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高中非金属知识点总结

非金属(氯、硫、氮、硅)

富集在海水中的元素-氯

知识点一.氯元素在自然界中的存在和氯气的物理性质

1.氯元素的存在

  在自然界里,氯元素以化合态存在,游离态的氯只能通过人工方法而制得。

氯元素是最重要的“成盐元素”,主要以NaCl的形式存在于海水和陆地的盐矿中。

2.氯气的物理性质

氯气是一种黄绿色、具有强烈刺激性气味的有毒气体,在低温和加压情况下可以转化为液态(液氯)和固态。

氯气能溶于水,25°C时,1体积的水可以溶解2体积的氯气,所得水溶液称为氯水。

在实验室闻氯气气味时,应该用手轻轻在瓶口扇动,仅使极少量的氯气飘过鼻孔,如右图所示,闻其他气体的气味时也应采用这种方法。

知识点二.氯气的化学性质

1.与金属的反应

大多数金属在点燃或灼热的条件下,都能与氯气发生反应生成氯化物。

对于有变价的金属元素和氯气发生反应时生成其高价氯化物。

如Fe与Cl2反应不管Fe是否过量都只能生成FeCl3。

Cl2+2Na

2NaCl剧烈燃烧,发出黄光,生成白色固体,放出大量的热

 3Cl2+2Fe

2FeCl3火星四射,产生大量的褐色的烟

  Cl2+Cu

CuCl2剧烈燃烧,集气瓶里充满棕黄色的烟

但在常温下干燥的氯气不与铁反应,所以可以将液氯储存在钢瓶里。

2.与非金属反应

H2+Cl2

2HCl。

现象:

氢气在氯气中安静燃烧,发出苍白色火焰,瓶口上方有白雾。

注意:

(1)光照H2和Cl2的混合气体时,会发生爆炸,因此工业生产是用点燃的方法来生产盐酸,绝对不能用光照的方法。

(2)工业盐酸呈黄色是因其中混有FeCl3。

拓展延伸:

}

3.与水反应

(1)氯气与水反应的情况

在常温下,溶于水中的部分Cl2与水发生反应,生成盐酸(HCl)和次氯酸(HClO):

Cl2+H2O==HCl+HClO。

Cl2既被氧化又被还原,氧化剂、还原剂都是Cl2。

(2)次氯酸的重要性质

①强氧化性:

HClO中+1价Cl表现出很强的得电子能力,得电子还原成Cl-,其氧化性比Cl2还强。

HClO以其强氧化性杀死水中的病菌,起到消毒的作用,还能使染料和有机物质褪色而具有漂白作用。

②弱酸性:

HClO是一元弱酸,酸性比碳酸还弱,在水中只有少部分发生电离:

HClO

H++ClO-。

:

③不稳定性:

HClO只存在于水溶液中,在光照下易分解放出氧气:

2HClO

2HCl+O2↑。

4.与碱反应

Cl2+2NaOH==NaCl+NaClO+H2O(可作漂白液,有效成分为NaClO)。

2Cl2+2Ca(OH)2==CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。

漂白粉(或漂粉精)的有效成分均为Ca(ClO)2。

漂粉精的主要成分是次氯酸钙和氯化钙,其中有效成分是次氯酸钙。

次氯酸钙在酸性溶液中可以生成具有强氧化性的次氯酸,起到漂白、杀菌作用。

知识点三.氯水的成分和性质

氯水及液氯的区别

液氯

新制氯水

久置氯水

成分

Cl2

Cl2、HClO、H2O、H+、Cl-、ClO-、OH-

H+、Cl-、H2O

分类

@

纯净物

混合物

混合物

颜色

黄绿色

黄绿色

无色

性质

^

氧化性

酸性、氧化性、漂白性

酸性

知识点四.氯气的实验室制法

1.原理:

MnO2+4HCl(浓)

MnCl2+Cl2↑+2H2O

或:

2KMnO4+16HCl(浓)==2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O

注:

若用KMnO4制Cl2,则不需加热。

2.(

3.发生装置:

固+液加热型

试剂:

饱和NaCl溶液浓H2SO4NaOH溶液

用途:

除HCl除水吸收尾气

3.净化:

