2014屆高三化學(xué)一輪 練出高分 8.4難溶電解質(zhì)的溶解平衡 新人教版

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1、2014屆高三化學(xué)一輪 練出高分 8.4難溶電解質(zhì)的溶解平衡 新人教版 1.下列對(duì)沉淀溶解平衡的描述正確的是 (  ) A.反應(yīng)開始時(shí),溶液中各離子濃度相等 B.沉淀溶解達(dá)到平衡時(shí),沉淀的速率和溶解的速率相等 C.沉淀溶解達(dá)到平衡時(shí),溶液中溶質(zhì)的離子濃度相等,且保持不變 D.沉淀溶解達(dá)到平衡時(shí),如果再加入難溶性的該沉淀物,將促進(jìn)溶解 答案 B 解析 A項(xiàng)反應(yīng)開始時(shí),各離子的濃度沒有必然的關(guān)系;C項(xiàng)沉淀溶解達(dá)到平衡時(shí)溶液中溶質(zhì)的離子濃度保持不變,但不一定相等;D項(xiàng)沉淀溶解達(dá)到平衡時(shí),如果再加入難溶性的該沉淀物,由于固體的濃度為常數(shù),故平衡不發(fā)生移動(dòng)。 2.對(duì)飽和A

2、gCl溶液(有AgCl固體存在)進(jìn)行下列操作后,c(Ag+)和Ksp(AgCl)均保持不變的是 (  ) A.加熱 B.加少量水稀釋 C.加入少量鹽酸 D.加入少量AgNO3 答案 B 解析 加熱促進(jìn)AgCl固體溶解,c(Ag+)和Ksp(AgCl)都增大,A項(xiàng)錯(cuò);加少量水稀釋,由于溶液中存在未溶解的AgCl固體,所以溶液仍飽和,故c(Ag+)和Ksp(AgCl)保持不變,B項(xiàng)正確;加入鹽酸,Cl-會(huì)與Ag+反應(yīng),c(Ag+)減小,Ksp不變,C項(xiàng)錯(cuò);加入AgNO3,c(Ag+)增大,Ksp不變,D項(xiàng)錯(cuò)。 3.已知25 ℃時(shí),Mg(OH)2

3、的溶度積常數(shù)Ksp=5.6×10-12,MgF2的溶度積常數(shù)Ksp=7.4×10-11。下列說法正確的是 (  ) A.25 ℃時(shí),向飽和MgF2溶液中加入飽和NaOH溶液后,不可能有Mg(OH)2生成 B.25 ℃時(shí),飽和Mg(OH)2溶液與飽和MgF2溶液相比,前者c(Mg2+)大 C.25 ℃時(shí),在Mg(OH)2的懸濁液中加入少量的NH4Cl固體,c(Mg2+)增大 D.25 ℃時(shí),Mg(OH)2固體在同體積同濃度的氨水和NH4Cl溶液中的Ksp相比較,前者小 答案 C 解析 在Mg(OH)2的懸濁液中存在平衡:Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2O

4、H-(aq),加入少量NH4Cl固體,其電離出的NH與OH-結(jié)合為NH3·H2O,使沉淀溶解平衡正向移動(dòng),故c(Mg2+)增大,C正確。 4.某酸性化工廢水中含有Ag+、Pb2+等重金屬離子。有關(guān)數(shù)據(jù)如下: 難溶電解質(zhì) AgI Ag2S PbI2 Pb(OH)2 PbS Ksp(25 ℃) 8.3×10-12 6.3×10-50 7.1×10-9 1.2×10-15 3.4×10-26 在廢水排放之前,用沉淀法除去這兩種離子,應(yīng)該加入的試劑是 (  ) A.氫氧化鈉 B.硫化鈉 C.碘化鉀 D.氫氧化鈣 答案 B 解析 根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)

