山东省潍坊市2023-2024学年高二下学期期末考试化学试卷(Word版附解析)
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1.答题前,考生先将自己的学校、班级、姓名、考生号、座号填写在相应位置。
2.选择题答案必须使用2B铅笔(按填涂样例)正确填涂;非选择题答案必须使用0.5毫米黑色签字笔书写,字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号在各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面清洁,不折叠、不破损。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 S 32 Cl 35.5 Sc 45 Fe 56 Bi 209
一、选择题:本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题意。
1. 我国古代和现代的科技成就为人类文明进步做出了巨大贡献。下列叙述中涉及氧化还原反应的是
A. 中国科学家屠呦呦带领团队用乙醚萃取法提取青蒿素
B. 唐代出现的竹纸工艺是将竹料拌入石灰水,经蒸煮、舂臼、荡料、覆压和焙干造纸
C. 中国科学家取得颠覆性突破,成功将CO2人工合成淀粉
D. 山东潍坊纯碱厂用侯氏制碱法制得高质量纯碱
2. 下列图示实验中,仪器选择正确、操作规范的是
A. AB. BC. CD. D
3. 物质性质决定用途。下列性质与用途不具有对应关系的是
A. Na2O2能与CO2反应生成O2,可用于防毒面具
B. 纳米Fe3O4能与酸反应,可用作铁磁性材料
C. 聚合硫酸铁能水解并形成胶体,可用于净水
D. 碳酸氢钠受热分解产生CO2,可用作单一膨松剂
4. 下列离子方程式书写错误的是
A. 钠与水反应:
B. CuSO4溶液中加入
C. FeCl3溶液腐蚀铜电路板:
D. NaOH溶液中通入氯气:
5. 下列关于物质鉴别或检验的叙述正确的是
A. 用石灰水鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液
B. 向某溶液中加入AgNO3溶液,产生白色沉淀,则该溶液中一定有
C. 通过焰色反应鉴别KNO3和NaCl固体
D. 向某溶液中滴加过量盐酸,产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,则该溶液中一定存在或
6. 设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 标准状况下,22.4 L CO2含有的氧原子数为
B. 16.25g FeCl3水解形成的Fe(OH)3胶体粒子数为
C. 100 mL 0.2 ml·L-1醋酸溶液中含有的H+数为
D. 2 ml SO2与1 ml O2在密闭容器中充分反应后的气体分子总数为
7. 火箭推进剂发生反应的化学方程式为:(C2H8N2中C、N元素的化合价相等)。下列说法正确的是
A. C2H8N2是氧化剂
B. 氧化产物与还原产物物质的量之比为2∶3
C N2O4中N元素化合价升高
D. 1 ml N2O4完全反应时转移
阅读下列材料,完成下面小题。
测定铁矿石中铁含量的传统方法是滴定法。研究小组用该方法测定质量为ag的某赤铁矿试样中的铁含量。
【配制溶液】
①标准溶液;
②溶液:称取溶于20mL浓盐酸,加水至100mL,加入少量锡粒。
【测定含量】按下图所示(加热装置略去)操作步骤进行实验。
已知:氯化铁受热易升华;HgCl2有剧毒,室温时HgCl2可将Sn2+氧化为Sn4+,难以氧化Fe2+;可被Fe2+还原为Cr3+。
8. 下列仪器在本实验中必须用到的是
A. B. C. D.
9. 下列说法错误的是
A. 配制SnCl2溶液时加入少量锡粒,可防止Sn2+被氧化
B. 滴定读数时,应双手一上一下持滴定管
C. 滴定法相比于法,对环境更友好
D. 若消耗标准溶液V mL,则试样中Fe的质量分数为
10. 下列操作将导致测定值偏高的是
A. 步骤Ⅰ中样品溶解不充分
B. 步骤Ⅱ中未加入HgCl2饱和溶液
C. 步骤Ⅲ中读数时,滴定前平视,滴定后俯视
D. 步骤Ⅲ中未立即滴定
二、选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11. 含氯元素物质的“价-类”二维图如图所示。下列说法正确的是
A. 相同质量的乙比甲的消毒效率高
B. 乙的净水原理与明矾不同
C. 可用pH试纸分别测定等浓度的丙和丁溶液的pH值来比较其酸性强弱
D. 必须外加还原剂才能实现戊→己的转化
12. 哈尔滨工业大学研发了一种多功能金属性Pt/Ni-MOF催化剂,实现了空气中CO2的直接捕获和光-热协同催化转化,其机理如图。下列说法正确的是
A. 在Ni-MOF纳米颗粒表面H2活化为氢原子
B. 该过程涉及碳氧双键的断裂与形成
C. 步骤③④中,C元素化合价均降低
D. 若生成,则总反应方程式为
13. 根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是
A. AB. BC. CD. D
14. 实验室利用钴渣[含C(OH)3、Fe(OH)3等]制备C3O4的工艺流程如图所示:
已知:,
下列说法正确的是
A. “溶解还原”过程中消耗的Na2SO3与生成C2+的物质的量之比为1∶2
B. “纯化处理”时需将溶液调至强碱性,确保将铁元素完全除去
C. “沉钴”时,不用Na2C2O4溶液是为了防止溶液碱性太强而生成C(OH)2沉淀
D. 在空气中煅烧时,每生成1 ml C3O4转移2 ml e-
15. 设计如下实验探究Fe与AgNO3溶液的反应。下列说法错误的是
A. 实验②证明HNO3只能将Fe氧化为Fe2+
B. 实验③出现极浅红色,可能是空气中O2氧化Fe2+生成少量Fe3+
C. 向实验③所得溶液中加入1 mL浓硝酸,红色可能加深
D. 实验③④证明发生反应:
三、非选择题:本题共5小题,每小题12分,共60分。
