2019-2020年高三化學(xué)非金屬元素及化合物.doc
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2019-2020年高三化學(xué)非金屬元素及化合物【考點(diǎn)梳理】元素及其化合物是概念、理論、實(shí)驗(yàn)、計(jì)算的載體,因此非常重要。在復(fù)習(xí)過(guò)程中,要把握位、構(gòu)、性三者的關(guān)系,抓典型一般,注意特殊,區(qū)別異同。一、非金屬總論:1結(jié)構(gòu)和位置:非金屬元素在周期表中的位置: 在目前已知的 種元素中,非金屬有 種(外加 種稀有氣體元素)。除氫外,非金屬元素都位于周期表的 方。H元素在 方。 為非金屬性最強(qiáng)的元素。 非金屬在周期表中的位置:主 族周 期AAAAAA一H 二 BCNOF三 SiPSCl四 AsSeBr五 TeI六 At非金屬元素的原子結(jié)構(gòu)特征及化合價(jià):與同周期的金屬原子相比較:非金屬原子最外層電子數(shù)較多(一般為個(gè),H為1個(gè),He為2個(gè),B為3個(gè));次外層都是飽和結(jié)構(gòu)(2、8或18電子結(jié)構(gòu))。與同周期的金屬原子相比較,非金屬原子核電荷數(shù)較 ,原子半徑較 ,化學(xué)反應(yīng)中易 電子,表現(xiàn) 性。非金屬元素最高正價(jià):等于 數(shù),對(duì)應(yīng)最低負(fù)價(jià)等于 ;多數(shù)非金屬有變化,如S、N、Cl等。2.酸性強(qiáng)弱規(guī)律:對(duì)于同種非金屬形成的不同含氧酸:其非金屬的價(jià)態(tài) ,酸性越強(qiáng)。如:HClO4 HClO3 HClO2 HClO;H2SO4 H2SO3,HNO3 HNO2。證明酸性強(qiáng)弱順序:可用 “” 的規(guī)律。如:()()常見(jiàn)酸的酸性強(qiáng)弱順序:HClH2SO4HNO3H3PO4H2SO3 H3AlO3 H2SiO3CH3COOHH2CO3C6H5OH HClO H2S 3。有關(guān)鹽的性質(zhì):注意特殊性:由于PbS、CuS、HgS、Ag2S既不溶于水,也不溶于生成的強(qiáng)酸中,所以氫硫酸可與Pb2+、Cu2+、Hg2+、Ag+的鹽反應(yīng),例:。與堿反應(yīng):酸式鹽與堿反應(yīng)是 的繼續(xù)。例:NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O(弱酸的酸式鹽既與酸反應(yīng),又與堿反應(yīng),例:NaHCO3+HCl=NaCl+CO2+H2O)氧化性、還原性:氧化性:硝酸鹽在一定條件下具有氧化性,例:S+2KNO3+3CK2S+N2+3CO2還原性:亞硫酸鹽、硫化物、溴化物、碘化物均具有還原性。例:2CaSO3+O2=2CaSO4; Na2S+ Na2SO3+ H2SO4= ;2NaBr+3H2SO4(濃)= ; 2KI+Cl2=2KCl+I2。不穩(wěn)定性:酸式酸、某些碳酸鹽、亞硫酸鹽、所有硝酸鹽受熱均分解。如:CaCO3CaO+CO2 2Cu(NO3)22CuO+4NO2+O22NaHCO3二、鹵素知識(shí)歸納:1.有關(guān)反應(yīng)方程式:Cl2與金屬反應(yīng):2Na+Cl22NaCl (現(xiàn)象: );Cu+Cl2CuCl2 (現(xiàn)象: );2Fe+3Cl22FeCl3(現(xiàn)象: );Cl2與非金屬反應(yīng):Cl2+H22HCl (現(xiàn)象: )光照 Cl2+H2 2HCl (現(xiàn)象: )2P+3Cl22PCl3; (現(xiàn)象: ) Cl2與水反應(yīng):_;_。 Cl2與堿反應(yīng):Cl2+2NaOH= ( );2Cl2+2Ca(OH)2= ( )。 Cl2+ KOH K ClO3+ KCl+ H2O _ () Cl2+ NH3= NH4Cl+ N2 (若氨氣不過(guò)量則反應(yīng)式為: )Cl2與還原性化合物作用:Cl2+NaBr= 2NaCl+Br2;Cl2+2FeCl2= 2FeCl3;Cl2+H2S= 。 Cl2+ FeBr2= FeCl3+ FeBr3 (少量Cl2); Cl2+ FeBr2= FeCl3+ Br2(足量Cl2)。Cl2+SO2+2H2O= ;Cl2與有機(jī)物的作用:Cl2與CH4在光照條件下反應(yīng): ; Cl2與乙烯反應(yīng): ;Cl2在有催化劑存在下與苯反應(yīng): 。 Cl2制備: HCl(濃)+ MnO2 H2O+ Cl2+ MnCl2 HCl(濃)+ KMnO4= KCl+ MnCl2+ Cl2+ H2O HCl(濃)+ K2Cr2O7= KCl+ CrCl3+ Cl2+ H2O HCl(濃)+ Ca(ClO)2= CaCl2+ Cl2+ H2O NaCl H2O NaOH Cl2 H2HCl的有關(guān)反應(yīng):Zn+2HCl= ZnCl2+H2 Al2O3+6HCl= 2AlCl3+3H2O Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O CaCO3+2HCl= CaCl2+CO2+H2O乙烯與HCl反應(yīng): ;氨基乙酸與HCl反應(yīng): ;實(shí)驗(yàn)室制取HCl: 。、氟、碘的有關(guān)方程式: F2+ H2O= 2F2+Xe XeF4;CaF2H2SO4(濃)2HFCaSO4 Si+ HF= ; HF+ SiO2= CaSiO3+ HF= CaF2+ + Fe+I2 (強(qiáng)調(diào):)碘遇淀粉溶液變 色。