2024-2025學(xué)年新教材高中化學(xué)第一章物質(zhì)及其變化2第2課時離子反應(yīng)學(xué)案新人教版必修1_第1頁
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文檔簡介

PAGE11-第2課時離子反應(yīng)學(xué)習(xí)目標核心素養(yǎng)1.利用試驗探究離子反應(yīng)發(fā)生的條件。2.會書寫常見的離子方程式,并能進行正誤推斷。3.結(jié)合電解質(zhì)學(xué)問,駕馭常見離子能否大量共存的推斷方法。1.通過對“離子反應(yīng)”的學(xué)習(xí),培育科學(xué)探究與創(chuàng)新意識。2.通過對“離子方程式”的學(xué)習(xí),培育證據(jù)推理和模型認知實力。3.通過對“離子共存學(xué)問”的學(xué)習(xí),培育證據(jù)推理實力。新課情境呈現(xiàn)視察反應(yīng)現(xiàn)象,探討稀硫酸與氫氧化鋇溶液反應(yīng)的本質(zhì),讓我們走進教材,學(xué)習(xí)離子反應(yīng)及其發(fā)生的條件。課前素能奠基學(xué)問回顧1.復(fù)分解反應(yīng)是指兩種化合物相互__交換__成分,生成另外兩種化合物的反應(yīng),其發(fā)生的條件為__生成沉淀__、__放出氣體__或__生成水__。2.寫出a.H2SO4b.NaOHc.BaCl2在水溶液中的電離方程式:a.H2SO4=__2H++SOeq\o\al(2-,4)__;b.NaOH=__Na++OH-__;c.BaCl2=__Ba2++2Cl-__。(1)a和b兩溶液混合后發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為__H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O__;(2)a和c兩溶液混合后發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為__H2SO4+BaCl2=2HCl+BaSO4↓__;(3)b和c兩溶液混合__不能__(填“能”或“不能”)發(fā)生復(fù)分解反應(yīng),緣由是__二者混合無氣體、沉淀或水生成__。新知預(yù)習(xí)一、離子反應(yīng)1.概念:電解質(zhì)在溶液中反應(yīng)的實質(zhì)是__離子__之間的反應(yīng)。2.試驗探究:試驗操作試驗現(xiàn)象__無明顯現(xiàn)象____有白色沉淀__混合前溶液中微粒K+、Cl-Ba2+、Cl-Na+、SOeq\o\al(2-,4)Na+、SOeq\o\al(2-,4)混合后溶液中微粒K+、Cl-、Na+、SOeq\o\al(2-,4)__BaSO4__、Na+、Cl-試驗結(jié)論離子濃度未變Ba2+、SOeq\o\al(2-,4)濃度減小3.實質(zhì):離子反應(yīng)使溶液中某些離子濃度__減小__。點撥:某些狀況下,無明顯現(xiàn)象不代表不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。二、離子方程式1.概念:用實際參與反應(yīng)的__離子符號__表示離子反應(yīng)的式子。2.書寫步驟(以氯化鋇與硫酸鈉溶液反應(yīng)為例):eq\a\vs4\al(寫)—正確書寫反應(yīng)的化學(xué)方程式:__BaCl2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaCl__eq\a\vs4\al(拆)—把__易溶于水且易電離__的物質(zhì)拆成離子的形式:__Ba2++2Cl-+2Na++SOeq\o\al(2-,4)=BaSO4↓+2Na++2Cl-__。