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(廣東專用)2015高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 考前三個(gè)月 第一部分 專題3 化學(xué)基本理論7

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(廣東專用)2015高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 考前三個(gè)月 第一部分 專題3 化學(xué)基本理論7

學(xué)案7 電化學(xué)基礎(chǔ) 最新考綱展示 1.了解原電池和電解池的工作原理,能寫(xiě)出電極反應(yīng)式和電池反應(yīng)方程式。2.了解常見(jiàn)化學(xué)電源的種類及其工作原理。3.理解金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因、金屬腐蝕的危害、防止金屬腐蝕的措施。 基礎(chǔ)回扣 1.按如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),并回答下列問(wèn)題。 (1)判斷裝置的名稱:A池為_(kāi)_______,B池為_(kāi)_______。 (2)鋅極為_(kāi)___極,Cu2+在溶液中向________(填“Zn”或“Cu”)極運(yùn)動(dòng)。 (3)電極反應(yīng)式 正極________________________________________________________________________, 負(fù)極________________________________________________________________________。 (4)若溶液X為滴有酚酞的KCl溶液 ①石墨棒C1的電極反應(yīng)式為_(kāi)_____________________,石墨棒C2附近發(fā)生的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為_(kāi)_________________________,溶液中的K+向__________(填“C1”或“C2”)電極移動(dòng); ②當(dāng)C2極析出224 mL 氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況時(shí)),鋅的質(zhì)量變化________(填“增加”或“減少”)________g,此時(shí)B中的溶液的體積為200 mL,則pH為_(kāi)_______。 (5)若溶液X為CuSO4溶液(足量) ①B池中總反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_____________________________________________; ②反應(yīng)一段時(shí)間后,A池中Cu電極增重3.2 g,要使B池溶液恢復(fù)到起始狀態(tài),向溶液中加入適量的________,其質(zhì)量為_(kāi)_______g。 答案 (1)原電池 電解池 (2)負(fù) Cu (3)Cu2++2e-===Cu Zn-2e-===Zn2+ (4)①2Cl--2e-===Cl2↑ 產(chǎn)生無(wú)色氣泡,溶液變紅 C2?、跍p少 0.65 13 (5)①2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+ ②CuO 4(或CuCO3 6.2) 2.如圖所示水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘,放置數(shù)天后觀察: (1)鐵釘在逐漸生銹,則鐵釘?shù)母g屬于____(填“化學(xué)”或“電化學(xué)”)腐蝕。 (2)若試管內(nèi)液面上升,則原溶液呈__________性,發(fā)生__________腐蝕,正極反應(yīng)式為_(kāi)_______________________________________________________________________。 (3)若試管內(nèi)液面下降,則原溶液呈____性,發(fā)生__________腐蝕,正極反應(yīng)式為_(kāi)_______________________。 答案 (1)電化學(xué) (2)弱酸或中 吸氧 O2+2H2O+4e-===4OH- (3)較強(qiáng)的酸 析氫 2H++2e-===H2↑ 3.正誤判斷,正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×” (1)電解質(zhì)溶液導(dǎo)電是化學(xué)變化,金屬導(dǎo)電是物理變化(  ) (2)電解法精煉銅時(shí),用純銅作陽(yáng)極(  ) (3)在鍍件上鍍銅時(shí),電鍍液中c(Cu2+)幾乎不變(  ) (4)電解法精煉銅時(shí),電解質(zhì)溶液中各離子濃度基本不變(  ) (5)金屬作原電池的負(fù)極時(shí)被保護(hù)(  ) (6)生活、生產(chǎn)中鋼鐵被腐蝕的原理主要是負(fù)極發(fā)生反應(yīng):Fe-3e-===Fe3+(  ) (7)電解飽和食鹽水時(shí),電子的流向由負(fù)極→外電路→陰極→食鹽水溶液→陽(yáng)極→正極(  ) (8)在濃硝酸中插入用導(dǎo)線連接的鋁板和銅板,鋁板為負(fù)極(  ) (9)電鍍時(shí)只能用鍍層金屬作陽(yáng)極(  ) (10)工業(yè)上可用電解MgCl2、AlCl3溶液的方法制取Mg和Al(  ) 答案 (1)√ (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)× (7)× (8)× (9)× (10)× 題型1 電化學(xué)原理的核心——電極判斷與方程式的書(shū)寫(xiě) 1.