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《應(yīng)用電化學(xué)》復(fù)習(xí)題題一選擇題1.以下哪一種放電條件對(duì)電池的放電容量和性能有利〔〕A溫度在20~40℃之間放電、間歇放電;B深度放電、高溫放電;C連續(xù)放電、放電倍率較大放電;D低溫放電、30%左右的額定容量放電。2.單位質(zhì)量或單位體積的電池所輸出的電量〔單位為A?h?kg-1或A?h?L-1〕指的是電池的〔〕A額定容量;B比容量;C放電倍率;D比能量。3.對(duì)于可溶正極鋰電池(如Li/SOCl2),其中可溶指的是()ALi可溶于溶劑中,形成有機(jī)電解液;B正極(SOCl2)可溶于溶劑中,形成有機(jī)電解液;C無(wú)機(jī)支持電解質(zhì)可溶于溶劑中,形成有機(jī)電解液;D有機(jī)支持電解質(zhì)可溶于溶劑中,形成有機(jī)電解液;4.燃料電池與一般電池的本質(zhì)區(qū)別在于〔〕A能量供給連續(xù),燃燒和氧化劑由外部提供B能量轉(zhuǎn)化效率高,低或零污染排放;C高度可靠,操作簡(jiǎn)單;D比能量和比功率高,建設(shè)周期短。5.有一個(gè)電池上的標(biāo)號(hào)是LR6,它的含義是:()A堿性鋅錳圓柱形5號(hào)電池;B堿性鋅錳圓柱形7號(hào)電池;C堿性鋅氧化銀圓柱形5號(hào)電池;D堿性鋅氧化銀圓柱形1號(hào)電池。6.堿性Ni/Cd電池密封的工作原理主要是:〔〕A負(fù)極的有效容量是正極的倍;B正極的有效用量是負(fù)極的倍;C正負(fù)極的有效容量根本相同,O2通過(guò)滲透膜到達(dá)負(fù)極使之復(fù)原消除;D正負(fù)極的有效容量根本相同,O2通過(guò)滲透膜到達(dá)正極使之復(fù)原消除。7.開(kāi)路電壓OCV是指:()A沒(méi)有電流流過(guò)外電路時(shí)電池正負(fù)極兩級(jí)的電勢(shì)差;B是指無(wú)負(fù)荷情況下的電池電壓;C是指電池有電流流過(guò)時(shí)的端電壓D是指電池放電電池終止時(shí)的電壓值。8.金屬共沉積的根本條件是:φ1.析≈φ2.析,為了使兩種離子共同析出,以下所采用的方法中不一定可行的是〔〕A調(diào)節(jié)離子濃度;B調(diào)節(jié)電流密度C調(diào)節(jié)反響溫度D參加絡(luò)合劑9.在光亮硫酸鹽鍍銅中,陽(yáng)極材料選用以下哪一種比擬適宜〔〕A普通銅板B電解銅板C4%~30%的磷銅板D0.04%~0.3%的磷銅板10.有機(jī)膦酸鹽鍍銅〔HEDP鍍銅〕的PH范圍是8-10,其中HEDP與Cu2+的主要絡(luò)合形式是〔〕:A〔Cu(C2H5P2O7)〕-B〔Cu(C2H4P2O7)〕2-C〔Cu(C2H3P2O7)2〕8-D〔Cu(C2H6P2O7)〕011.關(guān)于電鍍液中的主鹽,以下說(shuō)法錯(cuò)誤的選項(xiàng)是〔〕:A主鹽濃度高,鍍層較粗糙;B主鹽濃度低,允許通過(guò)的電流密度小C主鹽濃度低,沉積速度快;D常見(jiàn)的主鹽是硫酸鹽和氯化物。12.在用HEDP電鍍銅的過(guò)程中,陽(yáng)極上有時(shí)會(huì)有綠色的銅析出,其原因可能是()AHEDP含量太低;BHEDP含量太高;C支持電解質(zhì)KNO3含量不夠;D電流密度太大。13.