中考化學復習 實驗過關專題 金屬和金屬性質 新人教版
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1、 【復習必備】中考化學 實驗過關專題 金屬和金屬性質 新人教版 第一類 基礎型實驗大題 典例剖析 【規(guī)律方法總結】此類題的解題關鍵是分析題干中的信息,抓住金屬與氧氣或酸反應,可以通過反應的劇烈程度判斷其活動性,反應越劇烈,活動性越強;與可溶性金屬鹽溶液反應,也可能判斷金屬的活動性,能發(fā)生轉換反應,則比鹽溶液中的金屬活動性更強,不能反應,則比鹽溶液中的金屬活動性更弱。 例2(2012·成都)為比較A、B、C三種金屬的活動性,某同學設計了下圖所示實驗,由此判斷三種金屬的活動性有強到弱的順序是 ( ) A.A>C>B B.A>B>C
2、 C.C>A>B D.B>C>A 解析:比較A、B、C三種金屬的活動性,將A插入B的鹽溶液中,可以析出B,說明A的金屬活動性大于B,將C插入B的鹽溶液中,沒有B析出,說明C的金屬活動性小于B,綜上可知,三種金屬的活動性順序為:A>B>C。 答案:B 【規(guī)律方法總結】此類試題主要考查金屬活動性順序的判斷,做此類試題時,只要弄清楚活動性強的金屬可以把活動性差的金屬從其鹽溶液中置換出來就可以了。 例3 (2011·日照)下圖是探究鐵制品銹蝕的條件時做的五個實驗(鐵釘在不同環(huán)境中),實驗一段時間后,得出的結論錯誤的是 ( ) A.甲、乙、戊中鐵
3、釘生銹快慢的順序為:乙>甲>戊 B.丙中的鐵釘不生銹 1.(2011·雞西)把金屬X放入Cu(NO3)2溶液中,X表面有紅色固體析出;若放入Mg(NO3)2 溶液中,無明顯現(xiàn)象。則X、Cu、Mg三種金屬活動性由強到弱的順序正確的是( ) A. Mg、X、Cu B. X、Mg、Cu C. Mg、Cu、X D. Cu、X、Mg 分析:金屬X放入Cu(NO3)2溶液中,X表面有紅色固體析出,則X的活動性比Cu強;放入Mg(NO3)2溶液中,無明顯現(xiàn)象,則說明X的活動性比Mg弱。故由強到弱的順序為Mg、X、Cu。 答案:A 2.(2011·天津)
4、有X、Y、Z三種金屬,X在常溫下就能與氧氣反應,Y、Z在常溫下幾乎不與氧氣反應;如果把Y和Z分別放入稀硫酸中,Y溶解并產(chǎn)生氫氣,Z不反應。根據(jù)以上實驗事實判斷,X、Y、Z三種金屬的活動性由強至弱的順序正確的是 ( ) A. X Z Y B. X Y Z C. Y Z X D. Z Y X 分析:X在常溫下就能與氧氣反應,Y、Z在常溫下幾乎不與氧氣反應,說明X的活動性最強;把Y和Z分別放入稀硫酸中,Y溶解并產(chǎn)生氫氣,Z不反應,說明Y的活動性比Z的強。故X、Y、Z三種金屬的活動性由強至弱的順序正確的是X Y
5、 Z。 答案:B 3.(2012.佛山)鐵在潮濕的空氣里會發(fā)生銹蝕,證明氧氣一定參加了反應必須要做的實驗是 ( ) A.①② B.①③ C.②③ D.①②③ 分析:鐵生銹是鐵與空氣中的水和氧氣共同作用的結果,其條件是鐵與空氣中的水和氧氣同時接觸,實驗①、②通過對比就可以得出在鐵生銹的過程中,氧氣一定參加了反應。 答案:A 4.(2011·廣州)
6、為了探究影響鋅與鹽酸反應劇烈程度的因素,某學習小組設計了下列實驗下列說法正確的是 ( ) A.對比實驗①和②,可研究鹽酸的濃度對反應劇烈程度的影響 B.對比實驗②和③,可研究鹽酸的濃度對反應劇烈程度的影響 C.對比實驗②和③,可研究溫度對反應劇烈程度的影響 D.對比實驗①和②,可研究溫度對反應劇烈程度的影響 分析:三次實驗都取等質量的鋅粒,所用鹽酸的體積也一樣,但實驗①、②都在常溫下,實驗③在更高的溫度下進行反應,所以對比實驗①和③可知溫度對反應速率的影響,實驗①和②所用鹽酸濃度不同,其他條件相同,所以對比這兩個實驗可知鹽酸濃度對反應速的影響,實
7、驗②和③溫度不同,鹽酸濃度也不同,對比得不出正確結果。 答案:A 過關檢測 兩年中考 1.(2012.懷化)(1)在“南海一號”打撈出來的文物中,“金龍紋手鐲”光彩奪目,完好無損;銅鏡表面有銅銹;鐵器則銹跡斑斑,殘存很少,這說明金、銅、鐵這三種金屬的活動順序由強到弱的順序是 ; (2)生鐵和鋼是世界上用量最大的 (填“金屬材料”或“合成材料”);煉鐵的原理是利用一氧化碳與氧化鐵反應,反應的化學方程式為 。寫出防止鐵生銹的一種方法是
8、。 1.(1)鐵、銅、金 (2)金屬材料 3CO+Fe2O3高溫 2Fe+3CO2 在鐵制品表面鍍一層其它金屬 解析:根據(jù)金屬的表面現(xiàn)象,鐵器銹跡斑斑,殘存很少,銅鏡表面有銅銹,“金龍紋手鐲”光彩奪目,說明這三種金屬的活動性順序為:鐵、銅、金。生鐵和鋼都屬于金屬材料,防止鐵生銹的方法是使鐵與空氣或是水隔絕,因此,防止鐵生銹的一種方法是在鐵制品表面涂油,刷油漆,在鐵制品表面鍍一層其他金屬等等。 2.(2010.桂林)小紅同學為研究金屬腐蝕的條件,用細尼龍線將三根大小相同的鐵釘分別固定在下圖所示的三個液面高度相同的相同裝置中,放置一星期后觀察現(xiàn)象。下列