16. 某工厂采用软锰矿(主要成分为MnO2)与辉铋矿(主要成分为Bi2S3,含有FeS2、SiO2杂质)联合焙烧法制备MnO2和BiOCl,工艺流程如下:
已知:焙烧时Bi2S3、FeS2分别转化为Bi2O3、Fe2O3,过量的MnO2全部分解为Mn2O3。
回答下列问题:
(1)为提高焙烧效率,可采取的措施为___________(写一条即可)。
(2)“水浸”后滤液主要成分为MnSO4,“联合焙烧”时,MnO2和Bi2S3在空气中发生反应的化学方程式为___________。
(3)“沉锰”时温度不宜过高,原因是___________,“沉锰”时反应的离子方程式为___________。
(4)“酸浸”时生成Cl2的离子方程式为___________。
(5)“转化”时加入金属铋的目的是___________。
(6)BiOCl含量的测定:称取产品0.1500 g于锥形瓶中,加15 mL 36%的盐酸溶解,加掩蔽剂防止杂质离子对终点判断产生干扰,将溶液调至强酸性,加入饱和硫脲与Bi3+形成黄色配合物,再用0.02000 ml·L-1的EDTA滴定至终点,消耗溶液22.50 mL。已知EDTA与Bi3+按物质的量之比1∶1发生络合反应,所得产物的稳定性远大于硫脲与Bi3+形成的黄色配合物。根据实验数据计算,产品中BiOCl的质量分数为___________。
17. 铁系催化剂具有毒性低、储量丰富、催化活性高等优点。实验室合成一种铁系催化剂中间体的装置如下图所示(加热和夹持装置略)。
已知:
Ⅰ.多聚甲醛加热至时会解聚;
Ⅱ.中Fe的化合价为+2价,与氧气、水都会反应。
回答下列问题:
(1)制备时进行操作:(ⅰ)检验气密性,在装置D三颈烧瓶中加入FeCl3;(ⅱ)……;(ⅲ)打开仪器a的活塞,将多聚甲醛注入三颈烧瓶中;(ⅳ)加热三颈烧瓶至80℃,开始反应。操作(ⅱ)为___________;判断制备反应结束的实验现象是___________。
(2)B、E装置作用相同,装置B中的试剂为___________;装置E的作用是___________;生成的化学反应方程式为___________。
(3)将三颈烧瓶中固体进行分离:过滤,用乙醇洗涤,干燥。上述操作仍需在氩气氛围下完成,理由是___________;上述过程中用到的玻璃仪器除烧杯、漏斗外,还需要___________。
18. 氧化钪()在电光源、催化剂和陶瓷等领域有广泛应用。以含钪精矿(含、、、、)为原料制备的一种工艺流程如图所示。
已知:、、都能与P504(用HR表示)发生反应,机理为。
回答下列问题:
(1)流程使用0.2 ml·L-1的盐酸,用36.5%的浓盐酸(密度为1.2 g·cm-3)配制稀盐酸460 mL,则需要量取浓盐酸的体积为___________mL,使用的玻璃仪器除烧杯、量筒、玻璃棒外,还需要的是___________。
(2)“萃余液”中除、外还含有金属阳离子主要有___________;“酸洗”操作的目的为___________。
(3)“反萃取”时,生成的沉淀主要为Sc(OH)3和Ti(OH)4,生成Sc(OH)3的化学方程式为___________,“滤渣”的主要成分为___________。
(4)草酸钪晶体在空气中煅烧,随温度变化情况如图所示。250℃时,固体的主要成分是___________(填化学式)。
19. 在橡胶硫化时,二氯化二硫(橙黄色液体,熔点:-18℃,沸点:138℃,遇水易水解:)是硫溶剂。查阅资料可知:将干燥氯气通入熔融硫可制得:S2Cl2.某化学兴趣小组利用如下装置(夹持装置已略去)制得S2Cl2并测定其纯度。
实验过程所提供的药品有:浓盐酸、浓硫酸、二氧化锰、高锰酸钾、硫磺、碱石灰、P2O5、NaOH溶液、饱和食盐水。
回答下列问题:
(1)装置A中制备Cl2的离子方程式为___________。
(2)用恒压滴液漏斗代替分液漏斗的优点是___________。
(3)装置G中药品的名称为___________,药品所起作用是___________。
(4)装置E应选用的冷凝管为___________(填序号)。
(5)下列实验操作的先后顺序应为___________(用序号表示)。
①通冷凝水 ②加热三颈烧瓶 ③加入药品 ④检验装置气密性 ⑤组装仪器
(6)S2Cl2纯度的测定:将F中橙黄色液体蒸馏精制得产品,称取20.00 g产品置于锥形瓶中,加水至反应完全(杂质均不与水反应),加入过量的0.1000 ml·L-1的AgNO3溶液V1 mL。再向锥形瓶中加入硝基苯,将生成的沉淀覆盖。加入适量Fe(NO3)3作指示剂,用0.1000 ml·L-1 NaSCN溶液滴定至终点,消耗NaSCN溶液V2 mL。则S2Cl2的纯度为___________(列出计算式,滴定过程发生反应:)。
20. 电解精炼铜阳极泥(含Cu2Se、Cu2Te、Ag2Se、Ag2Te、Se、Au等)是粗铜电解精炼的副产品,用氯化法提取硒、碲和其他物质的流程如下。
已知:TeO2微溶于水,易溶于较浓强酸和强碱。
回答下列问题:
(1)由“浸出渣”回收的贵金属是___________(填化学式);“水溶液氯化”时,硒和碲元素分别被氧化为和,但氯气用量过大时,硒元素生成强酸,则此时被氧化的离子方程式为___________。
(2)“还原”得到硒单质时,反应的氧化剂与还原剂物质的量之比是___________。
(3)“沉碲”时控制溶液的pH为4.5~5.0,生成TeO2沉淀。如果盐酸的浓度过大,将导致“沉碲”不完全,原因为___________(用化学方程式表示)。
(4)“水溶液氯化”时,氯化温度(℃)液固比(x)、氯化钠的含量(g·L-1)及氯泥比(y)对硒提取率的影响如图所示。在25~80℃硒提取率较高,氯化温度高于80℃时,硒提取率降低的原因是___________;最佳液固比是___________;溶液NaCl含量过高,硒的提取率降低的原因可能是___________。
A.分离粗盐中的不溶物
B.加热溶液
C.用瓷坩埚加热熔化NaOH固体
D.转移溶液
选项
实验操作和现象
结论
A
向NaBr溶液中滴加过量氯水,溶液变为橙色,再加入淀粉-KI溶液,溶液变为蓝色
氧化性:Cl2>Br2>I2
B
