高三原电池电解池真题.docx
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高三原电池电解池真题
绝密★启用前
2018年04月24日183****4756的高中化学组卷
原电池电解池真题
考试范围:
xxx;考试时间:
100分钟;命题人:
xxx
题号
一
二
三
四
总分
得分
注意事项:
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.请将答案正确填写在答题卡上
第Ⅰ卷(选择题)
请点击修改第I卷的文字说明
评卷人
得分
一.选择题(共25小题)
1.(2017•上海)对原电池的电极名称,下列叙述中错误的是( )
A.电子流入的一极为正极B.比较不活泼的一极为正极
C.电子流出的一极为负极D.发生氧化反应的一极为正极
2.(2017•新课标Ⅲ)全固态锂硫电池能量密度高、成本低,其工作原理如图所示,其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料,电池反应为:
16Li+xS8=8Li2Sx(2≤x≤8).下列说法错误的是( )
A.电池工作时,正极可发生反应:
2Li2S6+2Li++2e﹣=3Li2S4
B.电池工作时,外电路中流过0.02mol电子,负极材料减重0.14g
C.石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性
D.电池充电时间越长,电池中的Li2S2量越多
3.(2016•新课标Ⅲ)锌﹣空气燃料电池可用作电动车动力电源,电池的电解质溶液为KOH溶液,反应为2Zn+O2+4OH﹣+2H2O═2Zn(OH)42﹣.下列说法正确的是( )
A.充电时,电解质溶液中K+向阳极移动
B.充电时,电解质溶液中c(OH﹣)逐渐减小
C.放电时,负极反应为:
Zn+4OH﹣﹣2e﹣═Zn(OH)42﹣
D.放电时,电路中通过2mol电子,消耗氧气22.4L(标准状况)
4.(2016•北京)用石墨电极完成下列电解实验.
实验一
实验二
装置
现象
a、d处试纸变蓝;b处变红,局部褪色;c处无明显变化
两个石墨电极附近有气泡产生;n处有气泡产生;…
下列对实验现象的解释或推测不合理的是( )
A.a、d处:
2H2O+2e﹣═H2↑+2OH﹣
B.b处:
2Cl﹣﹣2e﹣═Cl2↑
C.c处发生了反应:
Fe﹣2e﹣═Fe2+
D.根据实验一的原理,实验二中m处能析出铜
5.(2016•上海)图1是铜锌原电池示意图.图2中,x轴表示实验时流入正极的电子的物质的量,y轴表示( )
A.铜棒的质量B.c(Zn2+)C.c(H+)D.c(SO42﹣)
6.(2016•四川)某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池,放电时电池总反应为:
Li1﹣xCoO2+LixC6═LiCoO2+C6(x<1),下列关于该电池的说法不正确的是( )
A.放电时,Li+在电解质中由负极向正极迁移
B.放电时,负极的电极反应式为LixC6﹣xe﹣═xLi++C6
C.充电时,若转移1mole﹣,石墨(C6)电极将增重7xg
D.充电时,阳极的电极反应式为LiCoO2﹣xe﹣═Li1﹣xCoO2+xLi+
7.(2016•浙江)金属(M)﹣空气电池(如图)具有原料易得,能量密度高等优点,有望成为新能源汽车和移动设备的电源,该类电池放电的总反应方程式为:
4M+nO2+2nH2O=4M(OH)n,已知:
电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能,下列说法不正确的是( )
A.采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积,并有利于氧气扩散至电极表面
B.比较Mg,Al,Zn三种金属﹣空气电池,Al﹣空气电池的理论比能量最高
C.M﹣空气电池放电过程的正极反应式:
4M++nO2+2nH2O+4ne﹣=4M(OH)n
D.在Mg﹣空气电池中,为防止负极区沉积Mg(OH)2,宜采用中性电解质及阳离子交换膜
8.(2016•新课标Ⅰ)三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示,采用惰性电极,ab、cd均为离子交换膜,在直流电场的作用下,两膜中间的Na+和SO42﹣可通过离子交换膜,而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室.下列叙述正确的是( )
