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精品-迈向名师之星级题库-选修4第二章第二节影响化学反应速率的因素四星题1某研究小组测定不同温度下、不同初始浓度的某溶液中R的水解速率,c(R)随时间的变化曲线,如图。下列说法不正确的是A在0-6min之间,25时R的水解速率为0.05 molL1min1B在0-24min之间,曲线3对应水解速率最小C由曲线1可以得出结论:其它条件不变,水解速率随浓度增大而增大D由曲线2、3可以得出结论:其它条件不变,水解速率随温度升高而增大【答案】D【解析】试题分析:A.25时,0-6min之间,R的浓度减小了2.2mol/L1.9mol/L0.3mol/L,所以反应速率是0.3mol/L6min0.05molL1min1,正确;B. 在0-24min之间,曲线3对应的R的浓度曲线平缓,减少的最少,所以水解速率最小,正确;C. 根据图像可知,曲线1起始浓度最大,温度不是最高,但化学反应速率较大,可以得出结论:其它条件不变,水解速率随浓度增大而增大,正确;D.根据图像可知,25反应物的起始浓度较小,但06min的平均反应速率(曲线的斜率)仍比15大。这说明水解反应的平均速率随温度升高而增大,错误;选D。考点:考查盐类水解速率的计算,影响水解速率的因素。2对于如下反应,其反应过程的能量变化示意图如图:编号反应平衡常数反应热反应A(g)=B(g)+C(g)K1H1反应B(g)+C(g)=D(g)K2H2反应A(g)= D(g)K3H3下列说法正确的是AK3 K1 + K2 BH3H1 +H2C加催化剂,反应的反应热降低,反应速率加快D则增大压强,K1减小,K2增大,K3不变【答案】B【解析】试题分析:由反应可知、,故K3 K1 K2,故A项错误;由盖斯定律可知H3H1 +H2,故B项正确;催化剂只能降低反应活化能,是活化分子百分率增多,反应速率加快,但不会影响反应热,故C项错误;化学平衡常数只与温度有关,增大压强反应温度不变,故各反应的平衡常数不变,故D项错误;本题选B。考点:化学平衡及能量变化。3一氧化碳与氢气在催化剂作用下合成甲醇的反应为:CO(g)+2H2 (g)CH3OH(g)。在容积均为1L的a、b、c、d、e5个密闭容器中分别充入1mol CO和2mol H2等量混合气体,控温。实验测得相关数据如图,温度分别为300、500的密闭容器中,甲醇的物质的量与时间的关系;温度分别为T1T5的密闭容器中,反应均进行到5min时甲醇的体积分数下列有关说法正确的是AK1 K2B该反应的正反应是气体体积减小的吸热反应C将容器c中的平衡态转变到容器d中的平衡态,可采取的措施有升温或减压D反应到5min时,a、b两容器中平衡正向移动,d、e两容器中平衡逆向移动【答案】C【解析】试题分析:A、图1中,温度升高,甲醇的含量减少,可以判读反应为放热反应,不选A;B、由于反应是放热反应,不选B;C、将容器c中的平衡状态转变到容器d的平衡态,需要降低甲醇的含量,平衡逆向移动,可采取升温或减压,选C;D、反应进行到5分钟,T3达到平衡,a、b没有达到平衡,平衡正向移动,d、e达到了平衡,不选D。考点:化学平衡图像分析。4钨丝灯管中的W在使用过程中缓慢挥发,使灯丝变细,加入I2可延长灯管的使用寿命,其工作原理为W(s) + 2I2(g)WI4(g)。下列说法正确的是A温度越高,灯丝的使用寿命越长BWI4在灯丝上分解,产生的W又沉积在灯丝上CWI4在灯管壁上分解,使灯管的寿命延长D温度升高时,WI4的分解速率加快,W和I2的化合速率减慢【答案】B【解析】试题分析:A温度升高,钨丝挥发的就多,钨丝变细,使灯丝的使用寿命缩短,错误;B在高温时WI4在灯丝上分解,产生的W又沉积在灯丝上,所以可以延长钨丝的实验时间,使灯管的寿命延长,正确;C若WI4在灯管壁上分解,分解产生的W沉积在灯管壁上,使灯管的寿命缩短,错误;D温度升高时,WI4的分解速率加快,W和I2的化合速率也加快,错误。考点:考查温度对可逆反应的影响及与钨丝灯管使用寿命的关系的知识。