第1頁/共1頁2023-2025北京高三（上）期末化學匯編原電池一、單選題1．（2025北京海淀高三上期末）堿性鋅錳干電池的結構示意圖如下圖。該電池放電時發生反應：。下列說法正確的是（）A．Zn發生還原反應B．正極發生反應C．電池工作時向正極方向移動D．理論上，每轉移0.1mol電子，有8.8gMnOOH生成2．（2025北京石景山高三上期末）下列關于能源和作為能源的物質說法不正確的是（）A．燃料電池將熱能轉化為電能B．綠色植物進行光合作用時可將太陽能轉化為化學能C．物質的化學能可經過放熱反應被人們利用D．化石能源內部蘊藏著大量的能量3．（2025北京石景山高三上期末）一種全釩液流電池放電狀態的工作原理示意圖如下。下列說法正確的是（）A．放電時，穿過質子交換膜進入負極室B．放電時，正極的反應為C．充電時，負極室的升高D．充電時，電極a應連接電源的負極4．（2024北京大興高三上期末）某小組同學在實驗室利用下圖裝置制備水處理劑高鐵酸鉀(K2FeO4)，反應的化學方程式為：2FeCl3+3Cl2+16KOH2K2FeO4+12KCl+8H2O。

已知：參與原電池反應的氧化劑(還原劑)氧化性(還原性)越強，原電池的電壓越大。下列說法不正確的是（）A．右側的電極反應式為：Fe3+-3e-+8OH-=FeO+4H2OB．再向右側燒杯中加入KOH固體，電壓表示數會變大C．鹽橋中的陰離子向左側燒杯中移動D．其他條件相同時，選用Fe(NO3)3代替FeCl3，也可以制備K2FeO45．（2023北京東城高三上期末）用如圖所示裝置進行實驗，電流計指針偏轉。下列說法不正確的是（）A．該裝置將化學能轉化為電能 B．從極經陽離子交換膜移向極C．工作一段時間后，極附近的減小 D．該裝置的總反應為6．（2023北京人大附中高三上期末）全氟磺酸質子交換膜廣泛用于酸性氫氧燃料電池。其傳導質子的原理示意圖如下。電池放電時，脫出，生成的會吸引鄰近水分子中的H，在電場的驅動下，以水分子為載體，在膜中沿“氫鍵鏈”迅速轉移，達到選擇透過的效果。下列說法不正確的是。（）A．全氟磺酸質子膜屬于有機高分子材料B．電池放電時，脫出的參與正極反應C．與烴鏈相比，采用氟代物作為主鏈，可使的酸性減弱D．主鏈疏水，內側親水，形成了質子傳導的水通道二、填空題7．（2025北京石景山高三上期末）H2O2是重要的化學試劑，在實驗室和生產實際中應用廣泛。(1)多角度認識物質，有助于我們更全面地認識物質的化學性質。i．元素化合價角度①H2O2催化分解反應中體現了H2O2的(填化學性質)。②H2O2與SO2反應，只做氧化劑，寫出化學反應方程式。③H2O2可使酸性KMnO4溶液褪色，在反應中只做還原劑，發生反應的化學方程式為：2KMnO4+5H2O2+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+5O2↑+8H2O。實驗室常用酸性KMnO4溶液測定H2O2的濃度。取10.00mLH2O2溶液樣品于錐形瓶中，加水稀釋至50.00mL，滴入0.10mol?L-1KMnO4溶液20.00mL，恰好完全反應。則原樣品中H2O2的物質的量濃度是mol·L-1。ii．物質類別角度④H2O2是一種二元弱酸，寫出第一步電離方程式：；H2O2與過量的Ca(OH)2反應的化學方程式為。(2)直接H2O2-H2O2燃料電池是一種新型化學電源，其工作原理如圖所示。電池總反應為：2H2O2=O2↑+2H2O①電極為極。②電極的反應式為：。③該電池的設計利用了H2O2氧化性、還原性受的影響造成的差異。三、解答題8．（2025北京石景山高三上期末）某小組探究銅和雙氧水在不同條件下的反應。資料：還原反應中，增大反應物濃度或降低生成物濃度，氧化劑的氧化性增強；氧化反應中，增大反應物濃度或降低生成物濃度，還原劑的還原性增強。