eq\a\vs4\al(刪)—刪去方程式兩邊__不參與反應(yīng)__的離子__SOeq\o\al(2-,4)+Ba2+=BaSO4↓__eq\a\vs4\al(查)—eq\a\vs4\al(檢查方程式兩邊各元素的__原子個數(shù)__和__電荷總數(shù)__是否相等)點撥:不參與反應(yīng)的離子指方程式兩邊完全相同的離子。3.意義:探討反應(yīng)物化學(xué)方程式離子方程式兩種方程式的異同HCl+NaOH__HCl+NaOH=NaCl+H2O____H++OH-=H2O__4個反應(yīng)的化學(xué)方程式__不同__,但其離子方程式卻__相同__HCl+KOH__HCl+KOH=KCl+H2O____H++OH-=H2O__H2SO4+NaOH__H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O____H++OH-=H2O__H2SO4+KOH__H2SO4+2KOH=K2SO4+2H2O____H++OH-=H2O__結(jié)論:強酸與強堿發(fā)生中和反應(yīng)的實質(zhì)是,強酸電離出的__H+__與強堿電離出的__OH-__結(jié)合生成__H2O__。②離子方程式的意義離子方程式不僅可以表示__某個詳細的化學(xué)反應(yīng)__,還可以表示__同一類型的離子反應(yīng)__。三、離子反應(yīng)的類型及發(fā)生反應(yīng)的條件1.類型:復(fù)分解反應(yīng)和置換反應(yīng)等。2.離子反應(yīng)條件的探究試驗:試驗操作試驗現(xiàn)象有__藍色沉淀__生成溶液__紅色消逝__有__氣泡產(chǎn)生__三個試驗中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式分別是①__Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓__②__H++OH-=H2O__③__COeq\o\al(2-,3)+2H+=CO2↑+H2O__3.復(fù)分解反應(yīng)類離子反應(yīng)的發(fā)生條件:預(yù)習(xí)自測1.下列各組物質(zhì)間的反應(yīng)中,不屬于離子反應(yīng)的是(C)A.Zn+H2SO4(稀) B.NaCl溶液+AgNO3溶液C.C+O2 D.Fe+CuSO4溶液解析:A、B、D選項中的反應(yīng)都是在溶液中進行的反應(yīng),且每一組中都有離子參與反應(yīng),所以都是離子反應(yīng);C與O2反應(yīng)無論產(chǎn)物是CO還是CO2,都不是電解質(zhì)在溶液中進行的反應(yīng),不屬于離子反應(yīng)。2.下列各組離子能在溶液中大量共存的是(C)A.Na+、Mg2+、Cl-、OH-B.H+、Ca2+、COeq\o\al(2-,3)、NOeq\o\al(-,3)C.Cu2+、K+、SOeq\o\al(2-,4)、NOeq\o\al(-,3)D.Na+、HCOeq\o\al(-,3)、OH-、Ca2+解析:溶液中的離子能否大量共存,關(guān)鍵是看離子間能否發(fā)生反應(yīng)。Mg2+和OH-能反應(yīng)生成Mg(OH)2沉淀,即Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓;H+和COeq\o\al(2-,3)、Ca2+和COeq\o\al(2-,3)都能發(fā)生反應(yīng),即2H++COeq\o\al(2-,3)=H2O+CO2↑,Ca2++COeq\o\al(2-,3)=CaCO3↓;HCOeq\o\al(-,3)和OH-、Ca2+和OH-都能反應(yīng),即HCOeq\o\al(-,3)+OH-=H2O+COeq\o\al(2-,3),Ca2++2OH-=Ca(OH)2↓;唯有選項C中的離子間不會發(fā)生反應(yīng)。3.下列各組物質(zhì)相互混合后,不會發(fā)生離子反應(yīng)的是(A)A.Na2SO4溶液和MgCl2溶液B.Na2CO3溶液和稀硫酸C.NaOH溶液和Fe2(SO4)3溶液D.Ca(OH)2溶液和鹽酸解析:B項中COeq\o\al(2-,3)和H+發(fā)生離子反應(yīng);C項中Fe3+和OH-發(fā)生離子反應(yīng);D項中OH-和H+發(fā)生離子反應(yīng)。