9、描述錯誤的是 3. (2011·婁底)對A、B、C三種金屬活動性的實驗研究過程如下:(1)取大小相等的三種金屬片,分別放入CuSO4溶液中,一段時間后,A、C表面出現(xiàn)紅色物質,B表面沒有現(xiàn)象。(2)取大小相等的A、C兩種金屬片,分別放入相同的稀鹽酸中,A、C表面都產(chǎn)生氣泡,但A產(chǎn)生氣泡的速度明顯比C的快。則A、B、C三種金屬的活動性順序是 A.A>C>B B.C>A>B C.C>B>A D.A>B>C 4.(2011·廣安)錳(Mn)和鎳(Ni)都是金屬,將鎳絲插入硫酸錳溶液中,無變化;將鎳絲插入硫酸銅溶液中,鎳絲上有銅析出。則Mn 、Ni 、Cu的金屬活動性由弱到強排
10、列正確的是 ( ) A.Mn Cu Ni B. Ni Mn Cu C.Cu Ni Mn D. Mn Ni Cu 4.C 解析:將鎳絲插入硫酸錳溶液中,無變化,則鎳的活動性比錳弱;將鎳絲插入硫酸銅溶液中,鎳絲上有銅析出,則鎳的活動性比銅強。故由弱至強排列為Cu Ni Mn。 5.(2011·攀枝花)小強同學分別取溶質質量分數(shù)相同的稀鹽酸,大小、形狀都相同的某種金屬X、Al、Cu 進行實驗,實驗現(xiàn)象記錄如下
11、 Al X Cu 現(xiàn)象 開始時 幾乎無氣泡產(chǎn)生 產(chǎn)生氣泡速度慢 無氣泡產(chǎn)生 一段時間后 產(chǎn)生氣泡速度快 產(chǎn)生氣泡速度慢 無氣泡產(chǎn)生 回答下列問題: (1)實驗開始時,鋁表面幾乎無氣泡產(chǎn)生的原因是_____________ _____ ____。 (2)Cu表面始終無氣泡產(chǎn)生的原因是___________ _______。 (3)三種金屬的活動性由強到弱的順序是______ ____________。 (4)如果金屬X的活動性比鐵弱,且金屬X與稀鹽酸反應后
12、生成易溶于水的XCl2。向只含有XCl2、CuCl2兩種溶質的溶液中加入一定量的鐵粉,充分反應后過濾,向濾出的固體中加入稀鹽酸,沒有氣泡產(chǎn)生。則濾液中一定含有的金屬陽離子是 (用離子符號表示) 6. (2010哈爾濱)世博同學在探究鋁、銅、銀三種金屬活動性順序時做了如下實驗,并由此得出了正確結論。
13、
14、 (1)請指出上述實驗操作中的錯誤 ; (2)寫出乙中發(fā)生反應的化學方程式 。
15、 6.(1)膠頭滴管都傾斜伸入試管中(2)Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag 解析:甲乙兩個實驗中膠頭滴管的使用都不規(guī)范,膠頭滴管應該懸空,不能伸入試管中,實驗乙中是銅與硝酸銀反應,生成硝銅和銀。 一年模擬 7.(2012濟南天橋區(qū)水平調查考試) 對甲、乙、丙三種金屬活動性的實驗研究過程如下: (1)取大小相等的三種金屬片,分別放入CuSO4溶液中,一段時間后,甲、丙表面出現(xiàn)紅色物質,乙沒有現(xiàn)象。(2)取大小相等的甲、丙兩種金屬片,分別放入相同的稀鹽酸中,甲、丙表面都產(chǎn)生氣泡,但甲產(chǎn)生氣泡的速度明顯比丙的
16、快。則甲、乙、丙三種金屬的活動性順序為 A.甲>丙>乙 B.丙>乙>甲 C. 甲>乙>丙 D . 丙>甲>乙 8.(2012南京市鼓樓區(qū)一?;瘜W試卷)將a、b、c三種金屬分別投入稀鹽酸中,只有b溶解并產(chǎn)生氣泡;把a和c分別放入硫酸銅溶液中,在a表面有銅析出,c沒有變化.則a、b、c的金屬活動性順序是( ) A.c>b>a B.b>a>c C.a>c>b D.b>c>a[ 8.B 解析:相同條件下,金屬與同種一樣的物質反應,反應越劇烈,活動性越強。將a、b、c三種金屬分別投入稀鹽酸中,只有b溶解并產(chǎn)生氣泡,說明b的活動性最強;將金屬放入另
17、一種金屬鹽溶液中,能將其置換出來,則活動性比另一種金屬的強,不能置換出來,則說明其活動性比另一種金屬的弱。把a和c分別放入硫酸銅溶液中,在a表面有銅析出,c沒有變化,則說明a比c強。 第二類??開放型實驗大題 典例剖析 例1 (2011 濱州)某化學實驗小組實驗結束時,將含有CuSO4、ZnSO4、FeSO4的廢液倒在廢液缸里,為回收有關金屬和鹽,同學們設計了如下實驗方案: 試回答: (1)步驟①中鋅粉必須過量的原因是 。 (2)寫出步驟①中任一反應的化學方程式
18、 。 (3)要檢驗步驟④中加入的稀硫酸是否足量的方法是 。 (4)若實驗過程中的物質損失可以忽略,最終所得硫酸鋅的質量 (填“>”、“<”或“=”)原廢液中硫酸鋅的質量。要計算該廢液中硫酸銅質量,必須要稱量 的質量。 分析:加入過量鋅粉是把廢液中的Cu2+和Fe2+全部置換出來;鋅能與銅離子和二價鐵離子反應;再加入稀硫酸如有氣泡產(chǎn)生,說明
19、酸不足,如不產(chǎn)生氣泡,說明酸過量;由于加入鋅生成硫酸鋅,使硫酸鋅的質量增加,要計算硫酸銅質量,必須知道銅的質量。 答案:(1)將廢液中的Cu2+和Fe2+全部置換出來(2)Zn+ CuSO4 = ZnSO4 +Cu (或Fe+CuSO4===Cu+FeSO4)(3)取步驟④的濾渣于試管中,加入少量稀硫酸,若有氣泡產(chǎn)生,則酸不足量(或若無氣泡產(chǎn)生,則酸已足量)(4)> 固體D(或銅) 【規(guī)律方法總結】本題以廢液中回收有關金屬和鹽為載體,考查金屬的活動性、化學方程式的書寫、檢驗試劑是否過量等相關知識及理解應用能力,掌握金屬與酸、鹽反應是解題的關鍵。 (1)寫出硬質大試管中發(fā)生反應的化學方