5、知,硫化銀和硫化鉛的溶度積很小,故應(yīng)加入硫化鈉除去這兩種金屬離子。 5.25 ℃時(shí),PbCl2固體在不同濃度鹽酸中的溶解度如圖。 在制備PbCl2的實(shí)驗(yàn)中,洗滌PbCl2固體最好選用 (  ) A.蒸餾水 B.1.00 mol·L-1鹽酸 C.5.00 mol·L-1鹽酸 D.10.00 mol·L-1鹽酸 答案 B 解析 觀察題圖知,PbCl2固體在濃度為1.00 mol·L-1的鹽酸中,溶解度最小。 6.已知AgCl的溶解平衡:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq),下列說法不正確的是(  ) A.除去溶液中Ag+加鹽酸鹽比硫酸鹽好 B.加入H2O,溶解平

6、衡不移動(dòng) C.用NaCl溶液代替蒸餾水洗滌AgCl,可以減少沉淀損失 D.反應(yīng)2AgCl(s)+Na2SAg2S(s)+2NaCl說明溶解度:AgCl>Ag2S 答案 B 解析 加水能促進(jìn)AgCl的溶解,平衡向溶解的方向移動(dòng),B錯(cuò)誤;A項(xiàng),AgCl難溶,Ag2SO4微溶,正確;C項(xiàng),NaCl溶液洗滌AgCl沉淀,可抑制AgCl的溶解,正確。溶解度越小,沉淀越易轉(zhuǎn)化,D正確。 7.常溫時(shí),Ksp[Mg(OH)2]=1.1×10-11,Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(Ag2CrO4)=1.9× 10-12,Ksp(CH3COOAg)=2.3×10-3,下列敘述不正確

7、的是 (  ) A.濃度均為0.2 mol·L-1的AgNO3溶液和CH3COONa溶液等體積混合一定產(chǎn)生CH3COOAg沉淀 B.將0.001 mol·L-1的AgNO3溶液滴入0.001 mol·L-1的KCl和0.001 mol·L-1的K2CrO4溶液中,先產(chǎn)生Ag2CrO4沉淀 C.c(Mg2+)為0.11 mol·L-1的溶液中要產(chǎn)生Mg(OH)2沉淀,溶液的pH要控制在9以上 D.在其他條件不變的情況下,向飽和AgCl水溶液中加入NaCl溶液,Ksp(AgCl)不變 答案 B 解析 A項(xiàng),c(Ag+)·c(CH3COO-)=0.1×0.1=1×10-2>2.3×

8、10-3,所以有CH3COOAg沉淀生成,正確;B項(xiàng),使Cl-沉淀,所需Ag+濃度的最小值為c(Ag+)==1.8×10-7 mol·L-1,使CrO沉淀所需Ag+濃度的最小值為c(Ag+)==4.36×10-5 mol·L-1,所以先產(chǎn)生AgCl沉淀,不正確;C項(xiàng),c(OH-)==10-5 mol·L-1,所以pH=5,所以要產(chǎn)生Mg(OH)2沉淀,pH應(yīng)控制在9以上;D項(xiàng),Ksp只受溫度影響。 8.一定溫度下,在氫氧化鋇的懸濁液中,存在氫氧化鋇固體與其電離的離子間的溶解平衡關(guān)系:Ba(OH)2(s)Ba2+(aq)+2OH-(aq)。向此種懸濁液中加入少量的氧化鋇粉末,下列敘述正確的

9、是 (  ) A.溶液中鋇離子數(shù)目減小 B.溶液中鋇離子濃度減小 C.溶液中氫氧根離子濃度增大 D.pH減小 答案 A 解析 由于溫度不變,c(Ba2+)、c(OH-)不變,但其數(shù)目減小。 9.已知:pAg=-lg{c(Ag+)},Ksp(AgCl)=1×10-12。如圖是向 10 mL AgNO3溶液中逐漸加入0.1 mol·L-1的NaCl溶液時(shí), 溶液的pAg隨著加入NaCl溶液的體積(單位mL)變化的圖像 (實(shí)線)。根據(jù)圖像所得下列結(jié)論正確的是[提示:Ksp(AgCl) >Ksp(AgI)] (  ) A.原AgNO3溶液的物