(1)實驗過程實驗I實驗II實驗III操作30%的溶液中，加入光亮銅片30%的溶液中，加入光亮銅片，滴加稀硫酸30%的溶液中，滴加的氨水，加入光亮銅片現象開始無明顯現象，較長時間溶液變為淺藍色，取出銅片晾干，表面有藍色沉淀物銅片表面產生少量氣泡，隨著反應的進行，氣泡越來越多，溶液很快變藍，取出銅片晾干，鋼片依然保持光亮立即產生大量氣泡，溶液顏色變為深藍色，取出鋼片晾干，表面有藍色沉淀物①實驗I中的藍色沉淀物是。②實驗II中發生的反應有。③實驗III中溶液呈深藍色，是因為含有離子。④參照實驗III的操作進行實驗IV：溶液加入氨水后，加入一定量的固體，攪拌溶解后，加入光亮的銅片，立即產生大量氣泡，溶液顏色變為深藍色，取出銅片晾干，銅片依然保持光亮。解釋銅片依然保持光亮的原因。(2)分析解釋①實驗I中銅和的電極反應式：i．還原反應：ii．氧化反應：。②實驗II比實驗I溶液更快變藍的原因可能是：加入稀硫酸，的氧化性，采用下圖電化學裝置進行驗證，實驗操作及現象。③實驗III比實驗I溶液更快變藍的原因可能是。9．（2024北京東城高三上期末）一種鋰離子電池的工作原理：。從廢舊電池再生的一種流程如下，(1)考慮到安全性和鋰回收，廢舊電池需要充分放電，其電極反應如下。負極：。正極：。(2)為保證正極材料在空氣中充分反應，可采取的措施是(答一條即可)。(3)向浸出液中加入氨水調節溶液pH，有沉淀生成。pH對沉淀中Fe和P的物質的量之比的影響如圖所示。已知：i．分別與、、形成的化合物均難溶于水。ii．體系中含磷粒子的物質的量分數與pH的關系如圖所示。①實驗中控制沉淀的最佳在左右。②當時，沉淀中一定有的含鐵物質是和(填化學式)。③若向的濁液中繼續加入氨水至，會導致的值增大，主要反應的化學方程式是。(4)下列關于該流程的說法正確的是_______(填序號)。A．正極材料在空氣中加熱，理論上生成的B．當浸出液的pH從0增大為2時，的值增大了倍C．向濾液中加入氨水，可減少飽和溶液的用量D．由和再生時，所加的蔗糖作氧化劑10．（2024北京東城高三上期末）地熱能的開發利用(如下圖)過程中需要研究管道的腐蝕與結構問題。資料：地熱水儲藏在地下數百米的高壓環境中，溫度高達250℃以上，其中溶解有CO2、H2S、SiO2以及Na+、Ca2+、、Cl-等。(1)室溫下測得蒸汽冷凝液pH=2.9。①輸送蒸汽的鋼制管道與蒸汽冷凝液接觸時，主要發生(填“析氫”或“吸氧”)腐蝕，負極發生的電極反應是。②蒸汽冷凝液中有H2SO4，是由蒸汽與O2反應生成的，該反應的化學方程式是。(2)地熱水沿地熱井管道上升時，隨壓強減小，達到某一高度(汽化位置)時劇烈汽化。由△H1>0可知，“熱水”與“地熱水”相比，溫度會(填“升高”或“降低”)。(3)汽化位置的管道中結垢最嚴重，主要成分是CaCO3，其形成與如下平衡有關。

△H2已知CaCO3溶解度與CO2壓強(p)和溫度(T)的關系如下圖所示。①△H20(填“>”或“<”)。②比較p1和p2大小并說明理由：。③汽化位置最易析出CaCO3的因素：壓強減小，水劇烈汽化，導致。(4)地熱水中的SiO2以Si(OH)4形式存在，其溶解-析出過程可表示為：結合化學鍵變化分析SiO2溶解過程中能量變化很小的原因可能是。11．（2024北京房山高三上期末）的轉化有助于實現碳循環和碳減排。(1)工業用和在一定條件下分兩步反應生產尿素，其能量變化示意圖如下：合成尿素總反應的熱化學方程式是。(2)近年科學家提出“綠色自由”構想。與在300℃、的條件下可生成甲醇，不同溫度下，在恒容密閉容器中充入和，相同時間內測得的轉化率隨溫度的變化如圖所示：①階段溫度升高的轉化率下降，該反應的0(填“”或“”)，理由是。②計算溫度為時a點的平衡常數為。(3)利用電催化可將同時轉化為多種有機燃料，其原理如圖所示。①銅電極上產生的電極反應式為。②若銅電極上只生成，則有通過質子交換膜。