将气体通过盛有饱和食盐水的洗气瓶

4.干燥:

将气体通过盛有浓硫酸的洗气瓶

5.收集:

用向上排空气法或排饱和食盐水法。

6.尾气吸收:

用NaOH溶液吸收多余的氯气,防止污染空气。

7.验满方法

①将湿润的淀粉-KI试纸靠近盛Cl2的瓶口,观察到试纸立即变蓝,则证明已集满。

②将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的瓶口,观察到试纸先变红后褪色,则证明已集满。

知识点五.氯离子的检验

1.试剂:

稀硝酸、AgNO3溶液。

2.操作:

取待测液2mL加入试管中,先滴入少量稀硝酸,然后再滴入AgNO3溶液。

3.现象及结论:

产生白色沉淀,该溶液中含有Cl-。

4.原理:

Ag++Cl-==AgCl↓。

要点解释:

]

(1)加稀硝酸的目的是排除CO32-的干扰,因为Ag2CO3是可以溶于稀硝酸的白色不溶物。

因此,鉴定时可以将加试剂的顺序颠倒,即可以先加AgNO3,再加稀硝酸。

若生成不溶于稀硝酸的白色沉淀,同样可以证明溶液中有Cl-。

(2)不用稀盐酸、稀硫酸酸化,否则引入Cl-、SO42-产生干扰。

知识点六.成盐元素——卤素

1.卤素的原子结构

在元素周期表中,与氯元素处于同一纵行——第ⅦA族的元素还有氟(F)、溴(Br)、碘(I)、砹(At,人工合成元素)。

与氯元素一样,这些元素原子的最外电子层都有7个电子,都是典型的非金属元素。

由于第ⅦA族元素都能与Na、K、Ca、Mg等金属化合生成盐,所以统称为卤素(成盐元素)。

2.物理性质

F2

Cl2

Br2

I2

颜色

淡黄绿色

黄绿色

深红棕色

紫黑色

状态

气态

气态

液态

固态

水中溶解性

反应

可溶

*

可溶

微溶

熔沸点

Cl2、Br2、I2易溶于苯、CCl4、汽油等有机溶剂。

注意:

从溴水中萃取出Br2,可向其中加入苯,振荡、静置,溶液分两层,上层橙红色,下层为水层,近乎无色;从碘水中萃取I2,可向其中加入CCl4,振荡、静置,溶液分两层,上层(水层)近乎无色,下层为紫红色(已知苯的密度小于水的密度,CCl4的密度大于水的密度,且二者均不溶于水)。

3.卤素的化学性质

氯是第ⅦA族中的代表性元素。

氟、溴、碘的单质的化学性质与氯气相似,都具有氧化性,并随元素原子核电荷数的增大而逐渐减弱。

~

(1)与H2的反应:

H2+X2==2HX

氟气在冷暗处即可剧烈化合爆炸;氯气受光照或混合点燃时反应;溴加热时缓慢与H2化合;碘持续加热,缓慢化合,同时又分解。

(2)与H2O的反应,从F2→I2逐渐减弱:

F2:

2F2+2H2O===4HF+O2(剧烈)

Cl2:

Cl2+H2O===HCl+HClO

X2+H2O

HX+HXO(X为Br或I)

(3)与碱溶液反应:

X2+2NaOH==NaX+NaXO+H2O(X为Cl、Br、I,反应能力逐渐减弱)

(4)与金属反应,从F2→I2反应能力逐渐减弱。

常见金属Na、K、Mg、Al、Fe、Cu、Zn等均能与卤素单质反应。

如:

2Fe+3Br2==2FeBr3,Fe+I2

FeI2(I2的氧化性不强,与变价金属反应得低价盐)。

(5)卤素单质间的置换反应:

Cl2+2Br-==2Cl-+Br2;Cl2+2I-==2Cl-+I2;Br2+2I-==2Br-+I2。

氧化性:

Cl2>Br2>I2;还原性:

Cl-<Br-<I-。

硫及其氧化物、硫酸

知识点一.硫单质

1.硫在自然界中的的存在。

游离态的硫:

存在于火山口附近或地壳的岩层里。

化合态的硫:

主要以硫化物和硫酸盐的形式存在。

如硫铁矿(FeS2)、黄铜矿(CuFeS2)、石膏(CaSO4·2H2O)等。

硫还存在于石油、天然气、煤等化石燃料中。

.