取一定量Na2SO3样品溶解后加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,加入浓HNO3,沉淀不溶解
此样品中含有
C
向沸水中逐滴加5~6滴饱和FeCl3溶液,持续煮沸,液体先呈红褐色,再析出沉淀
Fe3+先水解得Fe(OH)3胶体,再聚集成Fe(OH)3沉淀
D
向0.1 ml·L-1 H2O2溶液中滴加3滴0.01 ml·L-1 KMnO4溶液,紫色褪去
H2O2具有还原性
实验
实验操作及现象
①
取2 mL 0.1 ml·L-1 AgNO3溶液,加入0.5 g铁粉,溶液无色,再加入铁氰化钾溶液,未观察到蓝色沉淀
②
取2 mL 0.1 ml·L-1硝酸酸化的NaNO3溶液,加入0.5g铁粉,溶液变浅绿色,再加入铁氰化钾溶液,有蓝色沉淀
③
取2 mL 0.1 ml·L-1 FeSO4溶液,加入10滴0.1 ml·L-1硝酸酸化的NaNO3溶液,溶液呈浅绿色,再加入KSCN溶液,溶液变为极浅红色
④
取2 mL 0.1 ml·L-1 FeSO4溶液,加入10滴0.1 ml·L-1 AgNO3溶液,溶液呈黄色且有少量黑色颗粒生成,再加入KSCN溶液,溶液变为深红色且有白色沉淀生成
试卷类型:A
山东省潍坊市2023-2024学年高二下学期期末测试
化学试题
1.答题前,考生先将自己的学校、班级、姓名、考生号、座号填写在相应位置。
2.选择题答案必须使用2B铅笔(按填涂样例)正确填涂;非选择题答案必须使用0.5毫米黑色签字笔书写,字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号在各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面清洁,不折叠、不破损。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 S 32 Cl 35.5 Sc 45 Fe 56 Bi 209
一、选择题:本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题意。
1. 我国古代和现代的科技成就为人类文明进步做出了巨大贡献。下列叙述中涉及氧化还原反应的是
A. 中国科学家屠呦呦带领团队用乙醚萃取法提取青蒿素
B. 唐代出现的竹纸工艺是将竹料拌入石灰水,经蒸煮、舂臼、荡料、覆压和焙干造纸
C. 中国科学家取得颠覆性突破,成功将CO2人工合成淀粉
D. 山东潍坊纯碱厂用侯氏制碱法制得高质量纯碱
【答案】C
【解析】
【详解】A. 中国科学家屠呦呦带领团队用乙醚萃取法提取青蒿素,利用的是溶解度差别,故A不符;
B. 唐代出现的竹纸工艺是将竹料拌入石灰水,经蒸煮、舂臼、荡料、覆压和焙干造纸,过程中没有涉及到元素化合价变化,故B不符;
C. 中国科学家取得颠覆性突破,成功将CO2人工合成淀粉,过程中有氧气产生,涉及到元素化合价变化,故C符合;
D. 山东潍坊纯碱厂用侯氏制碱法制得高质量纯碱,先利用复分解制取碳酸氢钠,再利用碳酸氢钠不稳定,加热分解得碳酸钠,过程中没有涉及到元素化合价变化,故D不符;
故选C。
2. 下列图示实验中,仪器选择正确、操作规范是
A. AB. BC. CD. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.用过滤法分离粗盐中不溶物,故A正确;
B.给试管内的液体加热,试管夹应夹持在距试管口处,故B错误;
C.二氧化硅和氢氧化钠反应,不能用瓷坩埚加热熔化NaOH固体,故C错误;
D.向容量瓶中转移溶液应该用玻璃棒引流,故D错误;
选A。
3. 物质性质决定用途。下列性质与用途不具有对应关系的是
A. Na2O2能与CO2反应生成O2,可用于防毒面具
B. 纳米Fe3O4能与酸反应,可用作铁磁性材料
C. 聚合硫酸铁能水解并形成胶体,可用于净水
D. 碳酸氢钠受热分解产生CO2,可用作单一膨松剂
【答案】B
【解析】
【详解】A. Na2O2能与CO2反应生成O2,可用于防毒面具供氧,故A正确;
B. 纳米Fe3O4具有磁性,可用作铁磁性材料,故B错误;
C. 聚合硫酸铁能水解并形成胶体,吸附水中悬浮的杂质,可用于净水,故C正确;
D. 碳酸氢钠受热分解产生CO2,可用作单一膨松剂,增加糕点的口感,故D正确;
故选B。
4. 下列离子方程式书写错误的是
A. 钠与水反应:
B. CuSO4溶液中加入
C. FeCl3溶液腐蚀铜电路板:
D. NaOH溶液中通入氯气:
【答案】A
【解析】
【详解】A. 原方程式不符合质量守恒,钠与水反应:,故A错误;
B. CuSO4溶液中加入氢氧化钡生成硫酸钡、氢氧化铜两种沉淀,,故B正确;
C. FeCl3溶液腐蚀铜电路板生成氯化亚铁和氯化铜,:,故C正确;
D. NaOH溶液中通入氯气生成氯化钠、次氯酸钠和水:,故D正确;
故选A。
5. 下列关于物质鉴别或检验的叙述正确的是
A. 用石灰水鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液
B. 向某溶液中加入AgNO3溶液,产生白色沉淀,则该溶液中一定有
C. 通过焰色反应鉴别KNO3和NaCl固体
D. 向某溶液中滴加过量盐酸,产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,则该溶液中一定存在或
【答案】C
【解析】
【详解】A. 不能用石灰水鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液,均产生CaCO3沉淀,故A错误;
B. 向某溶液中加入AgNO3溶液,产生白色沉淀,则该溶液中可能有、、等,故B错误;
C. 用焰色反应检验K元素,应通过蓝色钴玻璃,通过焰色试验鉴别KNO3和NaCl固体,焰色分别为紫色和黄色,故C正确;
D. 向某溶液中滴加过量盐酸,产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,该气体可能是二氧化碳或二氧化硫,则该溶液中可能存在或、或,故D错误;
故选C。
6. 设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 标准状况下,22.4 L CO2含有的氧原子数为