4.下列離子方程式書寫正確的是(B)A.鹽酸與碳酸鋇反應(yīng):COeq\o\al(2-,3)+2H+=CO2↑+H2OB.硫酸銅溶液中滴加氫氧化鈉溶液:2OH-+Cu2+=Cu(OH)2↓C.硝酸銀溶液中加入銅粉:Ag++Cu=Cu2++AgD.鐵與稀鹽酸反應(yīng):2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑解析:A項中碳酸鋇不能拆寫成COeq\o\al(2-,3)和Ba2+;C項中離子方程式電荷不守恒;D項中離子反應(yīng)違反客觀事實。5.下列同組中的兩個不同反應(yīng)(在溶液中進行),可用同一離子方程式表示的是(B)A.Na2CO3+HNO3與NaHCO3+HNO3B.CaCl2+Na2CO3與Ca(NO3)2+K2CO3C.Ba(OH)2+NaHSO4與BaCl2+NaHSO4D.NaOH+H2SO4與Fe(OH)3+H2SO4解析:A選項中,Na2CO3和HNO3反應(yīng)的離子方程式為COeq\o\al(2-,3)+2H+=H2O+CO2↑,NaHCO3與HNO3反應(yīng)的離子方程式為HCOeq\o\al(-,3)+H+=H2O+CO2↑,兩離子方程式不相同。B選項中,兩反應(yīng)離子方程式均為Ca2++COeq\o\al(2-,3)=CaCO3↓。C選項中,Ba(OH)2和NaHSO4的反應(yīng),除了Ba2+和SOeq\o\al(2-,4)反應(yīng)生成BaSO4沉淀外,還有H+和OH-生成H2O的反應(yīng);而BaCl2和NaHSO4的反應(yīng)只有Ba2+和SOeq\o\al(2-,4)生成BaSO4沉淀的反應(yīng)。D選項中,NaOH與H2SO4反應(yīng)的離子方程式為H++OH-=H2O;Fe(OH)3與H2SO4反應(yīng)的離子方程式為Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O。6.寫出下列反應(yīng)的離子方程式。(1)KOH溶液和HCl溶液反應(yīng):__OH-+H-=H2O__;(2)Ba(OH)2溶液和H2SO4溶液反應(yīng):__Ba2++2OH-+2H++SOeq\o\al(2-,4)=BaSO4↓+2H2O__;(3)Na2CO3溶液和HNO3溶液反應(yīng):__COeq\o\al(2-,3)+2H+=CO2↑+H2O__。解析:書寫離子方程式時,要嚴格依據(jù)“寫、拆、刪、查”四個步驟進行。在嫻熟之后,提倡干脆寫出離子方程式。在書寫過程中,要特殊留意易溶、易電離的物質(zhì),如:HCl、H2SO4、HNO3、KOH、Ba(OH)2、NaOH及鈉鹽、鉀鹽、硝酸鹽等可溶性鹽,要用離子符號表示,而H2O、BaSO4、CaCO3、CO2、MgO等要用化學(xué)式表示。課堂素能探究學(xué)問點離子方程式的書寫及正誤推斷問題探究:1.H++OH-=H2O能表示全部的強酸和強堿發(fā)生的反應(yīng)嗎?2.依據(jù)復(fù)分解反應(yīng)發(fā)生的條件分析離子反應(yīng)發(fā)生后的結(jié)果是什么?探究提示:1.不能。如H2SO4與Ba(OH)2反應(yīng)除H+和OH-生成H2O外,Ba2+與SOeq\o\al(2-,4)反應(yīng)還生成BaSO4沉淀,故其離子方程式為Ba2++2OH-+2H++SOeq\o\al(2-,4)=BaSO4↓+2H2O。2.復(fù)分解反應(yīng)發(fā)生的條件是生成沉淀、放出氣體或生成水(具備上述條件之一即可);因此離子反應(yīng)發(fā)生后導(dǎo)致溶液中某些離子濃度明顯減小。學(xué)問歸納總結(jié):1.書寫離子方程式的拆分原則:(1)常見物質(zhì)的拆分原則。