电化学基础4-1
4-1 原电池

接接触,在反应一段时间后,难以避免溶液中有 铜离子在锌片表面直接还原,一旦有少量的铜在 锌片表面析出,即在负极(锌)表面也构成了原 电池,进一步加速铜在负极锌表面析出,致使向 外输出的电流强度减弱。当锌片表面完全被铜覆 盖后,不再构成原电池,也就没有电流再产生。 改进措施?将锌片与硫酸铜溶液隔离
G
装置图
化合价降低 得2e-
Cu
Pt
C FeCl3 溶液 Cu
3 负极(Cu):Cu-2e-=Cu2+(氧化反应)
FeCl 溶液
CuSO4溶液
正极(Pt或C):2Fe3++2e-=2Fe2+(还原反应)
练习2.利用下面反应设计原电池。
化合价升高失2e-
Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag 电极: 负极是Cu, 正极可以是Ag或C等。 电解液: Cu(NO3)2 、AgNO3 电极反应式:
电化学:指研究化学能与电能 之间相互转换的装置、过程和效率的科学。
知识结构
§1原电池 §2化学电源
电化学基础
氧化还 原反应 §3电解池
化学能转化 为电能,自 发进行
§4金属的电化学腐蚀与防护
电能转化为 化学能,外 界能量推动
第一节
一、原 电 池
⒈概念
原电池
⒉电极 ⒊电子、电流、离子的流向 ⒋构成原电池的条件 ⑴有两种活动性不同的电极。 ⑵电极材料均插入电解质溶液中。 ⑶两极相连形成闭合电路。 ⑷前提条件:常温下能自发进行氧化还原反应 (释放能量)。
二、原电池的工作原理(由两个半电池组成) ⒈盐桥 ⑴使整个装置构成通路,代替两溶液直接接触。 盐桥在此的作用是什么? 改进后的装置为什 ⑵平衡电荷。 么能够持续、稳定的产生电流? ⒉半电池 原电池由两个半电池组成,原电池把氧化反 应和还原反应分开在不同区域进行,负极区发生 氧化,正极区发生还原反应。在锌铜原电池 中,......中间用盐桥连接起来。 负极(锌片): Zn -2e- = Zn2+ (氧化反应) 2+ 正极(铜片): Cu + 2e = Cu (还原反应) 电池反应(总反应式):Zn + Cu2+ = Zn 2+ + Cu 电池符号: Zn ︱ ZnSO4‖ CuSO4 ︱ Cu 负极 盐桥 正极
高中化学人教版选修四 4-1 原电池 课件(37张)

负极
Zn-2e=Zn2+
铜锌原电池 正极
Cu2++2e- =Cu
阴离子
电解质 溶液
盐桥
阳离子
内电路
2019/2/15
原电池
原电池的组成——两个半电池
盐桥
锌 半 电 池
铜 半 电 池
利用同样的原理,可以把其它氧化还原反应设计成 各种原电池。
2019/2/15
原电池
1、Cu、Fe作两极,稀硫酸作电解质溶液的原电池中: 负 极 ①Cu作____ 正 极, ②Fe作____ 电极反应式是:负极____________ Fe-2e-=Fe2+ 2H++2e-=H2↑ 正极_____________ Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑ 总反应式是___________________________ 如将稀硫酸改为浓硝酸则: 负 极, ②Fe作____ 正 极 ①Cu作____ Cu-2e-=Cu2+ 电极反应式是:负极____________ 2NO3-+4H++2e-==2NO2 ↑ +2H2O 正极_____________________ Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2 ↑ +2H2O 总反应式是_______________________________
2019/2/15
原电池
请写出图片中原电池的电极反应式和 电池反应方程式。
负极: (锌片)
Zn - 2e- = Zn2+
氧化反应
(铜片) 2H+ + 2e- = H2↑ 正极:
还原反应
稀H2SO4
人教版化学选修4化学反应与原理章节知识整理——第四章 电化学基础4.1-4.2原电池 化学电源

人教版化学选修4化学反应与原理章节知识整理——第四章电化学基础4.1-4.2原电池化学电源原电池及其工作原理1.概念和反应本质原电池是把化学能转化为电能的装置,其反应本质是氧化还原反应。
