新型固体燃料电池的电解质是固体氧化锆和氧化钇,高温下允许氧离子()在其间通过。如图所示,其中多孔电极不参与电极反应。
(1)①该电池的负极反应式为___________ 。
②若用上述甲醇燃料电池做电源,用惰性电极电解硫酸铜溶液,当阳极收集3.36L(标准状况)气体时,消耗甲醇的质量为___________ g,此时可向电解后的溶液中加入___________ (填化学式)使溶液复原。请写出电解硫酸铜溶液的离子方程式:___________ 。
(2)在微电子工业中,常用作氮化硅的蚀刻剂,工业上通过电解含等的无水熔融物生产,其电解原理如图所示。
a电极为电解池的___________ (填“阴”或“阳”)极,写出该电极的电极反应式:___________ 。电解过程中还会生成少量氧化性极强的气体单质,该气体的分子式是___________ 。
(1)①该电池的负极反应式为
②若用上述甲醇燃料电池做电源,用惰性电极电解硫酸铜溶液,当阳极收集3.36L(标准状况)气体时,消耗甲醇的质量为
(2)在微电子工业中,常用作氮化硅的蚀刻剂,工业上通过电解含等的无水熔融物生产,其电解原理如图所示。
a电极为电解池的
更新时间:2023-10-03 13:38:23
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解答题-实验探究题
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解题方法
【推荐1】分别按如图甲、乙所示装置进行实验,图中两个烧杯里的溶液为同浓度的稀硫酸,乙中Ⓐ为电流表。请回答下列问题:
(1)以下叙述中,正确的是_______ (填字母)。
A.甲中锌片是负极,乙中铜片是正极
B.两烧杯中铜片表面均有气泡产生
C.两烧杯中溶液pH均增大
D.产生气泡的速度甲中比乙中慢
E.乙的外电路中电流方向Zn→Cu
F.乙溶液中向铜片方向移动
(2)某同学依据氧化还原反应:2Ag++Cu=Cu2++2Ag设计的原电池如图所示:
①正极的材料是_______ ,负极发生的电极反应式为:_______ 。
②外电路中的电子流向是:_______ 。
③当反应进行到一段时间后取出电极材料,测得某一电极增重了5.4g,则该原电池反应共转移的电子数目是_______ 。
(3)Mg、Al设计成如图所示原电池装置:若电解液为盐酸,正极的电极反应式为:_______ 。若电解液为氢氧化钠溶液,负极的电极材料为_______ 。
(1)以下叙述中,正确的是
A.甲中锌片是负极,乙中铜片是正极
B.两烧杯中铜片表面均有气泡产生
C.两烧杯中溶液pH均增大
D.产生气泡的速度甲中比乙中慢
E.乙的外电路中电流方向Zn→Cu
F.乙溶液中向铜片方向移动
(2)某同学依据氧化还原反应:2Ag++Cu=Cu2++2Ag设计的原电池如图所示:
①正极的材料是
②外电路中的电子流向是:
③当反应进行到一段时间后取出电极材料,测得某一电极增重了5.4g,则该原电池反应共转移的电子数目是
(3)Mg、Al设计成如图所示原电池装置:若电解液为盐酸,正极的电极反应式为:
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解答题-原理综合题
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(0.65)
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解题方法
【推荐2】海洋资源的利用具有广阔前景。
(1)海带灰中富含以I-形式存在的碘元素。实验室提取I2的途径如下所示:
①灼烧海带至灰烬时所用的主要仪器名称是___________ (填序号)
a.坩埚 b.试管 c.蒸发皿 d.烧杯
②向酸化的滤液中加过氧化氢溶液,写出该反应的离子方程式___________ 。
③用CCl4提取碘时除了用CCl4还可以选用的试剂是___________ (填字母序号)
a.苯 b.乙醇 c.乙酸
④为检验用CCl4提取碘后的水溶液中是否还含有碘单质。请写出该实验的实验步骤、现象及结论:___________ 。
(2)利用海底的“可燃冰”制作的燃料电池的总反应式为CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O,则该燃料电池的负极的电极反应为___________ 。