5在密闭容器中充入一定量NO2,发生反应2NO2(g) N2O4(g) H57 kJmol1。在温度为T1、T2时,平衡体系中NO2的体积分数随压强变化的曲线如图所示。下列说法正确的是Aa、c两点的反应速率:acBa、b两点NO2的转化率:abCa、c两点气体的颜色:a深,c浅D由a点到b点,可以用加热的方法【答案】B【解析】试题分析:由图象可知:同压下T2条件下NO2的体积分数大,故T1T2,故D项错误;c点压强大于a点,故a、c两点的反应速率:aV(正),平衡逆向移动,故B项满足,B项反应满足各图像,故B项正确。考点:化学平衡图像问题。7化学中常用图像直观地描述化学反应的进程或结果,下列图像描述正确的是 A图可以表示对某化学平衡体系改变温度后反应速率随时间的变化B图表示压强对可逆反应2A(g)+2B(g)3C(g)+D(g)的影响,且甲的压强大C图表示向Al2(SO4)3和MgSO4的混合液中滴加NaOH溶液,生成沉淀的量与滴入NaOH溶液体积的关系D图4表示在2L的密闭容器中发生合成氨反应时N2的物质的量随时间的变化曲线,010min内该反应的平均速率v(H2)=0045molL-1min-1,从11min起其它条件不变,压缩容器的体积为1L,则n(N2)的变化曲线为d【答案】D【解析】试题分析:A升高温度,无论是放热反应还是吸热反应,反应速率与原来比都加快。因此图不能表示对某化学平衡体系改变温度后反应速率随时间的变化,错误;B 2A(g)+2B(g) 3C(g)+D(g)是反应前后气体体积相等的反应。若增大压强,物质的浓度增大,化学反应速率加快,但由于反应前后气体体积相等,所以增大压强,平衡不发生移动,因此图表示压强对可逆反应的影响,且乙的压强大,错误;C向Al2(SO4)3和MgSO4的混合液中滴加NaOH溶液,开始发生反应:Al2(SO4)3+ 6NaOH= Al(OH)3+3Na2SO4; MgSO4+2NaOH=Mg(OH)2+Na2SO4;当二者沉淀完全,会发生反应:Al(OH)3+NaOH =NaAlO2+2H2O,但是Mg(OH)2不能与NaOH发生反应,因此最后还应该有沉淀。故图不能表示生成沉淀的量与滴入NaOH溶液体积的关系,错误;D图4表示在2L的密闭容器中发生合成氨反应时N2的物质的量随时间的变化曲线,010min内该反应的平均速率v(N2)=(06mol03mol)2L10min =0015mol/ (L min),由于v(H2):v(N2)=3 :1,所以v(H2)=0045molL-1min-1,从11min起其它条件不变,压缩容器的体积为1L,在这一瞬间,平衡不发生移动,所以d的物质的量还是03mol。由于增大压强,平衡向气体体积减小的正反应方向移动,所以n(N2)会逐渐减小,直至建立新的平衡。故d的变化曲线为d,正确。考点:考查图像法在表示化学反应速率、化学平衡移动、物质的反应过程的现象与加入物质的物质的量关系的应用的知识。8某探究小组利用丙酮的溴代反应(CH3COCH3Br2CH3COCH2BrHBr)来研究反应物浓度与反应速率的关系。反应速率v (Br2)通过测定溴的颜色消失所需的时间来确定。在一定温度下,获得如下实验数据:实验序号初始浓度 c/molL1溴颜色消失所需时间 t/sCH3COCH3HClBr208002000010290160020000101450800400001014508002000020580分析实验数据所得出的结论不正确的是A v (Br2)与c(CH3COCH3)成正比 B增大c(Br2),v (Br2)变小C增大c(HCl),v (Br2)增大 D实验和的v (Br2)相等【答案】B【解析】试题分析:由、可知c(CH3COCH3)增大,v (Br2)增大,故A项说法正确;由、可知增大c(Br2),v (Br2)不变,故B项说法错误;由、可知增大c(HCl),v (Br2)增大,故C项说法正确;由、可知所用时间相同,速率相同,故D项说法正确;本题选B。考点:化学反应速率与浓度关系。