書寫原則物質(zhì)類型能拆成離子的物質(zhì)①強酸:HCl、H2SO4、HNO3等②強堿:KOH、NaOH、Ba(OH)2等③可溶性鹽:NaCl、K2SO4、NaNO3等不能拆成離子的物質(zhì)①單質(zhì)②氣體③氧化物④難溶物:Cu(OH)2、BaSO4、AgCl等⑤難電離的物質(zhì):CH3COOH、NH3·H2O、H2O⑥非電解質(zhì):乙醇等⑦濃硫酸(2)微溶物的書寫原則。2.離子方程式的正誤推斷:(1)看是否符合反應(yīng)的客觀事實。如鐵與稀硫酸反應(yīng):(2)看反應(yīng)是否符合拆寫原則。如碳酸鈣與鹽酸反應(yīng):(3)看是否符合質(zhì)量守恒、電荷守恒。如鋁和鹽酸反應(yīng):eq\a\vs4\al(Al+2H+=Al3++H2↑×)電荷不守恒eq\a\vs4\al(2Al+6H+=2Al3++3H2↑√)(4)看是否漏掉離子反應(yīng)。如CuSO4和Ba(OH)2溶液反應(yīng):點撥:簡單出現(xiàn)錯誤的幾類物質(zhì)的改寫(1)多元弱酸的酸式酸根離子不能拆開寫,如NaHCO3不能拆寫成Na+、H+和COeq\o\al(2-,3),應(yīng)拆寫成Na+和HCOeq\o\al(-,3)。(2)濃硫酸作為反應(yīng)物不能拆開寫,應(yīng)寫成化學(xué)式;濃鹽酸、濃硝酸拆成離子形式。(3)在溶液中的NaHSO4應(yīng)拆寫成Na+、H+和SOeq\o\al(2-,4)。典例1推斷下列離子方程式的正誤,并指出錯誤的緣由。(1)鹽酸與Cu(OH)2反應(yīng):H++OH-=H2O(__錯誤,Cu(OH)2犯難溶物,不能拆成Cu2+和2OH-__)(2)CuO溶于鹽酸:O2-+2H+=H2O(__錯誤,CuO為氧化物,不行拆成Cu2+和O2-__)(3)Na2CO3溶液與稀硫酸反應(yīng):Na2CO3+2H+=2Na++CO2↑+H2O(__錯誤,Na2CO3為可溶性鹽,應(yīng)拆成Na+和COeq\o\al(2-,3)。__)(4)CuSO4溶液與Ba(OH)2溶液反應(yīng):Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓(__錯誤,漏掉SOeq\o\al(2-,4)與Ba2+的反應(yīng)__)(5)CO2通入澄清石灰水變渾濁:CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O(__錯誤,澄清石灰水為Ca(OH)2溶液,Ca(OH)2應(yīng)拆為Ca2+和OH-__)(6)NaHCO3溶液與稀硫酸反應(yīng):COeq\o\al(2-,3)+2H+=CO2↑+H2O(__錯誤,HCOeq\o\al(-,3)為弱酸酸式酸根離子,不能拆成H+和COeq\o\al(2-,3)__)(7)Fe與稀鹽酸反應(yīng):2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑(__錯誤,F(xiàn)e與鹽酸反應(yīng)生成Fe2+__)(8)Cu與AgNO3溶液反應(yīng):Cu+Ag+=Ag+Cu2+(__錯誤,反應(yīng)前后電荷不守恒__)〔變式訓(xùn)練1〕鐵、稀鹽酸、澄清石灰水、氯化銅溶液是中學(xué)化學(xué)中常見的物質(zhì),四種物質(zhì)間的反應(yīng)關(guān)系如圖所示。圖中兩圓相交部分(A、B、C、D)表示物質(zhì)間的反應(yīng),其中對應(yīng)反應(yīng)的離子方程式書寫正確的是(C)A.OH-+HCl=H2O+Cl-B.Ca(OH)2+Cu2+=Ca2++Cu(OH)2↓C.Fe+Cu2+=Cu+Fe2+D.2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑解析:A處是澄清石灰水與稀鹽酸的反應(yīng),離子方程式應(yīng)為OH-+H+=H2O,故A項錯誤;B處是澄清石灰水與氯化銅溶液的反應(yīng),離子方程式應(yīng)為2OH-+Cu2+=Cu(OH)2↓,故B項錯誤;C處是鐵與氯化銅溶液的反應(yīng),離子方程式應(yīng)為Fe+Cu2+=Cu+Fe2+,故C項正確;D處是鐵與稀鹽酸的反應(yīng),離子方程式應(yīng)為Fe+2H+=Fe2++H2↑,故D項錯誤。