(3)海底的煤经综合利用开发的副产物CO2能生产甲醇燃料,其反应的方程式为:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)。某科学实验将6 mol CO2和8 mol H2充入2 L的密闭容器中,测得H2的物质的量随时间变化如图实线所示。a、b、c、d括号内数据表示坐标。
①a点正反应速率___________ (填“大于”“等于”或“小于”)a点逆反应速率。
②平衡时CO2的物质的量浓度是___________ mol/L。
③能够说明该反应达到化学平衡状态的标志是___________ (双选)。
A.单位时间内消耗1 mol CO2,同时生成3 mol H2 B.混合气体的密度不随时间变化
C.CH3OH、H2的浓度不再随时间变化 D.CH3OH和H2O浓度相等
(1)海带灰中富含以I-形式存在的碘元素。实验室提取I2的途径如下所示:
①灼烧海带至灰烬时所用的主要仪器名称是
a.坩埚 b.试管 c.蒸发皿 d.烧杯
②向酸化的滤液中加过氧化氢溶液,写出该反应的离子方程式
③用CCl4提取碘时除了用CCl4还可以选用的试剂是
a.苯 b.乙醇 c.乙酸
④为检验用CCl4提取碘后的水溶液中是否还含有碘单质。请写出该实验的实验步骤、现象及结论:
(2)利用海底的“可燃冰”制作的燃料电池的总反应式为CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O,则该燃料电池的负极的电极反应为
(3)海底的煤经综合利用开发的副产物CO2能生产甲醇燃料,其反应的方程式为:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)。某科学实验将6 mol CO2和8 mol H2充入2 L的密闭容器中,测得H2的物质的量随时间变化如图实线所示。a、b、c、d括号内数据表示坐标。
①a点正反应速率
②平衡时CO2的物质的量浓度是
③能够说明该反应达到化学平衡状态的标志是
A.单位时间内消耗1 mol CO2,同时生成3 mol H2 B.混合气体的密度不随时间变化
C.CH3OH、H2的浓度不再随时间变化 D.CH3OH和H2O浓度相等
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解答题-实验探究题
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解题方法
【推荐3】某化学兴趣小组为了探究铝电极在原电池中的作用,设计并进行了一系列实验,实验结果记录如下:
试根据表中的实验现象回答下列问题:
(1)实验1、2中Al所作的电极(正极或负极)_______ (填“相同”或“不相同”)。
(2)对实验3完成下列填空:
①铝电极的电极反应式:_________ 。
②石墨电极的电极反应式:_________ 。
③电池总反应式:_________ 。
(3)写出铝电极的电极反应式_______ 。
(4)解释实验5中电流计指针偏向铝的原因:_______ 。
编号 | 电极材料 | 电解质溶液 | 电流计指针偏转方向 |
1 | Mg、Al | 稀盐酸 | 偏向Al |
2 | Al、Cu | 稀盐酸 | 偏向Cu |
3 | Al、C(石墨) | 稀盐酸 | 偏向石墨 |
4 | Mg、Al | 氢氧化钠溶液 | 偏向Mg |
5 | Al、Zn | 浓硝酸 | 偏向Al |
(1)实验1、2中Al所作的电极(正极或负极)
(2)对实验3完成下列填空:
①铝电极的电极反应式:
②石墨电极的电极反应式:
③电池总反应式:
(3)写出铝电极的电极反应式
(4)解释实验5中电流计指针偏向铝的原因:
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解答题-工业流程题
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解题方法
【推荐1】有一种细菌在酸性水溶液、氧气存在下,可以将黄铜矿(主要成分是CuFeS2,含少量杂质SiO2)氧化成硫酸盐。运用该原理生产铜和绿矾(FeSO4﹒7H2O)的流程如下:
(1)已知:
加入CuO将溶液的pH调节到约为4,用平衡移动原理解释该操作的原因________ 。
(2)写出能实现反应III的化学方程式_______________ 。
(3)试剂b为___________________ 。
(4)反应|的化学方程式_______________________ 。
(1)已知:
Fe2+ | Cu2+ | Fe3+ | |
开始转化为氢氧化物沉淀时的PH | 7.6 | 4.7 | 2.7 |