9如图是关于N23H22NH3H0的速率时间图象,则t1时刻使平衡发生移动的原因是A升高温度,同时增大压强B降低温度,同时减小压强C增大反应物的浓度,同时使用适宜的催化剂D增大反应物的浓度,同时减小生成物的浓度【答案】D【解析】试题分析:根据图像可知,t1时刻正反应速率增大,逆反应速率降低,平衡向正反应方向移动。由于该反应是体积减小的、放热的可逆反应,所以改变的条件是增大反应物的浓度,同时减小生成物的浓度,答案选D。考点:考查外界条件对反应速率和平衡状态的影响点评:该题是基础性试题的考查,难度不大。主要是考查学生对外界条件影响反应速率和平衡状态的熟悉了解程度,旨在培养学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力,有利于培养学生的逻辑思维能力和灵活应变能力。10用来表示可逆反应:2A(g)B(g)2C(g) H0 的正确图象是下图中的( )【答案】C【解析】试题分析:温度越高,反应速率越快,达到平衡的时间越少,A、B不正确;该反应是体积减小的、放热的可逆反应,则增大压强,平衡向正反应方向进行,C正确;升高温度,平衡向逆反应方向进行,反应物的转化率降低,D不正确,答案选C。考点:考查外界条件对反应速率和平衡状态的影响点评:在分析有关图像时应该注意:一、t 图像或 ct 图像:1.t 图像:分清正逆反应,分清各因素(浓度、温度、压强、催化剂)对反应速率和平衡移动的影响。二、平衡图像 1.出现拐点的图像:分析依据“先拐先平”。在转化率时间图像或物质的百分含量时间图像中,先出现拐点的曲线先达到平衡(代表温度高或压强大或使用合适的催化剂等)。11在密闭系统中有反应C(s)CO2(g) 2CO(g),能使反应速率加快的措施是()通过减小容器体积增大压强升高温度 将炭粉碎通入CO2 增加炭的量 恒容条件下通入N2ABC D【答案】C【解析】试题分析:反应有气体参加,增大压强,反应物的浓度增大,反应速率增大,故正确;升高温度,反应速率增大,故正确;将C粉碎,固体表面积增大,反应速率增大,故正确;通CO2气体,反应物的浓度增大,反应速率增大,故正确;加入足量木炭粉,固体的浓度不变,反应速率不变,故错误;恒容条件下通入N2,反应速率不变,故错误。故选C。考点:化学反应速率的影响因素点评:本题考查影响化学反应速率的因素,题目难度不大,本题注意影响化学反应速率的因素和影响原因,注重常见相关基础知识的积累。12下列各表述与示意图不一致的是( )A图中a、b曲线分别表示反应CH2=CH2(g)+H2(g)CH3CH3(g)+Q使用和未使用催化剂时,反应过程中的能量变化B图表示25时,用01 molL盐酸滴定20mL 01 molL-1NaOH溶液,溶液的pH随加入酸体积的变化C图表示锌粒与过量稀盐酸反应时,V(H2)随时间的变化图D图中曲线表示反应2SO2(g)+O2(g)SO3(g)+Q正、逆反应的平衡常数K随温度的变化【答案】AC【解析】图中a、b曲线分别表示反应CH2=CH2(g)+H2(g)CH3CH3(g)+Q使用和未使用催化剂时,反应过程中的活化能的变化,A错;锌粒与过量稀盐酸反应时,随反应的不断进行,稀盐酸的浓度变稀,反应速率会逐渐减慢,C错。13(14分)NaHSO3可被过量KIO3氧化,当NaHSO3完全消耗时即有I2析出。某课题组用淀粉作指示剂,通过测定溶液变蓝所用时间来探究影响化学反应速率的因素。(1)写出NaHSO3溶液与过量KIO3溶液反应生成I2的离子方程式: 。(2)调节反应物浓度和温度进行对比实验,记录结果如下:编号0.02mol/LNaHSO3溶液/mL0.02mol/LKIO3溶液/mLH2O/mL反应温度/溶液变蓝的时间t/s1015a10t11040010t210b020t3表中a= ,b= 。(3)改变反应温度,重复实验,得到温度(T)与溶液变蓝所需时间(t)的关系如下图所示(“”表示超过50后溶液不会再变蓝)。在30下,若溶液变蓝时,I2的物质的量为n mol,则从反应开始至溶液变蓝,IO3-的平均反应速率 molL-1s-1(写出表达式即可,不要化简)。根据图像,请你分析温度低于50时,溶液变蓝所需时间与反应温度的关系: 。