2.硫的物理性质。

单质硫的颜色是黄色,俗称硫磺,非常脆,容易粉碎;熔点比较低,稍微受热,就会熔化成液体;硫蒸气的颜色也是黄色;硫单质的溶解性比较特殊:

不溶于水,微溶于酒精

3.硫的化学性质

1氧化性:

与绝大多数金属反应

Fe+S

FeS2Cu+S

Cu2S(与变价金属生成低价金属)

与非金属反应:

H2+S

H2S(H2S是一种臭鸡蛋气味的有毒气体,有强还原性。

②还原性:

与氧气发生反应

|

硫在空气中燃烧发出淡蓝色的火焰,在氧气中燃烧发出蓝紫色的火焰。

化学方程

式:

S+O2

SO2

③自身氧化还原反应

3S+6NaOH===2Na2S+Na2SO3+3H2O(洗去试管上残留的硫单质)

知识点二.SO2的性质

(一)二氧化硫的物理性质

  状态:

气体颜色:

无色气味:

有刺激性 沸点:

-10℃

  毒性:

有毒密度:

比空气大

  溶解度:

易溶于水在常温、常压下,1体积水大约能溶解40体积的SO2。

(二)二氧化硫的化学性质

从物质分类角度入手,SO2是一种重要的酸性氧化物,具有酸性氧化物的通性。

  1.与CO2相似,SO2具有酸性氧化物的通性

名称

:

CO2

SO2

与H2O反应

CO2+H2O

H2CO3

SO2+H2O

H2SO3

与碱反应

CO2+2NaOH→Na2CO3+H2O

CO2+NaOH→NaHCO3

\

CO2+Ca(OH)2→CaCO3↓+H2O

SO2+2NaOH→Na2SO3+H2O

SO2+NaOH→NaHSO3

SO2+Ca(OH)2→CaSO3↓+H2O

与盐反应

CO2+CaCO3+H2O→a(HCO3)2

CaSO3+SO2+H2O→Ca(HSO3)2

  (CO2,SO2均可使澄清石灰水变浑浊)

  SO2+2NaHCO3=Na2SO3+H2O+2CO2↑(亚硫酸酸性强于碳酸)

2.SO2具有氧化性和还原性

  SO2中的S元素化合价为+4价,处于中间价态,既有氧化性、也有还原性,但以还原性为主。

  ①氧化性:

(黄色沉淀)

  ②还原性:

SO2+X2+2H2O=H2SO4+2HX(Cl2、Br2、I2、KMnO4、FeCl3)

|

SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl

  5SO2+2KMnO4+2H2O=K2SO4+2MnSO4+2H2SO4

  

  SO2可以被H2O2、Na2O2、HNO3、O3等多种强氧化剂所氧化

3.SO2的特性:

漂白性:

漂白品红、毛、丝、草帽。

4.  SO2可以与有色的有机物生成不稳定的无色化合物,受热又可以分解得到原物质,因此SO2漂白作用不持久。

漂白性的比较

把Cl2和SO2混合用于漂白,能否增强漂白效果?

为什么?

(三)SO2的污染

酸雨:

空气中SOX和NOX随雨水下降成为酸雨,pH<5.6

知识点三.硫化氢(H2S)

1.物理性质:

通常为有臭鸡蛋气味的无色气体,有毒

②硫化氢的化学性质

A可燃性:

2H2S+O2

2S↓+2H2O(H2S在空气中不完全燃烧)

2H2S+3O2

2SO2+2H2O(H2S在空气中完全燃烧,并伴有淡蓝色火焰

B.强还原性:

常见氧化剂Cl2、Br2、Fe3+、HNO3、KMnO4等,甚至SO2均可将H2S氧化。

C.不稳定性:

300℃以上易受热分解

③H2S的水溶液叫氢硫酸,是二元弱酸。

久置于空气中的氢硫酸溶液因空气中氧气氧化会产生淡黄色沉淀物,因此氢硫酸一般现配现用

.