完全转化为氢氧化物沉淀时的PH | 9.6 | 6.7 | 3.7 |
加入CuO将溶液的pH调节到约为4,用平衡移动原理解释该操作的原因
(2)写出能实现反应III的化学方程式
(3)试剂b为
(4)反应|的化学方程式
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解答题-原理综合题
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【推荐2】二氧化氯常温常压下为气体,是一种高效的消毒剂,也可用于某些污染物的处理。
Ⅰ.的制备:
(1)工业上采用亚氯酸钠溶液和盐酸混合制取,写出该反应的化学方程式:_______ 。
(2)用题图1所示装置进行电解(电极不反应),也可制得。①电解时,溶液的_______ (填“减小”“增大”或“不变”)。
②阴极上产生的机理如题图2所示(A、B均为含氯微粒,其他微粒未标出)。该机理可描述为_______ 。
Ⅱ.的用途:
(3)可用于果蔬保鲜。使用时常用稳定剂来吸收、转化。不同稳定剂释放出浓度随时间变化趋势如题图3所示,其中效果较好的稳定剂是_______ (填“稳定剂Ⅰ”或“稳定剂Ⅱ”),原因是_______ 。(4)可用于去除水体中。某实验小组用弱碱性溶液模拟实际水体消毒过程中和的反应,实验结果发现溶液中有黑色浑浊产生,溶液中微粒浓度变化如题图4所示。①在内,发生的主要反应的离子方程式为_______ 。
②在时,耗氯量增幅较大的可能原因是_______ 。
Ⅰ.的制备:
(1)工业上采用亚氯酸钠溶液和盐酸混合制取,写出该反应的化学方程式:
(2)用题图1所示装置进行电解(电极不反应),也可制得。①电解时,溶液的
②阴极上产生的机理如题图2所示(A、B均为含氯微粒,其他微粒未标出)。该机理可描述为
Ⅱ.的用途:
(3)可用于果蔬保鲜。使用时常用稳定剂来吸收、转化。不同稳定剂释放出浓度随时间变化趋势如题图3所示,其中效果较好的稳定剂是
②在时,耗氯量增幅较大的可能原因是
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解答题-原理综合题
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【推荐3】某实验小组同学对电化学原理进行了一系列探究活动。
(1)如图为某实验小组依据氧化还原反应_______________ (用离子方程式表示)设计的原电池装置,反应前,电极质量相等,一段时间后,两电极质量相差 12 g,导线中通过__________ mol 电子。
(2)其他条件不变,若将 CuCl2溶液换为 NH4Cl 溶液,石墨电极发生的电极反应为___________ ,这是由于 NH4Cl 溶液显_______________ (填“酸性”、“碱性” 或“中性”)。用吸管吸出铁片附近的溶液少许置于试管中,向其中滴加少量新制饱和氯水,然后滴加几滴 KSCN 溶液,溶液变红,继续滴加过量新制饱和氯水,溶液颜色褪去,同学们对此做了多种假设,某同学的假设:“溶液中的+3 价铁被氧化为更高价态。” 如果+3 价铁被氧化为 FeO42-,写出发生反应的离子方程式___________________ 。
(3)其他条件不变,若将盐桥换成弯铜导线与石墨连成的形装置如图所示,一段时间后,在甲装置铜丝附近滴加酚酞溶液,现象是____________ ,电极反应为__________ ;乙装置中石墨为__________ (填“正”、 “ 负” 、 “ 阴”或“阳”)极。
(1)如图为某实验小组依据氧化还原反应
(2)其他条件不变,若将 CuCl2溶液换为 NH4Cl 溶液,石墨电极发生的电极反应为
(3)其他条件不变,若将盐桥换成弯铜导线与石墨连成的形装置如图所示,一段时间后,在甲装置铜丝附近滴加酚酞溶液,现象是
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解答题-原理综合题
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【推荐1】将和两种引发温室效应气体转化为合成气(和),可以实现能量综合利用,对环境保护具有十分重要的意义。
(1)甲烷二氧化碳干式重整涉及以下反应
a. 平衡常数为
b. 平衡常数为
c. 平衡常数为
①为标准摩尔生成焓,其定义为标准状态下,由稳定相态的单质生成1mol该物质的焓变。对于稳定相态单质,其为零。根据下表所示数据,计算反应a的反应热_______ ,该反应在_______ (填“高温”或“低温”)下能自发进行。
