届人教版高三化学一轮同步复习卷电解池.docx
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届人教版高三化学一轮同步复习卷电解池
电解池
一、单选题
1.下列指定反应的离子方程式正确的是( )
A.氯气溶于水:
Cl2+H2O⇌2H++Cl﹣+ClO﹣
B.向FeSO4溶液中加入H2SO4酸化的KMnO4溶液:
5Fe2++MnO4﹣+8H+═5Fe3++Mn2++4H2O
C.向少量澄清石灰水中加入足量的NaHCO3溶液:
Ca2++OH﹣+HCO3﹣═CaCO3↓+H2O
D.用铜做电极电解NaCl溶液:
2Cl﹣+2H2O
H2↑+Cl2↑+2OH﹣
2.下图甲是一种利用微生物将废水中的尿素(CO(NH2)2)的化学能直接转化为电能,并生成对环境友好物质的装置,同时利用此装置的电能在铁上镀铜,下列说法中正确的是( )
A.铜电极应与X相连接
B.H+透过质子交换膜由右向左移动
C.当N电极消耗0.25mol气体时,则铁电极增重16g
D.M电极反应式:
H2NCONH2+H2O-6e-==CO2↑+N2↑+6H+
3.用Pt作电极电解下列某种溶液,当阳极生成112mL气体时,阴极上析出0.64g金属,则该电解池中溶质可能是( )
A.CuSO4B.MgSO4C.Al2(SO4)3D.Na2SO4
4.如下图所示装置中,属于电解池的是()
A.
B.
C.
D.
5.下列化学用语对事实的表述不正确的是( )
A.电解精炼铜的阴极反应:
Cu2++2e-===Cu
B.硬脂酸与乙醇的酯化反应:
C17H35COOH+C2H518OH
C17H35COOC2H5+H218O
C.由Na和Cl形成离子键的过程:
D.常温时,0.1mol·L-1氨水的pH=11.1:
NH3·H2O
NH4++OH-
6.MnO2常用于电池工业,现电解含MnSO4的某工业废液来制备Mn和MnO2,装置如图,下列说法不正确的是
A.电极b发生氧化反应
B.电极a、b均可用石墨作电极,且通电一段时间后,左、右两边溶液的pH均减小
C.通电时,溶液中的SO42-通过离子交换膜向右移动
D.电极b的电极反应式为:
Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+
7.金属镍有广泛的用途。
粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质,可用电解法制备高纯度的镍,下列叙述正确的是( )(已知:
氧化性Fe2+<Ni2+<Cu2+)
A.阳极发生还原反应,其电极反应式:
Ni2++2e-=Ni
B.电解质溶液为镍盐,电解过程中溶液的浓度不变
C.电解后,溶液中存在的金属阳离子只有Fe2+和Zn2+
D.电解后,电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt
8.一种将CO2和H2O转换为燃料H2、CO及CH4的装置如图所示(电解质溶液为稀H2SO4)。
下列关于该装置的叙述错误的是
A.该装置可将电能转化为化学能
B.工作时,电极a周围溶液的pH增大
C.电极b上生成CH4的电极反应式为CO2+8H++8e-===CH4+2H2O
D.若电极b上只产生1molCO,则通过质子膜的H+数为2NA
9.常温下,NCl3是一种黄色黏稠状液体,是制备新型水消毒剂ClO2的原料,可以采用如图所示装置制备NCl3。
下列说法正确的是
A.每生成1molNCl3,理论上有4molH+经质子交换膜右侧向左侧迁移
B.可用湿润的淀粉KI试纸检验气体M
C.石墨极的电极反应式为NH4++3Cl--6e-=NCl3+4H+
D.电解过程中,质子交换膜右侧溶液的pH会减小
10.1807年化学家戴维电解熔融氢氧化钠制得钠:
4NaOH(熔融)
O2↑+4Na+2H2O;后来盖·吕萨克用铁与熔融氢氧化钠作用也制得钠:
3Fe+4NaOH=Fe3O4+2H2↑+4Na↑。
