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1、高三化學(xué)第二輪復(fù)習(xí)專題5魯教版【本講教育信息】一.教學(xué)內(nèi)容:高考第二輪復(fù)習(xí)專題5二.教學(xué)目的:1 .通過(guò)進(jìn)行化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的探究活動(dòng),了解原電池工作原理,能正確書(shū)寫原電池的 正、負(fù)極的電極反應(yīng)式及電池反應(yīng)方程式。2 .通過(guò)電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的探究活動(dòng),了解電解池工作原理,能正確書(shū)寫電解池的陰、 陽(yáng)極的電極反應(yīng)式及電解反應(yīng)方程式。3 .通過(guò)查閱資料等途徑了解常見(jiàn)化學(xué)電源的種類及工作原理,認(rèn)識(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的 實(shí)際意義。4 .知道電解在氯堿工業(yè)、精煉銅、電鍍、電冶金等方面的應(yīng)用。認(rèn)識(shí)電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 的實(shí)際意義。5 . 了解金屬腐蝕帶來(lái)的危害,認(rèn)識(shí)防止金屬腐蝕的重要意義。6 . 了解化學(xué)腐蝕和電
2、化學(xué)腐蝕的涵義,理解電化學(xué)腐蝕發(fā)生的條件,能解釋金屬發(fā)生電 化學(xué)腐蝕的原因。7 .認(rèn)識(shí)鋼鐵吸氧腐蝕和析氫腐蝕發(fā)生的條件及原理,會(huì)書(shū)寫電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式。8.通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究防止金屬腐蝕的措施,了解常見(jiàn)的防止金屬腐蝕的方法及其原理。三.重點(diǎn)和難點(diǎn)1、原電池原理,電極反應(yīng)式,電池反應(yīng)方程式。2、電解池工作原理,電解池電極反應(yīng)式,電解反應(yīng)方程式。3、氯堿工業(yè)、精煉銅、電鍍、電冶金的化學(xué)原理。4、金屬的腐蝕和防護(hù)及其反應(yīng)原理。四.考點(diǎn)分析本專題內(nèi)容在高考中的主要考查點(diǎn)是:1、原電池原理,電極反應(yīng)式,電池反應(yīng)方程式。2、電解池工作原理,電解池電極反應(yīng)式,電解反應(yīng)方程式。3、氯堿工業(yè)、精煉銅、電鍍、電冶金的
3、化學(xué)原理。4、金屬的腐蝕和防護(hù)及其反應(yīng)原理。五.知識(shí)網(wǎng)絡(luò)1.原電池、電解池、電鍍池的比較原電池電解池電鍍池能量轉(zhuǎn)換(實(shí)質(zhì))化學(xué)能T電能(兩極分別發(fā)生氧化 還原反應(yīng),產(chǎn)生電流)電能7化學(xué)能(在電流作用下兩極分別發(fā)生氧化還原反 應(yīng))電極負(fù)極正極陽(yáng)極:接電源正極 陰極:接電源負(fù)極陽(yáng)極:鍍層金屬 陰極:鍍件較活潑 金屬較不活 潑金屬Pt/CPt/C金屬金屬氧化物電解液和負(fù)極反應(yīng)(也可不 反應(yīng))無(wú)特殊要求電解液須含有鍍層金 屬離子構(gòu)成條件兩極、一液、一反應(yīng) (自發(fā))直流電源、兩極、一 液直流電源、兩極、一 液(含鍍層離子)離子遷移陽(yáng)離子T正極 陰離子7負(fù)極陽(yáng)離子f陰極 陰離子f陽(yáng)極電子流向負(fù)極(一)匚正
