题目性质：自编仿真题——题目、材料、选项、数据与情境均为按课程标准与联招常见考点独立编写的原创仿真题，非真题原文，未取自任何题库、教辅或试卷；解析与采分点为教研整理，非官方评分标准。
一、考点定位与做题顺序
三室电解的读图顺序是先定两极产物，再倒推需要哪种离子迁进来，最后据此选膜。阳极氧化水产生 H⁺，要形成酸就需酸根迁进阳极室；阴极还原水产生 OH⁻，要形成碱就需金属阳离子迁进阴极室。中间原料室的盐因此被「抽走」两边离子，浓度下降。
三条硬规则：① 阴离子交换膜只允许阴离子通过，阳离子交换膜只允许阳离子通过；② 离子迁移方向由电场决定——阴离子趋向阳极、阳离子趋向阴极；③ 全部物料按电子守恒串起来：n(e⁻) 决定两极产 H⁺/OH⁻ 的量，再按电荷配比决定迁移的离子量与产物量。下面装置与数据均为自编示意，不代表真实工业配方，F 取 9.65×10⁴ C/mol（近似示意值）。
二、逐题精讲
题1
题1 判断膜类型并写电极反应式
自编示意装置：电解槽用两张离子交换膜隔成三室。左为阳极室（惰性电极，初始为稀硫酸），中为原料室（Na₂SO₄ 溶液），右为阴极室（惰性电极，初始为稀 NaOH）。通电后，阳极室生成 H₂SO₄，阴极室生成 NaOH，中间室 Na₂SO₄ 浓度下降。
(1) 判断左膜、右膜各是阴离子交换膜还是阳离子交换膜，并说明离子迁移方向；(2) 写出阳极、阴极的电极反应式；(3) 说明中间室浓度下降的原因。
解析
(1) 阳极反应产生 H⁺，要在阳极室得到 H₂SO₄，必须由中间室提供 SO₄²⁻。阴离子在电场中趋向阳极，故 SO₄²⁻ 自中间室向左穿过左膜进入阳极室 → 左膜为阴离子交换膜。同理，阴极反应产生 OH⁻，要在阴极室得到 NaOH，须由中间室提供 Na⁺；阳离子趋向阴极，Na⁺ 自中间室向右穿过右膜进入阴极室 → 右膜为阳离子交换膜。(2) 阳极（氧化，惰性电极，水失电子）：2H₂O − 4e⁻ = O₂↑ + 4H⁺。
阴极（还原，水得电子）：2H₂O + 2e⁻ = H₂↑ + 2OH⁻（也可写成 4H₂O + 4e⁻ = 2H₂↑ + 4OH⁻ 以便与阳极按 4e⁻ 对齐）。
两式都不能写成 Na⁺ 或 SO₄²⁻ 放电：Na⁺ 在水溶液中不被还原，SO₄²⁻ 在惰性阳极上也不放电，实际放电的都是水。这是本题第一大区分点。
(3) 中间室的 Na⁺ 与 SO₄²⁻ 分别迁往阴极室与阳极室，溶质 Na₂SO₄ 被持续移走而溶剂基本不变，故浓度下降。若中间室体积近似不变，其减少的物质的量可按电子数定量计算（题2）。
答案 (1) 左膜为阴离子交换膜（SO₄²⁻ 向左迁移），右膜为阳离子交换膜（Na⁺ 向右迁移）；(2) 阳极 2H₂O−4e⁻=O₂↑+4H⁺，阴极 2H₂O+2e⁻=H₂↑+2OH⁻；(3) Na⁺、SO₄²⁻ 分别迁出，Na₂SO₄ 被移走。
采分点 左膜类型＋迁移方向 2 分；右膜类型＋迁移方向 2 分；阳极式 2 分（配平＋气体符号）；阴极式 2 分；指出实际放电的是水而非 Na⁺/SO₄²⁻ 1 分；中间室浓度下降解释 1 分。
易错点 把两张膜写反（最常见）；把离子迁移方向说成「阴离子去阴极」；阳极写成 2SO₄²⁻ − 4e⁻ = … 或阴极写成 Na⁺ + e⁻ = Na；电极式漏气体符号或不配平；只答「浓度下降」不说明是两种离子分别迁出。
题2
题2 按电子数做物料衡算（含守恒校验）
承接题1，自编示意条件：通过电量 Q = 1.93×10⁴ C，取 F = 9.65×10⁴ C/mol。阳极室与阴极室溶液体积均为 0.500 L，忽略体积变化，初始不含待求产物。
(1) 求两极生成 H₂SO₄、NaOH 的物质的量与各自浓度；(2) 求中间室消耗 Na₂SO₄ 的物质的量，以及标况下两极气体的体积；(3) 用物料守恒校验结果。
解析
(1) 先算电子：n(e⁻) = Q/F = 1.93×10⁴ / 9.65×10⁴ = 0.200 mol。由阳极式 2H₂O − 4e⁻ = O₂↑ + 4H⁺，n(H⁺) = n(e⁻) = 0.200 mol；生成 H₂SO₄ 需 2 个 H⁺ 配 1 个 SO₄²⁻，故 n(H₂SO₄) = 0.200/2 = 0.100 mol，c(H₂SO₄) = 0.100/0.500 = 0.200 mol/L（对应 c(H⁺) = 0.400 mol/L）。