下列有关说法正确的是
A.戴维法制钠,阳极的电极反应式为:
Na++e-=Na↑
B.盖·吕萨克法制钠原理是利用铁的金属性比钠的强
C.若用戴维法与盖·吕萨克法制得等量的钠,两方法转移电子总数相等
D.还可以用电解熔融氯化钠法制钠
11.如图是工业电解饱和食盐水的装置示意图,下列有关说法不正确的是
A.装置中的离子交换膜属于阳离子交换膜
B.装置中①处的物质是氢气,②处的物质是氯气
C.除去杂质后的NaOH溶液从出口B处导出
D.转移0.8mol电子时产生H28.96L(标准状况下)
12.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.在标准状况下,2.24LHF含有的电子数为NA
B.7.8gNa2S和Na2O2的混合物中所含离子数为0.3NA
C.常温下,2.7g铝片投入足量的浓硫酸中,铝失去的电子数为0.3NA
D.电解精炼铜时,阳极质量每减少32g,电路中就转移NA个电子
13.1807年化学家戴维电解熔融氢氧化钠制得钠:
4NaOH
O2↑+4Na+2H2O;后来盖•吕萨克用铁与熔融氢氧化钠作用也制得钠:
3Fe+4NaOH
Fe3O4+2H2↑+4Na↑。
下列有关说法正确的是()
A.戴维法制钠,阳极的电极反应式为:
2OH-+2e-═H2↑+O2↑
B.盖•吕萨克法制钠原理是利用铁的金属性比钠的强
C.若用戴维法与盖•吕萨克法制得等量的钠,两方法转移电子总数相等
D.若用戴维法与盖•吕萨克法制得等量的钠,戴维法转移电子总数较少
14.对于下列实验事实的解释,不合理的是
选项
实验事实
解释
A
加热蒸干MgSO4溶液能得到MgSO4固体;加热蒸干MgCl2溶液得不到MgCl2固体
H2SO4不易挥发,HCl易挥发
B
电解CuCl2溶液阴极得到Cu;电解NaCl溶液,阴极得不到Na
得电子能力:
Cu2+>Na+>H+
C
浓HNO3能氧化NO;稀HNO3不能氧化NO
HNO3浓度越大,氧化性越强
D
钠与水反应剧烈;钠与乙醇反应平缓
羟基中氢的活泼性:
H2O>
C2H5OH
A.AB.BC.CD.D
15.下列有关说法正确的是
A.氨水稀释后,溶液中
的值减小
B.0.1mol·L-1Na2CO3溶液加蒸馏水稀释,CO32-的水解程度增大,溶液的pH增大
C.电解精炼铜过程中,阳极质量的减少与阴极质量的增加一定相等
D.298K时,2H2S(g)+SO2(g)=3S(s)+2H2O(l)能自发进行,则其ΔH<0
16.电解NO制备NH4NO3的工作原理如图所示,X、Y皆为Pt电极,为使电解产物全部转化为NH4NO3,需补充物质A。
下列说法正确的是()
A.物质A为NH3
B.X电极为电解池阳极
C.Y电极上发生了还原反应
D.Y电极反应式:
NO-3e-+4OH-===NO3-+2H2O
17.斯坦福大学华人化学家戴宏杰率领的团队研制出一种可在一分钟内充满电的超常性能铝离子电池,该电池采用新型石墨(Cn)和铝作电极,
和有机阳离子构成电解质溶液,已知负极电极反应式为Al-3e-+7
4
。
下列说法不正确的是
A.充电时,该电池负极应连接外接电源的负极
B.放电时,电子从铝电极流出经过电解质溶液到达石墨电极
C.充电时,阳极的电极反应式为Cn+
-e-
CnAlCl4
D.放电时,电路中每转移1mol电子,负极的质量就减轻9g
二、填空题
18.如图所示,甲、乙两池电极材料都是铁棒和碳棒,请回答下列问题:
(1)若两池中均为CuSO4溶液,反应一段时间后:
①有红色物质析出的是甲池中的____________棒,乙池中的____________棒。
②乙池中阳极的电极反应式是___________________。
(2)若两池中均为饱和NaCl溶液:
①写出乙池中总反应的离子方程式_________________。
②甲池中碳极上电极反应式是_____________________,
③若乙池转移0.02mole-后停止实验,溶液体积是200mL,则溶液混合均匀后的pH=____。