③在實際生產中當過低時，有機燃料產率降低，可能的原因是。12．（2023北京豐臺高三上期末）煤焦油、煤和海砂中氯離子含量高會破壞金屬的鈍化膜，導致鐵制設備和鋼管等被腐蝕。(1)鐵接觸氧氣和水后會發生電化學腐蝕，其負極的電極反應式為。(2)測定煤中氯離子含量的兩種方法。方法一：在高溫下，通入水蒸氣將煤樣中無機鹽轉化為HCl，再滴定氯離子。方法二：取ag煤樣，處理后得到含氯離子的樣品溶液，加入溶液，以作指示劑，用溶液滴定過量的溶液，共消耗KSCN溶液。已知：能與KSCN反應生成AgSCN沉淀。①結合化學用語，從化學平衡的角度解釋方法一中無機鹽中生成HCl的原因。②方法二中，滴定終點的現象為。③利用方法二，測得煤樣中氯元素的質量分數為。(3)快速檢測法測定海砂中氯離子含量的過程如下。i.配制固定組分的鉻酸銀()渾濁液；ii.將待測海砂樣品與i中渾濁液混合，溶液的顏色會隨著氯離子含量的變化而變化。氯離子含量xii中現象沉淀仍然為磚紅色磚紅色沉淀部分變為白色，溶液逐漸轉變為黃色磚紅色沉淀完全變為白色，溶液完全轉變為黃色已知：；；溶液為黃色，固體為磚紅色。①時，沉淀仍然為磚紅色的原因是。②寫出磚紅色沉淀變為白色的離子方程式。

參考答案1．D【分析】堿性鋅錳電池的總反應為Zn+2MnO2+H2O═ZnO+2MnOOH，負極為鋅失電子，發生氧化反應，正極為二氧化錳，發生還原反應，電極反應式為：MnO2+H2O+e-=MnOOH+OH-，據此分析。【詳解】A．負極是金屬鋅，失電子，發生氧化反應，故A錯誤；B．正極上得電子，發生還原反應，所以正極的電極反應式為：MnO2+H2O+e-=MnOOH+OH-，故B錯誤；C．電池工作時，陰離子向負極移動，則OH-通過向負極移動，故C錯誤；D．反應中錳元素的化合價由+4價降低到+3價，則每轉移0.1mol電子，有0.1mol×88g/mol=8.8gMnOOH生成，故D正確；故選：D。2．A【詳解】A．燃料電池將化學能轉化為電能，A錯誤；B．綠色植物通過光合作用，將CO2和H2O轉化為有機物，可將太陽能轉化為化學能，B正確；C．物質通過燃燒或化學反應，將物質的化學能可經過放熱反應被人們利用，C正確；D．化石能源通過燃燒釋放出熱量，化石能源內部蘊藏著大量的能量，D正確；答案選A。3．B【分析】放電時，正極室發生還原反應，電極反應式為：，負極室發生氧化反應，電極反應式為：V2+-e-=V3+，H+通過質子交換膜由負極室移向正極室。【詳解】A．放電時，穿過質子交換膜進入正極室，A錯誤；B．根據電子的移動方向，正極上發生得電子的還原反應，正極的反應為：，B正確；C．充電時，H+由正極室移向負極室，負極室H+濃度增大，降低，C錯誤；D．充電時，電極a為陽極，應連接電源的正極，D錯誤；答案選B。4．C【分析】原電池工作時，負極上鐵失電子發生氧化反應，正極上得電子發生還原反應，結合反應的化學方程式為：2FeCl3+3Cl2+16KOH?2K2FeO4+12KCl+8H2O解答即可。【詳解】A．根據反應的化學方程式為：2FeCl3+3Cl2+16KOH?2K2FeO4+12KCl+8H2O，則右側為負極，電解質溶液呈堿性，則電極反應式為：Fe3+-3e-+8OH-═+4H2O，故A正確；B．溶液堿性較強，增強+3價鐵的還原性，向右側燒杯中加入KOH固體，增強右側溶液的堿性，電壓表示數會變大，故B正確；C．鹽橋中的陰離子移向負極，根據上面的解析，右側為負極，故C錯誤；D．酸性條件下，硝酸根也具有強氧化性，鐵離子具有還原性，則其他條件相同時，選用Fe(NO3)3代替FeCl3，也可以制備K2FeO4，故D正確；故選：C。5．D【分析】對于H2、Cl2、KOH燃料電池，通H2的a電極失電子，作負極；通入Cl2的b電極得電子，作正極。【詳解】A．該裝置是燃料電池為原電池，將化學能轉化為電能，A正確；B．