高考化学省市名校卷好题精选与解析电化学电解质溶液有机化学化学实验等.docx
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高考化学省市名校卷好题精选与解析电化学电解质溶液有机化学化学实验等
2020年高考化学省市名校5月卷好题精选与解析
考点06
电化学及其应用
考点07
水溶液中的离子平衡
考点08
化学实验基础
考点09
有机化合物
考点06电化学及其应用
1.(安徽省名校2020届高三冲刺模拟卷)用KOH为电解质的循环阳极锌空气二次电池放电时的总反应为2Zn+O2=2ZnO,工作时,用泵将锌粉与电解液形成的浆料输入电池内部发生反应,反应所生成的产物随浆料流出电池后,被送至电池外部的电解槽中,经还原处理后再送入电池;循环阳极锌-空气二次电池工作流程图如图所示。
下列说法错误的是
A.放电时,电池正极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-
B.放电时,电解质中会生成少量碳酸盐
C.电池停止工作时,锌粉与电解质溶液不反应
D.充电时,电解槽阴极反应为ZnO+2e-+H2O=Zn+2OH-
【答案】C
【解析】
A.放电时,电池正极通入空气中的O2,在碱性溶液中得电子生成OH-,A正确;
B.放电时,正极通入空气中的CO2,会与KOH反应生成少量K2CO3,B正确;
C.电池停止工作时,锌粉仍会与KOH溶液发生缓慢反应,C错误;
D.充电时,电解槽阴极(放电时,Zn转化为ZnO)Zn表面的ZnO得电子,生成Zn和OH-,电极反应式为ZnO+2e-+H2O=Zn+2OH-,D正确;故选C。
2.(安徽省合肥市2020年高三第二次教学质量检测)固体电解质可以通过离子迁移传递电荷,利用固体电解质RbAg4I5可以制成电化学气敏传感器,其中迁移的物种全是Ag+。
下图是一种测定O2含量的气体传感器示意图,O2可以透过聚四氟乙烯薄膜,根据电池电动势变化可以测得O2的含量。
在气体传感器工作过程中,下列有关说法正确的是
A.银电极被消耗,RbAg4I5的量增多
B.电位计读数越大,O2含量越高
C.负极反应为Ag+I--e-=AgI
D.部分A1I3同体变为Al和AgI
【答案】B
【解析】
【分析】
O2通入后,发生反应:
4AlI3+3O2=2Al2O3+6I2,I2在传感器电池中发生还原反应,因此多孔石墨电极为正极,电极反应式为:
I2+2Ag++2e-=2AgI,银电极发生氧化反应,银作负极,固体电解质RbAg4I5中迁移的物种是Ag+,电极反应式为:
Ag-e-=Ag+,据此解答。
【详解】
A.由上述分析可知,传感器工作过程中,银电极被消耗,传感器中总反应为:
I2+2Ag=2AgI,因固体电解质RbAg4I5中迁移的物种是Ag+,因此RbAg4I5质量不会发生变化,故A错误;
B.O2含量越高,单位时间内转移电子数越多,电位计读数越大,故B正确;
C.由上述分析可知,负极反应为:
Ag-e-=Ag+,故C错误;
D.由上述分析可知,部分AlI3生成Al2O3和I2,故D错误;故答案为:
B。
3.(2020年全国高考冲刺压轴卷)我国科学家设计二氧化碳熔盐捕获及电化学转化装置,其示意图如下:
下列说法正确的是
A.b为电源的负极,d为电解池的阳极
B.过程①②中捕获CO2时碳的化合价发生了变化
C.a极的电极反应式为2C2O52--4e-=4CO2↑+O2↑
D.上述装置中总反应的化学方程式为C+O2=CO2
【答案】C
【解析】
【分析】
a电极为C2O52-失去电子,发生氧化反应生成氧气,d电极为碳酸根离子得到电子,发生还原反应生成碳,总反应为CO2电解C+O2↑。
【详解】
A.a电极发生氧化反应,是电解池的阳极,连接的为正极,即b为正极,A错误;
B.过程①捕获CO2时生成的C2O52-的碳元素的化合价是+4价,②捕获CO2时生成的CO32-的碳元素的化合价是+4价,碳的化合价均未发生变化,B错误;