4、極(+)電源正極電源負(fù)極Ie-l陽(yáng)極陽(yáng)極2.電解電極產(chǎn)物的判斷要判斷電極反應(yīng)的產(chǎn)物,必須掌握離子的放電順序,判斷電極反應(yīng)的一般規(guī)律是:(1)在陽(yáng)極上活性材料作電極時(shí),金屬在陽(yáng)極失電子被氧化成陽(yáng)離子進(jìn)入溶液,陰離子不容易在電 極上放電。用惰性電極(Pt、Au、石墨、鈦等)時(shí):溶液中陰離子的放電順序是:F-, SO:(含氧酸根)OH-,Cr, BL, r, s2-放電能力增強(qiáng)(2)在陰極上無(wú)論是惰性電極還是活性電極都不參與電極反應(yīng),發(fā)生反應(yīng)的是溶液中的陽(yáng)離子,陽(yáng)離 子在陰極上放電順序是Au3+, Ag+, Cu2+, Pb2+, Fe2+, Zn2+, H*, AI3+, Mg", Na
5、+, Ca2+, K+由易到難3.金屬的腐蝕【典型例題】例1.如圖所示,請(qǐng)按要求回答下列問(wèn)題。(1)打開(kāi)K2,合并K-A為(填“正”或“負(fù)”)極,在該電極可觀察到的現(xiàn)象是:B極的電極反應(yīng)為。(2)打開(kāi)K1,合并K?。A為(填“陰”或“陽(yáng)”)極,在該電極可觀察到的現(xiàn)象是;B極的電極反應(yīng)為:當(dāng)有0.2mol電子轉(zhuǎn)移時(shí),則析出銅的質(zhì)量為 趴答案:(1)負(fù)A處金屬不斷溶解Cu»+2e-=Cu(2)陰A上有紅色金屬析出 Cii-2e- =Cu2+ 6.4分析:打開(kāi)K2,合并K1,該電池為原電池,A為負(fù)極,電解反應(yīng)為:Zn-2e-=Zn2+, B極為正極,正極反應(yīng)為:Cu2+2e-=CUo打開(kāi)合
6、并K2,則構(gòu)成了電解池,A為 陰極,電解反應(yīng)為:Cu2+2e-=Cu, B極為陽(yáng)極,陽(yáng)極反應(yīng)為:Cu 2e-=Cu”。例2.水銀法電解食鹽水是氨堿工業(yè)發(fā)展進(jìn)程中的重要里程碑,以制得堿液純度高、質(zhì)量好著稱,其生產(chǎn)原理示意如下:陽(yáng)極(1)分別寫出電解池、解汞室中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式。(2)當(dāng)陽(yáng)極產(chǎn)生3.36n?(標(biāo)準(zhǔn)狀況)時(shí),解汞室中生成NaOH的質(zhì)量為多少千克? 一(3)電解室中NaCl溶液的流入、流出速率均為VL/min,若生產(chǎn)上要求流出堿液的 物質(zhì)的量濃度為cmol/L,計(jì)算解汞室中堿液的流出速率Q (單位:L/min ).(4) 20世紀(jì)60年代,氯堿生產(chǎn)采用離子膜法,水銀法逐漸被淘汰,你
7、認(rèn)為被淘汰的 主要原因是什么?答案:(1)電解池:2Na+2Cr電解C個(gè)=2Na + Cl, T解汞室:2Na + 2H2O = 2Na+ +2OH- + H2 T(2)解:n(NaOH)=n(e-)=2n(Q,)=2x "6,1(XX)L =300moi = o 3kmol22.4L/molm(NaOH)= 0.3kmol x 40g / mol = 12kg(3) Q=(a-b)V/cL/min(4)汞有毒性,對(duì)環(huán)境造成污染。分析:首先分析出電解池、解束室中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式分別為:2Na* +2CP-2Na + Cl, T 和 2Na + 2H,O = 2Na+ +2OIT