②以上三个反应的平衡常数K与温度T存在函数关系:,,,其中m、n、p为常数,则的数值范围是_______ (填序号)。
A. B. C. D.
(2)甲烷的水蒸气重整涉及以下反应
Ⅰ.
Ⅱ.
在一密闭容器中,通入1mol和3mol发生甲烷的水蒸气重整反应。
①压强为kPa时,分别在加和不加时,平衡体系中的物质的量随温度变化如图1所示。温度低于700℃时,加入可明显提高混合气中的量,原因是_______ 。
②500℃时,反应相同时间后测得的转化率(α)随压强的变化如图2所示。则图2中E点和G点的浓度大小关系为_______ (填“>”“<”或“=”),此温度下反应Ⅱ的分压平衡常数(用分压代替浓度,分压等于总压×物质的量分数)为_______ 。
③甲烷蒸汽重整工业制氢面临着大量的“碳排放”,我国科技工作者发明了一种电化学分解甲烷的方法,其电化学反应原理如图3所示。请写出Ni-YSZ电极上发生的电极反应方程式:_______ 。
(1)甲烷二氧化碳干式重整涉及以下反应
a. 平衡常数为
b. 平衡常数为
c. 平衡常数为
①为标准摩尔生成焓,其定义为标准状态下,由稳定相态的单质生成1mol该物质的焓变。对于稳定相态单质,其为零。根据下表所示数据,计算反应a的反应热
物质 | |||
-74.8 | -393.5 | -110.5 |
A. B. C. D.
(2)甲烷的水蒸气重整涉及以下反应
Ⅰ.
Ⅱ.
在一密闭容器中,通入1mol和3mol发生甲烷的水蒸气重整反应。
①压强为kPa时,分别在加和不加时,平衡体系中的物质的量随温度变化如图1所示。温度低于700℃时,加入可明显提高混合气中的量,原因是
②500℃时,反应相同时间后测得的转化率(α)随压强的变化如图2所示。则图2中E点和G点的浓度大小关系为
③甲烷蒸汽重整工业制氢面临着大量的“碳排放”,我国科技工作者发明了一种电化学分解甲烷的方法,其电化学反应原理如图3所示。请写出Ni-YSZ电极上发生的电极反应方程式:
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解题方法
【推荐2】(Ⅰ)用下图装置进行电解实验(a、b、c、d均为铂电极),供选择的有4组电解质溶液,要满足下列要求:
①工作一段时间后A槽的pH增大,B槽的pH减小。
②b、c两极上反应的离子的物质的量相等。
(1)应选择的电解质溶液是上述四组中的第________ 组。
(2)当b极上析出7.1 g电解产物时,a极上析出产物的质量为________ g;若B槽电解质溶液为500 mL,且忽略电解前后电解液的体积变化,则此时B槽中的c(H+)比电解前增加了________ mol/L。
(Ⅱ)二氧化氯(ClO2)是一种高效安全的自来水消毒剂。ClO2是一种黄绿色气体,易溶于水。实验室以NH4Cl、盐酸、NaClO2为原料制备ClO2流程如下:
已知:电解过程中发生的反应为NH4Cl+2HClNCl3+3H2↑,NCl3中氮元素为+3价。
(1)写出电解时阳极的电极反应式______________________ 。
(2)溶液X中大量存在的阴离子有_____________ .