2.构成条件(1)一看反应:看是否有能自发进行的氧化还原反应发生(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)。
(2)二看两电极:一般是活泼性不同的两电极。
(3)三看是否形成闭合回路,形成闭合回路需三个条件:①电解质溶液;②两电极直接或间接接触;③两电极插入电解质溶液中。
3.工作原理(以铜—锌原电池为例)负极正极续表易错警示原电池工作原理中四个常见失分点的规避(1)只有放热的氧化还原反应才能设计成原电池,将化学能转化为电能。
(2)电解质溶液中阴、阳离子的定向移动,与导线中电子的定向移动共同组成了一个完整的闭合回路。
(3)无论在原电池还是在电解池中,电子均不能通过电解质溶液,溶液中的离子不能通过盐桥。
(4)原电池的负极失去电子的总数等于正极得到电子的总数。
原电池正负极的判断方法说明:(1)活泼性强的金属不一定作负极,但在负极的电极上一定发生氧化反应。
(2)溶液中的离子不能通过盐桥。
(3)负极本身不一定参加反应,如燃料电池中,作为负极的材料不参加反应,只起到了导电的作用。
原电池原理的四大应用1.比较金属活泼性强弱两种金属分别作原电池的两极时,一般作负极的金属比作正极的金属活泼。
2.加快氧化还原反应的速率一个自发进行的氧化还原反应,设计成原电池时反应速率加快。
例如,在Zn与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液能使产生H2的反应速率加快。
3.设计制作化学电源(1)必须是能自发进行且放热的氧化还原反应。
(2)正、负极材料的选择:根据氧化还原关系找出正、负极材料,一般选择活泼性较强的金属作为负极;活泼性较弱的金属或可导电的非金属(如石墨等)作为正极。
(3)电解质溶液的选择:电解质溶液一般要能够与负极发生反应,或者电解质溶液中溶解的其他物质能与负极发生反应(如溶解于溶液中的空气)。
高中化学第四章电化学基础4-1原电池教案

总反应:正极反应+负极反应
四、原电池中的几个判断
1.正极负极的判断:(一般规律)
正极:活泼的一极负极:不活泼的一极
2.电流方向与电子流向的判断
电流方向:正→负电子流向:负→正
电解质溶液中离子运动方向的判断
阳离子:向正极区移动阴离子:向负极区移动
教学回顾:
本课例是典型的师导生学的教学模式,学生能很好地掌握知识点。但本课内容与生活联系很多,可以在对培养学生观察能力,动手能力,发现问题方面都有很好的资源连接,例如音乐卡片、废旧干电池、电动玩具、手机、电子手表、照相机、电动车、汽车等等。
【讲解】:我们知道电流的方向和电子运动的方向正好相反,所以电流的方向是从铜到锌,在电学上我们知道电流是从正极流向负极的,所以,锌铜原电池中,正负极分别是什么?
【学生】:负极(Zn)正极(Cu)
【实验】:我们用干电池验证一下我们分析的正负极是否正确!
【讲解】:我们一般用离子反应方程式表示原电池正负极的工作原理,又叫电极方程式或电极反应。一般先写负极,所以可表示为:
电解质溶液中离子运动方向的判断
阳离子:向正极区移动阴离子:向负极区移动
板书设计:
第一节原电池
一、原电池实验探究
二、原电池的构成条件
1、活泼性不同的两电极
2、电解质溶液
3、形成闭合回路(导线连接或直接接触且电极插入电解质溶液
4、自发的氧化还原反应(本质条件)
三、原电池的工作原理:
正极反应:得到电子(还原反应)
【转折】:可以看出一个完整的原电池包括正负两个电极和电解质溶液,及导线。那么铜锌原电池中的正负极和硫酸电解质能否换成其他的物质呢?
【学生】:当然能,生活中有形形色色的电池。
【化学】4-1原电池ppt课件

电极本身溶解的为负极,电极上有金属或气体析出的为正极
1.判别以下图安装,哪些能构成原电池〔 〕 A E F
Fe
Cu
N a C l溶 液
(F)
2.发生原电池C的反D 响通常是放热反响,在实际上可设计成原电池的化学
反响是〔
〕
A、C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H>0
B、NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) △H<0
小结: 将原电池反响中的氧化反 应与复原反响分开在两个不同 区域内进展,再以适当的方式 衔接起来,从而获得了稳定持 续的电流。
一、双液原电池的任务原理
[实验一]按以下图进展实验,留意察看景
象.