(4)将NaHSO3溶液与KIO3溶液混合(预先加入可溶性淀粉为指示剂),用速率检测仪检测出起始阶段反应速率逐渐增大,一段时间后反应速率又逐渐减小。课题组对起始阶段反应速率逐渐增大的原因提出如下假设,请你完成假设二:假设一:反应生成的I2对反应起催化作用;假设二: ;(5)请你设计实验验证上述假设一,完成下表中内容(反应速率可用测速仪测定)。实验方案(不要求写出具体操作过程)预期实验现象和结论【答案】(14分)(1)2IO3+5HSO3=5SO42+I2+3H+H2O (2分) (2)25 (1分) 40 (1分)(3) 2n/(5010-365)温度低于30时,温度越高,溶液变蓝所需时间越短;温度高于30时,温度越高,溶液变蓝所需时间越长(2分,本小题具有开放性,答案合理都得分)(4)反应生成的H+对反应起催化作用,H+浓度越大反应速率越快;或反应生成的SO42对反应起催化作用,SO42浓度越大反应速率越快;或该反应是放热反应,温度升高导致反应速率加快(2分,本小题具有开放性,答案合理都得分)(5)实验方案(不要求写出具体操作过程)预期实验现象和结论在烧杯甲中将NaHSO3溶液与过量KIO3溶液混合,用测速仪测定起始时的反应速率v(甲);在烧杯乙中进行同一反应(不同的是乙烧杯中预先加入少量I2,其它反应条件均完全相同),测定其起始阶段的相同时间内的反应速率v(乙)若v(甲)= v(乙),则假设一不成立;若v(甲) v(乙),则假设一成立。【解析】试题分析:(1)NaHSO3溶液与过量KIO3溶液反应生成I2,根据氧化还原反应原理和元素守恒,IO3与HSO3反应生成SO42、I2、H+和H2O,则离子方程式为:2IO3+5HSO3=5SO42+I2+3H+H2O。(2)为了使这3组实验具有可比性,溶液的体积应相等,所以a=25mL;b=40mL。(3)根据图像,从反应开始至溶液变蓝需要的时间为65s,溶液变蓝时,I2的物质的量为n mol,则消耗IO3-物质的量为2n mol,根据表中数据溶液的体积为65mL,则v(IO3)=2n/(5010-365)molL-1s-1。根据图像可以看出,30时溶液变蓝所需时间最少,温度低于30时,温度越高,溶液变蓝所需时间越短;温度高于30时,温度越高,溶液变蓝所需时间越长。(4)该反应除了生成I2,还生成了SO42和H+,则假设二起催化作用的可能为H+或SO42,也可以从温度升高等方面提出假设。(5)假设一为反应生成的I2对反应起催化作用;所以验证实验为对比实验,一个烧杯将NaHSO3溶液与过量KIO3溶液混合,用测速仪测定起始时的反应速率v(甲);另一烧杯预先加入少量I2,其它反应条件均完全相同,通过对比二者反应速率进行检验。考点:本题考查实验方案的设计与评价、离子方程式的书写、反应速率的计算及影响因素。14(12分)钴及其化合物广泛应用于磁性材料、电池材料及超硬材料等领域。(1)CoxNi(1-x)Fe2O4(其中Co、Ni均为+2)可用作H2O2分解的催化剂,具有较高的活性。该催化剂中铁元素的化合价为 。图1表示两种不同方法制得的催化剂CoxNi(1-x)Fe2O4在10时催化分解6%的H2O2溶液的相对初始速率随x变化曲线。由图中信息可知: 法制取得到的催化剂活性更高;Co2+、Ni2+两种离子中催化效果更好的是 。(2)草酸钴是制备钴的氧化物的重要原料。下图2为二水合草酸钴(CoC2O42H2O)在空气中受热的质量变化曲线,曲线中300及以上所得固体均为钴氧化物。通过计算确定C点剩余固体的化学成分为 (填化学式)。试写出B点对应的物质与O2在225300发生反应的化学方程式: 。取一定质量的二水合草酸钴分解后的钴氧化物(其中Co的化合价为+2、+3),用480 mL 5 mol/L盐酸恰好完全溶解固体,得到CoCl2溶液和4.48 L(标准状况)黄绿色气体。试确定该钴氧化物中Co、O的物质的量之比。