10、質(zhì)的量濃度為0.1 mol·L-1 B.圖中x點(diǎn)的坐標(biāo)為(100,6) C.圖中x點(diǎn)表示溶液中Ag+被恰好完全沉淀 D.把0.1 mol·L-1的NaCl換成0.1 mol·L-1 NaI則圖像在終點(diǎn)后變?yōu)樘摼€部分 答案 B 解析 A項(xiàng),加入NaCl之前,pAg=0,所以c(AgNO3)=1 mol·L-1,錯(cuò)誤; B項(xiàng),由于c(Ag+)=10-6 mol·L-1,所以Ag+沉淀完全,n(NaCl)=n(AgNO3)=0.01 L×1 mol·L-1=0.01 mol,所以V(NaCl)=100 mL,B正確,C錯(cuò)誤;若把NaCl換成NaI,由于Ksp(AgI)更小,所以c(Ag+)

11、更小,D錯(cuò)誤。 10.已知常溫下反應(yīng),①NH3+H+NH(平衡常數(shù)為K1),②Ag++Cl-AgCl(平衡常數(shù)為K2),③Ag++2NH3Ag(NH3)(平衡常數(shù)為K3)。①、②、③的平衡常數(shù)關(guān)系為K1>K3>K2,據(jù)此所做的以下推測(cè)合理的是 (  ) A.氯化銀不溶于氨水 B.銀氨溶液中加入少量氯化鈉有白色沉淀 C.銀氨溶液中加入鹽酸有白色沉淀 D.銀氨溶液可在酸性條件下穩(wěn)定存在 答案 C 解析 因?yàn)镵3>K2,所以Ag+與NH3的絡(luò)合能力大于Ag+與Cl-之間沉淀能力,AgCl溶于氨水,A、B錯(cuò)誤;由于K1>K3,所以在Ag(NH3)Ag++2NH3

12、中加入HCl,H++NH3NH,致使平衡右移,c(Ag+)增大,Ag++Cl-===AgCl↓,D錯(cuò)誤,C正確。 11.某溫度時(shí),BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。請(qǐng)回答下列問題: (1)下列說法正確的是________(填序號(hào))。 A.向BaSO4飽和溶液中加入固體Na2SO4可以由a點(diǎn)變到b點(diǎn) B.通過蒸發(fā)可以由d點(diǎn)變到c點(diǎn) C.d點(diǎn)無BaSO4沉淀生成 D.a(chǎn)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的Ksp大于c點(diǎn)對(duì)應(yīng)的Ksp (2)將100 mL 1 mol·L-1 H2SO4溶液加入100 mL含Ba2+ 0.137 g的溶液中充分反應(yīng)后,過濾,濾液中殘留的Ba2+的物質(zhì)的量濃度約為_

13、_________。 (3)若沉淀分別用100 mL純水和100 mL 0.01 mol·L-1的H2SO4溶液洗滌,兩種情況下?lián)p失的BaSO4的質(zhì)量之比為__________。 答案 (1)C (2)2.02×10-10 mol·L-1 (3)103∶1 解析 (1)沉淀溶解平衡曲線類似于溶解度曲線,曲線上的任一點(diǎn)如a點(diǎn)和c點(diǎn)均表示BaSO4飽和溶液;曲線上方的任一點(diǎn)均表示過飽和溶液,如b點(diǎn)說明溶液中有BaSO4沉淀析出,此時(shí)Qc>Ksp;曲線下方的任一點(diǎn)均表示不飽和溶液,如d點(diǎn),此時(shí)Qc

14、平衡向生成BaSO4的方向移動(dòng),c(Ba2+)減小,A錯(cuò)誤;B項(xiàng),蒸發(fā)使得溶液體積減小,c(Ba2+)和c(SO)均增大,B錯(cuò)誤。 (2)由圖像知BaSO4的Ksp=1×10-10。根據(jù)離子方程式SO+Ba2+===BaSO4↓可知SO過量,濾液中c(SO)=0.495 mol·L-1,則c(Ba2+)==≈2.02×10-10(mol·L-1)。 (3)根據(jù)BaSO4的Ksp=1×10-10可知若用100 mL純水洗滌,損失的BaSO4的物質(zhì)的量n(BaSO4)=n(Ba2+)=n(SO)=1×10-5 mol·L-1×0.1 L=1×10-6 mol。若用100 mL 0.01 mol