G
[实验景象]
盐桥
①电流计指针偏转,并指示电子是
Zn
Cu
由锌片流向铜片;〔向正极偏转〕
②锌片溶解,质量减少;
[小结] 二、原电池的原理及构成条件
1、原电池的定义:化学能转变为电能的安装。
2、构成原电池的条件:两极-液-连线 〔1〕有两种活动性不同的金属〔或金属与非金属〕作电极。 〔2〕电极资料均插入电解质溶液中。 〔3〕两极相连构成闭合电路。 〔4〕氧化复原反响〔前提条件〕 3、原电池的电极: ①资料种类:金属—金属〔活泼性不同〕; 金属—非金属;金属—金属氧化物等。 ②负极:复原剂发生氧化反响的一极; 正极:氧化剂发生复原反响的一极; ③正、负极的判别方法: 电流计指针的偏转方向: 电子流出或电流流入的一极为负极, 电子流入或电流流出的一极为正极
使Zn盐和Cu盐溶液不断坚持电荷平衡,组成内部 闭合回路,从而使电子不断从Zn极流向Cu极。
6、电解质溶液和电极资料的选择
人教版高中化学选修四4-1原电池(课件)(共47张ppt)

H2SO4溶液
H2SO4溶液
H2SO4溶液
条件二 溶液的性质
Zn G Cu Zn G Cu
乙
醇
C
H2SO4溶液
铜锌原电池
结论二
两个电极插入电解质溶液中。
条件三
Zn
线路的连接
Cu Zn G Cu
稀硫酸
D
稀硫酸
H2SO4溶液
铜锌原电池
结论三 两个电极用导线相连构成闭合回路。
交流研讨
原电池的正负极判断
原电池的雏形
理论解释 :生物Volta,A.1745-1827)
1800年建立伏打电堆模型。
伏打电池是 实用电池的开端。
普通干电池
手机电池
钮扣电池
笔记本电脑 专用电池
摄像机 专用电池
“神六”用 太阳能电池
交流研讨
一、实验探究:原电池工作原理
交流研讨
• 1.为什么装置中的铜片上会有气泡出现呢?该现象和 铜片与稀硫酸不反应的结论相矛盾吗? • 2.铜片上的电子从哪来? • 3.锌片的质量有无变化?溶液中c(H+)如何变化? • 4.写出锌片和铜片上变化的离子方程式。 • 5.电流表中指针发生偏转说明有电流通过,这又证明 了什么呢? • 6. 根据物理知识,判断上述原电池的正负极。
-
2+
FeCl3溶液
A
Mg
Al
稀硫酸溶液 NaOH溶液
学以致用
3.下列说法中正确的是(D ) 化学能转化为电能 的装 置 A.原电池是把 电能转化为化学能 B.原电池中电子流出的一极是负极 正极 ,
发生氧化反应 均发生 C.原电池两极 分别发生 氧化反应 和还原反应
D.原电池中的阳离子向正极移动
大化4-1

步骤
MnO4与SO32在酸性介质中的反应
(1)写出未配平的离子反应方程式 (2)将反应分解为两个半反应方程式
MnO4 → Mn2+ SO32 → SO42
MnO4 + SO32 → Mn2+ + SO42
步骤
(3)分别配平两个半反应方程式
①使半反应式两边相同元素的原子数相等
MnO4 + 8H+ → Mn2+ + 4H2O
规则
OF2 O F +2 -1 Na2O2 Na O +1 -1
1. 氧化数
规则
(4) 中性分子中,各元素原子的氧 化数的代数和为零。
如 P2O5 P O 氧化数 x -2 2x+5×(-2)=0 x=+5 Fe3O4 Fe O 氧化数 x -2 3x+4×(-2)=0 x=+8/3
如
1. 氧化数
第四章 氧化还原与电化学
• • • • 4.1 4.2 4.3 4.4 氧化还原反应 原电池和电极电势 电极电势的应用 金属的腐蚀与防护
酸碱中和反应 反应物之间没有e转移 复分解反应 化学反应 反应物之间有e转移 化学能与电 能的转换 电化学 原电池: 化学能→电能 △rGm<0,自发 电解池: 电能→化学能 △rGm>0,非自发 沉淀反应 氧化还原反应
第四章 氧化还原与电化学
• • • • 4.1 4.2 4.3 4.4 氧化还原反应 原电池和电极电势 电极电势的应用 金属的腐蚀与防护
4.1.1 氧化数
• 定义:元素的氧化数是元素的一个原子的形式 荷电数, 这个荷电数可由假设把每个键中的电 子指定给电负性较大的原子而求得。 • 电负性是指分子中元素原子吸引电子的能力 • 元素原子吸引电子能力越大,其电负性越大 • 元素原子吸引电子能力越小,其电负性越小 如 H : Cl 电负性 H < Cl 电子靠近Cl一边
高中化学第四章电化学基础第一节原电池课件新人教版选修4

(3)形成 □03 闭合 回路(外电路用导线相连或两电极互相接触并将两电
极插入电解质溶液中或使用盐桥)。
(4)能自发地发生 □04 氧化还原反应。
2.原电池工作原理(以锌铜原电池为例)
电子流向
流出
流入
反应类型
□12 氧化 反应
答案 (1)Cu2++2e-===Cu (2)甲 (3)Zn+Cu2+===Zn2++Cu
答案
解析 该装置是带盐桥的原电池装置,Zn+Cu2+===Zn2++Cu,正极 反应为 Cu2++2e-===Cu,由于甲烧杯中锌离子过剩,所以氯离子进入甲烧 杯中保持电中性。
解析
6.某化学兴趣小组的同学设计了如图所示的装置,完成下列问题:
答案 (1)①Zn+2H+===Zn2++H2↑ ②正 氧化 ③Zn-2e- ===Zn2+ 2H++2e-===H2↑ (2)6.5
答案
解析 (1)①a 和 b 不连接时,该装置不构成原电池,锌和氢离子发生 置换反应,离子方程式为 Zn+2H+===Zn2++H2↑;②a 和 b 用导线连接, 该装置构成原电池,铜作正极,正极上发生还原反应;锌作负极发生氧化 反应;③a 和 b 用导线连接,该装置构成原电池,铜作正极,发生还原反 应,电极反应式为 2H++2e-===H2↑;锌作负极发生氧化反应,电极反应 式为 Zn-2e-===Zn2+。 (2)锌片减少的质量=0.22mol×65 g·mol-1=6.5 g。