C.由电机装置可知,a极的电极反应式为2C2O52--4e-=4CO2↑+O2↑,C正确;
D.由电极装置可知,a电极生成氧气,d电极生成碳单质,电解总反应为CO2电解C+O2↑,D错误;
答案为C。
4.(山东泰安肥城市2019届高三下学期第一次模拟)科学家设计了一种可以循环利用人体呼出的CO2并提供O2的装置,总反应方程式为2CO2=2CO+O2,下列说法不正确的是
A.由图分析N电极为负极
B.OH-通过离子交换膜迁向右室
C.反应完毕,该装置中电解质溶液的碱性增强
D.阴极的电极反应式为CO2+H2O+2e-=CO+2OH-
【答案】C
【解析】
A.电池内部,电子向负极迁移,结合图可知,N电极为负极,P电极为正极,A正确;
B.右边的装置与太阳能电池相连,为电解池,左边Pt电极与电池负极相连,为阴极,右边Pt电极与电池正极相连,为阳极,电解池中,阴离子向阳极移动,故OH-通过离子交换膜迁向右室,B正确;
C.总反应方程式为2CO2=2CO+O2,电解质溶液pH不变,碱性不变,C错误;
D.CO2在阴极得电子生成CO,结合电解质、电荷守恒、原子守恒可写出阴极反应式为:
CO2+H2O+2e-=CO+2OH-,D正确。
答案选C。
5.(四川绵阳南山中学高2020届二诊模拟)氟离子电池是新型电池中的一匹黑马,其理论比能量高于锂电池。
一种氟离子电池的工作原理如图所示。
下列说法正确的是
A.放电时,b是电源的正极
B.放电时,a极的电极反应为:
LaSrMnO4F2+2e-=LaSrMnO4+2F-
C.充电时,电极a接外电源的负极
D.可将含F-的有机溶液换成水溶液以增强导电性
【答案】B
【解析】
【分析】
由于Mg是活泼金属,Mg2+氧化性弱,所以该电池工作时Mg失去电子结合F-生成MgF2,即b电极为负极,电极反应式为:
Mg+2F--2e-=MgF2,则a为正极,正极反应式为:
LaSrMnO4F2+2e-=LaSrMnO4+2F-;充电时,电解池的阳极、阴极与原电池的正、负极对应,电极反应与原电池的电极反应反应物与生成物相反,据此解答。
【详解】
A.由于Mg是活泼金属,Mg2+氧化性弱,所以原电池放电时,Mg失去电子,作负极,即b为负极,a为正极,A错误;
B.放电时,a为正极发生还原反应,电极反应为:
LaSrMnO4F2+2e-=LaSrMnO4+2F-,B正确;
C.充电时电解池的阳极、阴极与原电池的正、负极对应,所以a极接外电源的正极,C错误;
D.因为Mg能与水反应,因此不能将有机溶液换成水溶液,D错误;
答案选B。
6.(广西自治区来宾市2020年4月份高三教学质量诊断)我国科学家设计了一种智能双模式海水电池,满足水下航行器对高功率和长续航的需求。
负极为Zn,正极放电原理如图。
下列说法错误的是
A.电池以低功率模式工作时,NaFe[Fe(CN)6]作催化剂
B.电池以低功率模式工作时,Na+的嵌入与脱嵌同时进行
C.电池以高功率模式工作时,正极反应式为:
NaFe[Fe(CN)6]+e-+Na+=Na2Fe[Fe(CN)6]
D.若在无溶解氧的海水中,该电池仍能实现长续航的需求
【答案】D
【解析】
A.根据图示可知:
电池以低功率模式工作时,负极是Zn-2e-=Zn2+,正极上是NaFe[Fe(CN)6]获得电子,然后与吸附在它上面的氧气即溶液中发生反应为O2+4e-+2H2O=4OH-,从NaFe[Fe(CN)6]上析出,故NaFe[Fe(CN)6]的作用是作催化剂,A正确;
B.电池以低功率模式工作时,电子进入NaFe[Fe(CN)6]时Na+的嵌入;当形成OH-从NaFe[Fe(CN)6]析出时,Na+从NaFe[Fe(CN)6]脱嵌,因此Na+的嵌入与脱嵌同时进行,B正确;
C.根据电池以高功率模式工作时,正极上NaFe[Fe(CN)6]获得电子被还原变为Na2Fe[Fe(CN)6],所以正极的电极反应式为:
NaFe[Fe(CN)6]+e-+Na+=Na2Fe[Fe(CN)6],C正确;
D.若在无溶解氧的海水中,由于在低功率模式工作时需要氧气参与反应,因此在该电池不能实现长续航的需求,D错误;
故合理选项是D。
7.(湖北省荆州市2019届高三下学期4月质量检查)《科学美国人》评出的2016年十大创新技术之一是碳呼吸电池,电池原理如图所示,则下列有关说法正确的是
A.以此电池为电源电解精炼铜,当有0.1mol电子转移时,有3.2g铜溶解
B.正极每消耗4.48L的CO2,则生成0.1molC2O42-
C.每生成1molAl2(C2O4)3,有6mol电子流过草酸盐溶液
D.随着反应进行,草酸盐浓度不变
【答案】D
【解析】
A.以此电池为电源电解精炼铜,当有0.1mol电子转移时,阳极溶解铜的物质的量小于0.05mol,质量小于3.2g,A错误;
B.正极每消耗4.48L的CO2,由于状态不确定,则不一定生成0.1mol
,B错误;
C.电子不能通过溶液传递,C错误;
D.多孔碳电极的电极反应式为
,铝极反应为
,随着反应的进行,碳呼吸电池中
浓度不变,D正确。
答案选D。
8.(湖南湖北四校2020届高三学情调研联考)2019年诺贝尔化学奖授予了锂离子电池开发的三位科学家。
一种锂离子电池的结构如图所示,电池反应式为LixC6+Li1-xCoO2
C6+LiCoO2(x<1)。
下列说法正确的是
A.充电时a极接外电源的负极
B.放电时Li+在电解质中由a极向b极迁移
C.充电时若转移0.02mol电子,石墨电极将减重0.14g
D.该废旧电池进行“放电处理”有利于锂在LiCoO2极回收
【答案】D
【解析】
【分析】
通过对电极反应式和电池示意图分析可知,电池放电时,a电极由Li1-xCoO2生成LiCoO2,b电极则发生Li+脱嵌的过程,因此,放电时Li+从b电极脱嵌,通过电解质迁移到a电极,原电池放电时,阳离子向正极移动,则放电时,a电极即为电池的正极,b电极即为电池的负极。
【详解】
A.对二次电池充电时,外电源的正极接二次电池的正极;由于该锂离子电池放电时,a电极为正极,所以对其充电时,应当接电源的正极,A错误;
B.通过分析可知,该锂离子电池放电时,a为正极,b为负极,所以Li+的迁移方向是从b到a,B错误;
C.充电时,b极石墨电极发生Li+嵌入的过程,质量不会减少;若外电路转移0.02mol电子,b电极应当增加0.14g,C错误;
D.电池放电时,b电极则发生Li+脱嵌的过程,脱嵌下来的Li+,通过电解质迁移到a极并使Li1-xCoO2生成LiCoO2;因此,废旧电池放电处理后,有利于锂在LiCoO2极的回收,D正确。
答案选D。
【点睛】
二次电池放电时做原电池处理,充电时做电解池处理;并且充电过程中,外电源的正极应该接二次电池的正极,简单记做“正接正,负接负”。
9.(湖北省荆门市2020届高三4月模拟)光电池在光照条件下可产生电压,如下装置可以实现光能源的充分利用,双极性膜可将水解离为H+和OH-,并实现其定向通过。
下列说法不正确的是
A.该装置将光能转化为化学能并分解水
B.双极性膜可控制其两侧溶液分别为酸性和碱性
C.如阳极区为KOH深液,在光照过程中阳极区溶液中的c(OH-)基本不变
D.再生池中的反应:
2V2++2H+
2V3++H2↑
【答案】C
【解析】
【分析】
由图上电子的移动方向可知右侧电解池的阳极,反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑,左侧为阴极,反应式为2V3++2e-=2V2+;双极性膜可将水解离为H+和OH-,由图可知,H+进入阴极,OH-进入阳极,放电后的溶液进入再生池中在催化剂条件下发生反应放出氢气,反应方程式为2V2++2H+
2V3++H2↑,由此来解题。
【详解】
A.由图可知,该装置将光能转化为化学能并分解水,A正确;