(可用于碘與淀粉溶液的互相撿驗(yàn))AgNO3+KI=AgI+KNO3 (現(xiàn)象: );2AgI2AgI2 2.氯水的成分和性質(zhì)成分:通常狀況下,1體積能溶解約2體積氯氣,形成 色液體,溶解于水中的氯氣能夠部分與水反應(yīng)生成 ,反應(yīng)方程式為:。強(qiáng)調(diào):氯水呈淡黃綠色新制的氯水中主要含有Cl2、HClO、H2O、H+、Cl、ClO(HClO為弱酸,部分電離出少量H+、ClO),以及水電離出來(lái)的少量OH等。通常所說(shuō)的氯水就是指新制的氯水,須隨配隨用,保存在 色瓶中。久置的氯水由于次氯酸見(jiàn)光分解: ,而變成很稀的鹽酸,其中主要含有 。性質(zhì):新制的氯水可以代替氯氣如:A能使碘化鉀淀粉試紙變 。B氯水和某些非金屬陰離子的反應(yīng),向KI、Na2S、NaBr的溶液中加 。C氯水和某些還原性陽(yáng)離子的反應(yīng),向FeCl2溶液中加氯水 ;D氯水和某些還原性氫化物的反應(yīng),向氯水中通H2S、HBr、HI等E氯水和不飽和有機(jī)物的加成反應(yīng),向氯水中通入乙烯、乙炔等氯水可體現(xiàn)H+、HClO的性質(zhì);如石蕊試液滴入氯水中,溶液先變 后,變紅是由于HCl電離產(chǎn)生的 表現(xiàn)酸性,褪色是因?yàn)?具有強(qiáng)氧化性。氯水還可單獨(dú)表現(xiàn)出HClO的性質(zhì),例如用氯水 、 、 。氯水又可表現(xiàn)出Cl的性質(zhì),如氯水滴入到AgNO3溶液中,產(chǎn)生不溶于稀HNO3的白色沉淀;用自來(lái)水配制AgNO3溶液時(shí)產(chǎn)生白色沉淀。氯水又能單獨(dú)表現(xiàn)H+的特點(diǎn),例如向Na2CO3溶液中滴加氯水,有大量氣體(CO2)產(chǎn)生。氯水與液氯的區(qū)別:氯水是混和物,而液氯是純凈物。3.溴水褪色的種種反應(yīng):能使溴水褪色的無(wú)機(jī)物:如:H2S: (褪色且渾濁);SO2: ;Na2SO3: Mg粉(或Zn粉等): ;NaOH等強(qiáng)堿: ;Na2CO3(或AgNO3等鹽);。能使溴水褪色的有機(jī)物:含CC或叁鍵的物質(zhì);石油產(chǎn)品:如裂化氣、裂解氣、裂化汽油等;苯酚及其同系物(發(fā)生取代反應(yīng),有沉淀產(chǎn)生);含醛基的化合物:如醛類、葡萄糖、甲酸、還原性糖等。 強(qiáng)調(diào):I.某些與溴不發(fā)生反應(yīng)的有機(jī)物如鹵代烴、四氯化碳、氯仿、溴苯、直餾汽油、苯及苯的同系物,液態(tài)環(huán)烷烴,低級(jí)酯、液態(tài)飽和烴、二硫化碳等能萃取溴,雖能使溴水層變無(wú)色,但油層變橙紅色,一般來(lái)說(shuō)使溴水褪色并不包括這類物質(zhì); .溴水與碘化鉀溶液作用后生成的I2的水溶液為深黃色至褐色,顏色加深而不是變淺。4.鹵素及其化合物性質(zhì)遞變規(guī)律鹵素單質(zhì)物理性質(zhì)的遞變規(guī)律(從F2I2)單質(zhì)的顏色:由 變 ;單質(zhì)的狀態(tài):由 到 態(tài)逐漸變成 ;單質(zhì)的密度:依次增大;單質(zhì)的熔沸點(diǎn):逐漸 ;鹵素單質(zhì)的氧化性遞變規(guī)律:氧化性規(guī)律為:。表現(xiàn)出的性質(zhì)有:與H2反應(yīng):生成鹵化氫的反應(yīng)由易到難;鹵化氫的穩(wěn)定性由強(qiáng)到弱,即。與金屬化合生成金屬鹵化物:且除 外,與可變價(jià)金屬反應(yīng)時(shí)生成高價(jià)鹵化物。與還原性物質(zhì)反應(yīng)。F2與H2O反應(yīng),H2O做 。鹵素單質(zhì)既有氧化性又有還原性規(guī)律:如:與H2O反應(yīng)(除F2外)生成 ;(注意反應(yīng)溫度)與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)(除F2外)生成鹵化物和次鹵酸鹽。(注意反應(yīng)溫度)鹵素陰離子的還原性規(guī)律: 。(原因:易獲得電子的物質(zhì),其得電子后失電子是較難的,即單質(zhì)的氧化性越強(qiáng),對(duì)應(yīng)陰離子的還原性越弱)。鹵化氫的酸性和還原性規(guī)律:酸性和還原性規(guī)律為:HFHClHBrHI,(HF是弱酸)。同種鹵素含氧酸的酸性規(guī)律:HClO4HClO3HClO2HClO。同種鹵素含氧酸的氧化性規(guī)律:HClOHClO2HClO3HClO4。(一般情況下元素化合物的氧化性隨化合價(jià)升高而氧化性增強(qiáng),但鹵素卻例外)。鹵化銀的溶解性和穩(wěn)定性規(guī)律: 易溶于水,其余均難溶于水和稀HNO3,且按AgClAgBrAgI的順序溶解度依次 ,而顏色卻逐漸加深,分別為 、 、;AgX都不穩(wěn)定,且按的順序穩(wěn)定性依次減弱。5.鹵素特性歸納:Cl2、Br2、I2與水反應(yīng)類型相同:可用通式 ,而F2特殊:,由此得出它們與堿反應(yīng)Cl2、Br2、I2相同,F(xiàn)2不同;F2、Cl2、Br2與Fe作用得+3價(jià)鐵,而 使鐵顯+2價(jià):I2+Fe FeI2Cl、Br、I跟AgNO3分別產(chǎn)生: 沉淀、 沉淀、 沉淀;而AgF可 、得 溶液;氯水具有漂白性,但溴水、碘水中HBrO和HIO很少,漂白性很差;HCl的制備是利用濃硫酸和氯化鈉反應(yīng),而HBr、HI的制備不可用濃硫酸,因其具有強(qiáng)氧化性,可把Br、I-氧化成Br2、I2;氯的含氧酸隨價(jià)態(tài)升高氧化性降低,氧化性HClOHClO2HClO3HClO4;碘遇淀粉溶液變藍(lán),但淀粉碘化鉀試紙投入氯水中不變藍(lán),因?yàn)槁人^(guò)量,發(fā)生下列反應(yīng):I2+5Cl2+6H2O=2HIO3+10HCl。