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
串联电路里各处电流相等，通电时间也相同，所以通过每个电解池的电子物质的量必然相同。但「电子数相同」不等于「产物一样多」：每个电极反应转移的电子数 n 不同，产物物质的量 = 电子物质的量 ÷ n。
自编示意体系：池一为 CuSO4 溶液、惰性电极；池二为 NaCl 溶液、惰性电极，两池串联，共通过 0.4 mol 电子。取 M(Cu) = 64.0 g/mol、F = 96500 C/mol、电流 I = 2.0 A，均为自编示意取值，不代表真实实验条件。
二、逐题精讲
题1
题1 按 0.4 mol 电子分别求池一阴、阳极与池二阴、阳极产物的物质的量，并求池一阴极析出铜的质量。
解析
池一阴极：Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu，n(Cu) = 0.4/2 = 0.2 mol，m(Cu) = 0.2×64.0 = 12.8 g。
池一阳极：2H2O − 4e⁻ → O2 + 4H⁺，n(O2) = 0.4/4 = 0.1 mol。
池二阴极：2H2O + 2e⁻ → H2 + 2OH⁻，n(H2) = 0.4/2 = 0.2 mol。
池二阳极：2Cl⁻ − 2e⁻ → Cl2，n(Cl2) = 0.4/2 = 0.2 mol。
四个产物物质的量之比 = 1/2 : 1/4 : 1/2 : 1/2 = 2:1:2:2，确实不是 1:1:1:1。回代核验：n(Cl2)/n(O2) = 0.2/0.1 = 2.0，与电子数 2 对 4 的倒数关系一致；每极「产物×电子数」都回到 0.4 mol 电子。
答案 Cu 0.2 mol（12.8 g）、O2 0.1 mol、H2 0.2 mol、Cl2 0.2 mol；比 2:1:2:2
采分点 四个电极反应式各 1 分；四个物质的量各 1 分；铜质量 12.8 g 1 分；比值回代 1 分
易错点 把串联直接写成「四极产物各 0.4 mol」；忘了 O2 是 4 电子反应
题2
题2 若池二改用铜作阳极（活性阳极），阳极产物变成什么、溶解多少克？按 I = 2.0 A 求通电时间。
解析
活性铜阳极优先失电子：Cu − 2e⁻ → Cu²⁺，不再是 Cl⁻ 放电。溶解铜 n = 0.4/2 = 0.2 mol，m = 12.8 g，与池一阴极析出的铜质量相同——一个溶解、一个析出，这是串联池里最常见的对称关系。
时间：Q = n(e⁻)F = 0.4×96500 = 38600 C，t = Q/I = 38600/2.0 = 19300.0 s，折合 5.3611 h。
回代核验：I·t = 2.0×19300.0 = 38600 C = 0.4×96500，闭合。注意 F 这里按 96500 C/mol 的示意值取用；若换成更精确的常数，时间会同比例变化，但「电子数相同、产物按各自 n 折算」这条结论不变。
答案 活性阳极：Cu − 2e⁻ → Cu²⁺，溶解 0.2 mol 即 12.8 g；通电 19300.0 s（约 5.3611 h）
采分点 活性阳极反应式 2 分；溶解量 12.8 g 2 分；Q=nF 与 t=Q/I 各 1 分；I·t 回代 2 分
易错点 仍按 Cl⁻ 放电算阳极产物；把 Q 写成 nF 却用 I 的单位 mA 直接代入
三、规律小结与对照表
| 电极 | 反应 | 电子数 | 产物量 |
|---|---|---|---|
| 池一阴极 | Cu²⁺+2e⁻→Cu | 2 | 0.2 mol |
| 池一阳极 | 2H2O−4e⁻→O2+4H⁺ | 4 | 0.1 mol |
| 池二阴极 | 2H2O+2e⁻→H2+2OH⁻ | 2 | 0.2 mol |
| 池二阳极 | 2Cl⁻−2e⁻→Cl2 | 2 | 0.2 mol |
小结：串联先锁定「电子数相同」，再逐个除以电极反应的电子数。本例 0.4 mol 电子给 Cu/O2/H2/Cl2 为 0.2/0.1/0.2/0.2 mol，换活性阳极后溶解铜 12.8 g，通电 19300.0 s。体系与常数均为自编示意，不代表真实实验条件。
四、自测清单
- 知道串联使各池通过的电子物质的量相同
- 能按每个电极反应的电子数折算产物
- 能写出四个电极反应式
- 能解释 O2 只有 0.100 mol 的原因
- 能处理活性阳极优先溶解
- 能用 Q=nF 与 I·t 双向回代通电时间