(3)除去ClO2中的NH3可选用的试剂是______ (填标号).
a.水 b.碱石灰 c.浓硫酸 d.饱和食盐水
组别 | A槽 | B槽 |
1 | NaOH | CuSO4 |
2 | AgNO3 | CuCl2 |
3 | Na2SO4 | AgNO3 |
4 | NaCl | AgNO3 |
①工作一段时间后A槽的pH增大,B槽的pH减小。
②b、c两极上反应的离子的物质的量相等。
(1)应选择的电解质溶液是上述四组中的第
(2)当b极上析出7.1 g电解产物时,a极上析出产物的质量为
(Ⅱ)二氧化氯(ClO2)是一种高效安全的自来水消毒剂。ClO2是一种黄绿色气体,易溶于水。实验室以NH4Cl、盐酸、NaClO2为原料制备ClO2流程如下:
已知:电解过程中发生的反应为NH4Cl+2HClNCl3+3H2↑,NCl3中氮元素为+3价。
(1)写出电解时阳极的电极反应式
(2)溶液X中大量存在的阴离子有
(3)除去ClO2中的NH3可选用的试剂是
a.水 b.碱石灰 c.浓硫酸 d.饱和食盐水
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【推荐3】某研究性学习小组设计了如下串联电路,认真观察回答下列问题:
(1)装置B中PbO2上发生的电极反应为PbO2+4H++SO+2e-=PbSO4+2H2O。连接装置B、C的U形管中装填含有琼脂的饱和KCl溶液,其作用是_______ 。
(2)装置A中总反应的离子方程式为_______ 。
(3)若装置E的目的是在铜上镀银,则极板N的材料为_______ (填“铜”或“银”)。若装置E的目的是精炼铜,则极板N的材料为_______ (填“精铜”或“粗铜”)。
(4)当装置A中Cu电极质量改变6.4 g时,装置D中产生的气体物质的量为_______ 。
(1)装置B中PbO2上发生的电极反应为PbO2+4H++SO+2e-=PbSO4+2H2O。连接装置B、C的U形管中装填含有琼脂的饱和KCl溶液,其作用是
(2)装置A中总反应的离子方程式为
(3)若装置E的目的是在铜上镀银,则极板N的材料为
(4)当装置A中Cu电极质量改变6.4 g时,装置D中产生的气体物质的量为
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【推荐1】利用所学电化学反应原理,解决以下问题:
(1)图中甲池的总反应式为N2H4+O2=N2+2H2O。
①乙池中石墨电极为_______ 。(填“阴极”、“阳极”、“正极”、“负极”)
②甲池中负极上的电极反应式为_______ 。
③假设石墨上产生气体体积在标准状况下为1.12L,则要使乙池恢复到电解前的状态,应向溶液中加入_______ g的_______ (填化学式)。
(2)硝酸铵钙晶体[5Ca(NO3)2·NH4NO3·10H2O]极易溶于水,是一种绿色的复合肥料,生产硝酸铵钙工厂的废水中常含有硝酸铵,净化方法有反硝化净化法和电解法。
①NO在酸性条件下可转化为N2,该反硝化方法可用半反应(同电极反应式)表示_______ 。
②目前常用电解法净化,工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)。
阳极的电极反应式为_______ 。Ⅰ室可回收的产品为_______ (填名称)。Ⅲ室可回收到氨气,请结合方程式和文字解释其原因_______ 。
(1)图中甲池的总反应式为N2H4+O2=N2+2H2O。
①乙池中石墨电极为
②甲池中负极上的电极反应式为
③假设石墨上产生气体体积在标准状况下为1.12L,则要使乙池恢复到电解前的状态,应向溶液中加入
(2)硝酸铵钙晶体[5Ca(NO3)2·NH4NO3·10H2O]极易溶于水,是一种绿色的复合肥料,生产硝酸铵钙工厂的废水中常含有硝酸铵,净化方法有反硝化净化法和电解法。
①NO在酸性条件下可转化为N2,该反硝化方法可用半反应(同电极反应式)表示