氫氟酸為 酸,余者為 酸,且酸性逐漸 。氫氟酸腐蝕 ,其他氫鹵酸沒(méi)有此性質(zhì)。6煙、霧、氣的區(qū)別煙是大量細(xì)小 顆粒分散在氣體中形成的混合物。如銅在氯氣中燃燒產(chǎn)生棕黃色的煙;金屬鈉在氯氣中燃燒產(chǎn)生白煙。霧是大量細(xì)小 分散在氣體中形成的混合物。如打開(kāi)盛濃鹽酸的試劑瓶的瓶蓋,會(huì)看到瓶口出現(xiàn)大量的白霧,這是濃鹽酸揮發(fā)出來(lái)的氯化氫吸收空氣中的水所形成的大量鹽酸液滴分散在空氣中形成的混合物。煙霧是大量細(xì)小 顆粒與大量細(xì)小 同時(shí)分散在氣體中形成的混合物。如磷在氯氣中燃燒往往得到的是PCl3(液態(tài))和PCl5(固態(tài))的混合物,觀察到的現(xiàn)象是產(chǎn)生白色 。7擬鹵化合物簡(jiǎn)介擬鹵素:有少數(shù)分子與鹵素單質(zhì)性質(zhì)相似,故把它們叫做擬鹵素,如氰(CN)2、硫氰(SCN)2等它們對(duì)應(yīng)的擬鹵陰離子為CN、SCN,在性質(zhì)上與鹵素陰離子的性質(zhì)也相似。擬鹵素的主要化學(xué)性質(zhì)有:擬鹵素單質(zhì)具有較強(qiáng)氧化性:其氧化性的順序?yàn)镕2Cl2Br2(CN)2(SCN)2I2;在水中或堿溶液中易發(fā)生歧化反應(yīng):如:(CN)2+H2O= HCN+HCNO; (CN)2+2OH= CN+CNO+H2O與金屬生成一價(jià)陰離子的鹽:如(CN)2+2Na= 2NaCN鹵素互化物:指兩種不同鹵素相互化合形成的化合物。常見(jiàn)的鹵素互化物有:BrCl、ICl、BrF3、BrF5等,大多數(shù)鹵素互化物不穩(wěn)定,具有比鹵素單質(zhì)(F2除外)更強(qiáng)的化學(xué)活潑性。主要反應(yīng)有:易與水反應(yīng)(水解反應(yīng)):如:ICl+H2O=HCl+HIO強(qiáng)氧化性:與金屬反應(yīng):如2M+nBrCIMCln+MBrn(M代表金屬元素,n為其化合價(jià))與某些鹽的反應(yīng),如2NaI+BrCl=NaCI+NaBr+I2與還原性的物質(zhì)反應(yīng):如SO2+2H2O+BrCl=HBr+HCl+H2SO4 三、氧族元素知識(shí)歸納: 1與氧氣有關(guān)的反應(yīng):有氧氣參加的反應(yīng)方程式:與絕大多數(shù)金屬單質(zhì)作用: 與絕大多數(shù)非金屬單質(zhì)作用: 與還原性化合物作用: _ 與有機(jī)物作用: 在空氣中易被氧化而變質(zhì)的物質(zhì)a.氫硫酸或可溶性硫化物: ;b.亞硫酸及其可溶性鹽: ;c.亞鐵鹽、氫氧化亞鐵:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3;d.苯酚:苯酚氧化后由 變?yōu)?色;e.氫碘酸及其可溶性碘化物: 生成氧氣的反應(yīng)方程式: MnO2 光或 例1.如圖所示:若關(guān)閉閥,打開(kāi)閥,讓一種含有氯氣的氣體經(jīng)過(guò)甲瓶后,通入乙瓶 ,布條不褪色;若關(guān)閉閥打開(kāi)閥,再通入這種氣體,布條褪色。甲瓶中所盛的試劑可能是( )濃H2SO4 NaOH溶液 Na2SO3溶液 NaCl溶液 A B C D2.氧氣和臭氧的比較:物質(zhì)名稱臭 氧氧 氣物理性質(zhì)通常狀態(tài)氣態(tài)氣態(tài)氣味有刺激性臭味無(wú)味 熔點(diǎn)/約251約218沸點(diǎn)/約112約183顏色氣態(tài)呈淺藍(lán)色,液態(tài)呈深藍(lán)色,固態(tài)呈紫黑色氣態(tài)無(wú)色,液態(tài)呈淺藍(lán)色,固態(tài)仍呈淺藍(lán)色標(biāo)況密度(gL-1)2.1431.429溶解度(mLL-1)49430.8主要化學(xué)性質(zhì)氧化性極強(qiáng),可氧化Ag、Hg等氧化性強(qiáng),但難氧化Ag、Hg等主要用途漂白、消毒;地球上生物的天然保護(hù)傘;刺激中樞神經(jīng),加速血液循環(huán)供給呼吸,支持燃燒自然存在放電 90%存在于距地面15km50km的大氣平流層中主要存在于空氣中,空氣中O2占的體積分?jǐn)?shù)約為20%相互轉(zhuǎn)化高溫 3O2= = 2O33.硫元素的化學(xué)反應(yīng):硫單質(zhì)的反應(yīng):S+Fe (現(xiàn)象: ) S+ Cu ( )強(qiáng)調(diào):做此實(shí)驗(yàn)時(shí)一定要注意如下幾點(diǎn):a.硫蒸氣的濃度一定要濃;b.銅絲只用砂紙擦亮即可,不能勺熱后再伸入硫蒸氣中。S+H2H2S (此反應(yīng)可逆,硫化氫穩(wěn)定性差)S+Hg=HgS (此反應(yīng)在常溫常壓下可自發(fā)進(jìn)行,用耒 )。 S Al (S+2Ag=Ag2S (此反應(yīng)常溫下可進(jìn)行)3S+6KOH=2K2S+K2SO3+3H2O (用此法可洗去附著在儀器上的 污物)2KNO3+S+3CN2+3CO2+K2S ( )S+6HNO3(濃)=H2SO4+6NO2+2H2OH2S的反應(yīng):H2SH2+S(此反應(yīng)可逆) H2S+ O2(不足量) H2S+ O2(足量)= H2S+X2=2HX+S(X2是指鹵素單質(zhì),即Cl2,Br2,I2)H2S+Pb(Ac)2= PbS+2HAc (此反應(yīng)可用耒撿驗(yàn) 的存在)H2S+CuSO4= CuS+H2SO4 (“弱酸一定不能制強(qiáng)酸”正確嗎?) H2S+H2SO4(濃)=S+SO2+2H2O (硫化氫能用濃硫酸干燥嗎?) 