【答案】(1)+3 微波水热 Co2+(2) Co3O4(写成CoOCo2O3亦给分) 3CoC2O4 + 2O2 = Co3O4 +6CO2由电子守恒:n(Co3+) = 2 n(Cl2) = 0.4 mol(1分)由电荷守恒:n(Co)总 =n(Co2+)溶液= 0.5 n(Cl) = 0.5( 2.4mol0.2mol2)= 1 mol所以固体中的n(Co2+)= 1mol0.4mol= 0.6 mol(1分)n(O)=(0.4mol3+0.6mol2)2=1.2mol(1分)故n(Co): n(O)=1mol: 1.2mol=5:6(1分)(除第(1)小题每空1分,第(2)小题4分外,其余每空2分,共12分)【解析】试题分析:(1)该催化剂中Co、Ni均为+2价,O为-2价,所以Fe元素的化合价是8-(2x+2-2x)/2=+3;反应速率越快,则催化剂的催化活性越高,根据图像可知,x相同时微波水热法初始反应速率大于常规水热法,所以微波水热法制取得到的催化剂活性更高;随x增大,初始速率增大,而x增大,Co2+的比例增大,所以Co2+的催化效果更好;(2)由题意知,二水合草酸钴(CoC2O42H2O)的起始质量是18.3g,物质的量是0.1mol,其中Co元素的质量是5.9g,300时该固体分解为Co的氧化物,C点固体质量是8.03g,则O元素的质量是8.03g-5.9g=2.13g,物质的量是2.13g/16g/mol=0.133125mol,则该固体中Co与O原子的物质的量之比是0.1:0.133125=3:4,所以C点对应固体的化学式是Co3O4;B点对应的物质的质量是14.70g,与 起始的固体质量相比减少18.3-14.7=3.6g,恰好为结晶水的质量,所以B点对应的物质是草酸钴,与O2在225300发生反应生成Co3O4和二氧化碳,所以反应的化学方程式是3CoC2O4 + 2O2 = Co3O4 +6CO2;设该钴的氧化物中+3价Co的原子个数是x,与盐酸反应得到的黄绿色气体为氯气,物质的量是4.48L/22.4L/mol=0.2mol,则反应中失去电子的物质的量是0.4mol,Co最终都变为+2价,则+3价Co得到电子的物质的量是x=0.4,480 mL 5 mol/L盐酸中氯离子的物质的量是0.48L5mol/L=2.4mol,被氧化的氯离子的物质的量是0.4mol,所以溶液中还余氯离子的物质的量是2.4-0.4=2.0mol,根据Cl元素守恒,所以CoCl2的物质的量是1.0mol,则钴的氧化物中+2价钴的物质的量是1.0-0.4=0.6mol,根据正负化合价的代数和为0,则钴的氧化物中O元素的物质的量是(0.4mol3+0.6mol2)/2=1.2mol,所以该钴氧化物中Co、O的物质的量之比为1.0:1.2=5:6.考点:考查元素化合价的判断,物质化学式的计算,得失电子守恒规律的应用1526(10分)某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中,发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请回答下列问题:(1)上述实验中发生反应的化学方程式有 。(2)硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是 。(3)为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响,该同学设计了如下一系列实验。将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中,收集产生的气体,记录获得相同体积的气体所需时间。混合液ABCDEF4molL-1H2SO4/mL30V1V2V3V4V5饱和CuSO4溶液/mL00.52.55V620H2O/mLV7V8V9V10100请完成此实验设计,其中:V1= ,V6= ,V9= 。反应一段时间后,实验E中的金属呈 色。该同学最后得出的结论为:当加入少量CuSO4溶液时,生成氢气的速率会大大提高。但当加入的CuSO4溶液超过一定量时,生成氢气的速率反而会下降,请分析氢气生成速率下降的主要原因 。