B.双极性膜可将水解离为H+和OH-,由图可知,H+进入阴极,OH-进入阳极,则双极性膜可控制其两侧溶液分别为酸性和碱性,B正确;
C.光照过程中阳极区反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑,又双极性膜可将水解离为H+和OH-,其中OH-进入阳极,所以溶液中的n(OH-)基本不变,但H2O增多,使c(OH-)降低,C错误;
D.根据以上分析,再生的反应方程式为2V2++2H+
2V3++H2↑,D正确;
故合理选项是C。
考点07水溶液中的离子平衡
1.(2020年全国高考冲刺压轴卷)25°C,向20mL0.1mol·L-1的H2A溶液中滴加0.1mol·L-1的KOH溶液,滴定曲线如图,下列说法不正确的是
A.H2A的电离方程式:
H2A⇌H++HA-,HA-⇌H++A2-
B.X点溶液中:
c(HA-)+c(H2A)+c(A2-)=0.1mol·L-1
C.Z点溶液中存在关系c(K+)=c(HA-)+2c(A2-)
D.W点时,c(K+)>c(OH-)>c(HA-)>c(H2A)>c(A2-)>c(H+)
【答案】D
【解析】
【分析】
向20mL0.1mol·L-1的H2A溶液中滴加0.1mol·L-1的KOH溶液,X为H2A溶液,Y为H2A和KHA混合溶液,W为KHA溶液,根据溶液的守恒关系回答问题。
【详解】
A.由图可知,0.1mol/L的H2A的pH=3,说明H2A为弱酸,电离可逆,方程式:
H2A⇌H++HA-,HA-⇌H++A2-,A正确;
B.X点是H2A溶液,:
由物料守恒关系可知,c(HA-)+c(H2A)+c(A2-)=0.1mol·L-1,B正确;
C.Z点溶液pH=7,根据电荷守恒可知,溶液中存在关系c(K+)=c(HA-)+2c(A2-),C正确;
D.W点时,溶质为KHA且溶液为碱性,则HA-的水解程度大于电离程度,c(K+)>c(HA-)>c(OH-)>c(H2A)>c(A2-)>c(H+),D错误;
答案为D。
【点睛】
本题易错点为D,注意比较盐的水解程度和电离程度,碱性时,水解程度大于电离程度,进而判定离子大小关系。
2.(安徽省名校2020届高三冲刺模拟卷)丙三酸是一种有机酸,用H3A表示。
25℃时,向1mol•L-1的H3A溶波中逐滴加入NaOH溶液,滴加过程中各种含A微粒物质的物质的量分数(δ)随溶液pH的变化曲线如图所示。
下列相关说法错误的是
A.a点溶液中:
c(H2A-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
B.25℃时,H3A的第二步电离平衡常数的数量级为10-5
C.b点溶液中:
c(Na+)+c(H+)=3c(H2A-)+3c(A3-)+c(OH-)
D.当该溶液中c(HA2-)=c(A3-)时,溶液中水电离出的c(H+)>10-7mol•L-1
【答案】D
【解析】
【分析】
由曲线分析可知,a点溶液中c(H3A)=c(H2A-),b点溶液中c(HA2-)=c(H2A-),c点溶液中(HA2-)=c(A3-)。
【详解】
A.a点是H3A和H2A-的物质的量分数相同,浓度相同,溶液显酸性,溶液中:
c(H2A-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-),故A正确;
B.25℃时,H3A的第二步电离平衡常数K2=
,c(HA2-)=c(H2A-)时,pH=4.58,则K2=10-4.58,数量级为10-5,故B正确;
C.b点溶液中c(HA2-)=c(H2A-),溶液中存在电荷守恒:
c(Na+)+c(H+)=c(H2A-)+2c(HA2-)+3c(A3-)+c(OH-)=3c(H2A-)+3c(A3-)+c(OH-),故C正确;
D.当该溶液中c(HA2-)=c(A3-)时,溶液的pH=5.83,c(H+)=10-5.83,此时溶液中的氢离子主要是HA2-电离产生的,所以c(H+)水=c(OH-)水=