3H2S+H2SO4(濃)=4S+4H2O (H2S過(guò)量)H2S+3H2SO4(濃)4SO2+4H2O (濃H2SO4過(guò)量)FeS+2HCl=FeCl2+H2S(H2S的實(shí)驗(yàn)室制法)SO2的反應(yīng):SO2+2H2S=3S+2H2O 2SO2O22SO3 (工業(yè)制硫酸中的反應(yīng))SO2+Na2O= Na2SO3 SO2+Na2O2= Na2SO4 (為什么能發(fā)生此反應(yīng)?)SO2+2NaOH= Na2SO3+H2O Na2SO3+SO2+H2O= 2NaHSO32NaHCO3+SO2= Na2SO3+2CO2+H2O Na2CO3+SO2= Na2SO3+CO2SO2H2O H2SO3 HHSO3SO2+X2+2H2O= H2SO4+2HX2FeCl3+SO2+2H2O= 2FeCl2+2HCl+H2SO4SO2+NH3H2O= NH4HSO3 (工業(yè)制硫酸中吸收尾氣的反應(yīng)之一) Na2SO3+X2+H2O= Na2SO4+2HX (X2=Cl2,Br2,I2)Na2SO3+H2SO4= Na2SO4+SO2+H2O (實(shí)驗(yàn)室制二氧化硫的反應(yīng))4FeS211O22Fe2O38SO2 (工業(yè)制硫酸中沸騰爐中的反應(yīng)) 2Na2SO3+O2=2Na2SO4 (亞硫酸易被氧化而變質(zhì))濃H2SO4有關(guān)反應(yīng)(稀H2SO4具有酸的通性): H2SO4(濃) Cu H2SO4(濃) C H2SO4(濃) S H2SO4(濃) HBr H2SO4(濃) NaCl H2SO4(濃) Na2SO3 4.濃硫酸的氧化性和稀硫酸的氧化性的區(qū)別:濃硫酸具有強(qiáng)氧化性,其氧化性是由硫酸分子中處于最高價(jià)態(tài)的+6價(jià)的硫產(chǎn)生的,加熱能氧化許多金屬、非金屬及某些具有還原性的化合物,濃硫酸的還原產(chǎn)物一般為二氧化硫。稀硫酸溶液中不存在硫酸分子,因而無(wú)強(qiáng)氧化性,但電離產(chǎn)生H+具有一定的氧化性,能氧化比較活潑的金屬(如Zn等)而發(fā)生置換反應(yīng),稀硫酸的還原產(chǎn)物為氫氣。 由此可見(jiàn),濃硫酸和稀硫酸都具有氧化性,但產(chǎn)生氧化性的原因是不同的,因此其氧化能力也有強(qiáng)與弱的差別,被還原產(chǎn)物也不相同。5.硫化氫、二氧化硫有關(guān)反應(yīng)計(jì)算技巧:.H2S、O2混合氣體燃燒計(jì)算技巧:不完全燃燒:2H2S+O2(不足)2S+2H2O 完全燃燒:2H2S+3O3(充足)2SO2+2H2O 討論:當(dāng)n(H2S)/n(O2)2 時(shí),發(fā)生 反應(yīng),產(chǎn)物為;當(dāng)n(H2S)/n(O2)2/3 時(shí),發(fā)生 反應(yīng),產(chǎn)物為 ;當(dāng)2/3n(H2S)/n(O2) 2時(shí),發(fā)生 反應(yīng),產(chǎn)物 ??蓪ⅰ墒胶喜?,并用待定系數(shù)法配平:aH2SbO2= (3a/2 b)S(ba/2)SO22H2O 注意:計(jì)算時(shí)應(yīng)根據(jù)n(H2S):n(O2)的比值分別選擇、式進(jìn)行計(jì)算,如果作為選擇題,可以用如下討論:若b(a/2)0時(shí),則只發(fā)生 反應(yīng);若(3a/2)b0 ,只發(fā)生反應(yīng);若 a/2b1/2時(shí),過(guò)量,產(chǎn)物為 ; a/b1/2時(shí),過(guò)量,產(chǎn)物為 。6硫化物的溶解性硫 化 物溶 解 性反 應(yīng) 舉 例Na2S、K2S、(NH4)2S溶于水,又溶于酸(NH4)2S+2HCl=2NH4Cl+H2SBaS、CaS、MgS、Al2S3遇水分解Al2S3+6H2O=2Al(OH)3+3H2SZnS(白)、FeS(黑)不溶于水,但溶于酸ZnSO4+Na2S=ZnS+Na2SO4ZnS+H2SO4=ZnSO4+H2SAg2S、HgS、CuS、PbS(HgS為紅色,其他均為黑色)不溶于水,也不溶于酸CuSO4+H2S=CuS+H2SO42AgNO3+Na2S=Ag2S+2NaNO37.物質(zhì)的漂白性規(guī)律由于發(fā)生物理變化能起漂白作用的物質(zhì): ,具有 性由于發(fā)生化學(xué)變化而具有漂白作用的物質(zhì)有:SO2能與某些有色物質(zhì)化合形成無(wú)色的化合物而具有漂白作用,的漂白作用是 的;HClO、O3、H2O2、Na2O2,濃HNO3具有很強(qiáng)的性,能將染料和有機(jī)色質(zhì) 而使之褪色,它們的漂白作用 。HClO、濃HNO3和Na2O2能使指示劑變色后褪色。說(shuō)明:由于濃硝酸有強(qiáng)腐蝕性,所以一般不用它做漂白劑。8.硫酸與金屬反應(yīng)的一般規(guī)律:(1)濃H2SO4與金屬反應(yīng)的規(guī)律:常溫時(shí),F(xiàn)e、Co、Ni、Cr、Al等金屬與濃H2SO4作用,發(fā)生加熱時(shí),除Au、Pt外,絕大多數(shù)金屬都能與濃硫酸發(fā)生反應(yīng),但都沒(méi)有 生成。