B. 16.25g FeCl3水解形成的Fe(OH)3胶体粒子数为
C. 100 mL 0.2 ml·L-1醋酸溶液中含有的H+数为
D. 2 ml SO2与1 ml O2在密闭容器中充分反应后的气体分子总数为
【答案】A
【解析】
【详解】A.标准状况下,22.4 L CO2为1ml,1个CO2含有2个O原子,1ml CO2含有氧原子数为2NA,故A正确;
B.16.25g FeCl3为0.1ml,Fe(OH)3胶体粒子是许多Fe(OH)3集合体,16.25g FeCl3水解形成的Fe(OH)3胶体粒子数小于,故B错误;
C.醋酸为弱电解质部分电离,100 mL 0.2 ml·L-1醋酸溶液中含有的H+数小于,故C错误;
D.SO2与O2生成三氧化硫的反应为可逆反应,2 ml SO2与1 ml O2在密闭容器中充分反应后的气体分子总数小于,故D错误;
故答案为:A。
7. 火箭推进剂发生反应的化学方程式为:(C2H8N2中C、N元素的化合价相等)。下列说法正确的是
A. C2H8N2是氧化剂
B. 氧化产物与还原产物物质的量之比为2∶3
C. N2O4中N元素化合价升高
D. 1 ml N2O4完全反应时转移
【答案】D
【解析】
【详解】A.C2H8N2中H元素的化合价为+1价,C、N元素的化合价相等,则C、N元素的化合价都为-2价,反应中C元素的化合价由C2H8N2中的-2价升至CO2中的+4价,N元素的化合价由C2H8N2中-2价升至N2中0价,C2H8N2被氧化是还原剂,故A错误;
B. 根据A项,CO2和部分N2为氧化产物,反应中N元素的化合价由N2O4中+4价降至N2中的0价,部分N2为还原产物,结合得失电子守恒和原子守恒,氧化产物(2mlCO2和1mlN2)与还原产物(2ml)物质的量之比为3∶2,故B错误;
C. 反应中N元素的化合价由N2O4中+4价降至N2中的0价,N2O4被还原,故C错误;
D. 反应中N元素的化合价由N2O4中+4价降至N2中的0价,1 ml N2O4完全反应时转移,故D正确;
故选D。
阅读下列材料,完成下面小题。
测定铁矿石中铁含量的传统方法是滴定法。研究小组用该方法测定质量为ag的某赤铁矿试样中的铁含量。
【配制溶液】
①标准溶液;
②溶液:称取溶于20mL浓盐酸,加水至100mL,加入少量锡粒。
【测定含量】按下图所示(加热装置略去)操作步骤进行实验。
已知:氯化铁受热易升华;HgCl2有剧毒,室温时HgCl2可将Sn2+氧化为Sn4+,难以氧化Fe2+;可被Fe2+还原为Cr3+。
8. 下列仪器在本实验中必须用到的是
A. B. C. D.
9. 下列说法错误的是
A. 配制SnCl2溶液时加入少量锡粒,可防止Sn2+被氧化
B. 滴定读数时,应双手一上一下持滴定管
C. 滴定法相比于法,对环境更友好
D. 若消耗标准溶液V mL,则试样中Fe的质量分数为
10. 下列操作将导致测定值偏高的是
A. 步骤Ⅰ中样品溶解不充分
B. 步骤Ⅱ中未加入HgCl2饱和溶液
C. 步骤Ⅲ中读数时,滴定前平视,滴定后俯视
D. 步骤Ⅲ中未立即滴定
【答案】8. C 9. B 10. B
【解析】
【分析】浓盐酸与试样反应,使得试样中Fe元素以离子形式存在,滴加稍过量的SnCl2使Fe3+还原为Fe2+,冷却后滴加HgCl2,将多余的Sn2+氧化为Sn4+,加入硫酸和磷酸混合液后,滴加指示剂,用K2Cr2O7进行滴定,将Fe2+氧化为Fe3+,化学方程式为。
【8题详解】
配制SnCl2溶液需要用到天平称量固体药品,滴定需要用到酸式滴定管,但给出的为碱式滴定管,因此给出仪器中,本实验必须用到天平,故答案为:C;
【9题详解】
A.Sn2+易被空气氧化为Sn4+,离子方程式为,加入Sn,发生反应,配制SnCl2溶液时加入少量锡粒,可防止Sn2+被氧化,故A正确;
B.滴定读数时,应单手持滴定管上端无刻度处,并保持其自然垂直,故B错误;
C.方法中,HgCl2氧化Sn2+的离子方程式为:,生成的Hg有剧毒,因此相比于的优点是更安全,对环境更友好,故C正确;
D.若消耗标准溶液V mL,根据方程式可得:,ag试样中Fe元素的质量为,质量分数为,故D正确;
故答案为:B;
【10题详解】
A.步骤Ⅰ中样品溶解不充分,滴定消耗的重铬酸钾少,测定值偏低,故A错误;
B.步骤Ⅱ中未加入HgCl2饱和溶液, Sn2+也能被重铬酸钾氧化,消耗的重铬酸钾增多,测定值偏高,故B正确;
C.步骤Ⅲ中读数时,滴定前平视,滴定后俯视,消耗重铬酸钾溶液体积偏小,测定值偏小,故C错误;
D.步骤Ⅲ中未立即滴定,溶液中亚铁离子部分被空气中氧气氧化,消耗重铬酸钾溶液体积偏小,测定值偏小,故D 错误;
故答案为:B。
二、选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11. 含氯元素物质的“价-类”二维图如图所示。下列说法正确的是
A. 相同质量的乙比甲的消毒效率高
B. 乙的净水原理与明矾不同
C. 可用pH试纸分别测定等浓度的丙和丁溶液的pH值来比较其酸性强弱
D. 必须外加还原剂才能实现戊→己的转化
【答案】AB
【解析】
【分析】根据“价类二维图”可知,甲为Cl2,乙为ClO2,丙为HClO,丁为HClO4,戊为KClO3,己为KCl。
【详解】A. 作消毒剂时,乙为ClO2氯元素的化合价由+4价变为-1价,即67.5g转移5ml电子,甲为Cl2,作消毒剂时,氯元素的化合价由0价变为-1价,即71g转移2ml电子,则相同质量的ClO2转移的电子更多,所以ClO2的消毒效率比的高,故A正确;
B. 乙为ClO2,具有强氧化性,溶于水后均可以杀菌消毒,明矾水解后产生氢氧化铝胶体,具有吸附性,用于净水,乙的净水原理与明矾不同,故B正确;
C. HClO具有漂白性,不可用pH试纸分别测定等浓度的丙和丁溶液的pH值来比较其酸性强弱,故C错误;
D. 戊为KClO3,己为KCl,KClO3可在MnO2作催化剂的条件下加热发生分解生成KCl,不一定需要加入还原剂才能实现,故D错误;
故选AB。
12. 哈尔滨工业大学研发了一种多功能金属性Pt/Ni-MOF催化剂,实现了空气中CO2的直接捕获和光-热协同催化转化,其机理如图。下列说法正确的是