A.通电后中间隔室的SO42﹣离子向正极迁移,正极区溶液pH增大
B.该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品
C.负极反应为2H2O﹣4e﹣=O2+4H+,负极区溶液pH降低
D.当电路中通过1mol电子的电量时,会有0.5mol的O2生成
9.(2016•江苏)下列说法正确的是( )
A.氢氧燃料电池工作时,H2在负极上失去电子
B.0.1mol•L﹣1Na2CO3溶液加热后,溶液的pH减小
C.常温常压下,22.4LCl2中含有的分子数为6.02×1023个
D.室温下,稀释0.1mol•L﹣1CH3COOH溶液,溶液的导电能力增强
10.(2016•新课标Ⅱ)Mg﹣AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。
下列叙述错误的是( )
A.负极反应式为Mg﹣2e﹣=Mg2+
B.正极反应式为Ag++e﹣=Ag
C.电池放电时Cl﹣由正极向负极迁移
D.负极会发生副反应Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑
11.(2015•福建)某模拟“人工树叶”电化学实验装置如图所示,该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O).下列说法正确的是( )
A.该装置将化学能转化为光能和电能
B.该装置工作时,H+从b极区向a极区迁移
C.每生成1molO2,有44gCO2被还原
D.a电极的反应为:
3CO2+18H+﹣18e﹣=C3H8O+5H2O
12.(2015•江苏)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。
下列有关该电池的说法正确的是( )
A.反应CH4+H2O
3H2+CO,每消耗1molCH4转移12mol电子
B.电极A上H2参与的电极反应为:
H2+2OH﹣﹣2e﹣=2H2O
C.电池工作时,CO32﹣向电极B移动
D.电极B上发生的电极反应为:
O2+2CO2+4e﹣=2CO32﹣
13.(2014•广东)某同学组装了如图所示的电化学装置,电极Ⅰ为Al,其它均为Cu,则( )
A.电流方向:
电极Ⅳ→A→电极Ⅰ
B.电极Ⅰ发生还原反应
C.电极Ⅱ逐渐溶解
D.电极Ⅲ的电极反应:
Cu2++2e﹣═Cu
14.(2011•安徽)研究人员最近发现了一种“水”电池,这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电,在海水中电池总反应可表示为:
5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl,下列“水”电池在海水中放电时的有关说法正确的是( )
A.正极反应式:
Ag+Cl﹣﹣e﹣=AgCl
B.每生成1molNa2Mn5O10转移2mol电子
C.Na+不断向“水”电池的负极移动
D.AgCl是还原产物
15.(2010•浙江)Li﹣Al/FeS电池是一种正在开发的车载电池,该电池中正极的电极反应式为:
2Li++FeS+2e﹣=Li2S+Fe.有关该电池的下列说法中,正确的是( )
A.Li﹣Al在电池中作为负极材料,该材料中Li的化合价为+1价
B.该电池的电池反应式为:
2Li+FeS=Li2S+Fe
C.负极的电极反应式为Al﹣3e﹣=Al3+
D.充电时,阴极发生的电极反应式为:
Li2S+Fe﹣2e﹣=2Li++FeS
16.(2014•新课标Ⅱ)2013年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系,下列叙述错误的是( )
A.a为电池的正极
B.电池充电反应为LiMn2O4═Li1﹣xMn2O4+xLi
C.放电时,a极锂的化合价发生变化
D.放电时,溶液中Li+从b向a迁移
17.(2017•新课标Ⅱ)用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜,电解质溶液一般为H2SO4﹣H2C2O4混合溶液。
下列叙述错误的是( )
A.待加工铝质工件为阳极
B.可选用不锈钢网作为阴极
C.阴极的电极反应式为:
Al3++3e﹣═Al
D.硫酸根离子在电解过程中向阳极移动
18.(2017•海南)一种电化学制备NH3的装置如图所示,图中陶瓷在高温时可以传输H+.下列叙述错误的是( )
