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2 0 2 5 年 上 教 师 资 格 · 化 学 学 科 笔 试
社
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文
渠
:
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更
众
一
公
唯
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主讲老师 岳筱涵
粉笔教师教育 粉笔教师目
录
content
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1 碱金属元素及其化合物
2 镁、铝及其化合物
3 铁、铜及其化合物
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4渠 文碳、硅及其化合物
:
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更
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一
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5 氯、溴、碘及其化合物
6 硫及其化合物
7 氮及其化合物微信公众号:文采学社
碱金属元素及其化合物
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P35
一、钠及其化合物
(一)钠的性质
1.钠的物理性质
颜色 状态 硬度 密度 熔点 导电、导热性
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文
银白色、有 小,可用小刀 渠 :
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号
固体 ρ(H更O 众 )>ρ(Na)>ρ(煤油) 97.8℃ 良好
金属光泽 切割 唯
一2公
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P35
2.钠的化学性质
钠原子的结构:
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钠易失去最外层的一个电子,其一第众一电离能小,化学性质活泼,
公
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表现出强还原性。钠元素在化合物中均呈+1价。
第一电离能是基态的气态原子失去最外层的一个电子所需能量。
第一电离能数值越小,原子越容易失去一个电子。微信公众号:文采学社
P36
(1)与非金属反应
4Na+O 2Na O(白色固体)
2 2
2Na+O Na O (淡黄色固体)
2 2 2
2Na+Cl 2NaCl(白烟)
2
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P36
(2)与水反应
2Na+2H O 2NaOH+H ↑
2 2
现象及解释:
①(浮)浮在水面上——密度比水小;
社
②(熔)熔成小球——钠的熔点低,反应放学热;
采
道
文
渠
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号
③(游)四处游动——生成气体更;众
一
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④(响)有“嘶嘶”的响声——反应剧烈;
⑤(红)酚酞变红——反应中生成了碱。微信公众号:文采学社
P36
(3)与酸反应
2Na+2H+ 2Na++H ↑(直接与 H+ 反应)
2
【粉笔提示】
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钠与稀硫酸、盐酸等非氧化性酸反应时学,首先是钠直接与酸反应,过
采
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量的钠再与水反应,而不能认为钠先与更水众反应,生成的 NaOH 再与酸中和。
一
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(4)与碱溶液反应
钠与碱溶液反应的实质是钠与水反应。但要注意Na与NaOH溶液、澄清石
灰水反应时,可能会引起溶液浓度的变化。微信公众号:文采学社
P36
(5)与盐溶液反应
2Na+CuSO +2H O Cu(OH) ↓+H ↑+Na SO
4 2 2 2 2 4
(有蓝色沉淀和气体生成,并不置换出铜)
社
【粉笔提示】 学
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钠与盐溶液反应,先考虑 Na 更 众
一
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与水反应生成 NaOH,再考虑
NaOH 是否与盐发生复分解反应。微信公众号:文采学社
P37
(6)与熔融盐反应
4Na+TiCl 4NaCl+Ti
4
Na+KCl NaCl+K↑
(制取金属钾,该反应之所以能发生,是因为 K 的沸点比Na 低,
社
钾蒸气逸出) 学
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(7)与含羟基的醇、酚、羧酸等有机物反应
2Na+2C H OH→2C H ONa+H ↑
2 5 2 5 2微信公众号:文采学社
P37
3.钠的制取和保存
(1)制取:2NaCl(熔融) 2Na+Cl ↑
2
通电
电解饱和食盐水:2NaCl+2H O 2NaOH+Cl ↑+H ↑
2 2 2
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(2)保存:通常保存于煤油或石更蜡众油中。
一
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(二)常见的钠的化合
P37
1.氧化钠和过氧化钠