(2014·廣東理綜,11)某同學(xué)組裝了如圖所示的電化學(xué)裝置,電極Ⅰ為Al,其他均為Cu,則(  ) A.電流方向:電極Ⅳ→A→電極Ⅰ B.電極Ⅰ發(fā)生還原反應(yīng) C.電極Ⅱ逐漸溶解 D.電極Ⅲ的電極反應(yīng):Cu2++2e-===Cu 答案 A 解析 當(dāng)多個(gè)池串聯(lián)時(shí),兩電極材料活潑性相差大的作原電池,其他池作電解池,由此可知圖示中左邊兩池組成原電池,右邊組成電解池。A項(xiàng),電子移動(dòng)方向:電極Ⅰ→A→電極Ⅳ,電流方向與電子移動(dòng)方向相反,正確;B項(xiàng),原電池負(fù)極在工作中失電子,被氧化,發(fā)生氧化反應(yīng),錯(cuò)誤;C項(xiàng),原電池正極為得電子一極,銅離子在電極Ⅱ上得電子,生成銅單質(zhì),該電極質(zhì)量逐漸增大,錯(cuò)誤;D項(xiàng),電解池中陽(yáng)極為非惰性電極時(shí),電極本身失電子,形成離子進(jìn)入溶液中,因?yàn)殡姌OⅡ?yàn)檎龢O,因此電極Ⅲ為電解池的陽(yáng)極,其電極反應(yīng)式為Cu-2e-===Cu2+,錯(cuò)誤。 2.(2014·浙江理綜,11)鎳氫電池(NiMH)目前已經(jīng)成為混合動(dòng)力汽車(chē)的一種主要電池類型。NiMH中的M表示儲(chǔ)氫金屬或合金。該電池在充電過(guò)程中的總反應(yīng)方程式是:Ni(OH)2+M===NiOOH+MH 已知:6NiOOH+NH3+H2O+OH-===6Ni(OH)2+NO 下列說(shuō)法正確的是(  ) A.NiMH電池放電過(guò)程中,正極的電極反應(yīng)式為NiOOH+H2O+e-===Ni(OH)2+OH- B.充電過(guò)程中OH-離子從陽(yáng)極向陰極遷移 C.充電過(guò)程中陰極的電極反應(yīng)式:H2O+M+e-===MH+OH-,H2O中的H被M還原 D.NiMH電池中可以用KOH溶液、氨水等作為電解質(zhì)溶液 答案 A 解析 A項(xiàng),放電過(guò)程中,NiOOH得電子,化合價(jià)降低,發(fā)生還原反應(yīng),該項(xiàng)正確;B項(xiàng),充電過(guò)程中發(fā)生電解池反應(yīng),OH-從陰極向陽(yáng)極遷移,該項(xiàng)錯(cuò)誤;C項(xiàng),充電過(guò)程中,陰極M得到電子,M被還原,H2O中的H化合價(jià)沒(méi)有發(fā)生變化,該項(xiàng)錯(cuò)誤;D項(xiàng),NiMH在KOH溶液、氨水中會(huì)發(fā)生氧化還原反應(yīng),該項(xiàng)錯(cuò)誤。 3.[2014·四川理綜,11(4)]MnO2可作超級(jí)電容器材料。用惰性電極電解MnSO4溶液可制得MnO2,其陽(yáng)極的電極反應(yīng)式是______________________________________________。 答案 Mn2++2H2O-2e-===MnO2+4H+ 解析 用惰性電極電解MnSO4溶液制取MnO2時(shí),在陽(yáng)極上Mn2+失電子后生成MnO2,根據(jù)電荷守恒和原子守恒可得電極反應(yīng)式Mn2++2H2O-2e-===MnO2+4H+。 4.[2014·江蘇,20(1)]將燒堿吸收H2S后的溶液加入如圖所示的電解池的陽(yáng)極區(qū)進(jìn)行電解。電解過(guò)程中陽(yáng)極區(qū)發(fā)生如下反應(yīng): S2--2e-===S (n-1)S+S2-===S ①寫(xiě)出電解時(shí)陰極的電極反應(yīng)式: ________________________________________________________________________; ②電解后陽(yáng)極區(qū)的溶液用稀硫酸酸化得到硫單質(zhì),其離子方程式可寫(xiě)成 ________________________________________________________________________。 答案?、?H2O+2e-===H2↑+2OH- ②S+2H+===(n-1)S↓+H2S↑ 解析?、僭陉帢O電解質(zhì)溶液是NaOH,同時(shí)圖示顯示產(chǎn)生了H2,因此陰極發(fā)生的電極反應(yīng)為2H2O+2e-===H2↑+2OH-;②加入H2SO4后,H+與S反應(yīng)生成S和H2S。 1.原電池電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě) (1)一般電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě) (2)復(fù)雜電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě) 復(fù)雜的電極反應(yīng)式=總反應(yīng)式-較簡(jiǎn)單一極的電極反應(yīng)式 如CH4堿性燃料電池負(fù)極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě): CH4+2O2+2OH-===CO+3H2O……總反應(yīng)式 2O2+4H2O+8e-===8OH-……正極反應(yīng)式 CH4+10OH--8e-===7H2O+CO……負(fù)極反應(yīng)式 2.電解池電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)步驟 (一)原電池中電極的判斷及反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě) 1.小明同學(xué)在查閱資料時(shí)發(fā)現(xiàn)了一種電池結(jié)構(gòu)如圖所示,當(dāng)光照在表面涂有氯化銀的銀片上時(shí):AgCl(s)Ag(s)+Cl(AgCl)[Cl(AgCl)表示生成的氯原子吸附在氯化銀表面],接著Cl(AgCl)+e-―→Cl-(aq),若將光源移除,電池會(huì)立即恢復(fù)至初始狀態(tài)。下列說(shuō)法中不正確的是(雙選)(  ) A.Ag電極是電池的負(fù)極 B.