=10-8.17mol•L-1<10-7mol•L-1,故D错误;
综上所述,答案为D。
【点睛】
c点溶液中(HA2-)=c(A3-),溶液的pH=5.83,溶液显酸性,说明HA2-电离程度大于A3-的水解程度,所以会抑制水的电离,则25℃时,由水电离产生的氢离子c(H+)<10-7mol•L-1。
3.(安徽省蚌埠市2020届高三第三次教学质检)298K时,用0.01mol∙L-1NaOH溶液滴定10mL0.01mol∙L-1H2A溶液的滴定曲线如图所示(已知:
25℃时,H2A的Ka1=10-1.75,Ka2=10-7.19)。
下列说法不正确的是
A.a点所得溶液中:
V0=5mL
B.B点所得溶液中:
c(H2A)+c(H+)=c(A2-)+c(OH-)
C.C点所得溶液中:
c(Na+)>3c(HA-)
D.D点所得溶液中A2-水解平衡常数Kh1=10-6.81
【答案】A
【解析】
A.a点所得溶液中,pH=1.75,则c(H2A)=
=c(HA-),所以H2A与NaOH反应发生后,c(H2A)>c(HA-),V0<5mL,A不正确;
B.B点时,H2A与KOH刚好完全反应生成KHA,溶液中存在三个平衡体系:
HA-
H++A2-,HA-+H2O
H2A+OH-,H2O
H++OH-,由此得出所得溶液中:
c(H2A)+c(H+)=c(A2-)+c(OH-),B正确;
C.C点时,c(HA-)=
=c(A2-),依据电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(HA-)+2c(A2-)+c(OH-)=3c(HA-)+c(OH-),因为pH=7.19,c(H+)
D.D点所得溶液中,A2-水解平衡常数Kh1=
=
=10-6.81,D正确;故选A。
4.(安徽省合肥市2020年高三第二次教学质量检测)二甲胺[(CH3)2NH]在水中电离与氨相似,
。
常温下,用0.l00mol/L的HCl分别滴定20.00mL浓度均为0.l00mol/L的NaOH和二甲胺溶液,测得滴定过程中溶液的电导率变化曲线如图所示。
下列说法正确的是
A.b点溶液:
B.d点溶液:
C.e点溶液中:
D.a、b、c、d点对应的溶液中,水的电离程度:
【答案】D
【解析】
【分析】
NaOH是强碱,二甲胺是弱碱,则相同浓度的NaOH和二甲胺,溶液导电率:
NaOH>(CH3)2NH,所以①曲线表示NaOH滴定曲线、②曲线表示(CH3)2NH滴定曲线,然后结合相关守恒解答。
【详解】
A.b点溶液中溶质为等物质的量浓度的(CH3)2NH·H2O和(CH3)2NH2Cl,
,(CH3)2NH2Cl的水解常数
,所以(CH3)2NH·H2O的电离程度大于(CH3)2NH2Cl的水解程度导致溶液呈碱性,但是其电离和水解程度都较小,则溶液中微粒浓度存在:
,A错误;
B.d点二者完全反应生成(CH3)2NH2Cl,
水解生成等物质的量的
和H+,
水解程度远大于水的电离程度,因此
与
近似相等,该溶液呈酸性,因此
,则
,溶液中存在电荷守恒:
,因此
,故B错误;
C.e点溶液中溶质为等物质的量浓度的(CH3)2NH2Cl、HCl,溶液中存在电荷守恒:
,物料守恒:
,则
,故C错误;
D.酸或碱抑制水电离,且酸中c(H+)越大或碱中c(OH−)越大其抑制水电离程度越大,弱碱的阳离子或弱酸的阴离子水解促进水电离,a点溶质为等浓度的NaOH和NaCl;b点溶质为等物质的量浓度的[(CH3)2]NH·H2O和(CH3)2NH2Cl,其水溶液呈碱性,且a点溶质电离的OH-浓度大于b点,水的电离程度:
b>a;c点溶质为NaCl,水溶液呈中性,对水的电离无影响;d点溶质为(CH3)2NH2Cl,促进水的电离,a、b点抑制水电离、c点不影响水电离、d点促进水电离,所以水电离程度关系为:
d>c>b>a,故D正确;
故案为:
D。
5.(江西省2020届高三新课程教学质量监测)常温下,向20mL0.1mol•L-1HB溶液中逐滴滴入0.1mol•L-1NaOH溶液,所得PH变化曲线如图所示。
下列说法错误的是
A.OA各点溶液均存在:
c(B-)>c(Na+)
B.C至D各点溶液导电能力依次增强
C.点O时,pH>1
D.点C时,X约为10.4
【答案】D
【解析】
A.OA各点显酸性,则c(H+)>c(OH-),溶液中存在电荷守恒:
c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(B-),则c(B-)>c(Na+),A选项正确;
B.C至D各点溶液中,C点浓度为0.05mol·L-1,C之后加入的c(NaOH)为0.1mol·L-1,导电能力依次增强,B选项正确;
C.定性分析有:
氢氧化钠溶液滴入20mL时达到终点,pH>7,HB为弱酸,O点pH>1,C选项正确;
D.C点为刚好反应完全的时候,此时物质c(NaB)=0.05mol·L-1,B-水解常数为Kh=10-14/(2×10-5)=5×10-10,B-水解生成的c(OH-)=
=5×10-6mol·L-1,C点c(H+)=2×10-9mol·L-1,C点pH=9-lg2=8.7,即x=8.7,D选项错误;
【点睛】
C选项也可进行定量分析:
B点有c(B-)=c(Na+)=19.9×10-3×0.1÷(20×10-3+19.9×10-3),c(HB)=(20.0×10-3-19.9×10-3)×0.1÷(20×10-3+19.9×10-3),则c(B-)/c(HB)=199,K=c(H+)c(B-)/c(HB)=1×10-7×199=1.99×10-5,则HB为弱酸,O点的pH>1。
6.(山东泰安肥城市2019届高三下学期第一次模拟)草酸(H2C2O4)是一种二元弱酸。
常温下,向H2C2O4溶液中逐滴加入NaOH溶液,混合溶液中lgX[X为
或
]与pH的变化关系如图所示。
下列说法一定正确的是
A.Ⅰ表示lg
与pH的变化关系
B.pH=1.22的溶液中:
2c(C2O42-)+c(HC2O4-)=c(Na+)
C.根据图中数据计算可知,Ka2(H2C2O4)的数量级为10-4
D.pH由1.22到4.19的过程中,水的电离程度先增大后减小
【答案】A
【解析】
【分析】
H2C2O4
H++HC2O4-Ka1=
,lg
=0时,
=1,Ka1=c(H+)=10-pH;
HC2O4-
H++C2O42-Ka2=
,lg
=0时,
=1,Ka2=c(H+)=10-pH。
【详解】
A.由于Ka1>Ka2,所以
=1时溶液的pH比
=1时溶液的pH小,所以,Ⅰ表示lg
与pH的变化关系,A正确;
B.电荷守恒:
2c(C2O42-)+c(HC2O4-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),pH=1.22,溶液显酸性,c(H+)>c(OH-),那么:
2c(C2O42-)+c(HC2O4-)>c(Na+),B错误;
C.由A可知,Ⅱ为lg
与pH的变化关系,由分析可知,Ka2=c(H+)=10-pH=10-4.19=100.81×10-5,故Ka2(H2C2O4)的数量级为10-5,C错误;
D.H2C2O4和NaOH恰好完全反应生成Na2C2O4,此时溶液呈碱性,水的电离程度最大。
H2C2O4溶液中滴入NaOH溶液,pH由1.22到4.19的过程中,H2C2O4一直在减少,但还没有完全被中和,故H2C2O4抑制水电离的程度减小,水的电离程度一直在增大,D错误;
答案选A。
【点睛】
酸和碱抑制水的电离,盐类水解促进水的电离,判断水的电离程度增大还是减小,关键找准重要的点对应的溶质进行分析
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