20、程式 、 ; (2)B裝置的作用是 。 (3)實驗后要從硬質大試管的剩余固體中回收金屬銅,寫出操作步驟(要求過程中要用]到“濕法冶金”的原理。) 分析:大試管中發(fā)生的反應比較復雜,首先由于試管內空氣量較少,所以木炭和氧氣反應生成一氧化碳,一氧化碳還原氧化銅生成二氧化碳,二氧化碳還可以和過量的木炭粉一氧化碳。B裝置起到緩沖器壓得作用,防止停熱后裝置內氣壓減
21、小,C內的溶液倒流,炸裂灼熱的試管。實驗結束后回收銅,就要除去其中的氧化銅,并且要用到濕法冶金原理。所以先用過量的稀硫酸將氧化銅全部溶解,再用過量鐵粉將銅置換出來,然后過濾]烘干,用磁鐵講過量的鐵分析出。 答案:(1)2C + O2 點燃 2CO CuO+CO△Cu+CO2 CO2 + C 高溫 2CO ?。?)防止反應后冷卻到室溫時,C裝置的溶液倒流(3)將銅和氧化銅混合物加稍過量稀硫酸,黑色固體全部溶解后,加足量鐵粉,過濾, 洗滌, 用磁鐵吸出過量的鐵粉即可。 【規(guī)律方法總結】根據(jù)實驗現(xiàn)象,結合實驗裝置特點,分析實驗過程中發(fā)生的化學反應,結合所學的知識,分析解決試題中的有關問
22、題。 例3 (2011·泰州市)已知:①金屬鈉是一種活潑的金屬,與水反應生成氧氧化鈉和氫氣;②難溶于水的堿受熱分解生成相應的氧化物和水。A、B、C、D、E、F、G、H是初中化學中常見的物質,甲、乙、丙是三種金屬。其中甲最活潑,乙是紅色金屬,丙能被磁鐵吸引。各物質間相互轉化關系如下圖: 請回答下列問題: (1)寫出A、E、G的化學式:A ,E ,G 。 (2)操作X的名稱是 。 (3)①無色溶液D與藍色溶液F反應的化學方程式為 ; ②金屬甲與無色液體A反應的化學方程式為
23、 ,該反應的基本類型 ; ③藍色沉淀H受熱分解反應的化學方程式為 。 (4)甲、乙、丙三種金屬的活動性由強到弱的順序是 ,無色氣體C在點燃或加熱前必須進行的操作是 。 分析:根據(jù)“乙是紅色金屬,丙能被磁鐵吸引”可知乙是銅,丙是鐵,根據(jù)C與E反應生成銅和A,可知C可能為一氧化碳或氫氣,結合A分解得到B、C,可知C為氫氣,A為水,B為氧氣;根據(jù)D與F的反應產(chǎn)物,根據(jù)質量守恒定律,可知D中含有鈉元素,結合甲與水的反應,聯(lián)系所提供資料,可知甲為鈉,D為氫氧化鈉,根據(jù)圖中轉化關系可知E為氧化銅,F(xiàn)為硫酸銅溶液,G為硫酸亞鐵溶液。
24、 △ 答案:(1) A:H2O E:CuO G:FeSO4 (2) 過濾(3) ①2NaOH+CuSO4=Na2SO4+Cu(OH)2↓ ②2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ 置換反應 ③Cu(OH)2====CuO+H2O(4) 甲丙乙 檢驗氣體的純度或驗純 【規(guī)律方法總結】此類題主要是找到題眼,根據(jù)題中給出的提示,先判斷出其中的某一種或幾種物質,再結合框圖,化學方程式等進一步把整個題中相關物質確定,解決相關的問題。 中考真題分析 1.(2011·武漢)實驗室里,用如右圖所示裝置還原氧化鐵的過程中,可能生成四氧化三鐵、氧化亞鐵或鐵等固體物質。關于該實驗,下列說法錯誤
25、的是 ( ) A. 實驗時,試管中澄清的石灰水變渾濁,證明該反應有二氧化碳生成 B. 實驗結束時,玻璃管中紅色的氧化鐵粉末變成黑色,該產(chǎn)物不一定是鐵 C. 反應后,玻璃管中的固體物質的質量比反應前減少了,證明一定有鐵生成 D. 為了減少空氣污染,應增加尾氣處理裝置 分析:二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁,所以實驗中澄清石灰水變渾濁證明生成了二氧化碳,雖然實驗中生成的鐵是黑色的,但反應也可能生成四氧化三鐵,四氧化三鐵也是黑色的,即固體變成黑色不一定生成了鐵,由于氧化鐵中氧的質量分數(shù)較四氧化三鐵和氧化亞停止都高,所以氧化鐵變成四氧化三鐵或氧化鐵后,固體質量會減
26、小,由于有部分一氧化碳沒有參加反應,逸散到空氣中會造成污染,應該進行尾氣處理。 答案:C 2.(2011·西寧)有甲、乙、丙三種金屬,如果把甲和乙分別放入稀硫酸中,乙溶解并產(chǎn)生氫氣,甲不反應;如果把甲和丙分別放入硝酸銀溶液中,過一會,在甲的表面有銀析出,而丙沒有變化。根據(jù)上述實驗事實,回答下列問題: (1)甲、乙、丙的金屬活動性由強到弱順序為________________。 (2)歸納總結:在金屬活動性順序里,①________________________________________; ②___________________________________________
27、_____________________________。 分析:乙能與稀硫酸反應產(chǎn)生氫氣,而甲不能,所以乙的活動性較甲強,甲能從硝酸銀溶液中置換出銀,而丙不能,說明甲的活動性較丙強,即三種金屬的活動性乙>甲>丙,由此;可知在金屬活動性順序中,位于氫前面的金屬能與稀硫酸、鹽酸反應置換出氫氣;位于前面的金屬可以將其后面的金屬從其鹽溶液中置撳出來。 答案:(1)乙>甲>丙(2)①位于氫前面的金屬能與稀硫酸、鹽酸反應,置換出氫氣②位于前礓的金屬可以將其后面的金屬從其鹽溶液中置換出來 (4)實驗步驟②中除了加入稀硫酸外,還可選用下列試劑 。 分析:鎂、鐵、銅三種金屬,能被磁