光照時(shí),Pt電極發(fā)生的反應(yīng)為Cu+-e-===Cu2+ C.光照時(shí),Cl-向Ag電極移動(dòng) D.光照時(shí),電池總反應(yīng)為AgCl(s)+Cu+(aq)Ag(s)+Cu2+(aq)+Cl-(aq) 答案 AC 解析 光照時(shí)AgCl得電子最終生成Ag和Cl-,所以Ag電極是正極;Pt電極為負(fù)極發(fā)生失電子的反應(yīng),依據(jù)還原性強(qiáng)弱可知Cu+-e-===Cu2+,兩式相加可知D選項(xiàng)正確;由陰離子由負(fù)極移動(dòng)可知C選項(xiàng)錯(cuò)誤。 2.固體氧化燃料電池(SOFC)的工作原理如圖所示,已知電池中電解質(zhì)為熔融固體氧化物,O2-可以在其中自由移動(dòng)。下列有關(guān)說(shuō)法合理的是(  ) A.電極b為電池負(fù)極,電極反應(yīng)式為O2+4e-===2O2- B.固體氧化物的作用是讓電子在電池內(nèi)通過(guò) C.若H2作為燃料氣,接觸面上發(fā)生的反應(yīng)為H2+OH--2e-===H++H2O D.若C2H4作為燃料氣,接觸面上發(fā)生的反應(yīng)為C2H4+6O2--12e-===2CO2+2H2O 答案 D 解析 負(fù)極應(yīng)該發(fā)生氧化反應(yīng),b極應(yīng)為電池正極,A錯(cuò);電子在外電路中通過(guò),O2-通過(guò)固體氧化物定向移動(dòng),B錯(cuò);燃料在接觸面上與O2-反應(yīng),失去電子,C錯(cuò)、D正確。 3.(2014·德州模擬)如圖是某同學(xué)設(shè)計(jì)的一個(gè)簡(jiǎn)易的原電池裝置,回答下列問(wèn)題。 (1) 若a為鎂、b為CuCl2,則正極材料為_(kāi)_______________,負(fù)極上的電極反應(yīng)式為_(kāi)_________。 (2)若a為鎂、b為NaOH,則Mg極上發(fā)生________(填“氧化”或“還原”)反應(yīng),負(fù)極上的電極反應(yīng)式為_(kāi)_____________。 (3)若a為銅、b為濃硝酸,則電流的方向?yàn)開(kāi)_________,正極上的電極反應(yīng)式為_(kāi)_____________。 (4)上述事實(shí)表明,確定原電池中電極的類型時(shí),不僅要考慮電極材料本身的性質(zhì),還要考慮________________。 答案 (1)Al Mg-2e-===Mg2+ (2)還原 Al-3e-+4OH-===AlO+2H2O (3)鋁―→銅 2H++NO+e-===H2O+NO2↑ (4)電解質(zhì)的性質(zhì) 解析 (1)鎂、鋁均能與CuCl2溶液反應(yīng),但鎂比鋁活潑,故鎂失去電子作負(fù)極。(2)鋁能與NaOH溶液反應(yīng)而鎂不能,鋁作負(fù)極失去電子變成AlO,電極反應(yīng)式為Al-3e-+4OH-===AlO+2H2O。(3)常溫下鋁在濃硝酸中發(fā)生鈍化,故銅失去電子作負(fù)極,正極上是NO得到電子生成NO2。 (二)組合裝置中電極判斷與反應(yīng)式書(shū)寫(xiě) 4.如圖所示裝置中,a、b都是惰性電極,通電一段時(shí)間后(電解液足量),a極附近溶液顯紅色。下列說(shuō)法正確的是(  ) A.a(chǎn)是負(fù)極,b是正極 B.CuSO4溶液的pH逐漸減小 C.銅電極上的反應(yīng)式為Cu-2e-===Cu2+ D.向NaCl溶液中加入一定量的鹽酸,能使溶液與原來(lái)溶液完全一樣 答案 C 解析 a、b都是惰性電極,通電一段時(shí)間后,a極附近溶液顯紅色可知a是電解池的陰極,b是電解池的陽(yáng)極,所以X為電源的負(fù)極,Y為電源的正極;電解CuSO4溶液,陽(yáng)極是Cu棒,不是惰性電極,所以Cu失電子生成Cu2+進(jìn)入溶液中,該電解池實(shí)質(zhì)上是電鍍池,所以CuSO4溶液的pH幾乎不變;恢復(fù)溶液時(shí)的原則:失去什么加什么,所以向NaCl溶液中應(yīng)該通入一定量的HCl氣體。 5.某興趣小組設(shè)計(jì)如下微型實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)時(shí),先斷開(kāi)K2,閉合K1,兩極均有氣泡產(chǎn)生;一段時(shí)間后,斷開(kāi)K1,閉合K2,發(fā)現(xiàn)電流表A指針偏轉(zhuǎn)。 下列有關(guān)描述正確的是(  ) A.?dāng)嚅_(kāi)K2,閉合K1時(shí),總反應(yīng)的離子方程式為 2H++2Cl-Cl2↑+H2↑ B.?dāng)嚅_(kāi)K2,閉合K1時(shí),石墨電極附近溶液變紅 C.?dāng)嚅_(kāi)K1,閉合K2時(shí),銅電極上的電極反應(yīng)式為Cl2+2e-===2Cl- D.?dāng)嚅_(kāi)K1,閉合K2時(shí),石墨電極作正極 答案 D 解析 解答本題時(shí)應(yīng)特別注意,金屬Cu在電解池和原電池中作何種電極。當(dāng)斷開(kāi)K2,閉合K1時(shí)為電解池,由于兩極都有氣泡冒出,故相當(dāng)于惰性電極電解飽和食鹽水,故銅作陰極而石墨作陽(yáng)極,陽(yáng)極反應(yīng)為2Cl--2e-===Cl2↑,電解池總反應(yīng)的離子方程式為2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-,A、B均錯(cuò);當(dāng)斷開(kāi)K1,閉合K2時(shí)組成原電池,銅作負(fù)極而石墨作正極,銅電極的電極反應(yīng)式為Cu-2e-===Cu2+,故C錯(cuò)而D正確。 6.在下列裝置中,MSO4和NSO4是兩種常見(jiàn)金屬的易溶鹽。當(dāng)K閉合時(shí),SO從右到左通過(guò)交換膜移向M極,下列分析正確的是(  ) A.溶液中c(M2+)減小 B.N的電極反應(yīng)式:N===N2++2e- C.X電極上有H2產(chǎn)生,發(fā)生還原反應(yīng) D.