在原電池中，陽離子向正極移動，則K+從a極經陽離子交換膜移向b極，B正確；C．原電池工作時，a極發生反應H2+2OH--2e-=2H2O，則工作一段時間后，a極附近的pH減小，C正確；D．負極反應為H2+2OH--2e-=2H2O，正極反應為Cl2+2e-=2Cl-，則該裝置的總反應為H2+Cl2+2OH-=2Cl-+2H2O，D不正確；答案選D。6．C【詳解】A．全氟磺酸質子膜是聚合物，屬于有機高分子材料，故A正確；B．電池放電時，陽離子H+向正極移動參與正極反應，故B正確；C．氟原子電負性較大，是吸電子基團，導致附近電子云密度減小，而氫離子帶正電，電子云密度減小后與帶正電的氫離子結合不緊密，因此電離變得比較容易，酸性會增強，故C錯誤；D．由圖可知，主鏈疏水，內側親水，形成了質子傳導的水通道，故D正確；故選C。7．(1)氧化性、還原性H2O2+SO2=H2SO40.5H2O2H++H2O2+Ca(OH)2=CaO2+2H2O(2)負極H2O2+2e-+2H+=2H2O酸堿性或pH【詳解】（1）①催化分解反應為，該反應中O元素化合價即有升高，又有降低，體現了即具有氧化性又具有還原性；②與反應，只做氧化劑，則生成硫酸，化學方程式：；③根據化學方程式，2KMnO4+5H2O2+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+5O2↑+8H2O，則2KMnO4～5H2O2，則反應的H2O2的物質的量為=510-3mol，則該溶液的濃度為=0.5mol·Lˉ1；④是一種二元弱酸，第一步電離方程式為：；與過量反應生成過氧化鈣和水，化學方程式為：；（2）原電池中，電解質溶液中的陽離子向正極移動。外電路中電子由負極流向正極；所以電極Ⅰ為負極，失去電子，電極反應式為H2O2-2e-+2OH-=2H2O+O2；電極Ⅱ為正極，得電子，電極反應式為H2O2+2e-+2H+=2H2O；據此分析解題；①由分析，電極Ⅰ為負極；②由分析，電極Ⅱ為正極，得電子，電極反應式為H2O2+2e-+2H+=2H2O；③根據兩電極反應物相同，分別發生氧化、還原反應可知，H2O2在不同的酸堿性條件下的氧化性、還原性不同。8．(1)、加入固體，結合，使溶液堿性減弱，銅片依然保持光亮(2)增強向右側雙氧水中加入一定量硫酸鈉固體，待固體溶解后，閉合開關；待靈敏電流計指針穩定后，先向電極一側滴加稀硫酸，指針偏轉幅度沒有明顯變化；再向石墨電極一側滴加稀硫酸，指針偏轉幅度增大加入氨水生成，的還原性增強是主要原因【分析】根據實驗I現象可知，Cu與H2O2反應較慢，生成藍色沉淀為Cu(OH)2，實驗I和實驗II對比可知，實驗II中加入硫酸，酸性增強，H2O2的氧化性增強，酸性條件下生成Cu2+，沒有沉淀生成，Cu2+對H2O2的分解起到催化劑作用，有氣泡O2產生，實驗III和實驗I對比，加入了氨水，生成深藍色溶液是[Cu(NH3)4]2+，增加了反應物濃度，減少了生成物Cu2+濃度，還原劑Cu的還原性增強。【詳解】（1）①實驗I的藍色沉淀物為Cu(OH)2；②實驗II的現象是有氣泡生成，溶液變藍色，發生的反應有：、；③實驗III中溶液呈深藍色，是因為生成的Cu2+與NH3分子形成配離子[Cu(NH3)4]2+；④實驗III中Cu表面依然有藍色沉淀Cu(OH)2，原因是溶液的堿性較強，加入水解呈酸性的(NH4)2SO4，同時還可以增大NH3·H2O濃度，使Cu(OH)2轉化為[Cu(NH3)4]2+，銅片依然保持光亮。（2）①利用原電池原理，H2O2具有氧化性，作為正極反應物，電極反應式為：；Cu為負極反應物，發生氧化反應，電極反應式為：；②加入硫酸，氧化劑H2O2的氧化性增強；驗證加入稀硫酸，的氧化性增強的操作及現象是：向右側雙氧水中加入一定量硫酸鈉固體，待固體溶解后，閉合開關；待靈敏電流計指針穩定后，先向電極一側滴加稀硫酸，指針偏轉幅度沒有明顯變化，說明增大反應物濃度，Cu的還原性沒有增強；再向石墨電極一側滴加稀硫酸，指針偏轉幅度增大，說明H2O2的氧化性增強了；③實驗III比實驗I加入了氨水，增大了反應物濃度，溶液更快變藍的原因可能是還原劑的還原性增強。