A.Pb电极b为阴极
B.阴极的反应式为:
N2+6H++6e﹣=2NH3
C.H+由阳极向阴极迁移
D.陶瓷可以隔离N2和H2
19.(2015•四川)用如图所示装置除去含有CN﹣、Cl﹣废水中的CN﹣时,控制溶液pH为9~10,阳极产生的ClO﹣将CN﹣氧化为两种无污染的气体,下列说法不正确的是( )
A.用石墨作阳极,铁作阴极
B.阳极的电极反应式:
Cl﹣+2OH﹣﹣2e﹣═ClO﹣+H2O
C.阴极的电极反应式:
2H2O+2e﹣═H2↑+2OH﹣
D.除去CN﹣的反应:
2CN﹣+5ClO﹣+2H+═N2↑+2CO2↑+5Cl﹣+H2O
20.(2015•浙江)在固态金属氧化物电解池中,高温共电解H2O﹣CO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式,基本原理如图所示.下列说法不正确的是( )
A.X是电源的负极
B.阴极的反应式是:
H2O+2e﹣═H2+O2﹣,CO2+2e﹣═CO+O2﹣
C.总反应可表示为:
H2O+CO2
H2+CO+O2
D.阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是1:
1
21.(2017•新课标Ⅰ)支撑海港码头基础的防腐技术,常用外加电流的阴极保护法进行防腐,工作原理如图所示,其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。
下列有关表述不正确的是( )
A.通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零
B.通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩
C.高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流
D.通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整
22.(2015•上海)研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示.下列有关说法错误的是( )
A.d为石墨,铁片腐蚀加快
B.d为石墨,石墨上电极反应为:
O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣
C.d为锌块,铁片不易被腐蚀
D.d为锌块,铁片上电极反应为:
2H++2e﹣→H2↑
23.(2013•北京)下列金属防腐的措施中,使用外加电流的阴极保护法的是( )
A.水中的钢闸门连接电源的负极
B.金属护拦表面涂漆
C.汽车底盘喷涂高分子膜
D.地下钢管连接镁块
24.(2013•上海)糕点包装中常见的脱氧剂组成为还原性铁粉、氯化钠、炭粉等,其脱氧原理与钢铁的吸氧腐蚀相同.下列分析正确的是( )
A.脱氧过程是吸热反应,可降低温度,延长糕点保质期
B.脱氧过程中铁作原电池正极,电极反应为:
Fe﹣3e→Fe3+
C.脱氧过程中碳做原电池负极,电极反应为:
2H2O+O2+4e→4OH﹣
D.含有1.12g铁粉的脱氧剂,理论上最多能吸收氧气336mL(标准状况)
25.(2013•浙江)下列说法不正确的是( )
A.多孔碳可用作氢氧燃料电池的电极材料
B.pH计不能用于酸碱中和滴定终点的判断
C.科学家发现一种新细菌的DNA链中有砷(As)元素,该As元素最有可能取代了普通DNA链中的P元素
D.
和CO2反应生成可降解聚合物
,反应符合绿色化学的原则
第Ⅱ卷(非选择题)
请点击修改第Ⅱ卷的文字说明
评卷人
得分
二.填空题(共1小题)
26.(2013•北京)NOx是汽车尾气中的主要污染物之一.
(1)NOx能形成酸雨,写出NO2转化为HNO3的化学方程式:
.
(2)汽车发动机工作时会引发N2和O2反应,其能量变化示意图如下:
①写出该反应的热化学方程式:
.
②随温度升高,该反应化学平衡常数的变化趋势是:
.
(3)在汽车尾气系统中装置催化转化器,可有效降低NOX的排放.
①当尾气中空气不足时,NOx在催化转化器中被还原成N2排出.写出NO被CO还原的化学方程式:
.
②当尾气中空气过量时,催化转化器中的金属氧化物吸收NOx生成盐.其吸收能力顺序如下:
12MgO<20CaO<38SrO<56BaO.原因是:
,元素的金属性逐渐增强,金属氧化物对NOx的吸收能力逐渐增强.