反應(yīng)過(guò)程中Y電極周?chē)砂咨z狀沉淀 答案 C 解析 當(dāng)K閉合時(shí),根據(jù)SO的移向,可判斷M極為負(fù)極,N極為正極,Y為陽(yáng)極,X為陰極,電極反應(yīng)式分別為負(fù)極:M-2e-===M2+,正極:N2++2e-===N;陽(yáng)極:2Cl--2e-===Cl2↑,陰極:2H++2e-===H2↑。在X極(陰極)附近發(fā)生Al3++3OH-===Al(OH)3↓,只有C項(xiàng)正確。 題型2 新型電源的工作原理 1.(2014·北京理綜,8)下列電池工作時(shí),O2在正極放電的是(  )          A.鋅錳電池    B.氫燃料電池         C.鉛蓄電池     D.鎳鎘電池 答案 B 解析 鋅錳電池中,正極反應(yīng):2MnO2+2H2O+2e-===2MnOOH+2OH-,MnO2在正極放電,A錯(cuò)誤;氫燃料電池中,正極反應(yīng)(酸性條件下):O2+4H++4e-===2H2O,O2在正極放電,B正確;鉛蓄電池中,正極反應(yīng):PbO2+4H++SO+2e-===PbSO4+2H2O,PbO2在正極放電,C錯(cuò)誤;鎳鎘電池中,正極反應(yīng):NiOOH+H2O+e-===Ni(OH)2+OH-,NiOOH在正極放電,D錯(cuò)誤。 2.(2014·天津理綜,6)已知:鋰離子電池的總反應(yīng)為L(zhǎng)ixC+Li1-xCoO2C+LiCoO2 鋰硫電池的總反應(yīng)為2Li+SLi2S 有關(guān)上述兩種電池說(shuō)法正確的是(  ) A.鋰離子電池放電時(shí),Li+向負(fù)極遷移 B.鋰硫電池充電時(shí),鋰電極發(fā)生還原反應(yīng) C.理論上兩種電池的比能量相同 D.下圖表示用鋰離子電池給鋰硫電池充電 答案 B 解析 鋰離子電池放電時(shí),為原電池,陽(yáng)離子Li+移向正極,A錯(cuò)誤;鋰硫電池充電時(shí),為電解池,鋰電極發(fā)生還原反應(yīng)生成Li,B正確;電池的比能量是指參與電極反應(yīng)的單位質(zhì)量的電極材料放出電能的多少,兩種電池材料不同,顯然其比能量不同,C錯(cuò)誤;由圖可知,鋰離子電池的電極材料為C和LiCoO2,應(yīng)為該電池放電完全所得產(chǎn)物,而鋰硫電池的電極材料為L(zhǎng)i和S,應(yīng)為該電池充電完全所得產(chǎn)物,故此時(shí)應(yīng)為鋰硫電池給鋰離子電池充電的過(guò)程,D錯(cuò)誤。 3.(2014·新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅱ,12)2013年3月我國(guó)科學(xué)家報(bào)道了如圖所示的水溶液鋰離子電池體系。下列敘述錯(cuò)誤的是(  ) A.a(chǎn)為電池的正極 B.電池充電反應(yīng)為L(zhǎng)iMn2O4===Li1-xMn2O4+xLi C.放電時(shí),a極鋰的化合價(jià)發(fā)生變化 D.放電時(shí),溶液中Li+從b向a遷移 答案 C 解析 圖示所給出的是原電池裝置。A項(xiàng),由圖示分析,金屬鋰易失電子,由原電池原理可知,含有鋰的一端為原電池的負(fù)極,即b為負(fù)極,a為正極,故正確;B項(xiàng),電池充電時(shí)為電解池,反應(yīng)式為原電池反應(yīng)的逆反應(yīng),故正確;C項(xiàng),放電時(shí),a極為原電池的正極,發(fā)生還原反應(yīng)的是錳元素,鋰元素的化合價(jià)沒(méi)有變化,故不正確;D項(xiàng),放電時(shí)為原電池,鋰離子應(yīng)向正極(a極)遷移,故正確。 1.(2014·豐臺(tái)一模)一種太陽(yáng)能電池的工作原理如下圖所示,電解質(zhì)為鐵氰化鉀K3[Fe(CN)6]和亞鐵氰化鉀K4[Fe(CN)6]的混合溶液,下列說(shuō)法不正確的是(  ) A.K+移向催化劑b B.催化劑a表面發(fā)生的化學(xué)反應(yīng):[Fe(CN)6]4--e-===[Fe(CN)6]3- C.Fe(CN)在催化劑b表面被氧化 D.該池溶液中的[Fe(CN)6]4-和[Fe(CN)6]3-濃度基本保持不變 答案 C 解析 根據(jù)電子的流向,左電極為負(fù)極,右電極為正極,K+移向正極,A項(xiàng)正確;負(fù)極反應(yīng)式為[Fe(CN)6]4--e-===[Fe(CN)6]3-,正極反應(yīng)式為[Fe(CN)6]3-+e-===[Fe(CN)6]4-,B、D項(xiàng)正確;[Fe(CN)6]3-在催化劑b表面被還原,C項(xiàng)錯(cuò)誤。 2.(2013·新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅱ,11)“ZEBRA”蓄電池的結(jié)構(gòu)如圖所示,電極材料多孔Ni/NiCl2和金屬鈉之間由鈉離子導(dǎo)體制作的陶瓷管相隔。下列關(guān)于該電池的敘述錯(cuò)誤的是(  ) A.電池反應(yīng)中有NaCl生成 B.電池的總反應(yīng)是金屬鈉還原三價(jià)鋁離子 C.正極反應(yīng)為NiCl2+2e-===Ni+2Cl- D.鈉離子通過(guò)鈉離子導(dǎo)體在兩電極間移動(dòng) 答案 B 解析 結(jié)合蓄電池裝置圖,利用原電池原理分析相關(guān)問(wèn)題。A項(xiàng),負(fù)極反應(yīng)為Na-e-===Na+,正極反應(yīng)為NiCl2+2e-===Ni+2Cl-,故電池反應(yīng)中有NaCl生成;B項(xiàng),電池的總反應(yīng)是金屬鈉還原二價(jià)鎳離子;C項(xiàng),正極上NiCl2發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)為NiCl2+2e-===Ni+2Cl-;D項(xiàng),鈉在負(fù)極失電子,被氧化生成Na+,Na+通過(guò)鈉離子導(dǎo)體在兩電極間移動(dòng)。 