28、鐵吸引與另兩種分開的是鐵;故A是鐵;剩余兩種金屬為鎂和銅,再加入適量稀硫酸,過濾,所得金屬B為銅;在蒸發(fā)過程中玻璃棒的作用是,不斷攪拌,防止局部過熱,液滴飛濺或固體飛濺;步驟②是鎂與稀硫酸反應 ,化學方程式Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑,是置換反應;步驟②中要使鎂與銅分離,可加入的試劑還可以是稀鹽酸、硫酸銅溶液、氯化銅溶液、硝酸銅溶液等。 答案:(1)鐵 銅 (2)過濾 防止液滴飛濺 (3)Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑ 置換反應 (4)HCl CuSO4 CuCl2 Cu(NO3)2等 4.(2012.青島)某化學興趣小組對金屬的性質做了如下探究,請你填寫空格:
29、 (1)用下圖所示實驗探究鐵生銹的條件(每支試管中均放有完全相同的潔凈鐵片): ①甲同學認為,試管A發(fā)生的現(xiàn)象就能夠說明鐵的銹蝕是鐵與空氣中的氧氣、水蒸氣共同作用的結果。乙同學不同意他的觀點,認為必須全面觀察試管_____________(選填試管編號)發(fā)生的現(xiàn)象,并經(jīng)過科學嚴謹?shù)耐评?,才能得出上述結論。 ②試管D和E實驗的目的是進一步探究鐵在_____________________的環(huán)境中是否更容易銹蝕。 ③為防止金屬銹蝕,除了采用覆蓋保護膜等措施以外,還可以制成合金。這是因為合金與純金屬相比,其組成和內部組織結構發(fā)生變化,從而引起___________
30、_______的變化。 (2)某同學向分別盛有等質量的鐵粉和鋅粒的試管中,倒入等質量、等溶質質量分數(shù)的稀硫酸,以“金屬表面產(chǎn)生氣泡的快慢”為標準來判斷兩種金屬的活動性強弱。有的同學認為這種方案不夠合理,理由是___________________________________________。 (5) 將一定質量的鐵粉放入硝酸銅、硝酸鋅的混合溶液中,充分反應后過濾,所得固體中一定含有的物質是_______________________________,且反應后溶液質量比反應前___________(選填“增大” “減小”或“不變” )。 分析:本題探究了金屬的性質。(1)首
31、先,探究了鐵生銹的條件,鐵生銹是鐵與空氣中的水和氧氣共同作用的結果,因此,需要觀察A、B、C三個試管中的現(xiàn)象,通過對比和分析得出鐵銹蝕的條件。試管D是鐵釘在鹽溶液中,試管E是鐵釘在酸溶液中的銹蝕情況;合金與構成合金的純金屬相比,具有許多優(yōu)良的性能,合金的其組成和內部組織結構發(fā)生變化,從而引起性質發(fā)生了變化。(2)采用控制變量法來進行實驗探究時,需要控制一個變量,然后其他的量都不變,題目中,應該控制金屬顆粒的大小,狀態(tài)等一致。(3)鐵的活動性比鋅弱比銅強,因此,將一定質量的鐵粉放入硝酸銅、硝酸鋅的混合溶液中,鐵會置換出硝酸銅中的銅,所得固體物質中,一定含有的物質是銅,因為鐵的相對原子質量小于銅,
32、所以反應后溶液質量比反應前減少。 答案:(1)①ABC ②鹽、酸存在 ③性質 (2)沒控制相同的條件,金屬的表面積不同 (3)銅 減少 過關檢測 兩年中考 1.(2010·南安)我市某電鍍廠為減少水污染及節(jié)約成本,從含有CuSO4,ZnSO4、FeSO4的廢水中回收重要原料硫酸鋅和有關金屬,實驗過程如下: 廢液 濾液A 固體A (Fe、Cu、Zn) ZnSO 固體B 固體C Cu 濾液B 請回答: (1)濾液A和濾液B含有相同的溶質是 。 (2)寫出步驟①其中一個反
33、應的化學方程式: 。 (3)固體A中含F(xiàn)e、Cu、Zn三種金屬,將其活動性填入下列空格中: … … … (H) … … ? 金 屬 活 動 性 逐 漸 減 弱 (4)步驟①加入的鋅粉為什么要過量,請你簡要說明理由 。 (
34、5)固體B的物質是 。 1.(1)ZnSO4 (2)Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu 或 Zn+FeSO4=ZnSO4+Fe (3)Zn Fe Cu (4)將廢液中的FeSO4和CuSO4完全反應掉 (5)Fe 解析:往含有CuSO4,ZnSO4、FeSO4的廢水中加入過量的鐵粉,得到濾液A為硫酸鋅溶液;再往含有Fe、Cu、Zn的固A中用磁鐵吸引,可得到固體B為鐵;最后往含有鋅和銅的固體C中加入過量的稀硫酸銅,過濾,得到銅和濾液B,濾液B的溶質為硫酸鋅和硫酸。 2. (2011年衡陽)小林同學對A、B、C三種金
35、屬的活動性進行探究,他分別將A、B、C三種金屬放入三支盛有相同溶質質量分數(shù)的稀鹽酸中,記錄的實驗現(xiàn)象為:A、C都能與鹽酸反應放出氣體,B放入稀鹽酸中無明顯現(xiàn)象。根據(jù)小林同學的記錄,你對A、B、C三種金屬的活動性能作出的判斷是:________、______。不能作出的判斷的是_____。要對A、B、C的金屬活動性的相對強弱作出準確判斷還需要做的實驗是___________。 3. (2010·鞍山)某化學興趣小組用一氧化碳與氧化鐵的反應來探究煉鐵的原理,裝置如下圖所示。請回答有關問題: (1)為避免一氧化碳污染空氣,并回收利用一氧化碳,方框中連接的是C和D,導管接口的連接順序為a→(