15、·L-1的H2SO4溶液洗滌,損失的BaSO4的物質(zhì)的量n(BaSO4)= n(Ba2+)=×0.1=×0.1=1×10-9(mol),由此可得兩者的質(zhì)量之比為103∶1。 12.金屬氫氧化物在酸中溶解度不同,因此可以利用這一性質(zhì),控制溶液的pH,達(dá)到分離金屬離子的目的。難溶金屬的氫氧化物在不同pH下的溶解度(S/mol·L-1)如下圖所示。 (1)pH=3時(shí)溶液中銅元素的主要存在形式是________(寫化學(xué)式)。 (2)若要除去CuCl2溶液中的少量Fe3+,應(yīng)該控制溶液的pH為______。 A.<1     B.4左右     C>6 (3)在Ni(NO3)2溶液中含有

16、少量的Co2+雜質(zhì),________(填“能”或“不能”)通過調(diào)節(jié)溶液pH的方法來除去,理由是_____________________________________。 (4)已知一些難溶物的溶度積常數(shù)如下表: 物質(zhì) FeS MnS CuS PbS HgS ZnS Ksp 6.3×10-18 2.5×10-13 1.3×10-36 3.4×10-28 6.4×10-53 1.6×10-24 某工業(yè)廢水中含有Cu2+、Pb2+、Hg2+,最適宜向此工業(yè)廢水中加入過量的________除去它們(選填序號(hào))。 A.NaOH B.FeS C.Na2S

17、答案 (1)Cu2+ (2)B (3)不能 Co2+和Ni2+沉淀的pH范圍相差太小 (4)B 解析 (1)由圖可知,在pH=3時(shí),溶液中不會(huì)出現(xiàn)Cu(OH)2沉淀。 (2)要除去Fe3+的同時(shí)必須保證Cu2+不能沉淀,因此pH應(yīng)保持在4左右。 (3)從圖示關(guān)系可看出,Co2+和Ni2+沉淀的pH范圍相差太小,操作時(shí)無法控制溶液的pH。 (4)要使三種離子生成沉淀,最好選擇難溶于水的FeS,使它們轉(zhuǎn)化為更難溶解的金屬硫化物沉淀,同時(shí)又不會(huì)引入其他離子。 13.25 ℃時(shí)幾種難溶電解質(zhì)的溶解度如表所示: 難溶電解質(zhì) Mg(OH)2 Cu(OH)2 Fe(OH)2 Fe(OH)

18、3 溶解度/g 9×10-4 1.7×10-6 1.5×10-4 3.0×10-9 沉淀完全時(shí)的pH 11.1 6.7 9. 6 3.7 在無機(jī)化合物的提純中,常利用難溶電解質(zhì)的溶解平衡原理除去某些離子。例如: ①為了除去氯化銨中的雜質(zhì)Fe3+,先將混合物溶于水,再加入一定量的試劑反應(yīng),過濾結(jié)晶即可; ②為了除去氯化鎂晶體中的雜質(zhì)Fe3+,先將混合物溶于水,加入足量的氫氧化鎂, 充分反應(yīng),過濾結(jié)晶即可; ③為了除去硫酸銅晶體中的雜質(zhì)Fe2+,先將混合物溶于水,加入一定量的H2O2,將Fe2+氧化成Fe3+,調(diào)節(jié)溶液的pH=4,過濾結(jié)晶即可。請(qǐng)回答下列問題: (1