【答案】(1)Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu、Zn+H2SO4=ZnSO4+H2(2)CuSO4与Zn反应产生的铜与Zn形成微电池,加快了氢气产生的速度(3) V1=30;V6=10;V9=17.5红色(紫红色)当加入一定量的CuSO4后,生成的单质铜会沉积在Zn的表面降低了Zn与溶液接触的表面【解析】试题分析:(1)Cu2+的氧化性比H+的强,所以加入硫酸铜,Zn先跟硫酸铜反应,反应完后再与酸反应,反应的有关方程式为Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu、Zn+H2SO4=ZnSO4+H2;(2)锌为活泼金属,加入硫酸铜,发生Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu,置换出铜,与锌形成原电池反应,化学反应速率加快;(3)要对比试验效果,那么除了反应的物质的量不一样以外,要保证其它条件相同,而且是探究硫酸铜量的影响,那么每组硫酸的量要保持相同,六组反应的总体积也应该相同A组中硫酸为30ml,那么其它组硫酸量也都为30ml而硫酸铜溶液和水的总量应相同,F组中硫酸铜20ml,水为0,那么总量为20ml,所以V2=10ml,V3=17.5ml,V1=30ml;A中Zn反应较慢,看到金属呈灰黑色,而E中置换出大量的Cu,看到金属呈红色;溶液中有适量Cu可以加快反应速率,Cu若过多会覆盖在Zn表面,反而影响产生H2的速率。考点:原电池、化学反应速率的影响因素点评:本实验中为了探究CuSO4的量对产生氢气的影响,需保证实验在同一条件下进行,即硫酸的浓度恒定,溶液的体积恒定,只改变CuSO4溶液的加入量,即可确定CuSO4的量对产生氢气的影响。16(11分)H2O2是一种常用绿色氧化剂,在化学研究中应用广泛。(1)请写出H2O2的电子式 。(2)H2O2分解过程的能量变化如图(a)所示,试判断该反应为 反应(吸热或放热)。已知:Fe3+催化H2O2分解的机理可分两步反应进行,第一步反应为:2Fe3+H2O2=2Fe2+O2+2H+,完成第二步反应的离子方程式: Fe2+ H2O2 + _ = _+ _按图(b)装置(A、B瓶中已充有NO2气体,2NO2(g) N2O4(g), H0)进行实验。可观察到B瓶中气体颜色比A瓶中的 (填“深”或“浅”),原因是 。(3)空气阴极法电解制备H2O2的装置如图(c)所示,主要原理是在碱性电解质溶液中,利用空气中O2在阴极反应得到H2O2和稀碱的混合物。试回答:电源a极的名称是 。写出阴极电极反应式 。(4)用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶解印刷电路板中的金属铜,请写出铜溶解的离子方程式 ,控制其它条件相同,印刷电路板的金属粉末用10% H2O2和30 molL1 H2SO4溶液处理,测得不同温度下铜的平均溶解速率(见下表)。温度()20304050607080Cu的平均溶解速率(10-3molmin-1)734801925798724673576当温度高于40时,铜的平均溶解速率随着反应温度的升高而下降,其主要原因是 。【答案】(11分)(1) (1分)(2)放热 (1分)2 1 2H+ 2 Fe3+ 2H2O (2分)深 右侧烧杯由于H2O2分解放热水温升高,使上述平衡向逆向移动(2分)(3)正极 (1分)O2+2e-+2H2O=H2O2+2OH- (1分)(4)H2O2+2H+Cu=Cu2+2H2O (1分)温度升高H2O2分解速率加快,H2O2浓度降低,Cu的溶解速率降低 (2分)【解析】试题分析:(1)H2O2为共价化合物,电子式为 ;(2)能量变化图可知,生成物H2O和O2的能量小于反应物H2O2的能量,所以该反应为放热反应;Fe3+作催化剂,第二步生成Fe3+,H2O2被还原为H2O,离子方程式为2Fe2+ H2O2 +2H+ =2 Fe3+ +2H2O ;右侧烧
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