8、+ H)T ,根據(jù)這兩個(gè)方程式 就可以計(jì)算出生成的氫氧化鈉的質(zhì)量。根據(jù)方程式還可以發(fā)現(xiàn)消耗的NaQ的物質(zhì)的量和生 成的氫氧化鈉的物質(zhì)的量相等。據(jù)此,可以列出方程:VL / min x (a - b)mol / L = c mol /Lx QL/min »例3.常溫下電解200mL 一定濃度的NaQ與CuSO4混合溶液,理論上兩極所得氣體的體 積隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖I、H所示(氣體體積已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積),根據(jù)圖中信息 進(jìn)行下列計(jì)算:(1)原混合溶液NaQ和C11SO4的物質(zhì)的量濃度。(2) I2時(shí)所得溶液的PH。(3)電解至"時(shí),消耗水的質(zhì)量。答案:(1)陽(yáng)極首先逸出
9、的是氯氣:n(NaCl)=2n(Q2)=0.02mol,貝ijc(NaCl) = O.lnx)l/L,陽(yáng)極得到3361nL氣體中,含O.Olmol C% 和Q005mol ,轉(zhuǎn)移電子 的物質(zhì)的量為:O.Olmolx2 + 0.005niolx4 = 0.04nx)l,此過(guò)程中陰極剛好全部析出銅: n(CuSO4) = n(Cu)=-(-)4>nK)1 = 0.02mol,貝ij c(CuSC>4)=O.lniol/L ,20.214(2) I2時(shí)溶液中 c(Na-)=0.1mol/L , c(SO)=0.1mol/L > 根據(jù)電荷守恒有: c(H*)= 2x0.1nx)l/L
10、-0.1mol/L = 0.1nK)l/L ,即溶液的 pH = 1 0(3)電解至13時(shí),消耗水0.72g,在電解的過(guò)程中,兩極依次發(fā)生的反應(yīng)為:陽(yáng)極:2Q- -2e-= Cl. ?一0.02nx)l0.02nx)l0.01 mol4OH- - 4e-= 2H2O + O2 ?0.02mol0.02nx)l0.005mol陰極:Cu2+ + 2e- = Cu0.02nx)l0.04mol0.02mol電解的過(guò)程,首先是電解氯化銅,進(jìn)而是電解硫酸銅溶液,最后是電解水?!灸M試題】1.微型鈕扣電池在現(xiàn)代生活中有著廣泛的應(yīng)用。有一種銀鋅電池,其電極分別是Ag?O和 Zn,電解質(zhì)溶液為 KOH,電極
11、反應(yīng)為:Zn + 2OH- - 2e- = ZnO + H2O , Ag2O + H2O + 2e-=2Ag + 2OFT,總反應(yīng)為:Ag2O +Zn = 2Ag + ZnO <,根據(jù)上述反應(yīng)式,下列敘述 中正確的是A.在使用過(guò)程中,電池負(fù)極區(qū)溶液pH增大B.在使用過(guò)程中,電流由Ag?O極經(jīng)外電路流向Zn極C.在使用過(guò)程中,Zn電極發(fā)生還原反應(yīng),Ag?O電極發(fā)生氧化反應(yīng)D.外電路中每通過(guò)02ml電子,正極的質(zhì)量理論上減小L6g2 . 一種新型燃料電池,一極通入空氣,另一極通入丁烷氣體:電解質(zhì)是摻雜氧化包(丫,。3) 的氧化鉆(ZrO?)晶體,在熔融狀態(tài)下能傳導(dǎo)O"。下列對(duì)該燃料
12、電池說(shuō)法正確的是A.在熔融電解質(zhì)中,-由負(fù)極移向正極B.電池的總反應(yīng)是:2C4H10 +13O2 8CO2 +10H2OC.通入空氣的一極是負(fù)極,電極反應(yīng)為:O,+4e-=2O2-D.通入丁烷的一極是正極,電極反應(yīng)為:C4Hl0 +26C +13O2- =4CO, +5H.O3 .電瓶車所用電池一般為鉛蓄電池,這是一種典型的可充電電池,電池總反應(yīng)式為: 放電Pb + PbO2 + 4H,+ 2SO:至看 2PbSO4 + 2H2O則下列說(shuō)法正確的是13PbO. I |Pba! 稀破酸A.放電時(shí):電子流動(dòng)方向由B到AB.放電時(shí):正極反應(yīng)是Pb - 2e-+SO:=PbSO4C.充電時(shí):鉛蓄電池的