A. 在Ni-MOF纳米颗粒表面H2活化为氢原子
B. 该过程涉及碳氧双键的断裂与形成
C. 步骤③④中,C元素化合价均降低
D. 若生成,则总反应方程式为
【答案】CD
【解析】
【分析】催化剂吸附二氧化碳和氢气分子,在光的作用下键断裂生成氢原子,和二氧化碳结合生成了,与H反应生成、、,与H反应生成、。
【详解】A.从反应机理图中可看出,分子被吸附在催化剂Pt表面,在光的作用下活化为氢原子,Ni-MOF表面吸附分子,A错误;
B.在转化为过程、转化为过程为碳氧双键的断裂过程,有与生成过程,即不存在碳氧双键的形成,B错误;
C.步骤③中,转化为,C元素化合价由+4价降低为+3价,步骤④中,转化为、,C元素化合价由+3价分别降低为+2价、+1价,即步骤③④中,C元素化合价均降低,C正确;
D.从反应机理图中可看出,、为反应物,、、为生成物,若生成,则总反应方程式为,D正确;
答案选CD。
13. 根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是
A AB. BC. CD. D
【答案】CD
【解析】
【详解】A.由于氯水过量,可能是过量的氯水将I-氧化为碘单质,不能证明氧化性:Br2>I2,故A错误;
B.取一定量Na2SO3样品溶解后加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,加入浓HNO3,沉淀不溶解,浓硝酸能将亚硫酸根离子氧化为硫酸根离子,无法确定硫酸根离子的来源,故B错误;
C.向沸水中逐滴加5~6滴饱和FeCl3溶液,铁离子水解生成氢氧化铁胶体,水解为吸热反应,持续煮沸,促进铁离子水解,液体先呈红褐色,再析出沉淀,Fe3+先水解得Fe(OH)3胶体,再聚集成Fe(OH)3沉淀,故C正确;
D.向0.1 ml·L-1 H2O2溶液中滴加3滴0.01 ml·L-1 KMnO4溶液,紫色褪去,该反应生成氧气,说明H2O2被氧化,具有还原性,故D正确;
故选CD。
14. 实验室利用钴渣[含C(OH)3、Fe(OH)3等]制备C3O4的工艺流程如图所示:
已知:,
下列说法正确的是
A. “溶解还原”过程中消耗的Na2SO3与生成C2+的物质的量之比为1∶2
B. “纯化处理”时需将溶液调至强碱性,确保将铁元素完全除去
C. “沉钴”时,不用Na2C2O4溶液是为了防止溶液碱性太强而生成C(OH)2沉淀
D. 在空气中煅烧时,每生成1 ml C3O4转移2 ml e-
【答案】C
【解析】
【分析】由流程图可知,C(OH)3,加硫酸溶解后为铁离子、钴离子,再与亚硫酸钠发生氧化还原反应生成亚铁离子和C2+,加入氯酸钠纯化处理将铁元素转化为为铁渣,加草酸铵沉钴得到草酸钴,高温焙烧得到四氧化三钴,据此回答。
【详解】A.溶解还原过程中三价铁离子和三价钴离子均被亚硫酸钠还原为+2价,2C(OH)3+4H++═2C2+++5H2O、2Fe(OH)3+4H++═2Fe 2+++5H2O,所以消耗的Na2SO3与生成C2+的物质的量之比大于1∶2,A错误;
B.“纯化处理”时若将溶液调至强碱性,铁元素完全除去同时钴元素生成C(OH)2沉淀降低产品的产率,B错误;
C.由于Na2C2O4溶液呈碱性,且碱性强于溶液,故“沉钴”时,若用溶液代替溶液,则可能由于溶液碱性太强而生成C(OH)2沉淀引入杂质,C正确;
D.空气中煅烧发生反应为,每生成1 ml C3O4转移4ml e-,D错误;
故答案为:C。
15. 设计如下实验探究Fe与AgNO3溶液的反应。下列说法错误的是
A. 实验②证明HNO3只能将Fe氧化为Fe2+
B. 实验③出现极浅红色,可能是空气中O2氧化Fe2+生成少量Fe3+
C. 向实验③所得溶液中加入1 mL浓硝酸,红色可能加深
D. 实验③④证明发生反应:
【答案】A
【解析】
【详解】A.实验②中HNO3的物质的量为0.2mml,Fe的物质的量为=0.009ml=9mml,铁和硝酸反应,铁过量,无法证明硝酸将铁氧化为Fe2+还是Fe3+,故A错误;
B.实验③中出现极浅红色,可能是空气中O2氧化Fe2+生成少量Fe3+,和SCN-反应生成红色物质,故B正确;
C.浓硝酸具有强氧化性,可以将Fe2+氧化为Fe3+,所以向实验③所得溶液中加入1 mL浓硝酸,红色可能加深,故C正确;
D.实验③证明Fe2+难以被硝酸氧化,实验④:FeSO4溶液中加入AgNO3溶液,溶液呈黄色且加入KSCN溶液后溶液变为深红色说明有Fe3+生成,生成的黑色颗粒为Ag,故证明发生了反应:Ag++Fe2+=Fe3++Ag↓,故D正确;
故选A。
三、非选择题:本题共5小题,每小题12分,共60分。
16. 某工厂采用软锰矿(主要成分为MnO2)与辉铋矿(主要成分为Bi2S3,含有FeS2、SiO2杂质)联合焙烧法制备MnO2和BiOCl,工艺流程如下:
已知:焙烧时Bi2S3、FeS2分别转化为Bi2O3、Fe2O3,过量的MnO2全部分解为Mn2O3。
回答下列问题:
(1)为提高焙烧效率,可采取的措施为___________(写一条即可)。
(2)“水浸”后滤液主要成分为MnSO4,“联合焙烧”时,MnO2和Bi2S3在空气中发生反应的化学方程式为___________。
(3)“沉锰”时温度不宜过高,原因是___________,“沉锰”时反应的离子方程式为___________。
(4)“酸浸”时生成Cl2的离子方程式为___________。
(5)“转化”时加入金属铋的目的是___________。
(6)BiOCl含量的测定:称取产品0.1500 g于锥形瓶中,加15 mL 36%的盐酸溶解,加掩蔽剂防止杂质离子对终点判断产生干扰,将溶液调至强酸性,加入饱和硫脲与Bi3+形成黄色配合物,再用0.02000 ml·L-1的EDTA滴定至终点,消耗溶液22.50 mL。已知EDTA与Bi3+按物质的量之比1∶1发生络合反应,所得产物的稳定性远大于硫脲与Bi3+形成的黄色配合物。根据实验数据计算,产品中BiOCl的质量分数为___________。
【答案】(1)将矿石粉碎(或适当鼓入过量的空气)
(2)
(3) ①. 高温可能导致反应物NH4HCO3分解,从而降低原料的利用率并导致环境污染 ②.