36、 )→( )→( )。C裝置中NaOH的作用是 (2)實驗開始時,應 (填“先加熱再通CO”或“先通CO再加熱”),目的是 。 (3)實驗進行一段時間后,玻璃管A中出現(xiàn)的現(xiàn)象為 ,反應方程式為 。 (4)除CO外,還有哪些物質可以還原Fe2O3 (請寫一物質的化學式)。 3.(1)d、
37、b、e 除去殘余的二氧化碳 (2)先通一氧化碳再加熱;趕盡玻璃管內的空4. (2010·蕪湖)某化學小組的同學將一枚潔凈的鐵釘放入食鹽水中(如圖,裝置氣密性良好)。一段時間后,進行觀察。請你一起參與分析,并完成后續(xù)實驗設計。 〔觀察現(xiàn)象〕①裝置中右側導管的液面升高。 ②鐵釘生銹,試管底部有黑色固體物質。 〔提出問題〕導管中液面為何升高?黑色固體物質又是什么? 〔理論分析〕小組同學根據(jù)已學習過的知識分析得知,液面上升的原因是
38、 。 〔猜想與假設〕小組中的小明同學猜測該黑色固體可能含有:①Fe、②Fe3O4、③FeCl3、 ④C四種物質 〔分析與驗證〕小組同學根據(jù)小明的四種猜測做了以下分析: (1)小紅同學認為不可能含有氯化鐵,該結論也得到小組同學的認可,理由是 。 (2)小強同學認為一定含有碳,該結論也得到了小組同學的認可,理由是 。 (3)小組同學不能確定是否含有鐵,請你幫他們設計方案進行確認: 實驗步驟 實驗現(xiàn)象 實驗結論 你選用的試劑是: 〔知識鏈接〕相信你一定在家中做過鐵釘分別在水以及食鹽水中生
39、銹的實驗,你的結論之一是鐵釘在 (填“水”或“食鹽水”)中生銹快。 5. (2010·玉溪)某化學探究小組為了驗證鐵、銅、鋅、銀的金屬活動性順序,設計了如下實驗方案: ①將鐵片加入到稀鹽酸中; ②將銅片加入到硝酸銀溶液中; ③將鋅片加入到稀鹽酸中; ④將金屬片X(表示鐵、銅、鋅、銀中的某一種)加入到Y中。 (該方案中所有金屬均已打磨,且形狀、大小以及稀鹽酸的溶質質量分數(shù)均相同) 請完成: (1)寫出②中反應的化學方程式: ; (2)通過上述實驗,可以判斷鋅的金屬活動性比鐵強,依據(jù)的現(xiàn)象是
40、 。 (3)要得出這四種金屬的活動性順序,如果④中Y表示硫酸銅溶液,則X表示的 一種金屬是 ;如果X表示銅,則Y表示的一種溶液是 。 6. (2011·蘭州)同學們在實驗室發(fā)現(xiàn)了三種金屬——鋁、鐵、銅,其中一塊銅片生銹了,表面附有部分銅綠[銅綠的主要成分是Cu2(OH)2CO3],他們的實驗探究過程如下: (1)銅綠是銅與空氣中的氧氣、水和 (填化學式)共同作用的結果。 (2)為探究鋁、鐵、銅的活動性順序,某同學設計了一組實驗:①鋁片浸入稀硫酸中;②銅片浸入稀硫酸中;③鋁片浸入氯化亞鐵溶液中,這組實驗還不能完全證明三種金
41、屬的活動性順序。請你補充一個實驗來達到實驗目的(寫出實驗步驟、現(xiàn)象) 。 (3)他們還想用加熱的方法除去銅綠,加熱時卻發(fā)現(xiàn)銅片表面全部變黑。經(jīng)查閱資料知道:①銅綠受熱分解會生成黑色的氧化銅 ②酒精在不完全燃燒時會生成炭黑 ③炭黑與稀硫酸不以應。 a、他們提出猜想:該黑色物質可能是氧化銅,也可能是氧化銅和 的混合物。 b、設計了下述實驗方案,用于檢驗黑色物質。 實驗步驟 實驗現(xiàn)象 結論 剪下一片變黑的銅片,放入盛有足量稀硫酸的試管中,微熱 銅片表面黑色固體全部消失,露出紅色的銅,溶液變 色。 此黑色固體是
42、 (填化學式) 一年模擬 7.(2012廣西南寧三中模擬五)某工廠現(xiàn)有含少量鐵屑的銅屑廢料。某校九(5)班化學興趣小組的同學欲從中回收銅,他依據(jù)“綠色化學”的思想設計了兩種方案: 方案Ⅰ(物理方法):將磁鐵接觸鐵屑和銅屑混合物,銅和鐵分別得到回收…… 方案Ⅱ (化學方法): 過程如下: 鐵屑和 銅屑 加入過量含B的工業(yè)廢水 操作A 溶液C 銅屑 ①操作A的名稱是 ,完成該操作需要的玻璃儀器有燒杯、漏斗和 ; ②B可能為 ___________;寫出相關的化學方程式__________________________
43、___; ③確定給鐵屑和銅屑加入的B已經(jīng)過量的方法有:___________________ 。 ④該方案體現(xiàn)綠色化學的思想有:銅得到了回收, 。 8.(2012江西贛州)下列物質是初中化學中常見物質,其相互轉化關系如下圖(氣體D是 一種劇毒性氣體,部分生成物和反應條件省略)。請回答: 黃 色溶液A 鹽酸 ① ② +X +F ④ ③ 無色無味氣體B 無色無味氣體D 紅棕色固體C 黑 色固體E 紅 色固體G 淺綠色溶液H (1)物質D的化學式為_____
44、______。 (2)溶液H中的溶質屬于(選填“單質”、“氧化物”、“酸”、“堿”或“鹽”) ___________。 (3)反應①的化學方程式為_________________________________________,反應②的化學 方程式可能是_________________________________。 8.(1)CO(2)鹽(3)①Fe2O3+6HCl2FeCl3+3H2O②2C+O22CO或CO2+C2CO 解析:根據(jù)反應①可確定C為氧化鐵,A為氯化鐵溶液,根據(jù)反應②③可判斷D是一氧化碳,E是鐵,根據(jù)顏色可知G為銅,根據(jù)反應④可知F為可溶性的銅鹽溶液