9．(1)Li1-xFePO4+xe-+xLi+=LiFePO4(2)粉碎正極材料或增大空氣的用量等(3)2.0Fe(H2PO4)3FePO4+NH3?H2O+2H2O=Fe(OH)3+NH4H2PO4(4)ABC【分析】廢舊電池放電后拆分得到以LiFePO4為主要成分的物質，在空氣中加熱，除去里面的有機物，得到Li3Fe2(PO4)3和Fe2O3，酸浸后得到含Fe3+、Li+、H3PO4的浸出液，浸出液中加氨水中和磷酸，得到FePO4沉淀，濾液中含Li+，向濾液中加氨水和飽和碳酸鈉溶液，得到Li2CO3沉淀，Li2CO3、FePO4和蔗糖一起反應得到LiFePO4。【詳解】（1）根據原電池工作原理的總反應式，可知正極反應式為：Li1-xFePO4+xe-+xLi+=LiFePO4。（2）為保證正極材料在空氣中充分反應，可粉碎正極材料或增大空氣的用量等。（3）①向浸出液中加入氨水調節溶液pH，生成FePO4沉淀，在FePO4中，Fe和P的物質的量之比為1：1，根據pH對沉淀中Fe和P的物質的量之比[n(Fe):n(P)]的影響圖可得出，實驗中控制FePO4沉淀的最佳pH在2.0左右。②由H3PO4體系中含磷粒子的物質的量分數與pH的關系圖可知，當pH=1.5時，含P微粒主要是磷酸分子和，所以沉淀中一定有的含鐵物質是FePO4和Fe(H2PO4)3。③從H3PO4體系中含磷粒子的物質的量分數與pH的關系圖可以看出，若向pH=2.1的濁液中繼續加入氨水至pH=2.6，則增大，會導致n(Fe):n(P)的值增大，主要反應的化學方程式是：FePO4+NH3?H2O+2H2O=Fe(OH)3+NH4H2PO4。（4）正極材料在空氣中加熱，得到Li3Fe2(PO4)3和Fe2O3，由于鐵和鋰的原子個數相等，所以理論上生成的Li3Fe2(PO4)3和Fe2O3物質的量之比為2：1，故A正確；，改變pH，電離平衡常數是不變的，所以當浸出液的pH從0增大為2時，c(H+)增大了106倍，故B正確；向濾液中加入氨水，可中和一部分酸，可減少飽和Na2CO3溶液的用量，故C正確；由Li2CO3和FePO4再生LiFePO4時鐵的化合價從+3加降低到+2價，所以蔗糖作還原劑，故D錯誤；故選ABC。10．(1)析氫Fe-2e-=Fe2+H2S+2O2H2SO4(2)降低(3)＜p1＜p2，理由：溫度一定時，CO2壓強增大（CO2濃度增大），平衡正向移動，CaCO3溶解度增大溶劑減少，c(Ca2+)和c()增大，CO2逸出(4)該過程中斷鍵（Si-O鍵、H-O鍵）和成鍵的種類與數目均相同，故斷鍵吸收和成鍵放出的能量接近【詳解】（1）①室溫下測得蒸汽冷凝液pH=2.9，輸送蒸汽的鋼制管道與蒸汽冷凝液接觸時，主要發生析氫腐蝕，鐵作負極，電極反應式為Fe-2e-═Fe2+，故答案為：析氫；Fe-2e-=Fe2+；②依據電子守恒和原子守恒可得反應的化學方程式是H2S+2O2H2SO4，故答案為：H2S+2O2H2SO4。（2）由可知，壓強減小，平衡正向移動，反應正向吸熱，故“熱水”與“地熱水”相比，溫度會降低，故答案為：降低。（3）①由圖可知，壓強一定時，溫度升高，CaCO3溶解度減小，平衡逆向移動，故反應放熱，ΔH2＜0，故答案為：＜；②由圖可知溫度一定時，CO2壓強增大（CO2濃度增大），平衡正向移動，CaCO3溶解度增大，故p1＜p2，故答案為：p1＜p2，理由：溫度一定時，CO2壓強增大（CO2濃度增大），平衡正向移動，CaCO3溶解度增大；③汽化位置最易析出CaCO3的因素：壓強減小，水劇烈汽化，導致溶