应为：

+

2(CH3)4N+2H2O+2e-=2(CH3)4NOH+H2T,0.2mol(CH,)4NOH,生成O.lmolH2,转移0.2mol电子，b

电极发生反应：4OH'4e-=。2个+2凡0,根据得失电子，转移0.2mol电子，产生0.5molC>2,所以生成的气

体总体积为：O.15x22.4=3.36L,D错误；

故选：D。

11.在工业中电化学处理有机废水是一种高效绿色的氧化技术，可用于海水的淡化，其原理示意图如下。

下列说法正确的是

A.X为阳离子交换膜

B.一段时间后，b极附近pH降低

C.a极反应式为CH3COO-8e+7OH=2CO2T+5H2O

D.当电路通过0.2mol电子时，正极区质量增加6.2g

【答案】D

【分析】由该装置可获得电能可知，为原电池装置，原电池工作时，负极发生氧化反应，正极发生还原反

应，根据题图可知，a极上CH3coO转化为CO2和H+,碳元素被氧化，所以a极为该原电池负极，b极为

正极，据此分析解答。

【详解】A.原电池中，阴离子移向负极，阳离子移向正极，为了实现海水淡化，模拟海水中的氯离子需要

移向负极(即a电极)，则X膜为阴离子交换膜，钠离子需要移向正极(即b电极)，则Y膜为阳离子交换膜，

故A错误；

B.b极为正极，b电极上发生反应：O2+2H2O+4e=4OH-,b极附近pH升高，故B错误;

+

C.a极电解质呈弱酸性，电极方程式为：CH3COO-8e+2H2O=2CO2T+7H,故C错误；

D.当电路通过0.2mol电子时，正极消耗0.05mol氧气，增加质量1.6g,同时流入0.2mol钠离子，增加质量

4.6g,正极区质量共增加1.6+4.6=6.2g,故D正确;

故选：D。

12.电解苯酚的乙懵(CH3CN)水溶液可在电极上直接合成扑热息痛(7/)，电极材料均为石墨。

已知：装置工作时，电极a上有生成且能逸出；双极膜中间层中的H?。解离为H+和OIF,并分别通过

其中的阳离子交换膜、阴离子交换膜向两侧发生迁移。下列说法正确的是

甲乙丙

三省扑热息痛R

[HzCh和KOH三理。而睦0三三耳酚+CH3c定三

二混合液二二混合液二

双极膜

A.该装置中双极膜左侧为阳离子交换膜

B.装置工作时，丙池中阴极区附近溶液的pH保持不变

H

H0

N.+2H+

C.电极C的电极反应式为OH+CH3CN+H2O-2e-

D.每合成Imol扑热息痛，理论上甲室中溶液的质量减少32g

【答案】C

【分析】根据题意可知丙为电解池，则左侧为原电池，装置工作时，电极a上有生成且能逸出，则发生

电极反应为：H2O2+2OH-2e=O2+2H2O,则电极a为负极，电极b为正极，电极c为阳极，电极d为阴

极，据此解答。

【详解】A.电极a为负极，结合电极反应，双极膜中的OIF应向左侧移动，则左侧为阴离子交换膜，故A

错误;

B.丙中d为阴极，阴极反应为2H2O+2e-=2。才+凡个，则阴极区附近pH增大，故B错误;

H

HO+2H+

V；故C

C.电极c为阳极，电极反应为《OH+CH3CN+H2O-2e--►

正确；

D.由C中电极反应可知，每合成Imol扑热息痛，电路中转移2moi电子，结合电极a反应可知甲室生成

Imol氧气，同时有2moiOIF转入，则甲室质量增加2g,故D错误；

故选：Co

13.装置甲是某可充电电池的示意图，该电池放电时的总反应为2K2s2+KL=K2s4+3KI。

/K

离子产"j

［电解质专电解质］100mL100mL

O.lmolL1NaCl溶液

CuSC>4溶液

甲乙丙

图中的离子交换膜只允许K+通过，C、D、F均为石墨电极，E为铜电极。工作一段时间后，断开K,此时

E电极质量减少1.28g。

下列说法正确的是

A.电池工作过程中K+通过离子交换膜向左侧移动

B.装置乙中C电极产生的气体是。2,体积为112mL（标准状况下）

C.装置乙工作过程中溶液pH先减小后不变

D.装置丙中F电极的电极反应式为2H2。+26-=凡个+2011-

【答案】D

【分析】断开K,C、D两电极产生的气体体积相同，E电极质量减少1.28g,则E电极是阳极，F电极是阴

极，装置乙溶液中铜离子全部析出、氢离子得到电子生成氢气，C电极是阳极，D电极是阴极，因此装置甲

中A电极为电池的负极，B电极是正极。

【详解】A.原电池中阳离子从负极移向正极，即K+由左侧透过离子交换膜移向右侧，故A项错误；

B.C电极是阳极，溶液中水电离出的氢氧根离子放电，则C电极的电极反应式为OH-—45=。2廿2H2。，

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导线中转移电子的物质的量是：——