19.如图所示,甲、乙两个装置的烧杯中分别盛有足量的CuCl2溶液。
(1)甲装置中,Zn电极发生______反应(填“氧化”或“还原”),溶液中Cl-向_____极(填“Zn”或“Cu”)移动,Zn电极反应式为_______,若反应过程中有0.1mol电子发生转移,则Cu极质量增加__________。
(2)乙装置中,石墨电极C1是_______极,现象是______,C2极电极反应式为_______,若反应过程中阴极析出12.8g的Cu,则阳极产生的气体在标准状况下的体积为________。
20.(Ⅰ)电解原理在化学工业中有广泛应用。
如图表示一个电解池,装有电解液a;X、Y是两块电极板,通过导线与直流电源相连。
请回答以下问题:
(1)若X、Y都是惰性电极,a是NaCl溶液,实验开始时,同时在两边各滴入几滴酚酞试液,则:
①Y电极上的电极反应式为________________________________。
在X极附近观察到的现象是_________________________________。
②电解总反应离子方程式为_________________________________。
(2)要在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀,则:
①Y电极的材料是_________(选填纯铁、纯铜或纯锌),电极反应式是__________。
电解液a选用_________溶液,电解过程中其浓度____________(选填增大、减小或不变)。
②若电镀前X、Y两电极的质量相同,电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量,二者质量差为5.12g,则电镀时电路中通过的电子为___mol。
(Ⅱ)用高铁酸钾和锌制成的高铁碱性电池,能储存比普通碱性电池多50%电能,已知该电池的总反应为2K2FeO4+3Zn+2KOH=Fe2O3+3K2ZnO2+H2O,则负极的电极反应式是___________
参考答案
1.B
A、HClO是弱电解质,写化学式,离子方程式为Cl2+H2O⇌H++Cl﹣+HClO,故A错误;
B、发生氧化还原反应生成铁离子、锰离子和水,离子方程式为5Fe2++MnO4﹣+8H+═5Fe3++Mn2++4H2O,故B正确;
C、二者反应生成碳酸钙、碳酸钠和水,离子方程式为Ca2++2OH﹣+2HCO3﹣═CaCO3↓+2H2O+CO32﹣,故C错误;
D、阳极上Cu失电子发生氧化反应,离子方程式为Cu+2H2O
Cu(OH)2↓+H2↑,故D错误。
2.D
A.根据甲图,N电极通入氧气,因此N极为正极,M电极为负极,电镀时,待镀金属作阴极,镀层金属作阳极,即铁连接X,Cu连接Y,故A错误;
B.根据选项A的分析,以及原电池的工作原理,H+从负极流向正极,即从M极流向N极,透过质子交换膜由左向右移动,故B错误;
C.N极反应式为O2+4H++4e-=2H2O,铁极反应式Cu2++2e-=Cu,得失电子数目守恒,因此有O2~4e-~2Cu,当N电极消耗0.25mol气体时,铁电极质量增重0.25×2×64g=32g,故C错误;
D.M极为负极,尿素产生H+,因此电极反应式为:
CO(NH2)2+H2O-6e-=CO2↑+N2↑+6H+,故D正确。
3.A
因Mg2+、Al3+、Na+的氧化性弱于H+,故水溶液中三种离子不放电,即不会析出金属,只有A能析出金属Cu,用Pt作电极电解硫酸铜时,阳极生成的气体为氧气,若为112mL,则物质的量为
=5×10-3mol,依据转移电子数守恒,可知O2
2Cu,则阴极上析出铜的质量为2×5×10-3mol×64g/mol=0.64g,符合题意,A项正确;
4.C
A.电解池是把电能转化为化学能的装置,A没有电源,属于原电池,故A错误;B.B装置也没有电源,故B错误;C.C为电解氯化铜溶液的装置图,故C正确;D.没有形成闭合回路,不能构成电池,故D错误;答案:
C。