學(xué)問點離子共存的推斷問題探究:1.強酸性和強堿性溶液中,NHeq\o\al(+,4)、Cu2+、Cl-、NOeq\o\al(-,3)、HCOeq\o\al(-,3)、COeq\o\al(2-,3)都能大量共存嗎?2.某溶液中加入紫色石蕊試液顯紅色,則該溶液中可能含有K+、COeq\o\al(2-,3)嗎?探究提示:1.NHeq\o\al(+,4)、Cu2+都能與OH-反應(yīng),COeq\o\al(2-,3)能與H+反應(yīng),HCOeq\o\al(-,3)既與OH-反應(yīng),又與H+反應(yīng),故只有Cl-、NOeq\o\al(-,3)在強酸性和強堿性溶液中都能大量共存。2.可能有K+,但沒有COeq\o\al(2-,3)。溶液中加入紫色石蕊試液顯紅色說明溶液顯酸性,則不行能含有COeq\o\al(2-,3),因為發(fā)生反應(yīng)COeq\o\al(2-,3)+2H+=CO2↑+H2O。學(xué)問歸納總結(jié):1.離子反應(yīng)的常見類型:(1)復(fù)分解反應(yīng)生成沉淀或氣體或H2O(2)堿性氧化物(如CuO)與酸反應(yīng)(3)酸性氧化物(如CO2)與堿反應(yīng)(4)活潑金屬(如Zn)與酸反應(yīng)(5)金屬(如Zn)與鹽(如CuSO4)的反應(yīng)2.離子反應(yīng)的應(yīng)用:(1)檢驗離子:如向某溶液中加入稀硝酸后,再加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成,則證明溶液中有Cl-。離子方程式為Ag++Cl-=AgCl↓。(2)推斷離子能否大量共存:①離子共存的推斷原則——能否反應(yīng)②離子共存推斷的“三種類型”:a.離子之間反應(yīng)生成難溶物:如圖連線的兩離子之間。b.離子之間反應(yīng)生成氣體:如圖連線的兩離子之間。c.離子之間反應(yīng)生成水或其他難電離的物質(zhì):如圖連線的兩離子之間。③離子共存推斷的“隱含條件”:a.“無色透亮”溶液不存在有色離子。Cu2+Fe3+Fe2+MnOeq\o\al(-,4)||||藍色棕黃色淺綠色紫紅色b.溶液的酸堿性。(3)物質(zhì)的分別與提純:如用BaCl2、Na2CO3、NaOH和稀鹽酸,除去粗鹽中的SOeq\o\al(2-,4)、Mg2+、Ca2+等離子時,發(fā)生的離子反應(yīng)有SOeq\o\al(2-,4)+Ba2+=BaSO4↓,Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓,Ca2++COeq\o\al(2-,3)=CaCO3↓,Ba2++COeq\o\al(2-,3)=BaCO3↓,COeq\o\al(2-,3)+2H+=CO2↑+H2O,OH-+H+=H2O。典例2某無色溶液中,可大量共存的離子組是(A)A.Na+、COeq\o\al(2-,3)、SOeq\o\al(2-,4)、Cl-B.Cu2+、NOeq\o\al(-,3)、Cl-、SOeq\o\al(2-,4)C.H+、Cl-、K+、COeq\o\al(2-,3)D.K+、Mg2+、SOeq\o\al(2-,4)、OH-解析:B項,無色溶液中Cu2+不能大量存在;C項,H+與COeq\o\al(2-,3)不能大量共存;D項,Mg2+與OH-不能大量共存?!沧兪接?xùn)練2〕下列各組離子中,在堿性溶液中能大量共存,且溶液為無色透亮的是(B)A.K+、MnOeq\o\al(-,4)、Cl-、SOeq\o\al(2-,4)B.Na+、COeq\o\al(2-,3)、SOeq\o\al(2-,4)、Cl-C.NOeq\o\al(-,3)、Na+、HCOeq\o\al(-,3)、Ba2+D.Na+、NOeq\o\al(-,3)、H+、SOeq\o\al(2-,4)解析:A項,含MnOeq\o\al(-,4)的溶液呈紫紅色;C項,HCOeq\o\al(-,3)與OH-反應(yīng)生成COeq\o\al(2-,3)和H2O,生成的COeq\o\al(2-,3)與Ba2+發(fā)生反應(yīng):COeq\o\al(2-,3)+Ba2+=BaCO3↓;D項,H+與OH-反應(yīng)生成H2O。