45、,如硫酸銅,氯化銅,硝酸銅,H是亞鐵溶液,如硫酸亞鐵,氯化亞鐵,硝酸亞鐵(注意與F對應),B可能是氧氣,也可能是二氧化碳,X是碳單質。 第三類??設計型實驗大題 典例剖析 例1 (2010·福州)小彬同學家新買了水龍頭,從說明書上了解到該水龍頭是銅質鍍鉻的。他想起在學習金屬性質時用到的金屬活動性順序中沒有鉻,為了了解鉻與常見金屬鋁、銅在金屬活動性順序中的相對位置關系,進行如下探究活動。 【查閱資料】鉻(Cr)是銀白色有光澤的金屬,在空氣中表面能生成抗腐蝕性的致密氧化膜。鉻能與稀硫酸反應,生成藍色的硫酸亞鉻( CrSO4)溶液…… 鋁是銀白色有光澤的金屬,能與稀硫酸反應,生成無色的硫酸
46、鋁溶液…… 【預 測】三種金屬在金屬活動性順序中的相對位置關系: ①Cr Al Cu ②Al Cr Cu ③Al Cu Cr 【實驗過程】取大小相同的三種金屬薄片,用砂紙打磨光亮。 實驗一 實驗二 實驗三 實驗 方案 實驗 現(xiàn)象 鉻片表面產(chǎn)生氣泡緩慢,溶液變藍色。 _______________________ 鋁片表面產(chǎn)生氣泡較快。 結論 鉻能和稀硫酸發(fā)生反應,反應速率較慢。 銅不與稀硫酸反應 _______________________ 三種金屬在金屬活動性順序中的相對位置關系是__________
47、________________ 【回答問題】(1)用砂紙打磨金屬片的目的是_____________________。 (2)實驗一所發(fā)生反應的化學方程式是____________________________。 (3)小東提出用硫酸銅溶液代替上述實驗中的稀硫酸也能得出三種金屬在金屬活動性順序中的相對位置關系,小燕認為不可行,理由是__________________。 (4)小清認為只要選用三種藥品進行實驗就可以得出三種金屬在金屬活動性順序中的相對位置關系,這三種藥品可以是________________。 【歸 納】比較金屬活動性強弱的方法有①____________
48、_ ② ___________ 。 分析:根據(jù)銅不與稀硫酸反應,可知銅片放入稀硫酸中無明顯現(xiàn)象,鋁片放入稀硫酸中產(chǎn)生氣泡較快,可得出鋁能與稀硫酸反應,且反應較快的結論,根據(jù)三個實驗可知:活動性最強的是鋁,最弱的是銅,鉻居中間,用砂紙打磨金屬片的目的除去金屬表面的氧化物或污物,鉻與稀硫酸反應的產(chǎn)物可從資料中獲取,為氫氣和硫酸亞鉻,如果用硫酸銅代替稀硫酸,鋁與鉻都能置換出其中的銅,無法比較鋁與鉻的活動性強弱,比較三種金屬活動性強弱常用“兩固加一液”或“兩液加一固”如: A1、CrSO4溶液、Cu;或硫酸鋁、鉻、硫酸銅等,比較金屬活動性強弱常比較金屬與酸反應的情況,或比較金屬與鹽溶液
49、反應的情況。 答案:實驗現(xiàn)象:無現(xiàn)象 結論:鋁能與稀硫酸發(fā)生反應,反應速率較快 Al Cr Cu(或“②”)【回答問題】 (1)除去金屬表面氧化物(或污物) (2) Cr+H2SO4=CrSO4+H2↑(3) 無法比較鉻和鋁的金屬活動性強弱 (4) A1、CrSO4溶液、Cu(合理即可)【歸納】①通過金屬與酸反應判斷金屬活動性強 ②通過金屬與鹽溶液反應判斷金屬活動性強弱 【規(guī)律方法總結】填寫實驗報告時,應該充分利用操作、現(xiàn)象與結論間存在對應關系,通過推理將表格內容補充完整,設計實驗驗證金屬活動性強弱時,應該掌握常見的方法:金屬與酸反應,金屬與鹽溶液反應,比較三
50、種金屬的活動性:兩固加一液或兩液加一固,掌握這些方法可以提高解題速率。 例2 (2010·海南)為探究鐵銹蝕的影響因素,某興趣小組做了如下實驗。 [實驗方案] 將3枚潔凈的鐵釘同時置于如圖所示環(huán)境下的斌舒中,觀察鐵釘銹蝕情況。 [實驗現(xiàn)象]3天后,I、Ⅲ中鐵釘不生銹,Ⅱ中鐵釘明顯生銹。 [獲得結論] (1)對照實驗I、Ⅱ,可知鐵銹蝕的條件之一為 ; (2)防止鐵銹蝕的一種方法是 。 [拓展探究] (3)小明發(fā)現(xiàn)海邊的鐵器很容易生銹,從而猜測氯化鈉能加快鐵的銹蝕。請設計
51、實驗方案驗證小明的猜想 。 分析:實驗I和實驗Ⅱ不同之處在于實驗I中鐵釘沒有接觸到水,所以對比這兩個實驗可知出鐵生銹需要鐵與水接觸(或在潮濕環(huán)境中等),防止鐵生銹就是破壞鐵生銹的條件,可采取的方法有刷漆、涂油等,設計方案證明氯化鈉能加快鐵生銹,一定要通過對比實驗得出結論,在都滿足鐵生銹的條件:與水、氧氣接觸的前提下,其中一個實驗中鐵還與氯化鈉接觸,另一個實驗中不使用氯化鈉,如取兩段質地和粗細相同的細鐵絲,其中一一段用蒸餾水浸泡后取出放入干燥的燒杯中,加一段用氯化鈉溶液浸泡后,取出放入另一