金屬活動(dòng)順序表中氫以前的金屬與濃H2SO4作用時(shí),金屬被氧化為相應(yīng)的硫酸鹽,一般情況下,H2SO4被還原為,但還原性較強(qiáng)的金屬,如鋅等與濃H2SO4作用時(shí),還原產(chǎn)物主要是,往往同時(shí)有單質(zhì) 出現(xiàn)。如: Zn+ H2SO4(濃) ZnSO4+ H2S+ H2O Zn H2SO4(濃) ZnSO4+ S+ H2O Zn H2SO4(濃) ZnSO4 H2S+ H2O強(qiáng)調(diào):金屬的還原性越強(qiáng),生成S和H2S的傾向就越大。 在金屬活動(dòng)順序表中氫以后的金屬,在加熱情況下跟濃硫酸作用,金屬被氧化為相應(yīng)的硫酸鹽,還原產(chǎn)物均是 ,而不生成 ;但隨著濃H2SO4消耗,濃度變小成稀H2SO4,氫以后的金屬便不反應(yīng)了,而氫以前的金屬還可以反應(yīng)置換H2,在計(jì)算題中要特別注意。(2)稀硫酸與活潑金屬反應(yīng),生成硫酸鹽(若金屬為變價(jià)金屬,則生成低價(jià)金屬的硫酸鹽)和氫氣。例如:Fe+H2SO4(稀)=FeSO4+H2;Cu、Hg、Ag等位于氫后面的金屬與稀H2SO4不反應(yīng)。9.濃H2SO4的吸水性與脫水性的比較:濃硫酸能夠強(qiáng)烈地吸水:吸水性是指濃硫酸吸收直接的H2O,這H2O可以是游離水或晶體中的結(jié)晶水或某反應(yīng)生成的水。所以濃H2SO4可用作某些氣體的干燥劑。濃硫酸的脫水性:脫水性是指濃硫酸吸收非現(xiàn)成的H2O,而是指把有機(jī)物中的H、O原子按個(gè)數(shù)21脫走的過(guò)程。例如濃硫酸使甲酸(HCOOH)脫水以后生成的是一氧化碳。10.濃H2SO4能干燥的氣體:可用濃H2SO4干燥的氣體有H2、O2、CO2、CO、SO2、N2、CH4、C2H4、HCl、Cl2等;堿性氣體氨氣(NH3);強(qiáng)還原性的氣體(H2S、HI、HBr)均不能用濃硫酸干燥);干燥用儀器為 。MnO2 四、H2O2的有關(guān)知識(shí):H2O2的結(jié)構(gòu)特征:在H2O2分子中含有一個(gè)過(guò)氧鍵,每個(gè)氧原子上各連著一個(gè)氫原子其中OH為極性鍵,OO為非極性鍵,各原子不在一個(gè)平面,不是直線型分子,分子為極性分子。H2O2化學(xué)的性質(zhì):不穩(wěn)定性:強(qiáng)氧化性:無(wú)論酸性介質(zhì)還是堿性介質(zhì)的條件下,H2O2都是強(qiáng)氧化劑:H2O2+2e+2H+=2H2O; H2O2+2e=2OH。 如:油畫(huà)置于空氣中,天長(zhǎng)日久就會(huì)生成黑色PbS,而使油畫(huà)的色彩變暗若用H2O2來(lái)“清洗”,則可將PbS轉(zhuǎn)變?yōu)榘咨腜bSO4而使油畫(huà)“復(fù)原”。這個(gè)“清洗”依據(jù)的原理就是利用H2O2的強(qiáng)氧化性其反應(yīng)為:弱還原性:H2O2中氧為1價(jià),也可表現(xiàn)出弱的還原性:H2O22e=2H+O2,H2O2+2OH2e2H2O+O2強(qiáng)調(diào):過(guò)氧化氫是一種綠色氧化劑和還原劑。因?yàn)樗餮趸瘎r(shí)產(chǎn)物是H2O,作還原劑時(shí)產(chǎn)物是氧氣,不會(huì)有任何污染物生成; H2O2遇氧化劑時(shí)只作還原劑;遇還原劑時(shí)只作氧化劑。弱酸性:H2O2是一種極弱的酸(比HCN的酸性還弱),如:H2O2+Ba(OH)2= BaO2+2H2O。H2O2的用途:醫(yī)療上用H2O2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)3或更低的雙氧水作消毒劑;工業(yè)上用H2O2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)10的雙氧水漂白毛、絲以及羽毛等。工業(yè)上也用過(guò)氧化氫作氧化劑、脫氯劑及生產(chǎn)過(guò)氧化物的原料。航天工業(yè)可用過(guò)氧化氫作火箭燃料;雙氧水是化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的重要試劑之一,如實(shí)驗(yàn)室里可用雙氧水來(lái)制取氧氣。五、氮族元素知識(shí)歸納: 微熱 1、主要反應(yīng)方程式:氮及其化合物的有關(guān)方程式:見(jiàn)光或 NaNO3+H2SO4(濃) NaHSO4+HNO3 (實(shí)驗(yàn)室制硝酸在曲頸瓶中進(jìn)行) HNO3(濃) (硝酸越濃越易分解) Cu+ HNO3(濃) Cu+ HNO3(稀)= Cu(NO3)2+ NO+ H2O Ag+ HNO3(濃)= AgNO3+ NO2+ H2O Ag+ HNO3(稀)= Ag+ NO+ H2O除去附著在試管上的銀鏡用什么試劑除去?為什么? C+ HNO3(濃) CO2+ NO2+ H2O2KNO32KNO2+O2 2AgNO32Ag+2NO2+O22Cu(NO3)22CuO+4NO2+O2 (注意分解規(guī)律)高溫高壓 催化劑放電 N2+3H2 2NH3; N2+O2 ; N2+3Mg(Ca、Sr、Ba)Mg3N2。 NH3+ O2 NO+ H2O NH3+ O2(純氧) N2+ H2O NH3+ Cl2= N2+ NH4Cl NH3+ Cl2= NH4Cl+ N2(氨氣過(guò)量)高壓 2NH3+CO2 CO(NH2)2 2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O NH3+H2ONH3H2ONH4+OH- NH3+NaCl+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl (侯德榜制堿法中的反應(yīng))3NH3H2O+AlCl3=Al(OH)3+3NH4Cl8NH3+CaCl2CaCl28NH3 (CaCl2不能干燥氨氣。