知识点四.SO2制备、鉴定、干燥、除杂、用途

1.SO2制备

①反应原理:

Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O

  说明:

此反应是应用强酸制弱酸,但由于SO2易溶于水(1∶40),所以Na2SO3应选用固体,而H2SO4宜选用较浓的溶液。

实验中常使用溶质的质量分数为60%左右的硫酸,也可用浓硫酸。

2

制备装置:

固体和液体不加热制备气体的装置

3净化干燥装置:

盛放浓硫酸的洗气瓶

④收集方法:

向上排空气法或排饱和NaHSO3溶液

 2.SO2的鉴定:

通入品红溶液褪色,加热后又恢复原色。

湿润的蓝色石蕊试纸---变红。

 3.SO2的干燥:

浓H2SO4。

 4.吸收SO2尾气:

可选用酸性高锰酸钾溶液或碱液等。

 5.SO2的用途:

制H2SO4、漂白剂、杀菌、消毒。

6SO2(CO2)))

)CO2(SO2))

{

知识点五.SO3

1.物理性质:

三氧化硫又名硫酸酐,是一种无色易挥发的固体,熔点16.83oC,沸点44.8oC。

  2.化学性质:

是H2SO4的酸酐;S元素为+6价,处于最高价态,只有氧化性。

  与水反应,放热:

SO3+H2O=H2SO4

  CaO+SO3=CaSO4

Ca(OH)2+SO3=CaSO4+H2O

3.工业上制取硫酸的原理:

S→SO2→SO3→H2SO4

SO3+H2O=H2SO4

知识点六.SO2与CO2性质对比

SO2

CO2

元素化合价

+4(中间价态)

+4(最高正价)

物理

性质

气味

有刺激性气味

无味

毒性

有毒

无毒

溶解性

易溶(体积比1∶40)

可溶(体积比1∶1)

化学

性质

与水的反应

SO2+H2O

H2SO3

CO2+H2O

H2CO3

~

与碱的反应

Ca(OH)2+SO2==CaSO3↓+H2O

CaSO3+SO2+H2O==Ca(HSO3)2

Ca(OH)2+CO2==CaCO3↓+H2O

CaCO3+CO2+H2O==Ca(HCO3)2

与碱性氧化物反应

SO2+CaO==CaSO3

CO2+CaO==CaCO3

与NaHCO3溶液

反应

不反应

弱氧化性

SO2+2H2S==3S↓+2H2O

~

CO2+C

2CO

还原性

二氧化硫能被酸性高锰酸钾、氯水、溴水、碘水等氧化剂氧化

漂白性

有,不稳定

对环境的影响

形成酸雨

引起温室反应

鉴别

①利用二氧化硫的还原性,用酸性高锰钾溶液或溴水看是否褪色鉴别

②利用二氧化硫的漂白性,用品红溶液鉴别

知识点七.硫酸

1.硫酸的物理性质

纯硫酸是无色油状的液体,难挥发,沸点高,密度大,能与水以任意比互溶,溶解时放出大量的热。

2.硫酸的化学性质

(1).吸水性:

H2SO4+nH2O==H2SO4·nH2O

〖注意〗“水”可以是混合气体中的水蒸气,也可以是结晶水合物中的结晶水!

浓H2SO4

2).脱水性:

浓硫酸可以使有机化合物中的H、O元素按H2O的组成从有机物中“脱离”出来,结合成水分子。

如:

C12H22O11(蔗糖)==12C+11H2O,所以浓硫酸对有机物有强烈的腐蚀作用。

※如果皮肤上不慎沾上浓硫酸,正确的处理方法是。

3.强氧化性:

a冷的浓硫酸使Fe、Al等金属表面生成一层致密的氧化物薄膜而钝化。

b活泼性在H以后的金属也能反应(Pt、Au除外)Cu+H2SO4(浓)====CuSO4+SO2↑+2H2O

c与非金属反应:

C+2H2SO4(浓)====CO2↑+2SO2↑+2H2O

d能与其他还原性物质反应

氮及其氧化物、硝酸

知识点一.氮气

氮元素存在形态:

空气中含大量N2,是工业生产中N2的主要来源。

1.物理性质:

  无色、无味的气体,密度比空气略小,在水中溶解度很小(体积比=1:

0.02),在压强为101KPa下,氮气在—195.8℃时变成无色液体,氮气分子在—209.9℃时变成雪花状固体。

(液氮做冷却液)

2.化学性质:

 

(1)通常状况下很难与其它物质发生化学反应

 

(2)在一定条件下,能与一些物质发生化学反应

①与H2反应:

  ②与某些金属反应:

 3Mg+N2

Mg3N2

  ③与O2反应:

在通常情况下,与O2不发生反应,但在放电或高温的条件下能与O2直接化合生成NO。

N2+O2

2NO(闪电、汽车引擎中发生的反应)

  NO为无色无味有毒的难溶于水的气体,NO很容易在常温下与空气中的O2化合,生成NO2。

2NO+O2==2NO2,NO2为红棕色、有刺激性气味,有毒的气体,易溶于水并发生反应:

  3NO2+H2O=2HNO3+NO(注意现象)

  NO、NO2为大气污染物

3.工业制法:

  

(1)分离液态空气:

  

  

(2)耗氧法:

  

4.用途:

  工业原料,合成氨,制化肥,HNO3,保护气,致冷剂

5.氮的固定

(1)定义:

把大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程称为固氮。

(2)氮的同定的途径

①生物固氮

②大气同氮(自然界主要的固氮方式)

闪电时,大气中的氮转化为氮的氧化物,经降水生成极稀的硝酸(硝态氮肥),渗入土壤被植物根系吸收。

N2+O2

2NO

2NO+O2→2NO2

|

3NO2+H2O→2HNO3+NO(NO为不成盐氧化物,NO2不是酸性氧化物,不是HNO3酸酐)

知识点二.二氧化氮和一氧化氮的比较

NO

NO2

\

色态味

无色、无味、气体

红棕色、刺激性气味、气体

密度

密度略大于空气

密度比空气大

熔沸点

很低

低,易液化

溶解性

不溶

易溶

性质

毒性

有毒

有毒

与水

不反应

|

3NO2+H2O=2HNO3+NO

NO2既是氧化剂,又是还原剂

与碱

不反应

2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O

NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O

氧化性

2NO+2CO=2CO2+N2

2NO2+2KI=I2+2KNO2

还原性

2NO+O2=2NO2

可使KMnO4褪色

可使KMnO4褪色

与O2混合,通入水中

4NO+3O2+2H2O=4HNO3

4NO2+O2+2H2O=4HNO3

实验室制取

3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O

Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O

*

收集方法

排水法

向上排空气法

知识点四.氨和铵盐

1.氨的性质

(1)物理性质:

色、气味的体,密度比空气,溶于水,易液化,液氨汽化时吸收大量的热,因此液氨可作制冷剂。

喷泉实验:

①实验原理:

如右图所示,圆底烧瓶中充满NH3,由于氨极易溶于水,挤压胶头滴管,少量的水即可溶解大量的氨(1:

700),导致烧瓶内压强减小,在外界大气压作用下使烧杯中滴有酚酞的水压入烧瓶,形成美丽的红色喷泉。

<

②实验现象:

产生红色喷泉,这是因为氨溶于水后形成碱性溶液,遇酚酞显红色。

③喷泉实验成败的关键:

a.烧瓶、预先吸液的滴管及长直玻璃管的外部都要干燥;

b.气体要充满圆底烧瓶;c.瓶塞要严密,不漏气,止水夹要夹紧。

④说明问题:

a.氨极易溶于水.b.氨气的水溶液显碱性

(2)化学性质:

①与水反应——水溶液叫。

NH3十H20⇄⇄。

.

氨溶于水中,大部分与水结合生成一水合氨(NH3.H20),一水合氨小部分发生电离生成NH4+和OH-,故氨水显性。

氨水中有哪些微粒,其溶质是什么?