5.B
A.电解精炼铜时,阴极是电解质溶液中Cu2+得到电子,发生的电极反应为:
Cu2++2e-===Cu,不符合题意;
B.羧酸和醇发生酯化反应时,醇脱氢原子,羧酸脱羟基,醇中的氧原子在酯中,正确的方程式为:
C17H35COOH+C2H518OH
C17H35CO18OC2H5+H2O,符合题意;
C.由Na和Cl形成离子键的过程是Na原子失去一个电子,而Cl原子得到一个电子,从而形成离子键,其表述正确,不符合题意;
D.常温时,0.1mol·L-1氨水的pH=11.1,说明氨水是弱电解质,其电离为不完全电离,化学用语表述正确,不符合题意;故答案为B。
6.B
A.根据装置图可知b连接电源的正极,为阳极,发生氧化反应,A正确;
B.根据装置图可知,a为阴极,b为阳极,在阳极上发生反应:
:
Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+,H+生成,使溶液pH减小,而在阴极上发生的电极反应式为:
Mn2++2e-=Mn,故溶液的pH无明显变化,B错误;
C.由于两池的pH不同,因此离子交换膜为阴离子交换膜,溶液中SO42-由左向右移动,C正确;
D.根据装置图可知b电极为阳极,发生氧化反应,电极反应式为:
Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+,D正确;
7.D
A.阴极上得电子发生还原反应,电极反应式为Ni2++2e-═Ni,故A错误;
B.电解后,部分镍离子析出,溶液中存在的金属阳离子有Fe2+、Zn2+和Ni2+,溶液的浓度改变,故B错误;
C.电解后,部分镍离子析出,溶液中存在的金属阳离子有Fe2+、Zn2+和Ni2+,故C错误;
D.因为还原性Ni>Cu>Pt,所以阳极中铂和铜不生成金属阳离子,则铜和铂在电解槽底部形成阳极泥,故D正确;
答案:
D
8.B
【详解】
该装置含有外加电源,属于电解池,电解质溶液为硫酸,根据电解原理,电极a为阳极,电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+,电极b为阴极,如转化成CH4,阴极反应式为CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O,
A、根据该装置图,该装置为电解池,电能转化为化学能,故A说法正确;
B、工作时,电极a的电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+,c(H+)增大,pH降低,故B说法错误;
C、根据上述分析,电极b电极反应式为CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O,故C说法正确;
D、若只产生CO,电极b电极反应式为CO2+2e-+2H+=CO+H2O,产生1molCO,消耗2molH+,即通过质子膜的H+物质的量为2mol,故D说法正确;
9.C
A、根据图示信息知道:
石墨电极是阳极,该电极上发生失电子的氧化反应NH4++3Cl--6e-=NCl3+4H+,每生产1molNCl3,理论上有6molH+经质子交换膜由右侧向左侧迁移,选项A错误;
B、Pt是阴极,在阴极上是氢离子得电子的还原反应,电极反应式为:
2H++2e-=H2↑,不可用湿润的淀粉KI试纸检验氢气,选项B错误;
C、石墨电极是阳极,该电极上发生失电子的氧化反应NH4++3Cl--6e-=NCl3+4H+,选项C正确;
D、电解过程中,质子交换膜右侧电极上发生的电极反应:
NH4++3Cl--6e-=NCl3+4H+,每生产1molNCl3同时生成4molH+,理论上有6molH+经质子交换膜由右侧向左侧迁移,右侧溶液的c(H+)减小,pH增大,选项D错误。
10.D
A.戴维法制钠,阴极的电极反应式为:
Na++e-=Na↑,阳极上OH-失去电子,发生氧化反应,电极反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑,A错误;