類似有6C2H5OH+CaCl2=CaCl26C2H5OH,CaCl2也不能干燥C2H5OH。氨氣最好用 干燥)。 (實(shí)驗(yàn)室制氨氣)2NO+O2=2NO2 2NO2N2O4 3NO2+H2O= 2HNO3+NONO+NO2+2NaOH2NaNO2+H2O; 2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O (硝酸尾氣用堿液吸收)4NO2+O2+2H2O=4HNO3 4NO+3O2+2H2O=4HNO3NO+NO2+O2+H2O=2HNO3 NH4ClNH3+HClNH4HCO3NH3+CO2+H2O (NH4)2CO32NH3+CO2+H2O2、磷及其化合物有關(guān)反應(yīng)(新教材不要求):4P+5O22P2O5 2P+3Cl22PCl3 PCl3+Cl2= PCl5強(qiáng)調(diào):PCl3通常是無(wú)色液體,PCl3是白色固體,因而此反應(yīng)的現(xiàn)象是產(chǎn)生白色煙霧。P2O5+H2O(冷)= 2HPO3;P2O5+3H2O(熱)= 2H3PO4 (HPO3有毒,H3PO4無(wú)毒) P+ CuSO4+ H2O= Cu3P+ H2SO4+ H3PO4(此反應(yīng)用于除去白磷的毒性)H3PO4+NaBrNaH2PO4+HBr (實(shí)驗(yàn)室制HBr,用同法也可制取HI)2H3PO4+3Ca(OH)2=Ca3(PO4)2+6H2OH3PO4+Ca(OH)2=CaHPO4+2H2O2H3PO4+Ca(OH)2=Ca(H2PO4)2+2H2OCa3(PO4)2+2H2SO4(濃)=Ca(H2PO4)2+2CaSO4( 二者的混合物為普鈣,俗名過(guò)磷酸鈣)Ca3(PO4)2+3H2SO4(濃)2H3PO4+3CaSO4 (工業(yè)制磷酸的反應(yīng))3、氮氧化物溶于水計(jì)算方法(1)關(guān)于NO2+O2+H2O的計(jì)算規(guī)律:a當(dāng)V(NO2):V(O2)=4:1時(shí),試管充滿液體,無(wú)氣體剩余,可求出物質(zhì)的量濃度_ b當(dāng)試管內(nèi)剩余氣體少于試管容積的1/3體積時(shí),所剩氣體可能是O2,也可能是NO,故原混合氣體中NO2、O2的量應(yīng)出現(xiàn)兩組答案。_ _c當(dāng)試管內(nèi)剩余氣體大于試管容積的1/3時(shí),所剩氣體一定為O2,其原混合氣體的體積組成只有一組正確結(jié)論。_(2)關(guān)于NO+O2+H2O的計(jì)算規(guī)律:a當(dāng)V(NO):V(O2)4:3時(shí),試管充滿液體,無(wú)氣體剩余,可求物質(zhì)的量濃度。_b若反應(yīng)后試管內(nèi)仍有氣體剩余,則存在兩種情況,即剩余氣體可能是O2,也可能是NO。 c若NO和O2等體積混合,則反應(yīng)后剩余O2,其體積恒為原混合氣體體積的 。此題還有其他變形(如:NO2、CO2混合先通過(guò)Na2O2,再通過(guò)水等),亦可用體積差討論,分情況假設(shè)計(jì)算。常見(jiàn)題型如下:aNO2、O2混合溶于水;bNO、O2混合溶于水;cNO2、NO、O2混合溶于水;dN2、NO、NO2混合溶于水;eCO2、NO2混合通過(guò)Na2O2再通入水中;fCO2、NO混合通過(guò)Na2O2再通入水中;gNO2、NO混合通入飽和NaHCO3(或Na2CO3)溶液,再通入Na2O2,最終通入水中。以上題型,可以求其體積關(guān)系,亦可求其溶液的物質(zhì)的量濃度。4、濃、稀硝酸與金屬、非金屬反應(yīng)規(guī)律:(1)硝酸與金屬的反應(yīng):除了金、鉑、銥、鈦、鈮、鉭等金屬外,其他金屬都被硝酸氧化,并且絕大多數(shù)成為硝酸鹽而溶解。也有不被濃硝酸溶解的金屬或不能生成硝酸鹽的金屬。鐵、鉻、鋁等金屬雖易溶于稀硝酸,卻不溶于冷的濃硝酸。這是因?yàn)樵诶涞臐庀跛嶂?,這些金屬被“鈍化”。硝酸與不活潑金屬的反應(yīng):硝酸與金屬活動(dòng)順序表中氫以后的金屬發(fā)生作用時(shí),可以看成硝酸先將金屬氧化成氧化物,而后金屬氧化物與硝酸反應(yīng)生成硝酸鹽。濃硝酸的還原產(chǎn)物主要是 ,稀硝酸的還原產(chǎn)物主要是 。如:Ag+2HNO3(濃)=AgNO3+NO2+H2O;3Ag+4HNO3(稀)=3AgNO3+NO+2H2O。硝酸與活潑金屬的反應(yīng):硝酸與金屬活動(dòng)性順序表中氫以前的金屬作用時(shí),除生成相應(yīng)的硝酸鹽外,同時(shí)可能生成NO2、NO、N2O、N2、NH3、NH4NO3(NH3+HNO3NH4NO3)等物質(zhì)。如:不同濃度的硝酸與鎂的反應(yīng):Mg+4HNO3(16mol/L)= Mg(NO3)2+2NO2+2H2O Mg+ HNO3(6mol/L)= Mg(NO3)2+ NO+ H2O Mg+ 0HNO3(2mol/L)= Mg(NO3)2+ N2O+ H2O Mg+ HNO3(1mol/L)= Mg(NO3)2+ NH4NO3+ H2O Mg+ HNO3(0.5mol/L)= Mg(NO3)2+ N2+ H2O強(qiáng)調(diào):一般地說(shuō),硝酸越稀還原產(chǎn)物中氮的化合價(jià)越低;但絕不能誤解為稀硝酸的氧化能力比濃硝酸強(qiáng)。