解析
规律方法 原电池工作原理考查角度
原电池工作原理主要考查:(1)正负极的判断;(2)电子移动方向;(3)离子 移动方向;(4)反应类型及电极反应式书写和现象判断。
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第四章· 第一节· 课时作业
第26页
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二合一
C.在后者装置中,金属 A 发生还原反应,金属 B 发 生氧化反应 D.在后者装置中,金属 B 的表面上有明显气泡产生, 金属 A 表面无明显现象
答案:A
第四章· 第一节· 课时作业
第27页
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+ -
总 反 应 : Zn + Cu2 CuSO4===ZnSO4+Cu
+
===Zn2
+
+ Cu 或 Zn +
第四章· 第一节· 课时作业
第9页
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二合一
(2)原电池形成的条件 ①两个活泼性不同的电极:其中一个相对活泼,另一 个相对较不活泼,二者直接或间接地连在一起,插入电解 质溶液中; ②电解质溶液; ③形成闭合回路; ④能自发地发生氧化还原反应。
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基础训练 课前预习
第四章· 第一节· 课时作业
第4页
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1.电化学 (1)电化学 研究化学能与电能相互转换的装置、过程和效率的科 学,叫做电化学。 (2)电化学反应过程的分类 根据反应产物与电流的关系,电化学反应过程(及其装 置)可以分为两类:
第四章· 第一节· 课时作业
第10页
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(3)原电池电极及电极反应特点 ① 负 极为电子流出极,相对活泼,通常是活动性 较强 的金属或某些还原剂,电极被氧化,发生氧化反应。 ②正 极为电子流入极,相对不活泼,通常是活动性较
弱 的金属或非金属导体,一般是电解质溶液中的氧化性
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第四章
电化学基础
第四章
电化学基础
第1页
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第一节
原电池
第四章
电化学基础
第2页
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课时作业 原电池
课 前 预 习
课 堂 练 习
课 后 作 业
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第四章· 第一节· 课时作业
基础训练 课后作业(点击进入)
作业时限:45分钟 作业满分:100分
第四章· 第一节· 课时作业
第35页
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二合一
解析:依据构成原电池的四个必要条件分析:A 中两 电极相同;C 中没有构成闭合回路;D 中酒精是非电解质。 唯有 B 符合条件
答案:B
第四章· 第一节· 课时作业
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2. 在盛有稀 H2SO4 的烧杯中放入导线连接的锌片和铜 片,下列叙述正确的是( )
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第32页
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二合一
解析:(1)由电池反应式 2Ag (aq)+Cu(s)===Cu2 (aq) +2Ag(s)可知,电极材料 X 应为 Cu,电解质 Y 为 AgNO3; (2)银电极为正极,发生的电极反应为:Ag+ (aq)+e- ===Ag(s);X 电极上发生电极反应为:Cu(s)-2e-===Cu2+ (aq); (3)外电路上电子是从 Cu 电极(负极)流向 Ag 电极(正 极)。
第四章· 第一节· 课时作业
第5页
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①产生电流的反应 发生在 化学电池 中,是自发的,向外输送能量。 ②借助电流而发生的反应 发生在 电解池 中,是由外界输入的能量推动的。
第四章· 第一节· 课时作业
第6页
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二合一
+
+
答案:C、D
第四章· 第一节· 课时作业
第25页
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7.将金属 A 和金属 B 分别放入稀 H2SO4 中均有氢气 生成。 若将金属 A 和金属 B 相连后投入稀 H2SO4 中发现 A 被腐蚀,B 未被腐蚀。下列叙述中,正确的是( A.金属活动性:A>B B.金属活动性:B>A )