在塑料化學(xué)鍍銅的實(shí)驗(yàn)中,其中用酸性Cr6+溶液粗化的目的是什么〔〕A形成親水外表,以利于后續(xù)操作;B形成大量微孔,以獲得良好的結(jié)合力;C形成Sn2+層,以便于獲得Ag活化層;D形成沉積Cu層,以便于后續(xù)電鍍操作。14.在氯堿工業(yè)中,關(guān)于使用Nafion膜與石棉隔膜的以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是〔〕A石棉隔膜不能防止液體的自由對(duì)流;B石棉隔膜可以阻止離子的相互擴(kuò)散和遷移;CNafion膜可以使Cl-H+OH-透過(guò),而Na+不透過(guò);DNafion膜可以使Na+透過(guò),而Cl-H+OH-不透過(guò)。15.下面是有機(jī)電解合成過(guò)程中常見(jiàn)的一種電解槽:〔〕請(qǐng)問(wèn)此電解槽是屬于:A、分別循環(huán)式電解槽;B、壓濾式電解槽;C、封閉式隔膜槽;D、H型電解槽。16.對(duì)硝基甲苯為原料電解合成對(duì)硝基苯甲酸的反響過(guò)程為〔〕:A間接電復(fù)原B間接電氧化C相轉(zhuǎn)移電解合成D成對(duì)電解合成17.用于電解合成得到的電解MnO2,其主要特點(diǎn)是:()A晶粒致密B晶格整齊;C反響活性高D耐腐蝕性好18.對(duì)硝基苯甲酸為原料電解合成對(duì)氨基苯甲酸的反響過(guò)程為〔〕:該合成法屬于:A間接電復(fù)原B間接電氧化C相轉(zhuǎn)移電解合成D成對(duì)電解合成19.糖精是人造有機(jī)甜味劑,其電化學(xué)合成反響如下:該合成法屬于():A間接電復(fù)原;B間接電氧化;C相轉(zhuǎn)移電解合成;D成對(duì)電解合成。20.如圖是Fe的φ-pH示意圖,其中表示Fe能穩(wěn)定存在的區(qū)域?yàn)椤病砤B.bC.CD.d21.根據(jù)Fe的腐蝕圖〔即Φ/v--pH圖〕,如果要是Fe不發(fā)生腐蝕,其水溶液的pH值應(yīng)該調(diào)節(jié)在〔〕A.<9B.5--9之間C.9-13之間D.>922.φ?Cu2+/Cu比.φ?H+/H.Pt高,而Cu可以在潮濕的空氣中發(fā)生腐蝕,其主要原因是〔〕:⑴組成腐蝕電池,陽(yáng)極銅腐蝕,陰極析氫;⑵組成腐蝕電池,陽(yáng)極銅腐蝕,陰極吸氧〔O2〕被復(fù)原;⑶直接發(fā)生化學(xué)腐蝕;⑷去極化劑是H+。23.家用熱水器所用的黃銅制作的水龍頭,經(jīng)過(guò)幾年使用以后變成了接近純銅的顏色,這種腐蝕屬于〔〕:A孔蝕;B晶間腐蝕;C脫成分腐蝕;D沖蝕。24.你認(rèn)為下面那一種金屬腐蝕危害和危險(xiǎn)最大〔〕A化學(xué)腐蝕;B均勻腐蝕;C孔蝕;D應(yīng)力腐蝕25.右圖是1著名伊文思圖,其中表示陽(yáng)極極化曲線和腐蝕電勢(shì)的是〔〕:A1,φ2;B2,φ2;C1,φ1;D2,φ3。26.在日本綺玉,千葉發(fā)現(xiàn)的古噴時(shí)代的帶有金象眼的鐵劍幾乎都腐蝕了,你認(rèn)為主要原因是〔〕:A組成腐蝕電池,其中金象眼為陽(yáng)極,鐵劍為陰極;B組成腐蝕電池,其中金象眼為陰極,鐵劍為陽(yáng)極;C發(fā)生析氫腐蝕;D發(fā)生化學(xué)腐蝕。27.您認(rèn)為金屬在潮濕大氣中被腐蝕而生銹的過(guò)程是屬于什么過(guò)程A.腐蝕原電池的電化學(xué)過(guò)程B.電解質(zhì)溶液的電離過(guò)程C.電解池的作用過(guò)程D.金屬溶解過(guò)程28.電解時(shí),在陽(yáng)極上首先發(fā)生氧化反響的是〔〕A.