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第33讲　多池、多室的电化学装置
第七章　化学反应中的能量变化
复习要点　1.掌握多池连接的分析应用。2.了解离子交换膜的分类及特点。3.理解离 子交换膜在装置中的作用。4.熟悉电化学综合计算中的常用方法。
考点1
考点 　多池串联装置及计算
1. 有外接电源电池类型的判断方法
有外接电源的电池均为电解池，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。如图所示，甲为电镀池，乙、丙均为电解池。
2. 无外接电源电池类型的判断方法
　　
甲、乙两图中，A均为原电池，B均为电解池。
3. 电化学相关计算
（1）电化学计算的三种方法
题组一　无外接电源的多池装置
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
D. 理论上，每通过2 mol电子，可产生1 mol H2
D
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。
负　
增大　
减小　
不变　
题组二　有外接电源的多池装置
0.025 mol·L－1　
13　
题组三　电化学相关计算
A. 放电时，电极电势：a＞b
C. 放电时，收集11.2 L（标准状况）H2有2 mol OH－向b电极迁移
D. 充电时，b电极净增重39 g时a极上有0.4 mol氨发生氧化反应
C
A. 右侧Pt电极接电源负极
D. 若以10 A的电源进行电解，则理论上需用时2.68x小时
C
考点2
考点 　隔膜在电化学中的应用
1. 交换膜类型及特点
（1）交换膜类型
允许通过的离子及移动方向
①阳膜
阳离子 原电池的正极（电解池的阴极）
②阴膜
阴离子 原电池的负极（电解池的阳极）
③双极膜
中间层中的H2O解离出H＋和OH－，H＋移向原电池的正极（电解池的阴极），OH－移 向原电池的负极（电解池的阳极）。
④特定的交换膜
只允许特定的离子或分子通过，如质子交换膜只允许H＋通过，氯离子交换膜只允许 Cl－通过。
（2）通性
无论是原电池还是电解池中，阳离子均移向得电子的一极，阴离子均移向失电 子的一极。
2. 离子迁移方向的判断
判断依据 判断方法
电极 原电池中“正正负负”；电解池中“阴阳相吸”。即原电池中，阳离 子移向正极，阴离子移向负极；电解池中，阳离子移向阴极，阴离子 移向阳极
电极反应 离子从“生成区”移向“消耗区”
装置信息 离子从“原料区”移向“产品区”；
从“浓→稀”的溶液区移出，移向“稀→浓”的溶液区
3. 常见含“膜”的电化学装置
（1）单膜双室
带阳离子交换膜的氯碱工业电解模型
分析如下：
此时，阳离子交换膜的作用是平衡电荷，形成闭合回路；防止Cl2和H2混合发生反 应；避免Cl2与NaOH反应生成NaClO，影响NaOH的产量；避免Cl－进入阴极区导致制 得的NaOH不纯。
（2）双膜三室
水溶液中电解制备金属钴的装置示意图
判断电
极名称 书写电极反应 检查离子浓度变化 确定膜（或离子移动方向）
阳极
（石墨） Ⅰ室c（H＋）增大，即c （阳离子）增大 H＋通过阳离子交换膜由Ⅰ室移 向Ⅱ室
阴极
（Co） Ⅲ室c（Co2＋）减小， 即c（阳离子）减小 Cl－通过阴离子交换膜由Ⅲ室 移向Ⅱ室
分析如下：
（3）多膜多室
以四室电渗析法制备H3PO2（次磷酸）为例，其工作原理如图所示：
判断电
极名称 书写电极反应 检查离子浓度变化 确定膜
（或离子移动方向）
阳极
（a） 阳极室c（H＋）增 大，即c（阳离子） 增大
阴极
（b） 阴极室c（OH－）增 大，即c（阴离子） 增大 原料室中的Na＋通过阳离子交换 膜进入阴极室
分析如下：
题组一　单膜电化学装置
A. 电极a上发生氧化反应生成O2
B. H＋通过质子交换膜从右室移向左室
C. 光解前后，H2SO4溶液的pH不变
D. 外电路每通过0.01 mol电子，电极b上产生0.01 mol H2
A
题组二　双极膜电化学装置
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
B
题组三　多膜电化学装置
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。
D
A. Ⅱ为阳离子交换膜
B. 电极a附近溶液的pH减小