第四章· 第一节· 课时作业
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基础训练 课堂练习
第四章· 第一节· 课时作业
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1.如下图所示的装置能够组成原电池产生电流的是 ( )
第四章· 第一节· 课时作业
第15页
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强的离子被还原或电极上附着物本身被还原发生还原反 应。
第四章· 第一节· 课时作业
第11页
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(4)电池中电荷移动方向 原电池是一个闭合的电路,其中的电荷流动,从电路 的构成方面来说,有外电路上电荷的流动和内电路上电荷 的流动;从电荷的类型方面来说,有电子的流动和阴、阳 离子的流动,其中的具体情况见下图。
第四章· 第一节· 课时作业
第24页
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解析:由 2Fe3 +Fe===3Fe2 得出负极反应式为 Fe- 2e-===Fe2+,正极反应式为 2Fe3++2e-===2Fe2+,可得出 负极材料为 Fe,正极材料的金属性比铁弱,电解质中必须 有 Fe3+。
第四章· 第一节· 课时作业
第19页
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解析:构成原电池两极的可以是不同的金属,也可以 是能导电的非金属(如石墨); 原电池工作时, 电流从正极流 向负极;正极上发生还原反应。
答案:B
第四章· 第一节· 课时作业
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2 没有参与反应的 SO4 离子浓度不会逐渐增大。
-
答案:D
第四章· 第一节· 课时作业
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3.下列关于原电池的叙述中,正确的是(
)
A.构成原电池的正极和负极必须是两种不同的金属 B.原电池是将化学能转变为电能的装置 C.在原电池中,电子流出的一极是负极,该电极被还 原 D.原电池放电时,电流的方向是从负极到正极
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9.依据氧化还原反应:2Ag (aq)+Cu(s)===Cu2 (aq) +2Ag(s)设计的原电池如下图所示。
+
+
第四章· 第一节· 课时作业
第31页
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请回答下列问题: (1)电极 X 的材料是__________;电解质溶液 Y 是 __________; (2)银电极为原电池的__________极,发生的电极反应 为__________;X 电极上发生的电极反应为__________; (3) 外 电 路 中 的 电 子 是 从 ____________ 电 极 流 向 __________电极。
第四章· 第一节· 课时作业
第29页
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答案:(1)铝 6Ag+3S2-
2Al-6e =2Al3
-
+
银
3Ag2S+6e =
-
(2)溶液中 Al3+向正极移动,S2-向负极移动,发生相互 促进的水解反应,生成有臭鸡蛋气味的 H2S。 (3)2Al+3Ag2S+6H2O=6Ag+2Al(OH)3+3H2S
A.正极附近的 SO2-离子浓度逐渐增大 4 B.电子通过导线由铜片流向锌片 C.正极有 O2 逸出 D.铜片上有 H2 逸出
第四章· 第一节· 课时作业
第17页
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解析:本题符合铜锌原电池的形成条件,原电池工作 时,电子由负极(锌)经外电路(导线)流向正极(铜)。负极锌 片: Zn-2e-===Zn2+;正极铜片:2H++2e-===H2↑,总 反应为:Zn+2H+===Zn2++H2↑,原电池中没有产生 O2。
+
+
第四章· 第一节· 课时作业
第33页
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二合一
答案:(1)Cu
AgNO3
(2)正
Ag (aq)+e ===Ag(s)
+
-
Cu(s)-2e-===Cu2+(aq)
(3)Cu
Ag
第四章· 第一节· 课时作业
第34页
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第四章· 第一节· 课时作业
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(2)反应过程中产生臭鸡蛋气味的气体(H2S)的原因是 什么? ______________________________________________ _____________________________________________。 (3)原电池总反应方程式是__________________。