②目前常用电解法净化,工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)。
阳极的电极反应式为
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【推荐2】2019年诺贝尔化学奖颁给了三位为锂离子电池发展做出巨大贡献的科学家,锂离子电池广泛应用于手机、笔记本电脑等。
(1)锂元素核外电子排布式:_________________ 。
(2)氧化锂是制备锂离子电池的重要原料,氧化锂的电子式为_____________ 。
(3)近日华为宣布:利用锂离子能在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性,开发出了石墨烯电池,电池反应式为,其工作原理如图。
①石墨烯的优点是提高电池的能量密度,石墨烯为层状结构,层与层之间存在的作用力是__________ 。
②锂离子电池不能用水溶液做离子导体的原因是__________ (用离子方程式表示)。
③锂离子电池放电时正极的电极反应式为_______________ 。
④用该锂离子电池电解500mL的溶液,通电一段时间后,某电极质量增加0.64g(设电解时无放出,且不考虑水解和溶液体积变化)。如果此时要恢复原来溶液的成分和浓度需要加入______ ,加入的质量为______ g。
(1)锂元素核外电子排布式:
(2)氧化锂是制备锂离子电池的重要原料,氧化锂的电子式为
(3)近日华为宣布:利用锂离子能在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性,开发出了石墨烯电池,电池反应式为,其工作原理如图。
①石墨烯的优点是提高电池的能量密度,石墨烯为层状结构,层与层之间存在的作用力是
②锂离子电池不能用水溶液做离子导体的原因是
③锂离子电池放电时正极的电极反应式为
④用该锂离子电池电解500mL的溶液,通电一段时间后,某电极质量增加0.64g(设电解时无放出,且不考虑水解和溶液体积变化)。如果此时要恢复原来溶液的成分和浓度需要加入
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【推荐3】过二硫酸铵[]具有强氧化性,广泛用于蓄电池工业,其电解法制备的装置如图所示:
(1)已知:电解效率η的定义为
①M膜为___________ (填“阳”或“阴”)离子交换膜,生成的电极反应式是___________ 。
②向阳极室和阴极室各加入100mL溶液。经测定制备的的物质的量浓度为,在电极a、b表面共收集到气体。则电极b表面收集到的气体是___________ ,为___________ 。
(2)取电解后的b极室溶液少许于甲、乙两支试管中,进行下列实验:向甲试管中滴入酸化的KI和淀粉溶液并微热,溶液变蓝,说明过二硫酸铵具有___________ (填“氧化”或“还原”)性;向乙试管中滴入酸化的溶液及1滴溶液(催化)并微热,溶液变紫色,能说明该现象的离子方程式为___________ 。
(3)以为原料制备过二硫酸钾的主要流程如下:
已知受热分解可得、等。
①预浓缩得到的固体返回反应器再次与反应物作用的目的是___________ 。
②解吸器中通入空气的目的是___________ 。
(1)已知:电解效率η的定义为
①M膜为
②向阳极室和阴极室各加入100mL溶液。经测定制备的的物质的量浓度为,在电极a、b表面共收集到气体。则电极b表面收集到的气体是
(2)取电解后的b极室溶液少许于甲、乙两支试管中,进行下列实验:向甲试管中滴入酸化的KI和淀粉溶液并微热,溶液变蓝,说明过二硫酸铵具有
(3)以为原料制备过二硫酸钾的主要流程如下:
已知受热分解可得、等。
①预浓缩得到的固体返回反应器再次与反应物作用的目的是
②解吸器中通入空气的目的是
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