氧化钠(Na O) 过氧化钠(Na O )
2 2 2
颜色状态 白色固体 淡黄色固体
电子式
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渠
氧元素化合价 -2 : -1
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阴阳离子个数比 1 : 2 信 1 : 2
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是否为碱性氧化物 是 不是
生成条件 常温下 加热或点燃金属钠
稳定性 不稳定,可继续氧化 稳定
所含键型 离子键 离子键,非极性共价键微信公众号:文采学社
P37
名称 氧化钠(Na O) 过氧化钠(Na O )
2 2 2
与水反应 Na O+H O=2NaOH 2Na O +2H O=4NaOH+O ↑
2 2 2 2 2 2
与CO 反应 Na O+CO =Na CO 2Na O +2CO =2Na CO +O
2 2 2 2 3 2 2 2 2 3 2
社
学
采
与酸反应 Na O+2HCl=2NaCl+H 道O 文2Na O +4HCl=4NaCl+O ↑+2H O
2 渠2 2 2 2 2
:
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用途 制NaOH,用途
微
较少 作漂白剂、供氧剂、氧化剂等
转化关系 2Na O+O 2Na O
2 2 2 2微信公众号:文采学社
P38
2.碳酸钠和碳酸氢钠
碳酸钠(Na CO ) 碳酸氢钠(NaHCO )
2 3 3
俗名 纯碱或苏打 小苏打
水溶性 易溶于水,溶液呈碱性 易溶于水(但溶解度比Na CO 小),溶液呈碱性
2 3
社
稳定,受热难分解,但碳酸钠 学 受热易分解:
采
稳定性 道
文
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:
晶体(Na CO ·10H O)易风新化 2NaHCO Na CO +H O+CO ↑
号
主 2 3 2 更
众
3 2 3 2 2
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要 CO 2-+2H+= CO ↑+H微O HCO -+H+= H O+CO ↑
3 2 2 3 2 2
与H+反应
性 (较快) (很快)
质
Ca2++OH-+HCO -= CaCO ↓+H O
3 3 2
与
(碱过量)
Ca(OH) Ca2++CO 2-=CaCO ↓
2 3 3
Ca2++2OH-+2HCO -= CaCO ↓+2H O+CO 2-
3 3 2 3
反应
(碱不足)微信公众号:文采学社
P38
碳酸钠(Na CO ) 碳酸氢钠(NaHCO )
2 3 3
与CO Na CO +CO +H O
2 2 3 2 2
不反应
主
及水反应 =2NaHCO
3
要
与CaCl
性 2
Ca2++CO 2-=CaCO ↓
社
不反应(溶液中继续加氨水或
学
3 3
或BaCl 溶液 道 采
文
质 2 渠
或Ba2++CO 2-=BaC新O ↓: NaOH 溶液时,则有沉淀生成)
3 更 号3
反应 众
一
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主要用途 制玻璃、造纸、制皂、制洗涤剂 制发酵粉、医药 、灭火器
相互转化微信公众号:文采学社
P38
【粉笔提示】
1.Na CO 与NaHCO 的鉴别
2 3 3
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2.钠露置在空气中的变化过程
P39
银白色金属钠 表面变暗 出现白色固体
(Na) (生成Na O) (生成NaOH)
2
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文
渠
: H O
新
更 号 2
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风化 CO
白色粉末状物质 白色块状物质 2 表面形成溶液
(生成Na CO ) (生成Na CO ·10H O) (NaOH潮解)
2 3 2 3 2微信公众号:文采学社
P39
(三)纯碱的生产
1.氨碱法生产纯碱(索尔维制碱法)
(1)生产原理
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氨碱法生产原理示意图微信公众号:文采学社
P39
(2)主要生产过程
①盐水的精制:利用熟石灰、纯碱等除去食盐水中的Mg2+和Ca2+。
②盐水氨化:使溶液显碱性,更易吸收CO ,增大溶液中的HCO -浓
2 3
度,促使Na+和HCO -结合生成NaHCO ,从而结晶析出。
3 3
社
③氨盐水碳酸化:NH +CO +H O+NaC学l NaHCO ↓+NH Cl 。
3 2 2 道 采 3 4
文
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④碳酸氢钠的转化:煅烧得到纯更碱众,同时回收近一半的二氧化碳再利
一
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用。
⑤氨的循环:向母液中加入石灰乳,回收氨循环利用。微信公众号:文采学社
2.联合制碱法(侯德榜制碱法)
P40
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联合制碱法生产原理示意图微信公众号:文采学社
3.两种制碱法的对比
P40
(1)相同点:原理相同。
NH +CO +H O+NaCl NaHCO ↓+NH Cl
3 2 2 3 4
2NaHCO Na CO +H O+CO ↑
3 2 3 2 2
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(2)不同点:原料的来源与副产更物众不同。
一
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P40
(3)优缺点:
氨碱法 联合制碱法