標(biāo)準(zhǔn)復(fù)原電勢(shì)最大者B.標(biāo)準(zhǔn)復(fù)原電勢(shì)最小者C.考慮極化后實(shí)際析出電勢(shì)最大者D.考慮極化后實(shí)際析出電勢(shì)最小者29.以下對(duì)鐵外表防腐方法中屬于“電化學(xué)保護(hù)〞的是〔〕A.外表噴漆B.電鍍C.鐵件上嵌鋅塊D.加緩蝕劑30.在有機(jī)電化學(xué)合成工藝中,均勻設(shè)計(jì)法應(yīng)用廣泛,其U表符號(hào)是:Un(qs),其中q的含義是〔〕:A試驗(yàn)次數(shù)B因素?cái)?shù)C水平數(shù)DU表列數(shù)二簡(jiǎn)答題第三章化學(xué)電源試述有關(guān)化學(xué)電源主要性能的概念,如電動(dòng)勢(shì)、開(kāi)路電壓、工作電壓、截止電壓電池容量、連續(xù)放電、間歇放電、電池的壽命、自放電、過(guò)充電等.。電動(dòng)勢(shì)E:又稱理論電壓,是指沒(méi)有電流流過(guò)外電路時(shí)電池正負(fù)兩極之間的電極電勢(shì)差。開(kāi)路電壓OCV:是在無(wú)負(fù)荷情況下的電池電壓,一般OCV≤E,只有可逆電池的OCV=E。工作電壓V:是指電池有電流流過(guò)時(shí)的端電壓。額定電壓:指電池工作時(shí)公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)電壓。中點(diǎn)電壓:指電池放電期間的平均電壓。截止電壓:指電池放電終止時(shí)的電壓值。電池容量C:指在一定放電條件下,電池放電到終止電壓時(shí)所能放出的電量,單位為庫(kù)侖〔C〕或安時(shí)〔A·h〕間歇放電間歇放電電壓時(shí)間連續(xù)放電由圖可知,間歇放電時(shí)電池的容量要較連續(xù)放電時(shí)的大。寫(xiě)出堿性鋅錳一次電池表達(dá)式及電極電池反響,并說(shuō)明其主要結(jié)構(gòu)和特征。電池表達(dá)式為:(一)Zn│濃KOH│MnO2,C〔+〕負(fù)極反響:Zn+2OH-—2e→Zn(OH)2Zn(OH)2+2OH-→[Zn(OH)4]2-正極反響:MnO2+H2O+e→MnOOH+OH-
MnOOH+H2O+e→Mn(OH)2+OH–電池反響:Zn+MnO2+2H2O+2OH-→Mn(OH)2+Zn(OH)42-電池的正極由70%的電解MnO2、10%的石墨和1%~2%的乙炔黑,負(fù)極由一定粒徑分布〔0.0075~0.8mm〕的高純度鋅粉〔70%~80%〕、粘合劑〔6%〕、KOH溶液.電池采用濃KOH作電解液〔PH≈5〕該電池的特點(diǎn)是自放電小、內(nèi)阻小、放電電壓比鹽類電解液的要高且穩(wěn)定,同時(shí)由于電解MnO2(EMD)的使用,電池具有較高的容量。試述二次電池的一般性質(zhì)〔一〕評(píng)價(jià)二次電池性能的主要指標(biāo)除電流、電壓、電池容量、比性能、比功率等以外,還有容量效率,伏特效率、能量效率和充放電行為等?!捕畴姵胤烹姷姆绞?.恒電流放電:在放電過(guò)程中改變負(fù)載電阻,維持電流不變。2.恒電阻放電:放電過(guò)程中負(fù)載電阻阻值不變?!踩畴姵爻潆姷姆绞?.恒電流充電2.變電流充電:在充電開(kāi)始階段以較大電流充電,后階段用較小電流充電。3.定電位充電:在充電過(guò)程中,調(diào)節(jié)充電電流,維持充電電壓恒定在某一值的充電方式。