13、負(fù)極應(yīng)與充電器電源的正極相連D.充電時(shí):陽(yáng)極反應(yīng)是PbSC>4-2e. +2H)O = PbO)+SO:-+4H-而由4.一種大型蓄電系統(tǒng)的電池總反應(yīng)為:2Na2s2 + NaBL蓊NazS4+3NaBr,電池中 的左右兩側(cè)為電極,中間為離子選擇性膜(在電池放電和充電時(shí)該膜允許鈉離子通過(guò)):放 電前,被膜隔開(kāi)的電解質(zhì)為Na?為和NaBj,放電后,分別變?yōu)镹a2s4和NaBr。下列說(shuō)法 正確的是陶子選舞性麒A.充電過(guò)程中,Na+離子的流向?yàn)閺挠业阶驜.充電過(guò)程中,陽(yáng)極的電極反應(yīng)為:3NaBr-2e-=NaBr3+2Na+C.放電前,左側(cè)電解質(zhì)為Na2s2,右側(cè)電解質(zhì)為NaBD.放電過(guò)程中,
14、電子由負(fù)極通過(guò)外電路流向正極5.鋰離子電池已經(jīng)成為新一代實(shí)用化的蓄電池,該電池具有能量密度大、電壓高的特性。 鋰離子電池放電時(shí)的電極反應(yīng)式為負(fù)極反應(yīng):C6Li-xe-=C6Li,x +xLi* ( CeLi表示鋰原子嵌入石墨形成的復(fù)合材料)正極反應(yīng):U1MO2 +xLi+ +xe- =LiMO2(LiMOj表示含鋰的過(guò)渡金屬氧化物下列有關(guān)說(shuō)法正確的是A.鋰離子電池充電時(shí)電池反應(yīng)為:C6Li + LiMO2 = LiMO2 + C6UB.電池反應(yīng)中,鋰、鋅、銀、鉛各失去Imol電子,金屬鋰所消耗的質(zhì)量最大C.鋰離子電池放電時(shí)電池內(nèi)部U+向負(fù)極移動(dòng)D.鋰離子電池充電時(shí)陰極反應(yīng)為:C6Li1-x +
15、xLi+xe-=C6Li6 .高鐵電池是一種新型可充電電池,電解質(zhì)溶液為KOH,電池的總反應(yīng)式為:3Zn + 2K,FeO4 +8HQ 3Zn(OH), +2Fe(OH% +4KOH ,下列敘述正確的是 充電A.放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為:3Zn-6e- + 6OH- = 3Zn(OH)2B.放電時(shí)OFT向正極移動(dòng)C.充電時(shí)每轉(zhuǎn)移3mol電子,陽(yáng)極有Imol Fe(OH%被還原D.充電時(shí)陰極反應(yīng)式為:3Zn(OHb+6e-=3Zn + 6OH-7 .下列敘述中不正確的是A.電解池的陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng),陰極發(fā)生還原反應(yīng)8 .原電池跟電解池連接后,電子從電池負(fù)極流向電解池陽(yáng)極C.電鍍時(shí),電鍍池里的陽(yáng)極材料發(fā)生
16、氧化反應(yīng)D.電解飽和食鹽水時(shí),陰極得到氫氧化鈉溶液和氫氣,可使酚酬首先變紅則該裝置A.可能是原電池,B.只能是原電池, C.只能是電解池, D.只能是電解池,8 .若某裝置(電解池或原電池)中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是:Cu + 2H-=Cu2+H,T°也可能是電解池且電解質(zhì)溶液為硝酸 且金屬銅為該電解池的陽(yáng)極 電解質(zhì)溶液可以是硝酸9 . 50011<1103和01制03)2的混合溶液中4110力=6.0口。1.匚1,用石墨作電極電解此溶液,當(dāng)通電一段時(shí)間后,兩極均收集到22.4L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況),假定電解后溶液體積仍 為500mL,下列說(shuō)法正確的是A.原混合溶液中c(K+)為2m