生产过程中所需要的NH 和CO 都是由合成氨厂提供的,
3 2
原料(食盐和石灰石)便宜易得、产品纯度高、从滤出NaHCO 后所得到的母液中可回收 NH Cl,因此,
3 4
NH 和部分CO 可循环利用、制造步骤简单、生 它保留了氨碱法的优点,克服了它的缺点,使 NaCl的
3 2
优点
社
产过程连续且规模大等 利用率提高到了96%以上。体现了大规模联合生产的
学
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文
渠优:越性,也是综合利用原料、降低成本、减少环境污
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公 染的典型代表
唯
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原料食盐中的另一成分氯(Cl-)和石灰石中
的另一成分钙(Ca2+)生成CaCl ,如何处理它
2
成为氨碱法生产的一个问题; 设备循环处理量大,加重了设备的腐蚀
缺点
氨碱法生产中食盐的利用率不高,大约为70%,
如何提高食盐的利用率成为氨碱法生产的另一
个问题微信公众号:文采学社
书上无
优缺点:
优缺点 氨碱法 联合制碱法
①氨和二氧化碳都是由合成氨厂提供的
原料(食盐和石灰石)便宜易得、
②母液中的氯化铵为副产物,可回收
产品纯度高、NH 和部分CO 可
3 2
③食盐利用率提高到了96%以上
社
优点 循环利用、制造步骤简单、生产
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道
④体现文了大规模联合生产的优越性,也是
渠
过程连续且规模大等 新 :
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综公合利用原料、降低成本、减少环境污染
信
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的典型代表
①难以处理产生的副产物CaCl 设备循环处理量大,加重了设备的腐蚀
2
缺点
②食盐利用率不高,大约为70%微信公众号:文采学社
二、碱金属元素
P41
碱金属元素包含锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)、钫(Fr)六种。
(一)相似性
1.原子结构:最外层上都只有1个电子,次外层均为8个(Li为2个)电子。
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2.单质的物理性质:都具有银白色金道属光采泽(铯略带金色光泽),质软,
文
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一
密度小,熔点低,导热、导电性好。锂公电池的比容量(单位质量的电极材料所
唯
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能转换的电量)特别大(这与锂的摩尔质量小有关),因而具有广泛的应用。微信公众号:文采学社
3.单质的化学性质:都能与氧气和水反应,生成物都是含R+(R为
P41
碱金属元素)的离子化合物。
4.最高价氧化物对应的水化物(ROH)均是强碱。
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P41
(二)递变性
1.原子结构:随着核电荷数递增,核外电子层数依次增多,原子半径逐渐
增大。
2.单质的物理性质:随着核电荷数递增,熔、沸点逐渐降低(与卤素、氧
社
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族单质相反),密度逐渐增大(K的密度小于Na;Li、Na、K的密度<1 g/cm3,
采
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文
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更
Rb、Cs的密度>1 g/cm3)。 一 众
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3.单质的化学性质:随着 Li、Na、K、Rb、Cs 核电荷数的递增,原子核
对最外层电子的吸引力逐渐减弱,失电子能力逐渐增强,因此元素的金属性逐
渐增强,ROH 的碱性逐渐增强。微信公众号:文采学社
【粉笔提示】
P41
1. 与 O 反应时,Li 只生成 Li O,Na 在常温时生成 Na O,加热
2 2 2
时易形成 Na O 。
2 2
2. 与 H O 反应:2R+2H O 2ROH+H ↑,剧烈程度由 Li至Cs
2 2 2
社
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逐渐增强。
采
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文
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(三)特殊性
P41
1. 锂的密度比煤油小,不能保存在煤油中,通常密封在石蜡里。
2. 碱金属 Li ~ Cs 的密度呈增大趋势,但 ρ(Na)>ρ(K)。
3. 酸式盐的溶解度一般比相应的正盐大,但S(Na CO )>S(NaHCO )。
2 3 3
4. 锂易与氮气反应(生成Li N)。 社
3 学
采
道
文
渠
5.
锂的熔点最高,金属性最弱,因新而锂:与水反应较慢且反应时锂并不熔化。
号
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6. 碱金属单质及其离子的焰色反微应呈现不同的颜色。
7. 试剂瓶中的药品取出后,一般不能放回原瓶,但金属Na、K等需立即放回
原瓶。微信公众号:文采学社
P42
(四)焰色反应(焰色试验)
1.概念:某些金属或它们的化合物在无色火焰中灼烧时会使火焰呈现
特殊颜色的反应。其原理是碱金属元素灼烧时发生电子跃迁释放出不同能
量的光子,使火焰呈现出不同的颜色。焰色反应为物理变化,属于元素自
社