(4)
(5)将Fe3+转化为Fe2+,防止调节pH时以沉淀形式析出影响BiOCl的纯度
(6)78.15%
【解析】
【分析】由流程图分析:辉矿Bi2S3,FeS2、SiO2与软锰矿(主要成分为MnO2)空气中焙烧,金属转化为Mn2O3、Fe2O3、Bi2O3,不变化的是SiO2,焙烧时应该有MnSO4生成,水浸时只有硫酸锰可溶进入滤液分离出来,加入浓盐酸时,Mn2O3转化为MnCl2,离子方程式为Mn2O3+6H++2Cl-=2Mn2++Cl2↑+3H2O,加入Bi的单质,将Fe3+转化为Fe2+,溶液中BiCl3在一定条件下水解生成目标产物,硫酸锰溶液加入碳酸氢铵沉锰,获得碳酸锰沉淀,经高温灼烧,分解,获得二氧化锰,据此分析回答问题。
【小问1详解】
进一步粉碎矿石,可以增大接触面积,提高焙烧效率(或者鼓入适当过量的空气,增大氧气的浓度,也可以提高焙烧效率);
【小问2详解】
联合焙烧时,MnO2、O2作氧化剂,把S2-氧化至最高+6价,+4价Mn被还原至+2价,生成MnSO4和Bi2O3,反应的化学方程式为;
【小问3详解】
高温可能导致反应物NH4HCO3分解,生成氨气和二氧化碳从而降低原料的利用率并导致环境污染;沉锰时溶液中Mn2+与反应,故离子方程式为:;
【小问4详解】
加入浓盐酸时,Mn2O3转化为MnCl2,离子方程式为:;
【小问5详解】
根据题中表格数据知调pH=2.6使Bi3+水解生成BiOCl沉淀,同时Fe3+也会水解生成Fe(OH)3沉淀,影响BiOCl的纯度,因此需要把Fe3+转化为Fe2+,Fe2+则不会生成沉淀;
【小问6详解】
已知EDTA与Bi3+以1:1发生络合反应,故产品质量分数为×100%=78.15%。
17. 铁系催化剂具有毒性低、储量丰富、催化活性高等优点。实验室合成一种铁系催化剂中间体的装置如下图所示(加热和夹持装置略)。
已知:
Ⅰ.多聚甲醛加热至时会解聚;
Ⅱ.中Fe的化合价为+2价,与氧气、水都会反应。
回答下列问题:
(1)制备时进行操作:(ⅰ)检验气密性,在装置D三颈烧瓶中加入FeCl3;(ⅱ)……;(ⅲ)打开仪器a的活塞,将多聚甲醛注入三颈烧瓶中;(ⅳ)加热三颈烧瓶至80℃,开始反应。操作(ⅱ)为___________;判断制备反应结束的实验现象是___________。
(2)B、E装置作用相同,装置B中的试剂为___________;装置E的作用是___________;生成的化学反应方程式为___________。
(3)将三颈烧瓶中固体进行分离:过滤,用乙醇洗涤,干燥。上述操作仍需在氩气氛围下完成,理由是___________;上述过程中用到的玻璃仪器除烧杯、漏斗外,还需要___________。
【答案】(1) ①. 通入氩气排出装置内的空气 ②. F中不再产生白雾
(2) ①. 浓硫酸 ②. 防止F中水蒸气进入D ③. 4n FeCl3+2(CH2O)n= n[Fe(CO)2Cl2]+3nFeCl2+4nHCl
(3) ①. [Fe(CO)2Cl2]遇氧气会反应,通入氩气隔绝氧气,起到保护作用 ②. 玻璃棒
【解析】
【分析】与氧气、水都会反应,制备需要干燥、无氧的环境,所以实验前用Ar破除装置内的空气,D装置前后都需要连接干燥装置。
【小问1详解】
中Fe的化合价为+2价,与氧气、水都会反应,制备时,需要排出装置内的空气,所以操作(ⅱ)为通入氩气排出装置内的空气;该反应有HCl生成,倒置漏斗中产生白雾,判断制备反应结束的实验现象是F中不再产生白雾。
【小问2详解】
与水会反应,装置B干燥Ar,试剂为干燥浓硫酸;装置E的作用是防止F中水蒸气进入D与反应;D中FeCl3和多聚甲醛反应生成、FeCl2、HCl,反应方程式为4n FeCl3+2(CH2O)n= n[Fe(CO)2Cl2]+3nFeCl2+4nHCl。
【小问3详解】
[Fe(CO)2Cl2]遇氧气会反应,通入氩气隔绝氧气,起到保护作用,所以上述操作仍需在氩气氛围下完成;过滤装置图为,用到的玻璃仪器除烧杯、漏斗外,还需要玻璃棒。
18. 氧化钪()在电光源、催化剂和陶瓷等领域有广泛应用。以含钪精矿(含、、、、)为原料制备的一种工艺流程如图所示。
已知:、、都能与P504(用HR表示)发生反应,机理为。
回答下列问题:
(1)流程使用0.2 ml·L-1的盐酸,用36.5%的浓盐酸(密度为1.2 g·cm-3)配制稀盐酸460 mL,则需要量取浓盐酸的体积为___________mL,使用的玻璃仪器除烧杯、量筒、玻璃棒外,还需要的是___________。
(2)“萃余液”中除、外还含有的金属阳离子主要有___________;“酸洗”操作的目的为___________。
(3)“反萃取”时,生成的沉淀主要为Sc(OH)3和Ti(OH)4,生成Sc(OH)3的化学方程式为___________,“滤渣”的主要成分为___________。
(4)草酸钪晶体在空气中煅烧,随温度的变化情况如图所示。250℃时,固体的主要成分是___________(填化学式)。
【答案】(1) ①. 8.3 ②. 500mL容量瓶、胶头滴管
(2) ①. ②. 除去
(3) ①. ②.