3.液體燃料電池相比于氣體燃料電池具有體積小等優(yōu)點(diǎn)。一種以液態(tài)肼(N2H4)為燃料的電池裝置如圖所示,該電池以空氣中的氧氣為氧化劑,以KOH溶液為電解質(zhì)溶液。下列關(guān)于該電池的敘述正確的是(  ) A.b極發(fā)生氧化反應(yīng) B.a(chǎn)極的反應(yīng)式為N2H4+4OH--4e-===N2↑+4H2O C.放電時(shí),電流從a極經(jīng)過(guò)負(fù)載流向b極 D.其中的離子交換膜需選用陽(yáng)離子交換膜 答案 B 解析 由圖知左側(cè)N2H4生成N2,發(fā)生氧化反應(yīng),則a為負(fù)極,右側(cè)空氣中的氧氣得電子,發(fā)生還原反應(yīng),則b為正極。負(fù)極消耗OH-,正極產(chǎn)生OH-,因而用OH-維持電荷守恒,起導(dǎo)電作用。 題型3 電解規(guī)律的不尋常應(yīng)用 1.(2014·海南,3)以石墨為電極,電解KI溶液(含有少量的酚酞和淀粉)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(  ) A.陰極附近溶液呈紅色 B.陰極逸出氣體 C.陽(yáng)極附近溶液呈藍(lán)色 D.溶液的pH變小 答案 D 解析 以石墨為電極,電解KI溶液,發(fā)生的反應(yīng)為2KI+2H2O2KOH+H2↑+I(xiàn)2(類似于電解飽和食鹽水),陰極產(chǎn)物是H2和KOH,陽(yáng)極產(chǎn)物是I2。由于溶液中含有少量的酚酞和淀粉,所以陽(yáng)極附近的溶液會(huì)變藍(lán)(淀粉遇碘變藍(lán)),陰極附近的溶液會(huì)變紅(溶液呈堿性),A、B、C正確;由于電解產(chǎn)物有KOH生成,所以溶液的pH逐漸增大,D錯(cuò)誤。 2.[2014·重慶理綜,11(4)]一定條件下,如圖所示裝置可實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的電化學(xué)儲(chǔ)氫(忽略其他有機(jī)物)。 ①導(dǎo)線中電子移動(dòng)方向?yàn)開(kāi)_______。(用A、D表示) ②生成目標(biāo)產(chǎn)物的電極反應(yīng)式為_(kāi)_______________________________________________。 ③該儲(chǔ)氫裝置的電流效率η=________。(η=生成目標(biāo)產(chǎn)物消耗的電子數(shù)/轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)×100%,計(jì)算結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后1位) 答案?、貯→D ②C6H6+6H++6e-===C6H12 ③64.3% 解析 由圖可知,苯轉(zhuǎn)化為環(huán)己烷的過(guò)程是加氫過(guò)程,發(fā)生還原反應(yīng),故為陰極反應(yīng),所以A為電源的負(fù)極,B為電源的正極。 ①電子從負(fù)極流向陰極,即A→D。 ②該裝置的目標(biāo)是從苯到環(huán)己烷實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)氫,電極反應(yīng)式為C6H6+6H++6e-===C6H12。 ③陽(yáng)極反應(yīng)式為2H2O-4e-===O2↑+4H+,生成2.8 mol氧氣,失去11.2 mol電子。電解過(guò)程中通過(guò)陰、陽(yáng)極的電子數(shù)目相等,即陰極得到電子也為11.2 mol。陰極除生成環(huán)己烷外,還生成H2:2H++2e-===H2↑,由題意可知,2n(H2)+6n(C6H12)=11.2 mol,[10 mol+n(H2)]×10%=10 mol×24%-n(C6H12);解得n(H2)=2 mol,n(C6H12)=1.2 mol,故生成1.2 mol C6H12時(shí)轉(zhuǎn)移電子1.2 mol×6=7.2 mol,電流效率η=×100%≈64.3%。 3.[2014·新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅰ,27(4)]H3PO2也可用電滲析法制備?!八氖译姖B析法”工作原理如圖所示(陽(yáng)膜和陰膜分別只允許陽(yáng)離子、陰離子通過(guò)): ①寫(xiě)出陽(yáng)極的電極反應(yīng)式______________________________________________________。 ②分析產(chǎn)品室可得到H3PO2的原因_______________________________________________ ________________________________________________________________________。 ③早期采用“三室電滲析法”制備H3PO2:將“四室電滲析法”中陽(yáng)極室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替。并撤去陽(yáng)極室與產(chǎn)品室之間的陽(yáng)膜,從而合并了陽(yáng)極室與產(chǎn)品室。其缺點(diǎn)是產(chǎn)品中混有____________雜質(zhì)。該雜質(zhì)產(chǎn)生的原因是 ________________________________________________________________________。 答案?、?H2O-4e-===O2↑+4H+ ②陽(yáng)極室的H+穿過(guò)陽(yáng)膜擴(kuò)散至產(chǎn)品室,原料室的H2PO穿過(guò)陰膜擴(kuò)散至產(chǎn)品室,二者反應(yīng)生成H3PO2 ③PO H2PO或H3PO2被氧化 解析 ①陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng),在反應(yīng)中OH-失去電子,電極反應(yīng)式為2H2O-4e-===O2↑+4H+。 ②H2O放電產(chǎn)生H+,H+進(jìn)入產(chǎn)品室,原料室的H2PO穿過(guò)陰膜擴(kuò)散至產(chǎn)品室,二者發(fā)生反應(yīng):H++H2POH3PO2。 ③如果撤去陽(yáng)膜,H2PO或H3PO2可能被氧化。 4.[2014·山東理綜,30(1)]離子液體是一種室溫熔融鹽,為非水體系。由有機(jī)陽(yáng)離子、Al2Cl和AlCl組成的離子液體作電解液時(shí),可在鋼制品上電鍍鋁。 鋼制品應(yīng)接電源的________極,已知電鍍過(guò)程中不產(chǎn)生其他離子且有機(jī)陽(yáng)離子不參與電極反應(yīng),陰極電極反應(yīng)式為_(kāi)_______________________________。若改用AlCl3水溶液作電解液,則陰極產(chǎn)物為_(kāi)_______。 答案 負(fù) 4Al2Cl+3e-===Al+7AlCl H2 解析 在鋼制品上電鍍鋁,故鋼制品應(yīng)作陰極,與電源的負(fù)極相連;因?yàn)殡婂冞^(guò)程中“不產(chǎn)生其他離子且有機(jī)陽(yáng)離子不參與電極反應(yīng)”,Al元素在熔融鹽中以Al2Cl和AlCl形式存在,則電鍍過(guò)程中負(fù)極上得到電子的反應(yīng)是4Al2Cl+3e-===Al+7AlCl;在水溶液中,得電子能力:H+>Al3+,故陰極上發(fā)生的反應(yīng)是2H++2e-===H2↑。 “六點(diǎn)”突破電解池 (1)分清陰、陽(yáng)極,與電池正極相連的為陽(yáng)極,與電源負(fù)極相連的為陰極,兩極的反應(yīng)為“陽(yáng)氧陰還”。 (2)剖析離子移向,陽(yáng)離子移向陰極,陰離子移向陽(yáng)極。 (3)注意放電順序。 (4)書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式,注意得失電子守恒。 (5)正確判斷產(chǎn)物 ①陽(yáng)極產(chǎn)物的判斷首先看電極,如果是活性電極作陽(yáng)極,則電極材料失電子,電極溶解(注意:鐵作陽(yáng)極溶解生成Fe2+,而不是Fe3+);如果是惰性電極,則需看溶液中陰離子的失電子能力,陰離子放電順序?yàn)镾2->I->Br->Cl->OH-(水)>含氧酸根>F-。 ②陰極產(chǎn)物的判斷直接根據(jù)陽(yáng)離子的放電順序進(jìn)行判斷:Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Fe2+>Zn2+>H+(水)>Al3+>Mg2+>Na+ (6)恢復(fù)原態(tài)措施 電解后有關(guān)電解質(zhì)溶液恢復(fù)原態(tài)的問(wèn)題應(yīng)該用質(zhì)量守恒法分析。一般是加入陽(yáng)極產(chǎn)物和陰極產(chǎn)物的化合物,但也有特殊情況,如用惰性電極電解CuSO4溶液,Cu2+完全放電之前,可加入CuO或CuCO3復(fù)原,而Cu2+完全放電之后,應(yīng)加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3復(fù)原。 (一)應(yīng)用電解原理制備物質(zhì) 1.下圖為EFC劍橋法用固體二氧化鈦(TiO2)生產(chǎn)海綿鈦的裝置示意圖,其原理是在較低的陰極電位下,TiO2(陰極)中的氧解離進(jìn)入熔鹽,陰極最后只剩下純鈦。下列說(shuō)法中正確的是(  ) A.陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為2Cl--2e-===Cl2↑ B.陰極的電極反應(yīng)式為T(mén)iO2+4e-===Ti+2O2- C.通電后,O2-、Cl-均向陰極移動(dòng) D.石墨電極的質(zhì)量不發(fā)生變化 答案 B 解析 電解質(zhì)中的陰離子O2-、Cl-向陽(yáng)極移動(dòng),由圖示可知陽(yáng)極生成O2、CO、CO2,所以電極反應(yīng)為2O2--4e-===O2↑,O2與石墨反應(yīng)生成CO、CO2,A、C、D錯(cuò)誤,只有B正確。 2.最近一些科學(xué)家研究采用高質(zhì)子導(dǎo)電性的SCY陶瓷(能傳遞H+)實(shí)驗(yàn)電解法合成氨,大大提高了氮?dú)夂蜌錃獾霓D(zhuǎn)化率??偡磻?yīng)式為N2+3H22NH3。 則在電解法合成氨的過(guò)程中,應(yīng)將H2不斷地通入______(填“陰”或“陽(yáng)”)極;向另一電極通入N2,該電極的反應(yīng)式為_(kāi)_______________。 答案 陽(yáng) N2+6H++6e-===2NH3 解析 合成氨反應(yīng)中H2被氧化,作陽(yáng)極;N2被還原,作陰極,注意SCY能傳遞H+,應(yīng)用H+調(diào)平電荷。 3.該小組同學(xué)模擬工業(yè)上用離子交換膜法制燒堿的方法,可以設(shè)想用如圖裝置電解硫酸鉀溶液來(lái)制取氫氣、氧氣、硫酸和氫氧化鉀。 (1)該電解槽的陽(yáng)極反應(yīng)為_(kāi)_____________。此時(shí)通過(guò)陰離子交換膜的離子數(shù)________(填“大于”、“小于”或“等于”)通過(guò)陽(yáng)離子交換膜的離子數(shù)。 (2)通電開(kāi)始后,陰極附近溶液pH會(huì)增大,請(qǐng)簡(jiǎn)述原因____________________。 (3)若將制得的氫氣、氧氣和氫氧化鉀溶液組合為氫氧燃料電池,則電池正極的電極反應(yīng)為_(kāi)_______________。 答案 (1)4OH--4e-===2H2O+O2↑ 小于 (2)H+放電,促進(jìn)水的電離,OH-濃度增大 (3)O2+2H2O+4e-===4OH- 解析 依據(jù)電荷守恒,通過(guò)陽(yáng)離子交換膜的K+應(yīng)是通過(guò)陰離子交換膜的SO的2倍。 (二)材料處理 4.