名師博客呈現(xiàn)離子推斷題的解法在于駕馭離子的特征反應(yīng)及離子間的共存狀況。解題時要遵循以下四個原則:1.確定性原則:依據(jù)試驗現(xiàn)象推出溶液中確定存在或確定不存在的離子。2.互斥性原則:在確定某些離子的同時,結(jié)合離子共存規(guī)律,確定一些不能存在的離子。3.電中性原則:任何溶液中,陰、陽離子所帶電荷總數(shù)是相等的,即溶液呈電中性。這個隱含條件往往不被留意,從而造成在離子推斷中漏選或錯選。如題中各種陽離子一一被解除后,依據(jù)電中性的特點,最終剩余的那種陽離子確定有;反之亦然。4.進出性原則:在進行離子檢驗時,往往要加入試劑,這樣就會引入新的離子,原溶液中是否存在該種離子就無法推斷,如加入過量BaCl2溶液時,過量的離子(Ba2+、Cl-)將對原溶液中是否有Ba2+或Cl-的推斷產(chǎn)生干擾;還會有一些離子隨試驗過程中的改變而消逝,可能對后續(xù)的檢驗造成影響?!布磿r訓(xùn)練〕現(xiàn)有離子:①Cl-②SOeq\o\al(2-,4)③H+④OH-⑤COeq\o\al(2-,3)⑥HCOeq\o\al(-,3)⑦Na+⑧Cu2+⑨Ca2+⑩Ag+?Ba2+?K+?MnOeq\o\al(-,4)?Fe3+(1)在酸性條件下,確定不能大量存在的有__④⑤⑥__(填序號,下同)。(2)在堿性條件下,確定不能大量存在的有__③⑥⑧⑨⑩?__。(3)在無色溶液中,確定不能存在的有__⑧??__。(4)在含有?Ba2+的溶液中,確定不能大量存在的有__②⑤__。課堂達標驗收1.下列物質(zhì)混合后發(fā)生化學(xué)反應(yīng),且屬于離子反應(yīng)的是(B)A.NaOH溶液和K2SO4溶液混合B.鋅片投入稀硫酸中C.加熱KClO3和MnO2固體混合物制O2D.H2和O2反應(yīng)生成水解析:A項不具備復(fù)分解反應(yīng)發(fā)生的條件;B項離子反應(yīng)是Zn+2H+=Zn2++H2↑;C項不是溶液中進行的反應(yīng),不屬于離子反應(yīng);D項不是離子反應(yīng)。2.下列反應(yīng)能用H++OH-=H2O表示的是(D)A.醋酸和氫氧化鈉溶液 B.氫氧化鎂和鹽酸C.氫氧化鋇和稀硫酸 D.澄清石灰水和硝酸解析:A項中醋酸是弱酸,書寫離子方程式時,應(yīng)寫成CH3COOH;B項中氫氧化鎂難溶于水,應(yīng)寫其化學(xué)式Mg(OH)2;C項反應(yīng)生成的硫酸鋇難溶于水,還發(fā)生另一個離子反應(yīng):Ba2++SOeq\o\al(2-,4)=BaSO4↓,只有D項符合題意。3.下列離子方程式正確的是(A)A.碳酸鈣與鹽酸反應(yīng):CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑B.鋅與鹽酸反應(yīng):Zn+2H++2Cl-=Zn2++2Cl-+H2↑C.氯化鐵與氫氧化鋇溶液反應(yīng):2Fe3++3Ba(OH)2=2Fe(OH)3↓+3Ba2+D.氫氧化銅與硫酸反應(yīng):OH-+H+=H2O解析:B項,未反應(yīng)的Cl-應(yīng)刪去;C項,Ba(OH)2是易溶、易電離的物質(zhì),應(yīng)拆寫成離子形式;D項,氫氧化銅是難溶物,應(yīng)用化學(xué)式表示,不能拆寫成離子形式。故選A項。4.BaCO3與稀硝酸反應(yīng),正確的離子方程式是(C)A.Ba2++COeq\o\al(2-,3)+2H++2NOeq\o\al

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