濃度越大,氧化能力越強(qiáng)。此外,溫度越高,硝酸的氧化能力越強(qiáng),在還原產(chǎn)物中氮的價(jià)態(tài)就越高。一般來(lái)說(shuō),金屬與濃硝酸反應(yīng)主要產(chǎn)生NO2;與稀硝酸反應(yīng)主要生成NO;活潑金屬與極稀硝酸反應(yīng)則產(chǎn)生氨而實(shí)際產(chǎn)物為NH4NO3。如:Zn+4HNO3(濃)Zn(NO3)2+2NO2+2H2O;3Zn+8HNO3(稀)=4Zn(NO3)2+2NO+4H2O;4Zn+10HNO3(極稀)=4Zn(NO3)2+NH4NO3+3H2O。(2)硝酸與非金屬的反應(yīng): C+ HNO3(濃) CO2+ NO2+ H2O; S+ HNO3(濃) H2SO4+ NO2+ H2O P+ HNO3(濃) H3PO4+ NO2+ H2O; I2+ HNO3(濃) HIO3+ NO2+ H2O。強(qiáng)調(diào):非金屬元素碳、硫、磷等都易被濃硝酸氧化生成相應(yīng)的氧化物或含氧酸,濃硝酸自身被還原成NO2。5、氨、液氨、氨水、銨之間的區(qū)別:氨是氮和氫的一種化合物,分子式為NH3,能單獨(dú)存在,結(jié)構(gòu)呈 形,其電子式中N原子有一對(duì)孤對(duì)電子,其電子式和結(jié)構(gòu)式如下: 液氨是氨氣液化的產(chǎn)物,仍然是氨分子,純凈物。液氨是一種良好的極性溶劑,但不如水。液氨有微弱的電離作用:,但因電離程度大大小于水,故不是電解質(zhì)。(3)氨水是氨氣的水溶液,是混合物,發(fā)生反應(yīng)有:NH3+H2O,有的粒子是:,可以說(shuō)NH3H2O是電解質(zhì),或說(shuō)氨水是電解質(zhì)溶液,且為弱電解質(zhì)溶液。(4)銨鹽是離子晶體化合物。銨是帶一個(gè)單位正電荷的離子,化學(xué)式為NH4+,NH4+不能單獨(dú)存在,只能在銨鹽或氨水中與陰離子共存。四個(gè)NH的鍵長(zhǎng)、鍵能、鍵角完全相同,化學(xué)性質(zhì)也完全相同,幾何構(gòu)型為正四面體形,凡是含NH4+的鹽叫銨鹽。HOH氨與銨可相互轉(zhuǎn)化:NH3 NH4 ,NH4+與強(qiáng)堿反應(yīng)放出NH3,強(qiáng)調(diào):NH4+的檢驗(yàn)方法:檢驗(yàn)固態(tài)銨鹽不必加熱,只需取少量晶體與石灰拌和有氨的特殊氣味即可;若是銨鹽溶液,為了使更多的NH3放出使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán),則必須加熱。銨鹽溶液與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)的離子方程式有三種寫法:a、濃溶液不加熱寫成:NH4+OH=NH3H2O;b、稀溶液不加熱寫成NH4+OH= NH3H2O;c、不論濃、稀,只要加熱則寫成:NH4+OH-NH3+H2O;六、碳族元素知識(shí)歸納:1、碳及其化合物的反應(yīng)方程式:碳單質(zhì)的反應(yīng):C+SiO2Si+2CO; CaO+3CCaC2+CO; SiO2+3CSiC(金剛砂)+2CO C+2CuO2Cu+CO2CO的有關(guān)反應(yīng):HCOOHCO+H2O (CO的實(shí)驗(yàn)室制法)3CO+Fe2O32Fe+3CO2 (煉鐵的反應(yīng))CO+H2O(氣)CO2H2 (制水煤氣的反應(yīng)之一) CO2有關(guān)反應(yīng):酸性氧化物的通性:CO2H2OH2CO3 HHCO3Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O ( ,)CaCO3+CO2+H2O= ( )Na2CO3(飽和)+CO2+H2O= ( )CO2+H2O+NH3=NH4HCO3Ca(ClO)2+CO2+H2O= ()侯氏制堿法:CO2+NaCl+H2O+NH3=NaHCO3+NH4Cl ( )與水解呈堿性的鹽的作用:CO2+2NaAlO2+3H2O= CO2+Na2SiO3+H2O= ( )H2O+CO2+C6H5ONaCO2參與的氧化還原反應(yīng):點(diǎn)燃CO2+2Mg2MgO+C (由此反應(yīng)可知鎂著火時(shí) 用泡沫滅火器滅火) 2Cu+CO2+H2O+O2= Cu2(OH)2CO3 ( 的反應(yīng))2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 產(chǎn)生CO2的反應(yīng):人和動(dòng)物的呼吸作用,產(chǎn)生CO2氣體有機(jī)物燃燒產(chǎn)生CO2氣體: CxHyOz(xy/4z/2) xCO2+y/2H2O碳酸鹽或酸式碳酸鹽熱分解產(chǎn)生CO2氣體:CaCO3CaO+CO2 2NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O碳酸鹽或酸式碳酸鹽與酸反應(yīng)產(chǎn)生CO2氣體:CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+H2ONaHCO3+HCl=NaCl+CO2+H2O制玻璃的兩個(gè)主要反應(yīng)產(chǎn)生CO2氣體:CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2 Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2強(qiáng)調(diào):泡沫滅火器,干粉滅火器,二氧化碳滅火器均產(chǎn)生CO2氣體,化學(xué)反應(yīng)為:2、硅及其化合物的反應(yīng)方程式:Si+2NaOH+H2O= Si+4HF= SiF4+2H2SiO2+2NaOH= SiO2+4HF= SiF4+2H2ONa2SiO3+CO2+H2O= 2、硅及其化合物的特性:(1)硅的晶體是良好的 材料;(2)硅及其最高價(jià)氧化物SiO2的晶體為 ;(3)硅雖是非金屬,但可與氫氟酸作用生成氫氣;(4)硅可與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)生成H2,而其他非金屬均不能發(fā)生此類反應(yīng);(5)二氧化硅為酸性氧化物,它不僅可與堿及堿性氧化物反應(yīng)生成相應(yīng)的鹽(通性),而且還可以與氫氟酸反應(yīng): 。