17、oiB.上述電解過(guò)程中共轉(zhuǎn)移4mol電子C.電解得到的Cu的物質(zhì)的量為0.5molD.電解后溶液中c(H + )為2moi.L”10 .下圖中,鐵腐蝕由快到慢的順序是(試管中除(2)外均為水)11 .下圖中X是直流電源。Y槽中c、d為石墨棒,Z槽中e、f是質(zhì)量相同的銅棒。接通電路后,發(fā)現(xiàn)d附近顯紅色。NaC'l溶液I含少量的酸)(1)電源上b為 極。(用“正”、“負(fù)”、“陰上“陽(yáng)”填空)Z槽中e為 極(同上)連接Y、Z槽線路中,電子流動(dòng)的方向是d e (用或“一"填空)。(2)寫出c極上反應(yīng)的電極反應(yīng)式:寫出Y槽中總反應(yīng)化學(xué)方程式;寫出Z槽中e極上反應(yīng)的電極反應(yīng)式 o(3)電
18、解2min后,取出e、f,洗凈、烘干、稱量,質(zhì)量差為l.28g,在通電過(guò)程中, 電路中通過(guò)的電子為 moL若Y槽中溶液體積為500mL (電解后可視為不變),槽中電解反應(yīng)的速率V0H-)12 .鋁的陽(yáng)極氧化,是一種常用的金屬表面處理技術(shù),它能使鋁的表而生成一層致密的氧 化膜,該氧化膜不溶于稀硫酸。某化學(xué)研究小組在實(shí)驗(yàn)室中按下列步驟模擬該生產(chǎn)過(guò)程。填 寫下列空白:(1)配制實(shí)驗(yàn)用的溶液。要配制200mL密度為1.2g-cm與的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為16%的 NaOH溶液,需要稱取g NaOH固體。(2)把鋁片浸入熱的16%NaOH溶液中約半分鐘左右洗去油污,除去表面的氧化膜, 取出用水沖洗。寫出除去氧化
19、膜的離子方程式。(3)如圖,組裝好儀器,接通開(kāi)關(guān)K,通電約25min。在陽(yáng)極生成氧化鋁,陰極產(chǎn)生 氣體。寫出該過(guò)程中的電極反應(yīng)式:陽(yáng)極:陰極:。(4)斷開(kāi)電路,取出鋁片,用1%稀氨水中和表而的酸液,再用水沖洗干凈。寫出該 過(guò)程發(fā)生反應(yīng)的離子方程式。13 .鉛蓄電池是典型的可充型電池,它的正負(fù)極格板是惰性材料,電池總反應(yīng)式為: 曲由Pb + PbO、+ 4H - + 2SO 亍萼 2PbSO 4 + 2H,O一充電一請(qǐng)回答下列問(wèn)題(不考慮氫、氧的氧化還原)(1)放電時(shí),正極的電極反應(yīng)式是;電解液中H2sO4的濃度將變:當(dāng)外電路通過(guò)Imol電子時(shí),理論上負(fù)極板的質(zhì)量增加 g,(2)在完全放電耗盡P
20、bC和Pb時(shí),若按下圖連接,電解一段時(shí)間后,則A電極上生 成、B電極上生成,此時(shí)鉛蓄電池的正負(fù)極的極性將 o外電源r&i一哈一儼.; PbO? Pb :鉛蓄電池示意圖30%H;SO414 .現(xiàn)有cM+、Cl-、Na+、SO:' Zi?+兩兩組成的電解質(zhì)溶液若干種,可選用銅電 極、祐電極、鋅電極進(jìn)行電解實(shí)驗(yàn)。(1)以 作陽(yáng)極電解 溶液時(shí),溶液的pH明顯升高,且溶液保持澄清,電解的反應(yīng)式為.(2)以 作陽(yáng)極電解 溶液時(shí),溶液的pH明顯下降。(3)為使電解過(guò)程中溶液的濃度保持不變,應(yīng)以銅為陽(yáng)極電解 溶液,或以為陽(yáng)極電解 溶液。(4)以銅為陽(yáng)極電解 或 溶液,均可得到氫氧化物沉淀。(5
21、)要使電解過(guò)程中溶質(zhì)的組成和質(zhì)量不變,而溶液濃度增大,又無(wú)渾濁,應(yīng)以 為陽(yáng)極電解 溶液,化學(xué)方程式為。(6)要使電解過(guò)程中溶液濃度改變,而溶劑質(zhì)量不變,應(yīng)以粕電極為陽(yáng)極電解 溶液,或以 為陽(yáng)極電解 溶液,反應(yīng)的化學(xué)方程式是(7)使反應(yīng)Cu +2H2O = Cu(OH)2 J+H2 T得以進(jìn)行而不發(fā)生其他反應(yīng),可選用 為陽(yáng)極電解 或 溶液。(8)以銅為陽(yáng)極電解Z11SO4溶液,陰極上一般有 逸出,在極區(qū)首先會(huì)有色沉淀,電解時(shí)間較長(zhǎng)時(shí),會(huì)有色沉淀出現(xiàn)。15 .將鋁件與另一種材料作電極,以某種溶液作電解液進(jìn)行電解,通電后在鋁件與電解液 的接觸面上逐漸形成一層Al(OH)3薄膜,薄膜的某些部位存在著小