(4)通过NOx传感器可监测NOx的含量,其工作原理示意图如下:
①Pt电极上发生的是 反应(填“氧化”或“还原”).
②写出NiO电极的电极反应式:
.
评卷人
得分
三.多选题(共1小题)
27.(2016•海南)某电池以K2FeO4和Zn为电极材料,KOH溶液为电解溶质溶液.下列说法正确的是( )
A.Zn为电池的负极
B.正极反应式为2FeO42﹣+10H++6e﹣=Fe2O3+5H2O
C.该电池放电过程中电解质溶液浓度不变
D.电池工作时OH﹣向负极迁移
评卷人
得分
四.解答题(共6小题)
28.(2016•北京)用零价铁(Fe)去除水体中的硝酸盐(NO3﹣)已成为环境修复研究的热点之一.
(1)Fe还原水体中NO3﹣的反应原理如图1所示.
①作负极的物质是 .
②正极的电极反应式是 .
(2)将足量铁粉投入水体中,经24小时测定NO3﹣的去除率和pH,结果如下:
初始pH
pH=2.5
pH=4.5
NO3﹣的去除率
接近100%
<50%
24小时pH
接近中性
接近中性
铁的最终物质形态
pH=4.5时,NO3﹣的去除率低.其原因是 .
(3)实验发现:
在初始pH=4.5的水体中投入足量铁粉的同时,补充一定量的Fe2+可以明显提高NO3﹣的去除率.对Fe2+的作用提出两种假设:
Ⅰ.Fe2+直接还原NO3﹣;
Ⅱ.Fe2+破坏FeO(OH)氧化层.
①做对比实验,结果如图2所示,可得到的结论是 .
②同位素示踪法证实Fe2+能与FeO(OH)反应生成Fe3O4.结合该反应的离子方程式,解释加入Fe2+提高NO3﹣去除率的原因:
.
(4)其他条件与
(2)相同,经1小时测定NO3﹣的去除率和pH,结果如表:
初始pH
pH=2.5
pH=4.5
NO3﹣的去除率
约10%
约3%
1小时pH
接近中性
接近中性
与
(2)中数据对比,解释
(2)中初始pH不同时,NO3﹣去除率和铁的最终物质形态不同的原因:
.
29.(2015•上海)氯碱工业以电解精制饱和食盐水的方法制取氯气、氢气、烧碱和氯的含氧酸盐等系列化工产品.下图是离子交换膜法电解食盐水的示意图,图中的离子交换膜只允许阳离子通过.
完成下列填空:
(1)写出电解饱和食盐水的离子方程式.
(2)离子交换膜的作用为:
、 .
(3)精制饱和食盐水从图中 位置补充,氢氧化钠溶液从图中 位置流出.(选填“a”、“b”、“c”或“d”)
(4)KClO3可以和草酸(H2C2O4)、硫酸反应生成高效的消毒杀菌剂ClO2,还生成CO2和KHSO4等物质.
写出该反应的化学方程式
(5)室温下,0.1mol/LNaClO溶液的pH 0.1mol/LNa2SO3溶液的pH.(选填“大于”、“小于”或“等于”)
浓度均为0.1mol/L的Na2SO3和Na2CO3的混合溶液中,SO32﹣、CO32﹣、HSO3﹣、HCO3﹣浓度从大到小的顺序为 .
已知:
H2SO3Ki1=1.54×10﹣2Ki2=1.02×10﹣7
HClOKi1=2.95×10﹣8
H2CO3Ki1=4.3×10﹣7Ki2=5.6×10﹣11.
30.(2013•新课标Ⅱ)〔化学﹣﹣选修2:
化学与技术〕
锌锰电池(俗称干电池)在生活中的用量很大.两种锌锰电池的构造如图(a)所示.回答下列问题:
(1)普通锌锰电池放电时发生的主要反应为:
Zn+2NH4Cl+2MnO2═Zn(NH3)2Cl2+2MnOOH
①该电池中,负极材料主要是 ,电解质的主要成分是 ,正极发生的主要反应是 .