(6)硅酸鹽是多種硅的鹽的總稱,而通常所說(shuō)的某酸鹽,為一種酸根的鹽。(7)絕大多數(shù)非金屬元素的最高價(jià)含氧酸只有一種,稱為某酸,少數(shù)還可失水后生成偏某酸,而硅的+4價(jià)含氧酸有許多種,如H4SiO4、H2SiO3、H2Si2O5、H6Si2O7等。(8)Na2SiO3+CO2+2H2O=H4SiO4+Na2CO3由于H2CO3的酸性比H4SiO4 而得以進(jìn)行,但SiO2在高溫下與Na2CO3反應(yīng)生成Na2SiO3和CO2,Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2,是 脫離反應(yīng)體系才得以實(shí)現(xiàn)。例2.下列各組離子在水溶液中能大量共存的是( )A.K+、SiO32、CO32、Na+ B.Ca2+、Na+、HCO3、SiO32C.SO42、SiO32、K+、H+ D.SiO32、Cl、Mg2+、Al3+例3.下列物質(zhì)不能通過(guò)化合反應(yīng)制取的是( )A.H4SiO4B.Fe2S3 C.FeCl3D.CaSiO3例4.下列反應(yīng)的離子方程式不正確的是( )A.石英溶于燒堿溶液: SiO2+2OH-SiO32-+H2OB.二氧化碳與水玻璃反應(yīng):CO2+SiO32-+H2OCO32-+H2SiO3C.小蘇打溶液與鹽酸反應(yīng):HCO3-+H+H2CO3D.鐵與硫酸氫鈉溶液反應(yīng):Fe+2H+Fe2+H2例5.向碳酸鈉溶液中逐滴加入稀鹽酸,直到不再生成二氧化碳?xì)怏w為止,在此過(guò)程中,溶液里的碳酸氫根離子變化趨勢(shì)可能是( )A.逐漸減小 B.先逐漸增大而后減小 C.逐漸增大 D.先逐漸減小而后增大例6.氮化硅Si3N4是一種高溫陶瓷結(jié)構(gòu)材料,粉末狀的Si3N4對(duì)空氣和水都不穩(wěn)定。但是將粉末狀的Si3N4和適量氧化鎂在2301.01105Pa和185的密閉容器中熱處理,可以制得結(jié)構(gòu)十分緊密、對(duì)空氣和水都相當(dāng)穩(wěn)定的固體材料,同時(shí)還得到對(duì)水不穩(wěn)定的Mg2N2。(1)寫出由SiCl4和NH3反應(yīng)制取Si3N4的化學(xué)方程式:(2)分別寫出粉末狀Si3N4和H2O,Si3N4和O2反應(yīng)的化學(xué)方程式:_ (3)為什么粉末狀Si3N4經(jīng)MgO熱處理后所得到的結(jié)構(gòu)緊密的Si3N4的固體表面不再受H2O和O2的侵蝕?(可從常溫時(shí)Fe、Al對(duì)濃H2SO4“鈍化”得到啟發(fā))。例7.純凈的碳酸氫鈣試樣在高溫下分解當(dāng)剩余的固體物質(zhì)質(zhì)量為原試樣質(zhì)量的一半時(shí),碳酸氫鈣的分解率是 ( )A.50%B.75%C.92.7%D.100%3、無(wú)機(jī)非金屬材料分類:材 料品 種 示 例傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料水泥和其他膠凝材料硅酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥、石灰、石膏等陶瓷粘土質(zhì)、長(zhǎng)石質(zhì)、滑石質(zhì)和骨灰質(zhì)陶瓷等耐火材料硅質(zhì)、硅酸鋁質(zhì)、高鋁質(zhì)、鎂質(zhì)、鉻鎂質(zhì)等玻璃硅酸鹽搪瓷鋼片、鑄鐵、鋁和銅胎等鑄石輝綠巖、玄武巖、鑄石等研磨材料氧化硅、氧化鋁、碳化硅等多孔材料硅藻土、蛭石、沸石、多孔硅酸鹽和硅酸鋁等碳素材料石墨、焦炭和各種碳素制品等非金屬礦粘土、石棉、石膏、云母、大理石、水晶和金剛石等新型無(wú)機(jī)非金屬材料絕緣材料氧化鋁、氧化鈹、滑石、鎂橄欖石質(zhì)陶瓷、石英玻璃和微晶玻璃等鐵電和壓電材料鈦酸鋇系、鋯鈦酸鉛系材料等磁性材料錳鋅、鎳鋅、錳鎂、鋰錳等鐵氧體、磁記錄和磁泡材料等導(dǎo)體陶瓷鈉、鋰、氧離子的快離子導(dǎo)體和碳化硅等半導(dǎo)體陶瓷鈦酸鋇、氧化鋅、氧化錫、氧化釩、氧化鋯等過(guò)濾金屬元素氧化物系材料等光學(xué)材料釔鋁石榴石激光材料,氧化鋁、氧化釔透明材料和石英系或多組分玻璃的光導(dǎo)纖維等高溫結(jié)構(gòu)陶瓷高溫氧化物、碳化物、氮化物及硼化物等難熔化合物超硬材料碳化鈦、人造金剛石和立方氮化硼等人工晶體鋁酸鋰、鉭酸鋰、砷化鎵、氟金云母等生物陶瓷長(zhǎng)石質(zhì)齒材、氧化鋁、磷酸鹽骨材和酶的載體材料等無(wú)機(jī)復(fù)合材料陶瓷基、金屬基、- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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