19、)上述三個(gè)除雜方案都能夠達(dá)到很好效果,F(xiàn)e2+、Fe3+都被轉(zhuǎn)化為__________(填化學(xué)式)而除去。 (2)①中加入的試劑應(yīng)該選擇__________,其原因是_______________________。 (3)②中除去Fe3+所發(fā)生的離子方程式為________________________________。 (4)下列與方案③相關(guān)的敘述中,正確的是________(填字母)。 A.H2O2是綠色氧化劑,在氧化過程中不引進(jìn)雜質(zhì),不產(chǎn)生污染 B.將Fe2+氧化為Fe3+的主要原因是Fe(OH)2沉淀比Fe(OH)3沉淀難過濾 C.調(diào)節(jié)溶液pH=4可選擇的試劑是氫氧化銅或

20、堿式碳酸銅 D.Cu2+可以大量存在于pH=4的溶液中 E.在pH>4的溶液中Fe3+一定不能大量存在 答案 (1)Fe(OH)3 (2)氨水 不會(huì)引入新的雜質(zhì) (3)2Fe3+(aq)+3Mg(OH)2(s)3Mg2+(aq)+2Fe(OH)3(s) (4)ACDE 解析 實(shí)驗(yàn)①中為了不引入雜質(zhì)離子,應(yīng)加入氨水使Fe3+沉淀,而不能用NaOH溶液。實(shí)驗(yàn)②中根據(jù)溶解度數(shù)據(jù)可知Mg(OH)2能轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3,因此在MgCl2溶液中加入足量Mg(OH)2除去Fe3+,然后將沉淀一并過濾。實(shí)驗(yàn)③中利用Fe3+極易水解的特點(diǎn),根據(jù)題意可知調(diào)節(jié)溶液的pH=4可使Fe3+沉淀完全,為

21、了不引入雜質(zhì)離子,因此可使用CuO、Cu(OH)2等調(diào)節(jié)溶液的pH。(4)選項(xiàng)B顯然是錯(cuò)誤的,原因是若不把Fe2+氧化為Fe3+,當(dāng)Fe2+沉淀完全時(shí),Cu2+也沉淀完全。 14.減少SO2的排放、回收利用SO2已成為世界性的研究課題。我國研究人員設(shè)計(jì)的利用低品位軟錳礦漿(主要成分是MnO2)吸收高溫焙燒廢渣產(chǎn)生的SO2來制備硫酸錳的生產(chǎn)流程如下: 浸出液的pH<2,其中的金屬離子主要是Mn2+,還含有少量的Fe2+、Al3+、Ca2+、Pb2+等其他金屬離子。有關(guān)金屬離子的半徑以及形成氫氧化物沉淀時(shí)的pH如表所示,陽離子吸附劑吸附金屬離子的效果如圖所示。 離子 離子半徑(pm

22、) 開始沉淀時(shí)的pH 完全沉淀時(shí)的pH Fe2+ 74 7.6 9.7 Fe3+ 64 2.7 3.7 Al3+ 50 3.8 4.7 Mn2+ 80 8.3 9.8 Pb2+ 121 8.0 8.8 Ca2+ 99 已知PbO2的氧化性大于MnO2的氧化性。請(qǐng)回答下列問題: (1)廢渣的主要成分是硫鐵礦,1 mol FeS2高溫焙燒轉(zhuǎn)移________mol電子。 (2)在氧化后的浸出液中加入石灰漿,用于調(diào)節(jié)浸出液的pH,pH應(yīng)調(diào)節(jié)至________。 (3)陽離子吸附劑用于除去雜質(zhì)金屬離子。決定陽離子吸附劑吸附效果的因素是

23、________(填寫序號(hào))。 A.溶液的pH B.金屬離子的電荷 C.金屬離子的半徑 D.吸附時(shí)間 (4)操作a包括__________等過程。 答案 (1)11 (2)4.7~8.0 (3)BCD (4)蒸發(fā)、濃縮、結(jié)晶 解析 (1)根據(jù)反應(yīng):4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2,可知1 mol FeS2與O2反應(yīng),轉(zhuǎn)移11 mol電子。 (2)浸出液中含有的Fe2+對(duì)Mn2+的分離具有嚴(yán)重的干擾作用,加入MnO2氧化劑,可將Fe2+氧化為Fe3+,2Fe2++MnO2+4H+===2Fe3++Mn2++2H2O,便于調(diào)節(jié)溶液的pH,使Fe3+等與Mn2+分離,觀察表