②与普通锌锰电池相比,碱性锌锰电池的优点及其理由是 .
(2)图(b)表示回收利用废旧普通锌锰电池工艺(不考虑废旧电池中实际存在的少量其他金属).
①图(b)中产物的化学式分别为A ,B .
②操作a中得到熔块的主要成分是K2MnO4.操作b中,绿色的K2MnO4溶液反应生成紫色溶液和一种黑褐色固体,该反应的离子方程式为 .
③采用惰性电极电解K2MnO4溶液也能得到化合物D,则阴极处得到的主要物质是 (填化学式).
31.(2017•北京)某小组在验证反应“Fe+2Ag+=Fe2++2Ag”的实验中检测到Fe3+,发现和探究过程如下.
向硝酸酸化的0.05mol•L﹣1硝酸银溶液(pH≈2)中加入过量铁粉,搅拌后静置,烧杯底部有黑色固体,溶液呈黄色.
(1)检验产物
①取少量黑色固体,洗涤后, (填操作和现象),证明黑色固体中含有Ag.
②取上层清液,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀,说明溶液中含有 .
(2)针对“溶液呈黄色”,甲认为溶液中有Fe3+,乙认为铁粉过量时不可能有Fe3+,乙依据的原理是 (用离子方程式表示).针对两种观点继续实验:
①取上层清液,滴加KSCN溶液,溶液变红,证实了甲的猜测.同时发现有白色沉淀产生,且溶液颜色变浅、沉淀量多少与取样时间有关,对比实验记录如下:
序号
取样时间/min
现象
ⅰ
3
产生大量白色沉淀;溶液呈红色
ⅱ
30
产生白色沉淀;较3min时量少;溶液红色较3min时加深
ⅲ
120
产生白色沉淀;较30min时量少;溶液红色较30min时变浅
(资料:
Ag+与SCN﹣生成白色沉淀AgSCN)
②对Fe3+产生的原因作出如下假设:
假设a:
可能是铁粉表面有氧化层,能产生Fe3+;
假设b:
空气中存在O2,由于 (用离子方程式表示),可产生Fe3+;
假设c:
酸性溶液中NO3﹣具有氧化性,可产生Fe3+;
假设d:
根据 现象,判断溶液中存在Ag+,可产生Fe3+.
③下列实验Ⅰ可证实假设a、b、c不是产生Fe3+的主要原因.实验Ⅱ可证实假设d成立.
实验Ⅰ:
向硝酸酸化的 溶液(pH≈2)中加入过量铁粉,搅拌后静置,不同时间取上层清液滴加KSCN溶液,3min时溶液呈浅红色,30min后溶液几乎无色.
实验Ⅱ:
装置如图.其中甲溶液是 ,操作及现象是 .
(3)根据实验现象,结合方程式推测实验ⅰ~ⅲ中Fe3+浓度变化的原因:
.
32.(2015•北京)研究CO2在海洋中的转移和归宿,是当今海洋科学研究的前沿领域.
(1)溶于海水的CO2主要以4种无机碳形式存在.其中HCO3﹣占95%.写出CO2溶于水产生HCO3﹣的方程式:
.
(2)在海洋碳循环中,通过如图所示的途径固碳.
①写出钙化作用的离子方程式:
.
②同位素示踪法证实光合作用的化学方程式如下,将其补充完整:
+
(CH2O)x+x18O2+xH2O
(3)海水中溶解无机碳占海水总碳的95%以上,其准确测量是研究海洋碳循环的基础.测量溶解无机碳,可采用如下方法:
①气提、吸收CO2.用N2从酸化后的海水中吹出CO2并用碱液吸收(装置示意图如下).将虚线框中的装置补充完整并标出所用试剂.
②滴定.将吸收液吸收的无机碳转化为NaHCO3,再用xmol▪L﹣1HCl溶液滴定,消耗ymLHCl溶液.海水中溶解无机碳的浓度= mol▪L﹣1.
(4)利用如图所示装置从海水中提取CO2,有利于减少环境温室气体含量.