試述鉛酸蓄電池的表達(dá)式、電極反響、電池結(jié)構(gòu)、密封機(jī)理和工藝?!?〕池表達(dá)式為:(一)Pb│H2SO4│PbO2(+)〔2〕電極反響:負(fù)極反響:Pb+HSO4-←→PbSO4+H++2e正極反響:PbO2+HSO4-+3H++2e←→PbSO4+2H2O電池反響:Pb+PbO2+2H2SO4←→2PbSO4+2H2O〔3〕結(jié)構(gòu)組成:海綿狀鉛為負(fù)極〔集電器〕,PbO2作正極,采用涂膏式極板柵結(jié)構(gòu)?!?〕密封機(jī)理和工藝凝膠電解質(zhì)技術(shù)在鉛酸蓄電池上的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了電池的密封鉛酸電池在充電后期,電極上發(fā)生的電化學(xué)反響為:正極:PbSO4+2H2O-2ePbO2+HSO4-+3H+H2O-2e2H++1/2O2負(fù)極:PbSO4+H++2ePb+HSO4-2H++2eH2可以看出,電池在充電時(shí)產(chǎn)生氫氣和氧氣是不可防止的,而兩種氣體的再化合只有在催化劑在時(shí)才能進(jìn)行,氧氣復(fù)合原理對(duì)鉛酸電池的封密起起重要的指導(dǎo)作用,玻璃纖維隔板的使用為氧氣復(fù)合原理的實(shí)際使用提供了可能性,實(shí)現(xiàn)了“密封〞的突破?!布诱n本P108密封機(jī)理和工藝〕第四章金屬的外表裝飾簡(jiǎn)述電鍍過(guò)程中外表活性物質(zhì)的作用及機(jī)理⒈影響沉積過(guò)程的速度以及沉積層的結(jié)構(gòu),甚至改變金屬電沉積反響的機(jī)理⒉對(duì)鍍層起整平作用⑴整平劑:能夠使微觀不平整的鍍件外表獲得平整外表的添加劑稱為平整劑。⑵整平劑作用機(jī)理在整個(gè)基底外表上,金屬電沉積過(guò)程是受電化學(xué)活化控制的(即電子傳遞步驟是決速步。整平劑能在基底電極外表發(fā)生吸附,并對(duì)電沉積過(guò)程起阻化作用。借助于微觀外表上整平劑供給的局部差異來(lái)說(shuō)明⑶常用的整平劑:1,4-丁炔二醇、硫脲、香豆素、糖精等。⒊對(duì)鍍層起光亮作用⑴添加劑對(duì)鍍層起光亮作用的機(jī)理⑵光亮劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)*光亮劑通常是含有以下一些基因的物質(zhì):R-SO3H,-NH2,NH<,RN=NR,-SR,R2C=S,RO-,ROH,RCOO-⒋添加劑的選擇〔添加劑常指是光亮劑、整平劑、潤(rùn)濕劑和活化劑〕⑴在金屬電沉積的電勢(shì)范圍內(nèi),添加劑能在鍍件外表上發(fā)生吸附。⑵添加劑在鍍件外表的吸附對(duì)金屬電沉積過(guò)程有適當(dāng)?shù)淖杌饔?。⑶毒性小,不宜揮發(fā),在溶液中不發(fā)生化學(xué)反響,其可能的分解產(chǎn)物對(duì)金屬沉積過(guò)程不產(chǎn)生有害的影響。⑷不過(guò)分降低氫在陰極析出的超電勢(shì)。⑸為了盡可能地防止埋入鍍層,其在鍍件外表的吸附速度應(yīng)比新晶核生長(zhǎng)速度快。⑹添加劑的參加不能對(duì)陽(yáng)極過(guò)程造成不利影響等。2.什么是電鍍液中的整平劑和光亮劑?試述其作用機(jī)理。〔1〕電鍍生產(chǎn)工藝流程一般包括鍍前處理、電鍍和鍍前處理三大步。⒈整平劑是能夠在微觀不平整的鍍件外表獲得平整外表的鍍液添加劑。其機(jī)理可以表述為:〔1〕.在整個(gè)基底外表上,金屬電沉積過(guò)程是受電化學(xué)活化控制的;2.