52、干燥的燒杯中,觀察鐵絲表面的變化情況等。 答案:(1)在潮濕的空氣中、與酸性溶液接觸、與堿性溶液接觸、與食鹽水接觸(合理均給分)(2)涂油、噴漆、搪瓷等(3)在A、B、C、D四支試中分別放入干燥的細鐵絲、浸過食鹽水的細鐵絲、浸過清水的細鐵絲、完全浸沒在食鹽水中的細鐵絲,兩天后觀察,發(fā)現(xiàn)浸過食鹽水的細鐵絲銹蝕最嚴重(方案合理即可,一定要用對比實驗) 【規(guī)律方法總結】對比是常用的一種方法,利用控制變量的思想,使兩個實驗中只有一個變量不同,其它變量控制相同,然后通過分析結果判斷該不同變量對物質變化的影響規(guī)律,如設計實驗證明氯化鈉可以加快鐵生銹的方案時,一是必須控制所用鐵或鐵制品的質地、粗細相同,
53、在相同的溫度下進行實驗,鐵絲都與氧氣和水接觸等。 中考真題分析 1.(2012泰安)某興趣小組的同學從實驗室收集到一桶含有FeSO4、CuSO4的廢液,他們想從中回收金屬銅和硫酸亞鐵晶體,設計了如下實驗方案。結合實驗方案回答下列問題: (1)步驟①中,金屬X是 ,該反應的化學方程式為 。 (2)步驟②中,加入過量稀硫酸的目的是 。 (3)從濾液中獲得硫酸亞鐵晶體采用的方法是 。 分析:
54、本題是對銅和鐵的金屬活動性順序的考查。鐵的活動性比銅要強,利用鐵可以將硫酸銅溶液中的銅置換出來。因此,第一步操作中,加入的過量金屬X是鐵,過濾后,得到的金屬混合物是鐵和銅的混合物,濾液是硫酸亞鐵溶液;第二步中,加入過量的稀硫酸,鐵可以和稀硫酸反應生成硫酸亞鐵溶液,銅和稀硫酸不反應,過濾后,得到銅,將濾液進行蒸發(fā)結晶可以得到硫酸亞鐵晶體。 答案:(1)鐵(或Fe) Fe + CuSO4 = Cu + FeSO4 (2)除去銅中的鐵 (3)蒸發(fā) 2. (2010·咸寧)為探究Al、Fe、Cu三種金屬的活動性順序,有甲、乙、丙三位同學設計了如下方案: (1)甲同學將金屬分別放
55、入盛有鹽酸的3支試管中。根據(jù)銅加入鹽酸中無變化, 現(xiàn)象,判斷出Al>Fe>Cu。 (2)乙同學只用一支試管,只取一次鹽酸也能證明Al>Fe>Cu,他在鹽酸中插入金屬的順序是Fe、 。 (3)丙同學只調整了乙同學插入鹽酸中金屬的順序,也能得到正確結論。丙同學調整金屬的順序為 。 【拓展應用】在CuCl2和AlCl3的混合溶液中加入一定量的鐵粉,充分反應后過濾,向濾出的固體中加入鹽酸,無明顯現(xiàn)象,則濾液中一定含有的溶質是 。 分析:通過相同條件下金屬與酸反應判斷金屬活動性強弱,依據(jù)
56、的現(xiàn)象是能有能與稀硫酸或稀鹽酸反應,或與酸反應的產(chǎn)生氣泡的快慢,銅放入稀鹽酸中無明顯現(xiàn)象,可知其活動性較弱,比較鋁與鐵的活動性,從結論來分析,兩者都能與酸反應,要判斷鋁的活動性較鐵強,其現(xiàn)象是鋁與酸反應較鐵與酸反應更劇烈,取一支試管,取一次鹽酸,要判斷三種金屬的活動性強弱,先放了活動性居中的金屬鐵,接著應該放活動性最弱的金屬銅,最后才是活動性最強的金屬鋁,也可以先將銅,然后加入鐵,最后加鋁,根據(jù)金屬活動性順序,鐵只能與氯化銅反應,不與氯化鋁反應,所以混合溶液中加入鐵粉后一定含有氯化鋁和氯化亞鐵,由于濾渣中加入鹽酸無明顯現(xiàn)象,說明固體中不含鐵,即鐵一定不過量,可能恰好與氯化銅反應,也可能鐵不足,
57、溶液中還有氯化銅,即溶液中可能有氯化銅,也可能沒有。 答案:(1)鋁與鹽酸反應比鐵劇烈(2)Cu Al(3)Cu Fe Al 【拓展應用】 FeCl2 AlCl3 (3)通過以上探究,四種金屬的活動性由強到弱的順序是: 分析:三個實驗中比較鐵與稀鹽酸反應、鋅與稀鹽酸反應產(chǎn)生氣體的快慢可以判斷鐵與鋅的活動性強弱,利用銅與硝酸銀溶液反應的現(xiàn)象可比較銅與鋅的活動性強弱,要比較四種金屬的活動性強弱順序,必需進一步比較鐵和銅的活動性強弱,判斷的依據(jù)是金屬與酸反應的現(xiàn)象或金屬與鹽溶液反應的現(xiàn)象,可以補充一個實驗:將銅片放入稀鹽酸中,或將鐵片放入硫酸
58、銅溶液中,或將銅片放入硫酸亞鐵溶液中等,最終四種金屬的活動性由強到弱的順序為Al>Fe>Cu>Ag。 答案:(1)鋅片與稀鹽酸反應產(chǎn)生氣泡較鐵片與稀鹽酸反應更快 銅的活動性較銀強(2) 將銅片放入試管中,再加入適量的稀鹽酸 無明顯現(xiàn)象 鐵的活動性較銅強(注意與鐵與稀鹽酸反應的現(xiàn)象對比得出) 將銅片放入試管中,加入適量的硫酸亞鐵溶液 無明顯現(xiàn)象 鐵的活動性較銅強 將鐵片放入試管中,加入適量的硫酸銅溶液 鐵片表面上有紅色物質附著,溶液變成淺綠色 鐵的活動性較銅強 4.(2011·岳陽)某化學興趣小組為了探究鉻與常見金屬鋁、銅在金屬活動性順序中的相對位置關系,進行了如下探究活
59、動: 【查閱資料】鉻(Cr)是銀白色有光澤的金屬,在空氣中表面能生成抗腐蝕的致密氧化膜。鉻能與稀硫酸反應,生成氫氣和硫酸亞鉻(CrSO4)。 【提出猜想】對這三種金屬的活動性順序提出了如下猜想: 猜想①:Cr>Al>Cu 猜想②:Cr>Cu>Al 猜想③:Al>Cr>Cu 猜想④:Al>Cu>Cr (1)將金屬片投入稀硫酸前應先打磨金屬片的目的是 。 A.除去金屬表面氧化物,有利于直接反應 B.使金屬表面光亮,便于觀察現(xiàn)象 C.使金屬表面溫度升高,提高反應溫度 (2)有同學提出探究金屬活動性強弱還可以依據(jù)“金屬與鹽溶液是否發(fā)生置換反應”來判斷。為了驗