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身的性质。
采
道
文
渠
:
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信
微
2.操作步骤:洗、烧、蘸、烧、观、洗、烧。
铂丝 至无色,蘸取待测物 (固体也可以直接蘸取)
观察火焰颜色 至无色微信公众号:文采学社
P42
3.常见元素的焰色
钠:黄色;
钾:紫色(透过蓝色钴玻璃)。
4.应用:检验部分金属元素的存在(包括单质和化合物)。
社
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道
文
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信
微微信公众号:文采学社
P42
下列氢氧化物中碱性最强的是( )。
A. KOH B. NaOH
C. LiOH D. CsOH
社
学
采
道
文
渠
:
新
号
更
众
一
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唯
信
微微信公众号:文采学社
镁、铝及其化合物
社
学
采
道
文
渠
:
新
号
更
众
一
公
唯
信
微微信公众号:文采学社
P43
一、镁、铝的性质及用途
镁 铝
银白色固体,质软,密度1.738 g/cm3,
物理性质 银白色固体,熔点660℃
熔点648℃,沸点1107℃
2Mg+O 2MgO(发出耀眼白光) 4Al+3O 2Al O
2 2 2 3
与非金属
Mg+Cl MgCl 2Al+3Cl 2AlCl
2 2 社 2 3
反应
学
3Mg+N Mg N 采 2Al+3S Al S
道
2 3 2 文 2 3
渠
:
新
号
更
与沸水反应 Mg+2H O Mg(O一H) +众 H ↑ 不反应
2 唯 公2 2
信
微
化
Mg+2H+= Mg2++H ↑ 【与HNO 反应生成 2Al+6H+=2Al3+3H ↑
2 3 2
学 与酸反应
Mg(NO ) 、NO ( 或N 、NH NO )H O】 在冷的浓H SO 或浓HNO 中钝化
3 2 x 2 4 3 2 2 4 3
性
与氧化物反 2Mg+CO 2MgO+C 2Al+Fe O 2Fe+Al O
质 2 2 3 2 3
应 (剧烈燃烧,生成白色粉末和黑色固体) (铝热反应)
与盐溶液反 Mg+2NH ++2H O=Mg2++H ↑+2NH ·H O
4 2 2 3 2
2Al+3Hg2+=2Al3++3Hg
应 Mg+Cu2+=Mg2++Cu
与强碱反应 不反应 2Al+2OH-+2H O = 2AlO -+3H ↑
2 2 2微信公众号:文采学社
P43
物质 镁 铝
以化合态形式存在, 以化合态形式存在,
存在
主要存在于地壳和海水中 主要以铝土矿形式存在
社
学可用来制造合金、导线、电缆、
采
用途 可用来制造合金 道
文
渠
:
新 防锈油漆、食品包装
号
更
众
一
公
唯
信
微
制备 电解熔融的MgCl 电解熔融的Al O
2 2 3微信公众号:文采学社
P44
二、氧化镁与氧化铝
MgO Al O
2 3
工业制备 MgCO MgO+CO ↑ 由铝土矿中提取
3 2
社
重要物理性质 白色固体,熔点高,密度小学 白色固体,熔点高,密度较小
采
道
文
渠
:
新
号
更
与H O反应 MgO+H O=Mg(一OH)众(很慢) 不溶解,也不反应
2 2 唯 公2
主要 信
微
化学 与H+反应 MgO+2H+=Mg2++H O Al O +6H+=2Al3++3H O
2 2 3 2
性质
与OH-反应 不反应 Al O +2OH-=2AlO -+H O
2 3 2 2
重要用途 制造耐火、耐高温器材 制造耐火、耐高温器材;工业冶炼铝微信公众号:文采学社
三、氢氧化镁与氢氧化铝
P44
1.氢氧化镁
Mg(OH) 是一种难溶于水的中强碱,其饱和溶液能使酚酞试液变为浅红色。
2
①与酸反应:Mg(OH) +2H+ Mg2++2H O
2 2
②热稳定性差:Mg(OH) MgO+H O
2 2 社
学
采
道
③溶解平衡:可溶于浓NH Cl等盐溶液中文
渠
4 新 :
号
更
众
一
Mg(OH) +2NH + Mg2++唯2NH公·H O
信
2 4 3 2
微微信公众号:文采学社
2.氢氧化铝 P44
Al(OH) 是难溶的白色胶体物质,不能使酚酞试液变色。它是典型的两
3
性氢氧化物,既能跟强酸反应,又能跟强碱反应。
①两性:
社
Al(OH) +3H+ Al3++3H O 学
3 2 道 采
文
渠
:
新
号
Al(OH) +OH- AlO -+2H 更 O 众或 Al(OH) +OH- [Al(OH) ]-
一
3 2 2 公 3 4
唯
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微微信公众号:文采学社
P44
②两式电离平衡:
AlO -+H++H O Al(OH) Al3++3OH-
2 2 3
酸式电离 碱式电离
③热稳定性:
社
2Al(OH) Al O +3H O 学
3 2 3 2 道 采
文
渠
:
新
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更
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信
微
应用:Al(OH) 能用于治疗胃酸过多,
3
Al(OH) 胶体具有吸附性,能用作净水剂。
3微信公众号:文采学社
【粉笔提示】
P45
既能与强酸反应又能与强碱反应的物质:
①两性氧化物,如Al O ;
2 3
②两性氢氧化物,如Al(OH) ;
3
社
学
③某些单质,如Al;
采
道
文
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新
号
更
④弱酸的铵盐,如(NH ) CO 、(N一H )众S、CH COONH 等;
公
4 2 3 唯 4 2 3 4
信
微
⑤多元弱酸的酸式盐,如NaHCO 、NaHSO 等;
3 3
⑥氨基酸,如H N—CH —COOH等。
2 2微信公众号:文采学社
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粉笔教师教育 粉笔教师