整平劑可以在基底電極外表發(fā)生吸附,并對(duì)電沉積過(guò)程起阻止作用,3.在整平過(guò)程中,吸附在基底上的整平劑分子是不斷消耗的,即整平劑在外表的覆蓋度不是處于平衡狀態(tài),整平劑在基底上的吸附過(guò)程受其從本體溶液向電極外表擴(kuò)散步驟控制。這樣整平作用可以借助與微觀外表上整平劑供給的局部差異來(lái)說(shuō)明。由于微觀外表上微峰和微谷的存在,整平劑在電沉積過(guò)程中向“微峰〞擴(kuò)散的流量要大于向“微谷〞擴(kuò)散的流量,所以“微峰〞處獲得的整平劑的量要絞“微谷〞處的多,同時(shí)由于復(fù)原反響不能發(fā)生在整平劑所覆蓋的位置上,于是,“微峰〞處受到的阻化作用要較“微谷〞大,使得金屬在電極外表“微峰〞處電沉積的速度要小于“微谷〞處的速率,最終導(dǎo)致外表的“微峰〞和“微谷〞到達(dá)平整。⒉光亮劑的增光機(jī)理目前有兩種:1.光亮作用是一個(gè)十分有效的整平作用,可以用“擴(kuò)散控制阻化機(jī)理〞來(lái)說(shuō)明其增光機(jī)理,可以假設(shè)光亮劑在鍍件外表形成幾乎完整的吸附單層,且連續(xù)形成、無(wú)序排列和消失著微孔,而金屬僅在微孔上沉積,這種沉積是完全均勻的,不會(huì)導(dǎo)致小晶面的形成,從而形成光亮的鍍層。2.光亮作用是一種使不同晶面的生長(zhǎng)速度趨于一致的作用,這種機(jī)理假設(shè)光亮劑分子能優(yōu)先吸附在金屬電沉積較快的晶面上,能對(duì)電沉積其阻化作用,因而導(dǎo)致鍍件外表不同位置的生長(zhǎng)速度趨于一致,加上幾何整平作用,最后得到光亮的鍍層。需要指出的是,這兩種機(jī)理還不能解釋全部事實(shí),有待進(jìn)一步研究。3、簡(jiǎn)述鍍銅的常用方法,比擬其優(yōu)缺點(diǎn)鍍銅的常用方法:硫酸鹽鍍銅、氰化物鍍銅、焦磷酸鹽鍍銅、膦酸鹽鍍銅-HEDP鍍銅〔1〕硫酸鹽鍍銅硫酸鹽鍍銅有普通酸性硫酸鹽鍍液和光亮鍍液兩類。普通鍍液成分簡(jiǎn)單,穩(wěn)定性好,電流效率高,沉積速度快,但鍍液的極化作用不大,分散能力較差,鍍層結(jié)晶較粗,通常是無(wú)光澤的鍍層。光亮鍍液是在普通鍍液中參加某些光亮劑配制成的,在這類鍍液中,不但可以獲得高整平、全光亮的鍍層,而且鍍液的分散能力和鍍層的結(jié)晶組織都有改善。同時(shí)電鍍的工作電流密度上限提高,沉積速度更快,鍍層的韌性亦好,廢水處理也比擬容易,本錢(qián)又低,所以在工業(yè)上廣泛應(yīng)用。但是,在鋼鐵零件上用這類鍍液直接鍍銅至今沒(méi)有成功?!?〕氰化物鍍銅優(yōu)缺點(diǎn):氰化物電鍍沉積物非常細(xì)致,氣孔少,電鍍液分散能力強(qiáng),在非貴金屬上能直接鍍銅,因此氰化物電鍍得到廣泛的應(yīng)用。其主要缺點(diǎn)是電流密度小,電流效率低(一般為60%一70%左右),電鍍液不穩(wěn)定,以及有劇毒,操作時(shí)要特別小心,車間應(yīng)有可靠通風(fēng)裝置,并備有解毒液,以防萬(wàn)一?!?〕焦磷酸鹽鍍銅該法優(yōu)點(diǎn)是鍍液分散能力好、無(wú)毒、腐蝕性小、鍍層韌性很好,缺點(diǎn)本錢(qián)高,污水處理比擬困難,鍍液黏度大等缺點(diǎn)。4〕膦酸鹽鍍銅-HEDP鍍銅該法優(yōu)點(diǎn)是鍍液分散能力好、無(wú)毒、腐蝕性小、鍍層韌性很好,缺點(diǎn)本錢(qián)高,污水處理比擬困難,鍍液黏度大等缺點(diǎn)。