②与酸反应生成铵盐:

NH3+HCl→

NH3+HNO3→

2NH3+H2S04→

与非挥发性酸接触反应,与挥发性酸相遇就产生

③催化氧化:

方程式为:

~

【注意】a.通常状况下,氨在氧气中不反应。

b.反应条件:

催化剂(如铂)、加热。

c.该反应放热d.该反应是工业上制硝酸的基础。

进行氧化还原分析。

3.铵盐

铵盐“三解”

(1)铵盐的溶解:

铵盐都易溶于水。

(2)铵盐的热解:

①NH4Cl

②NH4HCO3

③(NH4)2CO3

④特殊反应并发生氧化还原反应:

如NH4NO3,不要求反应,会配平就行。

(3)铵盐的碱解:

任何铵盐遇碱共热都产生,这既是实验室制的方法,也用于的检验。

课件展示的化学方程式,请写出铵盐与碱液加热时反应的离子方程式。

思考:

此性质有什么用途?

如何检验铵盐?

4.氨的制法

(1)工业制法方程式

@

实验室制法方程式

(2)装置:

同制的装置

(3)收集:

向排空气法(塞一团棉花—以防止氨气与空气对流,确保收集到纯净的氨气,同时可以吸收多余的氨气,防止污染环境。

(4)检验.用试纸;用蘸有浓盐酸的玻璃棒接近瓶口。

(5)干燥:

用干燥,既不能用酸性干燥剂H2SO4,、P2O5,也不能用无水CaCl2,因为CaCl2与NH3反应。

铵跟离子的检验方式?

5.氨的用途

(1)作制冷剂;

(2)制氮肥;(3)制硝酸;(4)制纯碱;(5)在有机合成工业中作原料。

'

知识点五.硝酸

1.物理性质:

是一种无色的、易挥发、有刺激性气味的液体。

2.化学性质:

①强酸性:

HNO

=H

+NO

(具有酸的通性)

②不稳定性:

4HNO

4NO

↑+O

↑+2H

O

③强氧化性:

3Cu+8HNO

(稀)=3Cu(NO

+2NO↑+4H

O

Cu+4HNO

(浓)=Cu(NO

+2NO

↑+2H

O

C+4HNO

(浓)=CO

↑+4NO

↑+2H

O

3.保存方法:

细口棕色试剂瓶,冷暗处。

无机非金属材料的主角-硅

知识点一.硅

1.硅的化学性质。

(硅的存在状态--化合态)

在常温下,硅的化学性质不活泼,不与O2、Cl2、H2SO4、HNO3等反应,但可与氟气、氢氟酸和强碱反应。

①硅和氟气反应:

Si+2F2==SiF4。

②硅和氢氟酸反应:

Si+4HF==SiF4↑+2H2↑。

"

③硅和氢氧化钠溶液反应:

Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2↑。

④硅在氧气中加热:

Si+O2

SiO2。

2.硅的工业制法。

SiO2+2C

Si(粗硅)+2CO↑(注意产物) 3.晶体硅的用途。

用来制造半导体器件,制成太阳能电池、芯片和耐酸设备等。

知识点二.二氧化硅

1.物理性质:

硬度大、熔点高,难溶于水。

2.化学性质:

①酸性氧化物的通性:

SiO2是酸性氧化物,是H2SiO3的酸酐,但不溶于水:

SiO2+CaO

CaSiO3SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O(Na2SiO3是强的粘合剂)②弱氧化性:

SiO2+2C

Si+2CO↑

③特性:

SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O仅和酸中的HF反应,HF为弱酸,流程工艺中的常见滤渣,不是两性氧化物

*

选择常考点:

(A)由于玻璃的成分中含有SiO2,故实验室盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞。

(注意磨砂玻璃)

(B)未进行磨砂处理的玻璃,在常温下是不易被强碱腐蚀的,故盛放碱液可以用玻璃瓶(不能用玻璃塞)。

(C)因为氢氟酸腐蚀玻璃,与玻璃中的SiO2反应,所以氢氟酸既不能用玻璃塞、也不能用玻璃瓶保存,而应保存在塑料瓶或铅皿中。

3.用途:

  ①SiO2是制造光导纤维的主要原料。

选择常考点  ②石英制作石英玻璃、石英电子表、石英钟等。

4.SiO2与CO2化学性质的比较(不是所有酸酐都溶于水并和水反应SiO2,也不是和水反应生成

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