①结合方程式简述提取CO2的原理:
.
②用该装置产生的物质处理室排出的海水,合格后排回大海.处理至合格的方法是 .
33.(2014•北京)NH3经一系列反应可以得到HNO3和NH4NO3,如图1所示.
(1)Ⅰ中,NH3和O2在催化剂作用下反应,其化学方程式是 .
(2)Ⅱ中,2NO(g)+O2(g)⇌2N02(g).在其它条件相同时,分别测得NO的平衡转化率在不同压强(p1,p2)下随温度变化的曲线(如图2).
①比较p1,p2的大小关系:
②随温度升高,该反应平衡常数变化的趋势是 .
(3)Ⅲ中,降低温度,将NO2(g)转化为N2O4(l),再制备浓硝酸.
①已知:
2NO2(g)⇌N2O4(g)△H1
2NO2(g)⇌N2O4(l)△H2
图3中能量变化示意图中,正确的是(选填字母) .
②N2O4与O2、H2O化合的化学方程式是 .
(4)Ⅳ中,电解NO制备NH4NO3,其工作原理如图4所示,为使电解产物全部转化为NH4NO3,需补充物质A,A是 ,说明理由:
.
2018年04月24日183****4756的高中化学组卷
参考答案与试题解析
一.选择题(共25小题)
1.(2017•上海)对原电池的电极名称,下列叙述中错误的是( )
A.电子流入的一极为正极B.比较不活泼的一极为正极
C.电子流出的一极为负极D.发生氧化反应的一极为正极
【解答】解:
A、原电池中,电子从负极沿导线流向正极,所以电子流入的一极为正极,故A正确。
B、原电池中,负极上失电子发生氧化反应,正极上得电子发生还原反应,所以较活泼的金属作负极,较不活泼的电极为正极,故B正确。
C、原电池中,电子从负极沿导线流向正极,所以电子流出的一极为负极,故C正确。
D、电池中,负极上失电子发生氧化反应,正极上得电子发生还原反应,故D错误。
故选:
D。
2.(2017•新课标Ⅲ)全固态锂硫电池能量密度高、成本低,其工作原理如图所示,其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料,电池反应为:
16Li+xS8=8Li2Sx(2≤x≤8).下列说法错误的是( )
A.电池工作时,正极可发生反应:
2Li2S6+2Li++2e﹣=3Li2S4
B.电池工作时,外电路中流过0.02mol电子,负极材料减重0.14g
C.石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性
D.电池充电时间越长,电池中的Li2S2量越多
【解答】解:
A.据分析可知正极可发生反应:
2Li2S6+2Li++2e﹣=3Li2S4,故A正确;
B.负极反应为:
Li﹣e﹣=Li+,当外电路流过0.02mol电子时,消耗的锂为0.02mol,负极减重的质量为0.02mol×7g/mol=0.14g,故B正确;
C.硫作为不导电的物质,导电性非常差,而石墨烯的特性是室温下导电最好的材料,则石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性,故C正确;
D.充电时a为阳极,与放电时的电极反应相反,则充电时间越长,电池中的Li2S2量就会越少,故D错误;
故选:
D。
3.(2016•新课标Ⅲ)锌﹣空气燃料电池可用作电动车动力电源,电池的电解质溶液为KOH溶液,反应为2Zn+O2+4OH﹣+2H2O═2Zn(OH)42﹣.下列说法正确的是( )
A.充电时,电解质溶液中K+向阳极移动
B.充电时,电解质溶液中c(OH﹣)逐渐减小
C.放电时,负极反应为:
Zn+4OH﹣﹣2e﹣═Zn(OH)42﹣
D.放电时,电路中通过2mol电子,消耗氧气22.4L(标准状况)
【解答】解:
A.充电时阳离子向阴极移动,故A错误;
B.充电时,电池反应为Zn(OH)42﹣+2e﹣═Zn+4OH﹣,电解质溶液中c(OH﹣)逐渐增大,故B错误;
C.放电时,负极反应式为Zn+4OH﹣﹣2