4、.剖析下面的酸性光亮鍍銅配方1中各組分的作用,并說(shuō)明操作工藝條件。〔看作業(yè)〕硫酸銅是電鍍液中主鹽,提高其含量可提高電鍍的電流密度上限,同時(shí)鍍層的孔隙率減少,光亮度增加。硫酸在鍍液中提高溶液的電導(dǎo)和降低銅離子的活度,改善鍍層的結(jié)晶組織,同時(shí)防止銅鹽的水解,減少銅粉產(chǎn)生。四氫噻唑硫酮是良好的整平劑,單獨(dú)使用它時(shí)只能使鍍層細(xì)化,然而與其他光亮劑配合使用時(shí),可使鍍層的光亮度顯著提高。聚二硫二丙烷磺酸鈉(代號(hào)SP)單獨(dú)使用時(shí)不但對(duì)鍍層不起光亮作用,反而對(duì)整平性不利,即起負(fù)整平作用,但能使鍍層細(xì)化。聚乙二醇是非離子型外表活性劑,電鍍中使用相對(duì)分子質(zhì)量范圍4000—6000效果最好。單獨(dú)使用時(shí)不起光亮作用,可使鍍層細(xì)化并有一定的整平作用。它與四氫噻唑硫酮和聚二硫二丙烷磺酸鈉組合使用時(shí),能獲得全光亮的鍍銅層。十二烷基硫酸鈉是陰離子外表活性劑,起潤(rùn)濕劑作用,能降低鍍件與鍍液之間的界面張力,減少針孔。Cl-適量參加鍍液中能提高鍍層的光亮度和整平性,還能降低鍍層的內(nèi)應(yīng)力。但其含量過(guò)多會(huì)使鍍層的光亮度明顯下降,甚至出現(xiàn)條紋,而且過(guò)多的氯離子處理極為困難。操作工作條件①溫度10~30°;②電流密度一般在2-4A/dm2之間。③攪拌可以提高電流密度上限,減少針孔和毛刺。④陽(yáng)極用磷銅板作陽(yáng)極適宜的含磷量為0.04%-0.3%之間。第五章無(wú)機(jī)物的電解工業(yè)試述氯堿工業(yè)的三種電解生產(chǎn)方法的電極反響、電解槽、隔膜以及各自的優(yōu)缺點(diǎn)。――氯堿工業(yè)的三種電解生產(chǎn)方法是隔膜槽電解法、汞槽電解法、離子膜槽電解法隔膜槽電解法1.電解反響陽(yáng)極:2Cl-→Cl2+2eΨθ=1.36V陰極:2H2O+2e→H2+2OH-Ψθ=-0.83V總反響:2NaCl+2H2O=2NaOH+Cl2+H2理論分解電壓Eeθ=E+-E-=1.36+0.83=2.91V2、電解槽⑴陽(yáng)極材料:陽(yáng)極材料要有很高的耐腐蝕性,還要有較低的氯超電勢(shì)及較高的氧超電勢(shì)及良好的導(dǎo)電性和機(jī)械加工性能。――形隱陽(yáng)極〔DSA〕,它以鈦為根底,涂鍍TiO2,RuO2加催化劑〔Pt,Ir,Co3O4,PbO2等〕,其電極可表示為:Ti/TiO2.》RuO2+催化劑⑵陰極材料:軟鋼,上面穿孔或采用剛網(wǎng)陰極⑶電極的物理結(jié)構(gòu):常用擴(kuò)張的金屬網(wǎng)電極或在金屬板上開(kāi)通氣縫,使氣體按規(guī)定方向迅速逸出。隔膜:石棉隔膜汞槽電解法1.電解反響陽(yáng)極:Cl-→〔1/2〕Cl2+eΨθ=1.36v陰極:Na++nHg+e→NaHgn(汞齊)Ψθ=-1.90V總反響為:NaCl+nHg=1/2Cl2+NaHgnΨθ=3.26v2、電解槽陽(yáng)極用石墨或DSA,陰極用汞離子膜槽電解法原理和電極材料等都與隔膜相同,所不同的是以離子交換膜〔或稱離子選擇透過(guò)膜〕代替隔膜。離子交換膜:⑴全氟化高聚物離子交換膜:Na+可通過(guò),而Cl-,H+,OH-不能通過(guò)。例如Nafion膜〔全氟
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