24、中給出的各種離子沉淀時(shí)的pH,當(dāng)pH=4.7時(shí),F(xiàn)e3+、Al3+完全生成沉淀,而Mn2+、Pb2+、Ca2+沒有產(chǎn)生沉淀,當(dāng)pH=8.0時(shí),Pb2+開始生成沉淀,而Mn2+未沉淀,所以溶液的pH應(yīng)調(diào)節(jié)至4.7~8.0,使Fe3+、Al3+與Mn2+分離,浸出液中剩余的Pb2+、Ca2+可通過吸附方法除去。 (3)對(duì)比吸附效果圖和離子半徑可知,離子半徑越大,離子被吸附的吸附率越高。離子所帶電荷越少,被吸附的吸附率越高。吸附時(shí)間越長,被吸附的吸附率越高。吸附率與溶液的pH沒有直接關(guān)系。 (4)過濾后的濾液為MnSO4溶液,該溶液經(jīng)蒸發(fā)、濃縮、結(jié)晶,可得到MnSO4·H2O晶體。 15.欲降

25、低廢水中重金屬元素鉻的毒性,可將Cr2O轉(zhuǎn)化為Cr(OH)3沉淀除去。已知該條件下: 離子 氫氧化物開始沉淀時(shí)的pH 氫氧化物沉淀完全時(shí)的pH Fe2+ 7.0 9.0 Fe3+ 1.9 3.2 Cr3+ 6.0 8.0 (1)某含鉻廢水處理的主要流程如圖所示: ①初沉池中加入的混凝劑是K2SO4·Al2(SO4)3·2H2O,其作用為(用離子方程式表示)_ ______________________________________________________________。 ②反應(yīng)池中發(fā)生主要反應(yīng)的離子方程式是Cr2O+3HSO+5H+===2Cr3

26、++3SO+4H2O。根據(jù)“沉淀法”和“中和法”的原理,向沉淀池中加入NaOH溶液,此過程中發(fā)生主要反應(yīng)的離子方程式是____________________________________、 _____________________________________________________________________。 證明Cr3+沉淀完全的方法是______________。 (2)工業(yè)可用電解法來處理含Cr2O廢水。實(shí)驗(yàn)室利用如圖裝置模擬處理含Cr2O的廢水,陽極反應(yīng)式是Fe-2e-===Fe2+,陰極反應(yīng)式是2H++2e-===H2↑。Fe2+與酸性溶液中的Cr2O反

27、應(yīng)的離子方程式是_______________________________, 得到的金屬陽離子在陰極區(qū)可沉淀完全。用電解法處理該溶液中0.01 mol Cr2O時(shí),至少得到沉淀的質(zhì)量是________g。 答案 (1)①Al3++3H2O===Al(OH)3(膠體)+3H+[或Al3++3H2OAl(OH)3(膠體)+3H+] ②Cr3++3OH-===Cr(OH)3↓ H++OH-===H2O 測(cè)定溶液的pH,若pH≥8,則證明Cr3+沉淀完全(其他合理答案也可) (2)Cr2O+6Fe2++14H+===2Cr3++6Fe3++7H2O 8.48 解析 (1)Al3+水解生成Al(OH)3膠體,吸附懸浮物。因?yàn)镃r2O被HSO還原成Cr3+,所以加入NaOH后,發(fā)生主要反應(yīng)的離子方程式為H++OH-===H2O,Cr3++3OH-===Cr(OH)3↓。根據(jù)表中提供數(shù)據(jù),可用測(cè)定pH的方法,若pH≥8,則證明Cr3+完全沉淀。 (2)Cr2O+6Fe2++14H+===2Cr3+?。?6Fe3++7H2O 0.01 mol 0.02 mol 0.06 mol 所以m(沉淀)=m[Cr(OH)3]+m[Fe(OH)3]=0.02 mol×103 g·mol-1+0.06 mol×107 g·mol-1=8.48 g。

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