由阴极式，n(OH⁻) = n(e⁻) = 0.200 mol，即 n(NaOH) = 0.200 mol，c(NaOH) = 0.200/0.500 = 0.400 mol/L。
(2) 中间室：迁出 Na⁺ 0.200 mol 与 SO₄²⁻ 0.100 mol，恰组成 n(Na₂SO₄) = 0.100 mol（0.200 mol Na⁺ : 0.100 mol SO₄²⁻ = 2 : 1 ✓）。
气体：O₂ 由 4e⁻ ~ 1 mol 得 n(O₂) = 0.200/4 = 0.050 mol，标况 V(O₂) = 0.050×22.4 = 1.12 L；H₂ 由 2e⁻ ~ 1 mol 得 n(H₂) = 0.200/2 = 0.100 mol，V(H₂) = 0.100×22.4 = 2.24 L。
(3) 三重守恒校验：
① 电子守恒：阳极失 0.200 mol、阴极得 0.200 mol ✓；
② 电荷配比：阳极室 0.200 mol H⁺ 对应 0.100 mol SO₄²⁻（电荷 0.200 mol 正 ↔ 0.200 mol 负）✓；阴极室 0.200 mol Na⁺ 对应 0.200 mol OH⁻ ✓；
③ 元素/物料守恒：中间室减少 0.100 mol Na₂SO₄ = 0.200 mol Na⁺ + 0.100 mol SO₄²⁻，恰好等于两极室增加的 Na⁺ 与 SO₄²⁻ 之和 ✓。三路一致，衡算成立。
答案 (1) n(H₂SO₄)=0.100 mol、c=0.200 mol/L；n(NaOH)=0.200 mol、c=0.400 mol/L；(2) 消耗 Na₂SO₄ 0.100 mol，V(O₂)=1.12 L，V(H₂)=2.24 L（标况）；(3) 电子、电荷、元素三路守恒一致。
采分点 n(e⁻)=Q/F 计算 1 分；n(H⁺)、n(OH⁻) 与电子等量 2 分；H₂SO₄ 与 NaOH 的物质的量各 1 分；浓度各 1 分；Na₂SO₄ 消耗量与 2:1 配比 2 分；两种气体体积各 1 分；三重守恒校验 2 分；单位 1 分。
易错点 把 n(H₂SO₄) 直接写成 n(e⁻)=0.200 mol（漏掉 2H⁺~1H₂SO₄ 的系数）；把 n(NaOH) 写成 0.100 mol；气体体积漏乘 22.4 或用错电子系数（O₂ 是 4e⁻、H₂ 是 2e⁻）；忽略体积 0.500 L 只写物质的量；不做守恒校验，算错也看不出来。
三、规律小结与对照表
| 项目 | 关系式（以 4 mol e⁻ 为基准） | 本题（0.200 mol e⁻） |
|---|---|---|
| 阳极 | 2H₂O−4e⁻=O₂↑+4H⁺ | n(H⁺)=0.200 mol，n(O₂)=0.050 mol |
| 阴极 | 4H₂O+4e⁻=2H₂↑+4OH⁻ | n(OH⁻)=0.200 mol，n(H₂)=0.100 mol |
| 膜与迁移 | 左阴膜：SO₄²⁻→阳极室；右阳膜：Na⁺→阴极室 | SO₄²⁻ 0.100 mol，Na⁺ 0.200 mol |
| 产物 | 4H⁺+2SO₄²⁻→2H₂SO₄；4Na⁺+4OH⁻→4NaOH | H₂SO₄ 0.100 mol；NaOH 0.200 mol |
| 中间室 | 每 4 mol e⁻ 消耗 2 mol Na₂SO₄ | 消耗 0.100 mol Na₂SO₄ |
| 守恒校验 | n(e⁻)失=得；正负电荷等量；Na 与 SO₄ 收支相等 | 三路一致 ✓ |
双膜三室题只要抓住一根线就顺了：电极式定 H⁺/OH⁻ 的量，电荷配比定该迁多少离子，电子守恒再把三室串成一本账。最后别忘了做三重守恒校验——物料衡算题里，校验比计算更能挡住系数错。本文装置、电量、体积、浓度与产物均为自编示意数据，F 取近似示意值，不代表真实工业配方或实测常数。
四、自测清单
- 先写两极电极式并配平，再判断需要哪种离子迁进来
- 阴膜只过阴离子、阳膜只过阳离子；阴离子趋阳极、阳离子趋阴极
- 以 n(e⁻)=Q/F 为总枢纽，所有量都从它按系数推
- 记住 2H⁺~1H₂SO₄、1OH⁻~1NaOH、4e⁻~1O₂、2e⁻~1H₂ 四个系数
- 浓度题先确认体积与「是否初始含产物」
- 算完做电子、电荷、元素三路守恒校验，三路一致才算完