以NiSO4溶液為電解質(zhì)溶液進(jìn)行粗鎳(含F(xiàn)e、Zn、Cu、Pt、Au等雜質(zhì))的電解精煉,下列說(shuō)法正確的是________(填代號(hào))。(已知氧化性:Fe2+<Ni2+<Cu2+) a.電解過(guò)程中,化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 b.粗鎳作陽(yáng)極,發(fā)生還原反應(yīng) c.利用陽(yáng)極泥可回收Cu、Pt、Au等金屬 d.粗鎳精煉時(shí)通過(guò)的電量與陰極析出鎳的質(zhì)量成正比 答案 cd 5.將鋁件與另一種材料作電極,以某種溶液作電解液進(jìn)行電解,通電后在鋁件與電解液的接觸面上逐漸形成一層Al(OH)3薄膜,薄膜的某些部位存在著小孔,電流從小孔通過(guò)并產(chǎn)生熱量使Al(OH)3分解,從而在鋁件表面形成一層較厚的氧化膜。某校課外興趣小組根據(jù)上述原理,以鋁件和鐵棒為電極,一定濃度的NaHCO3溶液為電解液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 (1)鋁件表面形成Al(OH)3的電極反應(yīng)式是________________________________。 (2)電解過(guò)程中,必須使電解液pH保持相對(duì)穩(wěn)定(不能太大,也不能太小)的原因是______________________________________________。 (3)用NaHCO3溶液作電解液,會(huì)減緩陰極區(qū)溶液pH的增大,能說(shuō)明這一原理的離子方程式為_(kāi)___________________________________。 答案 (1)Al-3e-+3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑ (2)Al(OH)3、Al2O3具有兩性,電解液的酸性或堿性過(guò)強(qiáng),都會(huì)使所形成的Al2O3薄膜溶解 (3)HCO+OH-===CO+H2O 解析 因?yàn)殇X要生成Al(OH)3,鋁件應(yīng)作陽(yáng)極,鐵棒作陰極,NaHCO3溶液為電解液。由于Al(OH)3、Al2O3具有兩性,電解液的酸性或堿性過(guò)強(qiáng),都會(huì)使所形成的Al(OH)3或Al2O3薄膜溶解。碳酸氫鈉能與堿反應(yīng):HCO+OH-===CO+H2O,所以會(huì)減緩陰極區(qū)溶液pH的增大。 (三)廢水處理 6.某工廠采用電解法處理含鉻廢水,耐酸電解槽用鐵板作陰、陽(yáng)極,槽中盛放含鉻廢水,原理示意圖如右,下列說(shuō)法不正確的是(  ) A.A為電源正極 B.陽(yáng)極區(qū)溶液中發(fā)生的氧化還原反應(yīng)為Cr2O+6Fe2++14H+===2Cr3++6Fe3++7H2O C.陰極區(qū)附近溶液pH降低 D.若不考慮氣體的溶解,當(dāng)收集到H2 13.44 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)時(shí),有0.1 mol Cr2O被還原 答案 C 解析 根據(jù)圖示,A作陽(yáng)極,B作陰極,電極反應(yīng)式為 陽(yáng)極:Fe-2e-===Fe2+ 陰極:2H++2e-===H2↑ 然后,Cr2O+6Fe2++14H+===2Cr3++6Fe3++7H2O 由于在陰極區(qū)c(H+)減小,pH增大。根據(jù)6H2~6Fe2+~Cr2O得,當(dāng)有13.44 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)H2放出時(shí),應(yīng)有0.1 mol Cr2O被還原。 7.Ⅰ.某同學(xué)用FeCl3溶液吸收H2S,得到單質(zhì)硫;過(guò)濾后,再以石墨為電極,在一定條件下電解濾液。 (1)FeCl3與H2S反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)___________________________________。 (2)電解池中H+在陰極放電產(chǎn)生H2,陽(yáng)極的電極反應(yīng)為_(kāi)_________________。 Ⅱ.電化學(xué)降解NO的原理如圖所示。 (1)電源正極為_(kāi)_______(填“A”或“B”),陰極反應(yīng)為_(kāi)___________________。 (2)若電解過(guò)程中轉(zhuǎn)移了2 mol電子,則膜兩側(cè)電解液的質(zhì)量變化差(Δm左-Δm右)為_(kāi)_______g。 答案 Ⅰ.(1)2Fe3++H2S===2Fe2++S↓+2H+ (2)Fe2+-e-===Fe3+ Ⅱ.(1)A 2NO+6H2O+10e-===N2↑+12OH- (2)14.4 解析?、?(1)由題意可寫(xiě)出FeCl3與H2S反應(yīng)的離子方程式2Fe3++H2S===2Fe2++S↓+2H+。 (2)電解FeCl2溶液時(shí),陽(yáng)極電極反應(yīng)為Fe2+-e-===Fe3+。 Ⅱ.(1)圖中NO在Ag­Pt電極附近轉(zhuǎn)化成N2,說(shuō)明NO在該極得電子,則Ag­Pt電極作陰極,B為負(fù)極,A為正極。陰極反應(yīng)為2NO+6H2O+10e-===N2↑+12OH-。 (2)陽(yáng)極反應(yīng)為4OH--4e-===O2↑+2H2O,當(dāng)轉(zhuǎn)移2 mol 電子時(shí),左側(cè)生成16 g O2,同時(shí)有2 mol H+向右側(cè)移動(dòng),所以左側(cè)溶液質(zhì)量減少了16 g+2 g=18 g;右側(cè)生成5.6 g N2,同時(shí)質(zhì)量又增加了2 mol H+,所以右側(cè)溶液質(zhì)量減少了3.6 g,兩側(cè)質(zhì)量變化差為18 g-3.6 g=14.4 g。 題型4 金屬的腐蝕與防護(hù) 1.