(4)
【解析】
【分析】该工艺流程原料为含钪精矿(含、、、、),产品为,含钪精矿用盐酸、废铁屑溶浸过程除去,溶浸液中含有、、、、、,其中、、能与P504发生反应,经萃取工艺进入酸洗工艺,、、进入“萃余液”中,酸洗除去,加入溶液 “反萃取”时,得到沉淀,加盐酸溶解,为滤渣除去,滤液含有加入沉钪,得到草酸钪晶体煅烧制得。
【小问1详解】
用36.5%的浓盐酸配制0.2 ml·L-1的盐酸过程,溶质的物质的量不变,配制460 mL稀盐酸需选用500mL容量瓶,设需要量取浓盐酸的体积为VmL,根据,解得;配制一定物质的量浓度的盐酸溶液,需使用的玻璃仪器有烧杯、量筒、玻璃棒、500mL容量瓶、胶头滴管;
故答案为:8.3;500mL容量瓶、胶头滴管;
【小问2详解】
根据上述分析可知,溶浸液中含有、、、、、,其中、、能与P504发生反应,经萃取工艺进入酸洗工艺,则“萃余液”中含有、、;加入溶液 “反萃取”时,得到沉淀,则说明在“酸洗”操作中被除去,故“酸洗”操作的目的为除去;
故答案为:;除去;
【小问3详解】
能与P504(用HR表示)发生反应生成,与加入的反应生成沉淀,反应方程式为;加盐酸溶解,与盐酸不反应,故滤渣为;
故答案为:;;
【小问4详解】
草酸钪晶体在空气中煅烧,温度较低时,失去部分结晶水,250℃时,剩余固体为,固体减少19.5%,设有1ml草酸钪晶体在空气中煅烧,则失水质量为,即1ml晶体失水5ml,故250℃时,固体的主要成分是;
故答案为:。
19. 在橡胶硫化时,二氯化二硫(橙黄色液体,熔点:-18℃,沸点:138℃,遇水易水解:)是硫的溶剂。查阅资料可知:将干燥氯气通入熔融硫可制得:S2Cl2.某化学兴趣小组利用如下装置(夹持装置已略去)制得S2Cl2并测定其纯度。
实验过程所提供的药品有:浓盐酸、浓硫酸、二氧化锰、高锰酸钾、硫磺、碱石灰、P2O5、NaOH溶液、饱和食盐水。
回答下列问题:
(1)装置A中制备Cl2的离子方程式为___________。
(2)用恒压滴液漏斗代替分液漏斗的优点是___________。
(3)装置G中药品的名称为___________,药品所起作用是___________。
(4)装置E应选用冷凝管为___________(填序号)。
(5)下列实验操作的先后顺序应为___________(用序号表示)。
①通冷凝水 ②加热三颈烧瓶 ③加入药品 ④检验装置气密性 ⑤组装仪器
(6)S2Cl2纯度的测定:将F中橙黄色液体蒸馏精制得产品,称取20.00 g产品置于锥形瓶中,加水至反应完全(杂质均不与水反应),加入过量的0.1000 ml·L-1的AgNO3溶液V1 mL。再向锥形瓶中加入硝基苯,将生成的沉淀覆盖。加入适量Fe(NO3)3作指示剂,用0.1000 ml·L-1 NaSCN溶液滴定至终点,消耗NaSCN溶液V2 mL。则S2Cl2的纯度为___________(列出计算式,滴定过程发生反应:)。
【答案】(1)2MnO+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O
(2)平衡气压,便于液体顺利流下
(3) ①. 碱石灰 ②. 吸收氯气,防止污染环境;防止空气中的水蒸气进入F
(4)② (5)⑤④③①②
(6)
【解析】
【分析】装置A制备氯气,先通过饱和食盐水除去氯化氢,再用浓硫酸干燥,在装置D中发生反应制备产品,E中进行冷凝,在装置F中收集,由于反应过程中使用了氯气,对空气有污染,需要尾气处理。
【小问1详解】
装置A是高锰酸钾和浓盐酸反应制备氯气,离子方程式为:2MnO+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O;故答案为:2MnO+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O;
【小问2详解】
用恒压滴液漏斗代替分液漏斗的优点是平衡气压,便于液体顺利流下。故答案为:平衡气压,便于液体顺利流下;
【小问3详解】
装置G中药品的名称为碱石灰,药品所起作用是吸收氯气,防止污染环境;防止空气中的水蒸气进入F。故答案为:碱石灰;吸收氯气,防止污染环境;防止空气中的水蒸气进入F;
【小问4详解】
为了防止冷凝管中液体的残留,应选用直型冷凝管,装置E应选用的冷凝管为②。故答案为:②;
【小问5详解】
下列实验操作的先后顺序应为⑤组装仪器④检验装置气密性③加入药品①通冷凝水②加热三颈烧瓶。故答案为:⑤④③①②;
【小问6详解】
根据原子守恒可知,S2Cl2~2HCl~2AgNO3,滴定过程发生反应为Ag++SCN-=AgSCN↓,则2n(S2Cl2)+n(NaSCN)=n(AgNO3),n=cV,则n(S2Cl2)=(0.0001c1V1-0.0001c2V2)ml,m(S2Cl2)=(0.0001c1V1-0.0001c2V2)ml×135g/ml=(0.0001c1V1-0.0001c2V2)×135g,则S2Cl2的纯度为,故答案为:。