60、證甲、乙、丙三種金屬的括動性依次減弱,某同學設計了如下方案: ①把甲放入乙的鹽溶液中 ②把乙放入丙的鹽溶液中 ③把甲放入丙的鹽溶液中 你認為該方案中的 (填序號)沒有必要做。 分析:根據(jù)金屬活動性順序,鋁的活動性較銅強,所以猜想②不正確,根據(jù)資料,鉻能與稀硫酸反應,所以鉻的活動性較銅強,所以猜想④不正確,利用金屬與酸反應判斷金屬活動性強弱,需要控制變量,如金屬的表面積大小、酸的體積、酸的濃度等,所以所用硫酸的溶質質量分數(shù)需相同,銅在金屬活動性順序中排在氫之后,不與稀硫酸反應,所以銅片表面上無氣泡產(chǎn)生,根據(jù)現(xiàn)象可判斷鋁的活動性較鉻強,所以猜想③正確,實驗時需對金屬片進
61、行打磨,主要是除去金屬表面的氧化膜,利于酸直接與金屬反應,根據(jù)方案①可得出甲的活動性較乙強,根據(jù)方案②可得出乙的活動性較丙強,由此可得出三種金屬活動性順序,所以方案③沒必要做。 答案:【討論交流】②④ 【實驗設計及過程】濃度(或溶質質量分數(shù)) 無明顯現(xiàn)象(或無氣泡產(chǎn)生) ③ 【實驗反思】(1)A (2)③ 5.(2011·徐州)某活動小組根據(jù)下圖所示進行模擬煉鐵的實驗,并對產(chǎn)物的成分進行探究。 Fe2O3 CO CO2 黑色 粉末A FeSO4溶液 CuSO4溶液 黑色粉末B 和紅色固體 加入足量CuSO4溶液 過濾 高溫 【提出問題】黑色粉末
62、A可能是什么呢? 【進行猜想】(1)小明認為黑色粉末A全部是鐵粉。請寫出鐵粉與CuSO4溶液反應的化學方程式 。實驗過程中采取了過濾,該操作中用到的玻璃儀器有 , 和玻璃棒,其中玻璃棒的作用是 。 (2)小華認為小明的猜想是錯誤的,理由是 。 (3)小華提出了猜想①和猜想②,請結合所學知識補充余下的一個猜想。 猜想①;黑色粉末A由鐵粉和四氧化三鐵(Fe3O4)組成 猜想②;黑色粉末A由鐵粉和氧化亞鐵(FeO)組成; 猜想③; 。 【反思評價】小娟認
63、為方案②和方案③中得出的結論都不正確,其理由是 。 【得出結論】在高溫下,一氧化碳和氧化鐵可生成鐵,氧化亞鐵,四氧化三鐵。請寫出只生成氧化亞鐵的方程式 。 分析:過濾需用到玻璃棒、漏斗和燒杯三種玻璃儀器,其中玻璃棒的作用是引流,如果黑色固體全是鐵,那么加入足量的硫酸銅溶液,鐵會反應掉,就不可能還存在黑色固體B,所以小明的猜想是錯誤的,結合資料,黑色固體可能有鐵,氧化亞鐵和四氧化三鐵,要證明固體中三者全有,可先用磁鐵判斷是否有氧化亞鐵(不能被磁鐵吸引)或是否有鐵或四氧化三鐵(兩者都能被磁鐵吸引),然后對能被磁鐵吸引的固體進行檢驗,鐵和四氧化三鐵都能溶于
64、鹽酸,但鐵能與硫酸銅溶液反應。 答案:【進行猜想】(1)Fe + CuSO4 === FeSO4 + Cu 燒杯 漏斗 引流(2)加入足量硫酸銅溶液充分反應后,還有黑色固體,該固體不可能是鐵 (3)黑色粉末A由鐵粉、四氧化三鐵(Fe3O4)和氧化亞鐵(FeO)組成【實驗探究】取適量黑色粉末A用磁鐵吸引,將被磁鐵吸引的固體加入足量的硫酸銅溶液中,充分攪拌 黑色粉末部分被磁鐵吸引,加入硫酸銅溶液后,固體表面有紅色物質析出,同時也有黑色固體【反思評價】四氧化三鐵既能被磁鐵吸引,也能溶于稀鹽酸中【得出結論】CO+ Fe2O3 高溫 2FeO + CO2↑ 過關檢測 兩年中考
65、1. (2010·晉江)某興趣小組的同學為探究鐵(Fe)、錳(Mn)和銅(Cu)三種金屬的活動性順序,進行下列探究。 (1)同學們將等大小的三種金屬同時放入等質量、等質量分數(shù)的稀硫酸中,發(fā)現(xiàn)錳表面冒 出氣泡的速率比鐵快,而銅表面無現(xiàn)象。請將三種金屬的元素符號填入下表: (2)① 甲 可得到純凈的FeSO4晶體 使廢液中的銅全部被置換出來 ②不溶性 Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑ 解析:根據(jù)題目信息錳與稀硫酸反應產(chǎn)生氣泡較快,可推知錳的活動性較鐵強,故可判斷三種金屬在活動性順序中的相對位置,如果金屬X用錳,則錳元素會進入濾液中,最后得到的晶體是混
66、合物,如果用鐵,則濾液的溶質只有硫酸亞鐵,濾液蒸發(fā)后可得到純凈的硫酸亞鐵晶體,加入過量鐵的目的是使溶液中的硫酸銅全部轉化為銅,過濾是將液體和液體中沒溶解的固體分離開來的操作,金屬混合物是鐵和銅的混合物,加稀硫酸時,鐵與硫酸反應。 2. (2011·青島)甲、乙兩位同學發(fā)現(xiàn)銅質眼鏡架上出現(xiàn)一些綠色的銹漬。經(jīng)查閱資料得知,銅銹的化學成分是堿式碳酸銅[Cu2(OH)2CO3]。他們依照鋼鐵生銹的研究方法設計如下實驗(如右圖所示):①將光亮銅片部分浸入蒸餾水中;②將光亮銅片究全浸入煮沸過的蒸餾水中;③將光亮銅片放在干燥的空氣中。請回答: (1)推測一段時間后會出現(xiàn)銅銹的是 (填寫 序號)試管內的錒片 (2)根據(jù)上述實驗.甲同學認為:銅的銹蝕是銅與水、氧氣共同作用的結果。你是否同意他的觀點? (填寫“是”或“否”) (3)乙同學認為要弄清導致銅銹蝕的因索,還應該再補充一些實驗。在補充的實驗中,如果要改變的因素 .則保持不變的因素是 (選取“水”、“氧氣”、“二氧化碳”等填
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