[2014·福建理綜,24(1)]右圖是實(shí)驗(yàn)室研究海水對(duì)鐵閘不同部位腐蝕情況的剖面示意圖。 ①該電化腐蝕稱為_(kāi)___________。 ②圖中A、B、C、D四個(gè)區(qū)域,生成鐵銹最多的是__________(填字母)。 答案?、傥醺g?、贐 解析?、俳饘僭谥行院洼^弱的酸性條件下發(fā)生的是吸氧腐蝕。 ②發(fā)生吸氧腐蝕,越靠近液面接觸到的O2越多,腐蝕得越嚴(yán)重。 2.[2014·廣東理綜,32(5)]石墨可用于自然水體中銅件的電化學(xué)防腐,完成下圖防腐示意圖,并作相應(yīng)標(biāo)注。 答案  抓住金屬腐蝕的本質(zhì),依據(jù)金屬活動(dòng)性順序進(jìn)行判斷。 (1)常見(jiàn)的電化學(xué)腐蝕有兩類: ①形成原電池時(shí),金屬作負(fù)極,大多數(shù)是吸氧腐蝕; ②形成電解池時(shí),金屬作陽(yáng)極。 (2)金屬防腐的電化學(xué)方法: ①原電池原理——犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法:與較活潑的金屬相連,較活潑的金屬作負(fù)極被腐蝕,被保護(hù)的金屬作正極。 注意:此處是原電池,犧牲了負(fù)極保護(hù)了正極,但習(xí)慣上叫做犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法。 ②電解池原理——外加電流的陰極保護(hù)法:被保護(hù)的金屬與原電池負(fù)極相連,形成電解池,作陰極。 1.利用下圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),開(kāi)始時(shí),a、b兩處液面相平,密封好,放置一段時(shí)間。下列說(shuō)法不正確的是(雙選)(  ) A.a(chǎn)管發(fā)生吸氧腐蝕,b管發(fā)生析氫腐蝕 B.一段時(shí)間后,b管液面高于a管液面 C.a(chǎn)處溶液的pH增大,b處溶液的pH減小 D.a(chǎn)、b兩處具有相同的電極反應(yīng)式:Fe-2e-===Fe2+ 答案 BC 解析 根據(jù)裝置圖判斷,左邊鐵絲發(fā)生吸氧腐蝕,右邊鐵絲發(fā)生析氫腐蝕,其電極反應(yīng)為 左邊  負(fù)極:Fe-2e-===Fe2+ 正極:O2+4e-+2H2O===4OH- 右邊  負(fù)極:Fe-2e-===Fe2+ 正極:2H++2e-===H2↑ a處、b處的pH均增大,C錯(cuò)誤。 2.下列與金屬腐蝕有關(guān)的說(shuō)法,正確的是(  ) A.圖1中,鐵釘易被腐蝕 B.圖2中,滴加少量KSCN溶液,生成紅色沉淀 C.圖3中,燃?xì)庠畹闹行牟课蝗菀咨P,主要是由于高溫下鐵發(fā)生化學(xué)腐蝕 D.圖4中,用犧牲鎂塊的方法來(lái)防止地下鋼鐵管道的腐蝕,鎂塊相當(dāng)于原電池的正極 答案 C 解析 圖1為干燥環(huán)境,不易腐蝕;圖2中,F(xiàn)e-2e-===Fe2+,F(xiàn)e2+與SCN-不能生成紅色物質(zhì),即使是Fe3+與SCN-生成的也不是紅色沉淀;D項(xiàng)為犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法,鎂為負(fù)極。 3.對(duì)金屬制品進(jìn)行抗腐蝕處理,可延長(zhǎng)其使用壽命。 (1)以鋁材為陽(yáng)極,在H2SO4溶液中電解,鋁材表面形成氧化膜,陽(yáng)極電極反應(yīng)式為_(kāi)_________________。 (2)鍍銅可防止鐵制品腐蝕,電鍍時(shí)用銅而不用石墨作陽(yáng)極的原因是__________________。在此過(guò)程中,兩個(gè)電極上質(zhì)量的變化值:陰極__________陽(yáng)極(填“>”、“<”或“=”)。 (3) 利用右圖所示的裝置,可以模擬鐵的電化學(xué)防護(hù)。若X為碳棒,為減緩鐵的腐蝕,開(kāi)關(guān)K應(yīng)置于________(填“M”或“N”)處。若X為鋅,開(kāi)關(guān)K置于M處,該電化學(xué)防護(hù)法稱為_(kāi)_______________。 答案 (1)2Al+3H2O-6e-===Al2O3+6H+ (2)能向電鍍液中不斷補(bǔ)充Cu2+,使電鍍液中的Cu2+濃度保持恒定 = (3)N 犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法 解析 (1)陽(yáng)極鋁被氧化成Al2O3,反應(yīng)過(guò)程中有水參加,故電極反應(yīng)式為2Al+3H2O-6e-===Al2O3+6H+。(2)電鍍時(shí),為保證陰極上只有銅析出,就要確保電鍍過(guò)程中溶液中有足夠多的Cu2+,因此陽(yáng)極就需要不斷地溶解銅,以補(bǔ)充電鍍液中的Cu2+。(3)鐵被保護(hù),可以作原電池的正極或電解池的陰極。故若X為碳棒,開(kāi)關(guān)K應(yīng)置于N處,F(xiàn)e作陰極受到保護(hù);若X為鋅,開(kāi)關(guān)K置于M處,鐵作正極,稱為犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法。

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本文((廣東專用)2015高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 考前三個(gè)月 第一部分 專題3 化學(xué)基本理論7)為本站會(huì)員(xian****hua)主動(dòng)上傳,裝配圖網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)上載內(nèi)容本身不做任何修改或編輯。 若此文所含內(nèi)容侵犯了您的版權(quán)或隱私,請(qǐng)立即通知裝配圖網(wǎng)(點(diǎn)擊聯(lián)系客服),我們立即給予刪除!

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