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
解析：根据电解池装置中电极上物质变化及实现海水淡化、以LiCl形式回收锂元 素，对电解池进行如下具体分析：
为实现海水的淡化，海水中Na＋应通过离子交换膜Ⅰ进入最左侧，以LiCl形式回收 锂元素，海水中Cl－应通过离子交换膜Ⅱ向右侧迁移，Li＋应通过离子交换膜Ⅲ向 左侧迁移，故离子交换膜Ⅱ为阴离子交换膜，A错误；由阴极反应知，电极a附近 溶液的pH增大，B错误；由上述分析知，C错误；每脱除58.5 g（1 mol）NaCl，溶 液中有1 mol Na＋、1 mol Cl－和1 mol Li＋迁移，所以可回收1 mol LiCl，D正确。
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
C
解析：
限时跟踪检测
限时跟踪检测（三十三）　多池、多室的电化学装置
1. （2026·温州第二次适应性测试）某新型锂离子电池是以嵌锂非晶硅薄膜（LixSi） 和钴酸锂（LiCoO2）薄膜为电极的二次电池，充电时，Li＋嵌入非晶硅膜，放电时发 生脱嵌，工作原理如图所示。
C
A. 充电时，b极接电源的负极
C. 放电时，外电路通过1 mol e－，b极质量增加7 g
D. 放电时，Li＋穿过Li＋交换膜向a极移动
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
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
B
A. 交换膜为阴离子交换膜
B. 电解质溶液可替换为LiCl水溶液
C. 理论上每生成1 mol Cl2，需消耗2 mol Li
D
　
D
A. Cu（Ⅰ）是电池的负极
B. b膜、d膜是阳离子交换膜，c膜是阴离子交换膜
C. 电渗析过程中M、N室中H2SO4和NaOH的浓度均增大
D. 电池从开始到停止放电，理论上可制备0.02 mol H3PO2
A. 装置a为原电池，电极Ⅰ为正极
C. 装置a消耗1 mol O2时，整个装置消耗2 mol N2H4
D. 装置b生成2 mol H2时，理论上装置a正极区溶液质量减少4 g
D
A. M膜是阴离子交换膜，N膜是阳离子交换膜
B. 锌电极上的电势比催化电极上的高
D. 当双极膜中有2 mol H2O解离时，催化电极区H＋减少0.5 mol
B
A. 第一步吸附钠时，应接通“电源1”
C. 为完成钠离子的吸附/脱出，交换膜“a”“b”应选用阴离子交换膜
D. 产品室每生成8 g NaOH，理论上标准状况下惰性电极1上生成O2体积为1.12 L
C
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
D. 浓缩池1中得到的产品为NaOH
D
A. 充电时，a电极发生还原反应
B. A为阴离子交换膜，B为阳离子交换膜
C. 放电时，b电极的电极反应式：
D. 若放电前两极室质量相等，放电过程中转移1 mol电子，则两极室质量差为23 g
C
和通过阳离子膜A迁移过来的钠离子结合生成 ；充电时a与外接电源正极相连为 阳极、b与外接电源负极相连为阴极，A、B错误，C正确；若放电前两极室质量相等， 根据电子转移关系可知钠离子迁移情况为e－～Na＋，则放电过程中转移1 mol电子时， 有1 mol钠离子由b极区迁移至a极区，b极区减少1 mol钠离子、a极增加1 mol钠离子， 则两极质量差为23 g/mol×1 mol×2＝46 g，D错误。
B. 双极膜中H＋向Y极迁移
C. X电极上消耗0.1 mol Zn时，双极膜中有0.2 mol H2O发生解离
D. x＝3时，0.7 V电压下连续放电10小时，外电路中通过2.4×10－4 mol e－，法拉第 效率为63.40％
D
已知：①M、N均为多孔石墨烯电极；
C
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
A　
N2↑＋6H2O
14.4　
0.4　
（3）重铬酸钾又名红矾钾，是化学实验室中的一种重要分析试剂。工业上以铬酸钾 为原料，采用电化学制备重铬酸钾。制备装置如图所示：
惰性电极上有气泡产生，阳极区溶液由黄色变为橙色

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