22、孔,電流從小孔通過(guò)并產(chǎn) 生熱量使AI(OH)3分解,從而在鋁件表面形成一層較厚的氧化膜。某校課外興趣小組根據(jù)上 述原理,以鋁件和鐵棒為電極,一定濃度的NaHCO3溶液為電解液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。(1)鋁件表面形成Al(OH)3的電極反應(yīng)式是:0(2)電解過(guò)程中,必須使電解液pH保持相對(duì)穩(wěn)定(不能太大,也不能太小)的原因 是O(3)用NaHCO,溶液作電解液,會(huì)減緩陰極區(qū)溶液pH的增大,能說(shuō)明這一原理的離 子方程式為。16 .據(jù)報(bào)道,摩托羅拉公司開(kāi)發(fā)了一種以甲醇為原料,以KOH為電解質(zhì)的用于手機(jī)的可 充電的高效燃料電池,充一次電可連續(xù)使用一個(gè)月。下圖是一個(gè)電化學(xué)過(guò)程的示意圖。己知 甲池的總反應(yīng)式為:2cH
23、QH + 3O)+4KOH S2K.CO, +6H.O ? 一 充電 一 . 一請(qǐng)?zhí)羁眨海?)充電時(shí):原電池的負(fù)極與電源極相連。陽(yáng)極的電極反應(yīng)為。(2)放電時(shí):負(fù)極的電極反應(yīng)式為 0(3)在此過(guò)程中若完全反應(yīng),乙池中A極的質(zhì)量升高648g,則甲池中理論上消耗O2 L (標(biāo)準(zhǔn)狀況下工(4)若在常溫常壓下,IgCH 30H燃燒生成CO?和液態(tài)H?。時(shí)放熱22.68kJ,表示該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為。17 .在如圖用石墨作電極的電解池中,放入500mL含一種溶質(zhì)的某藍(lán)色溶液進(jìn)行電解, 觀察到A電極表面有紅色的固態(tài)物質(zhì)生成,B電極有無(wú)色氣體生成:當(dāng)溶液中的原有溶質(zhì) 完全電解后,停止電解,取出A電極,洗滌
24、、干燥、稱量,電極增重1.6g。請(qǐng)回答下列問(wèn) 題:電源(1)B電極發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式o(2)寫出電解時(shí)反應(yīng)的離子方程式。(3)電解后溶液的pH為,要使電解后溶液恢復(fù)到電解前的狀態(tài),則需 加入,其質(zhì)量為,(假設(shè)電解前后溶液的體積不變)(4)請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)確定原溶液中可能所含的酸根離子,要求:提出兩種可能的假設(shè), 分別寫出論證這兩種假設(shè)的操作步驟、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)結(jié)論。假設(shè)一:。假設(shè)二:?!驹囶}答案】1.BD 2. B 3. AD 4. BD 5. D 6. AD 7, B 8. C 9. AB 10.(5) > (4) > (1) > (2) > (3) > (6)11. (1)負(fù)陽(yáng) 一電解(2)2Q- -2e- =C1)T 2NaQ+2H,O2NaOH + H)T+C1)T Cu-2e-=Cu2+(3) 90.02 0.02 mol /(L min)12.(1) 38.4(2) A12O3 +2OH- +3H2O = 2A1(OH)4"AUO3 +2OH- =2A1O; +H.O
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