本发明涉及一种Fe²⁺阴极还原与阳极氧化耦合的电化学反应器，特别是以液态汞为电催化材料且表面可更新的电极为阴极、以导电碳材料为阳极、以全氟阳离子膜为隔离膜的双室电化学反应器，该反应器由阴极、阳极、隔离膜和槽体组成，阴极室内硫酸溶液中的Fe²⁺发生电化学还原反应生成Fe，同时阳极室内硫酸溶液中的Fe²⁺电化学氧化为Fe³⁺，从而实现脱除Fe²⁺与生成Fe³⁺过程的耦合。本发明的电化学反应器具有结构合理、电极表面可更新、电极能再生循环使用、反应器制备简单、生产成本低、便于实现大规模工业化应用等显著特点，是一种符合绿色化工发展要求的阴极还原除Fe²⁺与阳极氧化制Fe³⁺耦合的电化学反应器。