20. 电解精炼铜阳极泥(含Cu2Se、Cu2Te、Ag2Se、Ag2Te、Se、Au等)是粗铜电解精炼的副产品,用氯化法提取硒、碲和其他物质的流程如下。
已知:TeO2微溶于水,易溶于较浓的强酸和强碱。
回答下列问题:
(1)由“浸出渣”回收的贵金属是___________(填化学式);“水溶液氯化”时,硒和碲元素分别被氧化为和,但氯气用量过大时,硒元素生成强酸,则此时被氧化的离子方程式为___________。
(2)“还原”得到硒单质时,反应的氧化剂与还原剂物质的量之比是___________。
(3)“沉碲”时控制溶液的pH为4.5~5.0,生成TeO2沉淀。如果盐酸的浓度过大,将导致“沉碲”不完全,原因为___________(用化学方程式表示)。
(4)“水溶液氯化”时,氯化温度(℃)液固比(x)、氯化钠的含量(g·L-1)及氯泥比(y)对硒提取率的影响如图所示。在25~80℃硒提取率较高,氯化温度高于80℃时,硒提取率降低的原因是___________;最佳液固比是___________;溶液NaCl含量过高,硒的提取率降低的原因可能是___________。
【答案】(1) ①. Ag ②. Cu2Se+5Cl2+4H2O=2Cu2++10Cl-+8H++SeO
(2)1∶2 (3)TeO2+4HCl=2H2O+TeCl4
(4) ①. 盐酸易挥发 ②. 8 ③. Cl2+H2O H++Cl-+HClO,NaCl浓度过大时,氯离子浓度高,平衡逆向移动,氯气的溶解度降低
【解析】
【分析】阳极泥含有Cu2Se、Cu2Te、Ag2Te、Au2Te,加入盐酸和氯化钠,同时通入氯气,反应生成氯化铜和氯化银、亚硒酸和TeCl4,过滤分离出氯化银、金等,滤液加入有机溶剂进行萃取,水相中通入二氧化硫,将亚硒酸还原为硒;有机相经过一系列操作得到金;滤液加入Na2CO3进行沉碲得到TeO2,加入硫酸、亚硫酸钠进行酸溶、还原,得到Te。
【小问1详解】
由“浸出渣”回收的贵金属是Ag;“水溶液氯化”时,硒和碲元素分别被氧化为和,但氯气用量过大时,硒元素生成强酸,则此时被氧化生成、氯化铜,离子方程式为Cu2Se+5Cl2+4H2O=2Cu2++10Cl-+8H++SeO。故答案为:Ag;Cu2Se+5Cl2+4H2O=2Cu2++10Cl-+8H++SeO;
【小问2详解】
“还原”得到硒单质时,SeO2与SO2在水中发生反应生成Se的化学方程式为:2H2O+SeO2+2SO2=Se+2H2SO4,反应的氧化剂SeO2与还原剂SO2物质的量之比是1∶2。故答案为:1∶2;
【小问3详解】
“沉碲”时控制溶液的pH为4.5~5.0,生成TeO2沉淀。TeO2是两性氧化物,如果盐酸的浓度过大,将导致“沉碲”不完全,原因为TeO2+4HCl=2H2O+TeCl4。故答案为:TeO2+4HCl=2H2O+TeCl4;
【小问4详解】
在25~80℃硒提取率较高,氯化温度高于80℃时,硒提取率降低的原因是盐酸易挥发;最佳液固比是8,此时硒提取率最大,液固比再增大时,硒提取率变化不大,浪费原料;溶液NaCl含量过高,硒的提取率降低的原因可能是Cl2+H2O H++Cl-+HClO,NaCl浓度过大时,氯离子浓度高,平衡逆向移动,氯气的溶解度降低。故答案为:盐酸易挥发;8;Cl2+H2O H++Cl-+HClO,NaCl浓度过大时,氯离子浓度高,平衡逆向移动,氯气的溶解度降低。
A.分离粗盐中的不溶物
B.加热溶液
C.用瓷坩埚加热熔化NaOH固体
D.转移溶液
选项
实验操作和现象
结论
A
向NaBr溶液中滴加过量氯水,溶液变为橙色,再加入淀粉-KI溶液,溶液变为蓝色
氧化性:Cl2>Br2>I2
B
取一定量Na2SO3样品溶解后加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,加入浓HNO3,沉淀不溶解
此样品中含有
C
向沸水中逐滴加5~6滴饱和FeCl3溶液,持续煮沸,液体先呈红褐色,再析出沉淀
Fe3+先水解得Fe(OH)3胶体,再聚集成Fe(OH)3沉淀
D
向0.1 ml·L-1 H2O2溶液中滴加3滴0.01 ml·L-1 KMnO4溶液,紫色褪去
H2O2具有还原性
实验
实验操作及现象
①
取2 mL 0.1 ml·L-1 AgNO3溶液,加入0.5 g铁粉,溶液无色,再加入铁氰化钾溶液,未观察到蓝色沉淀
②
取2 mL 0.1 ml·L-1硝酸酸化的NaNO3溶液,加入0.5g铁粉,溶液变浅绿色,再加入铁氰化钾溶液,有蓝色沉淀
③
取2 mL 0.1 ml·L-1 FeSO4溶液,加入10滴0.1 ml·L-1硝酸酸化的NaNO3溶液,溶液呈浅绿色,再加入KSCN溶液,溶液变为极浅红色
④
取2 mL 0.1 ml·L-1 FeSO4溶液,加入10滴0.1 ml·L-1 AgNO3溶液,溶液呈黄色且有少量黑色颗粒生成,再加入KSCN溶液,溶液变为深红色且有白色沉淀生成
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