B.金属性Na强于Fe。
盖·吕萨克法制钠原理是根据钠的沸点较低、易从反应混合物中分离出来,从而使化学平衡向正向移动,B错误;
C.根据反应方程式可知用戴维法制取金属钠,每反应产生4molNa转移电子的物质的量是4mol,而用盖·吕萨克法制得4mol的钠,转移电子的物质的量是8mol,因此制取等量的金属钠,转移电子的物质的量不相等,C错误;
D.由于NaCl是离子化合物,NaCl在自然界含量丰富,因此在工业上可用电解熔融氯化钠的方法制金属钠,D正确;
11.B
A.Na+是阳离子,在电解池中由阳极区向阴极区移动,阳离子交换膜只允许阳离子通过,阴离子交换膜只允许阴离子通过。
根据装置中Na+迁移方向知,B为阴极区、A为阳极区,实验装置中的离子交换膜为阳离子交换膜,A正确;
B.A是阳极,溶液中的阴离子放电,由于放电能力:
Cl->OH-,实验发生2Cl−−2e−=Cl2↑;B是阴极,发生还原反应,由于放电能力H+>Na+,所以发生2H++2e−=H2↑,所以①处的物质是Cl2,②处的物质是H2,B错误;
C.在②处H+放电后破坏了水的电离平衡,水继续电离,最终达到平衡时,溶液中c(OH-)>c(H+)溶液显碱性,水电离产生的OH−与从阳极室通过离子交换膜进入阴极室Na+结合形成NaOH,所以除去杂质后的NaOH溶液从B口导出,C正确;
D.根据整个闭合回路中电子转移数目相等,每反应生成1molH2转移2mole−,则转移0.8mole−时生成0.4molH2,产生的气体在标准状况下的体积V=0.4mol×22.4L/mol=8.96L,D正确;
12.B
A.在标准状况下,HF为液态,故不能根据气体摩尔体积来计算其物质的量,A项错误;
B.1molNa2S和1molNa2O2中均含有3mol离子,所以7.8gNa2S和Na2O2的混合物中含有的离子数等于0.3NA,B项正确;
C.常温下,2.7g铝片投入足量的浓硫酸中,铝发生钝化,铝失去的电子数小于0.3NA,C项错误;
D.粗铜中含有较活泼的金属杂质Zn、Fe等,电解时较活泼金属也会溶解,当阳极质量减少32g时,无法确定转移电子的物质的量,也无法确定电路中转移的电子数,D项错误;
13.D
【详解】
A.由电解方程式可知,电解过程中,阳极上氢氧根离子放电生成氧气和水,电极反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑,A项正确;
B.钠的溶沸点低,高温时生成Na蒸气,Na蒸气挥发有利于反应正向移动,但Na的还原性大于Fe,B项错误;
C.戴维法生成4molNa转移4mol电子,但盖•吕萨克法生成4molNa转移8mol电子,则转移电子不等,C项错误;
D.戴维法生成4molNa转移4mol电子,但盖•吕萨克法生成4molNa转移8mol电子,则戴维法转移电子总数较少,D项正确。
14.B
A、硫酸镁溶液中:
Mg2++2H2O
Mg(OH)2+2H+,盐类水解是吸热反应,升高温度,促进水解,但硫酸属于难挥发性酸,因此加热蒸干得到的是MgSO4;氯化镁溶液:
MgCl2+2H2O
Mg(OH)2+2HCl,加热促进水解,HCl易挥发,加热促进HCl的挥发,更加促进反应向正反应方向进行,因此加热蒸干得到的是Mg(OH)2或MgO,解释合理,故A说法正确;B、根据电解原理,电解CuCl2溶液,阴极上发生Cu2++2e-=Cu,说明Cu2+得电子能力大于H+,电解NaCl溶液,阴极上发生2H++2e-=H2↑,说明H+得电子能力强于Na+,得电子能力强弱是Cu2+>H+>Na+,因此解释不合理,故B说法错误;
C、浓硝酸能氧化NO,而稀硝酸不能氧化NO,说明浓硝酸的氧化性强于稀硝酸,即硝酸浓度越大,氧化性越强,解释合理,故C说法正确;
D、钠与乙醇反应平缓,钠与水反应剧烈,说明羟基中氢的活性:
CH3CH2OH 15.D A.氨水稀释促进电离,溶液中氢氧根离子浓度减小,溶液中 = ,电离平衡常数不变,比值增大,故A项错误; B.碳酸钠是强碱弱酸盐,加水稀释促进水解,水解程度增大,但氢氧根离子浓度减小,溶液pH减小,故B项错误; C.电解精炼铜,粗铜做阳极,精铜做阴极,阳极是铜、杂质锌、铁、镍等金属失电子发生氧化反应,阴极是溶液中铜离子得到电子生成铜,由电子守恒可知阳极质量减少和阴极质量增加不相同,故C项错误; D.298 K时,2H2S(g)+SO2(g)═3S(s)+2H2O(l)反应△S<0,能自发进行,反应自发进行的判断依据是△H-T△S<0,则其△H<0,故D项正确; 16.A 【详解】 A.根据以上分析,则A为NH3,故A正确; B.根据以上分析,X电极为电解池阴极,故B错误; C.Y为阳极,电极上发生了氧化反应,故C错误; D.Y为阳极,电极反应式为NO-3e-+2H2O=NO3-+4H+,故D错误; 17.B A.充电时,电池负极作电解池的阴极,因而应连接外接电源的负极,故不选A; B.电子不会经过电解质溶液,放电时,电子应该从铝电极流出经过外电路到达石墨电极,故选B; C.充电时,阳极发生氧化反应,失电子,故不选C; D.根据负极的电极反应式,放电时,电路中每转移1mol电子,负极就有 molAl反应生成Al3+进入溶液,故不选D; 正确答案: B。 18.碳铁4OH--4e-=2H2O+O2↑2Cl-+2H2O Cl2↑+H2↑+2OH-2H2O+O2+4e-=4OH-13 本题考查的是原电池和电解池的工作原理。 (1)甲池为原电池,乙池为电解池,原电池中活泼金属做负极,发生氧化反应,碳棒做正极,发生还原反应;电解池中阳极上发生失电子的氧化反应,阴极发生得电子的还原反应; (2)①根据电解池的工作原理来书写电解氯化钠的离子方程式; ②甲池为原电池,碳棒做正极,发生还原反应; ③根据电解方程式结合电子转移以及生成氢氧化钠的量的关系来计算氢氧根离子的浓度,从而计算氢离子的浓度,进一步计算pH。 【详解】 (1)①甲池为原电池,原电池中活泼金属做负极,发生氧化反应,碳棒做正极,有Cu析出,乙池为电解池,外电路电子由电解池阳极流向电源正极,所以碳棒为阳极,放出氧气,阴极铁电极上发生还原反应有Cu析出。 本小题答案为: 碳;铁。 ②乙池中,惰性电极为阳极,电解硫酸铜溶液,阳极氢氧根离子放电生成氧气,电极反应为4OH--4e-=2H2O+O2↑。 本小题答案为: 4OH--4e-=2H2O+O2↑。 (2)①若电解质溶液为饱和氯化钠溶液,则乙池就是用惰性电极为阳极电解氯化钠溶液,总反应的离子方程式为: 2Cl-+2H2O Cl2↑+H2↑+2OH-。 本小题答案为: 2Cl-+2H2O Cl2↑+H2↑+2OH-。 ②甲池中碳棒为正极,发生还原反应,氧气得到电子生成氢氧根,电极反应式为: O2+2H2O+4e-=4OH-,本小题答案2H2O+O2+4e-=4OH-。 ③电解氯化钠溶液的方程式为: 2NaCl+2H2O Cl2↑+H2↑+2NaOH,乙池转移0.02mole-后,会生成0.02mol的氢氧化钠,所得NaOH溶液的物质的量浓度c=n/V=0.02mol÷0.2L=0.1mol/L,c(OH-)=0.1mol/L,则c(H+)=1×10-13mol/L,pH=13,本小题答案为: 13。 19.氧化ZnZn-2e-=Zn2+3.2g阴有红色物质析出2Cl--2e-=Cl2↑4.48L 【详解】 (1)在甲装置中,Zn电极发生氧化反应,溶液中Cl-向正电荷较多的负极Zn移动,负极Zn失去电子,发生氧化反应,负极的电极反应式为Zn-2e-=Zn2+;若反应过程中有0.1mol电子发生转移,根据同一闭合回路中电子转移数目相等,可知在正极Cu上生成铜的物质的量为n(Cu)=0.1mol÷2=0.05mol,则Cu极质量增加m(Cu)=0.05mol×64g/mol=3.2g; (2)石墨电极C1与电源的负极相连,作阴极,根据同种电荷相互排斥,
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