化学一模试题分类汇编铜及其化合物推断题综合及详细答案.docx

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化学一模试题分类汇编铜及其化合物推断题综合及详细答案

2020-2021化学一模试题分类汇编——铜及其化合物推断题综合及详细答案

一、铜及其化合物

1.现有A、B、C、D四种物质,A、B为无色气体,C、D为黑色粉末,B跟D在一定条件下能生成A,A和D都能跟C反应生成B和一种红色固体E,其中B能跟澄清石灰水反应生成一种白色沉淀F。

(1)根据上述现象,写出下列物质的化学式。

A______________B______________C______________D______________

(2)写出实现下列变化的化学方程式

B+D→A_____________________________________________________

A+C→E+B_________________________________________________

【答案】COCO2CuOCC+CO2

2COCO+CuO

Cu+CO2

【解析】

【详解】

(1)A、B都为无色气体,B能跟澄清石灰水反应生成一种白色沉淀F,所以B是二氧化碳,F是碳酸钙,二氧化碳和黑色粉末D在一定条件下能生成气体A,所以D是木炭,A是一氧化碳,一氧化碳和木炭都能跟黑色粉末反应生成二氧化碳和红色固体E,所以C是氧化铜,E是铜,二氧化碳和碳在高温的条件下生成一氧化碳,一氧化碳、碳都会与氧化铜反应生成铜和二氧化碳,二氧化碳和氢氧化钙会生成碳酸钙沉淀和水,推导正确,所以A是CO,B是CO2,C是CuO,D是C,E是Cu,F是CaCO3;

故答案是:

CO;CO2;CuO;C

(2)B+D→A的反应是二氧化碳和碳在高温的条件下生成一氧化碳,所以化学方程式为:

C+CO2

2CO;

A+C→E+B的反应是一氧化碳和氧化铜在加热的条件下生成铜和二氧化碳,所以化学方程式为:

CO+CuO

Cu+CO2;

故答案为C+CO2

2CO;CO+CuO

Cu+CO2

2.今有甲、乙两种固体和A、B、C、D四种物质的溶液。

已知甲、乙中有一种为氧化铜,A、B、C、D分别是盐酸、氯化钠、氯化铜和氢氧化钠中的一种。

这六种物质之间有如下转化关系:

①乙+B=A+水;②A+C=乙+D;③甲+B=A+水。

(1)写出下列四种物质的化学式:

甲______________,乙______________,A______________,D______________。

(2)用离子方程式表示上述三个变化:

①___________,②__________________,③___________________。

【答案】CuOCu(OH)2CuCl2NaClCu(OH)2+2H+=Cu2++2H2OCu2++2OH-=Cu(OH)2↓CuO+2H+=Cu2++H2O

【解析】

【分析】

甲、乙两种固体均与B反应,生成A和水,再分析给出的四种物质可知B为盐酸、A为氯化铜;所以甲乙中均含有铜元素,又A+C=乙+D,能与氯化铜反应的只有氢氧化钠,所以C为氢氧化钠,D为氯化钠,乙为氢氧化铜,则甲为氧化铜.

【详解】

(1)根据以上分析可知,甲为CuO;乙为Cu(OH)2;A为CuCl2;D为NaCl;

(2)氢氧化铜为难溶物所以不能拆,故乙与B的离子反应为:

Cu(OH)2+2H+=Cu2++2H2O;A与C的离子反应为:

Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓;氧化铜为难溶物不能拆,故甲与B的离子反应为:

CuO+2H+=Cu2++H2O。

3.下图表示某些物质间转化关系(部分反应条件省略)。

其中A为黑色固体氧化物;E为绿色固体;B、D是由相同元素组成的无色液体,且B具有消毒杀菌作用;

请回答下列问题:

(1)请判断X的化学式:

________________。

(2)反应①中A物质的作用是_____________。

(3)反应①、⑤的化学方程式:

①__________________;⑤_________________。

(4)在日常生活中为防止反应②的发生,可采取的措施是___________(写一点即可)。

【答案】Cu催化作用

保持表面洁净、干燥或其它合理方法均可

【解析】

【分析】

A为黑色固体氧化物,能与无色液体B混合产生气体C和D,B是过氧化氢溶液,C是氧气,D是水;E为绿色固体,能与盐酸反应产生蓝色溶液,故E是碱式碳酸铜,受热分解生成的D是水,Y是二氧化碳,A是氧化铜;带入框图,推断合理;据以上分析解答。

【详解】

A为黑色固体氧化物,能与无色液体B混合产生气体C和D,B是过氧化氢溶液,C是氧气,D是水;E为绿色固体,能与盐酸反应产生蓝色溶液,故E是碱式碳酸铜,受热分解生成的D是水,Y是二氧化碳,A是氧化铜;带入框图,推断合理;

(1)结合以上分析,X是铜;

答案是:

Cu;

(2)反应①中A物质不变,故A的作用是催化作用;

答案是:

催化作用;

(3)反应①为双氧水在氧化铜作催化剂条件下发生分解生成水和氧气;方程式为:

;⑤二氧化碳和水在光和叶绿素的作用下反应生成葡萄糖和氧气,反应的化学方程式:

答案是:

(4)为防止铜生锈,可以保持表面洁净、干燥;

答案是:

保持表面洁净、干燥。

4.由Fe2O3、Fe、CuO、C、Al中的几种物质组成的混合粉末,取样进行下列实验(部分产物略去):

(1)取少量溶液X,加入过量的NaOH溶液,有沉淀生成。

取上层清液,通入CO2,无明显变化,说明样品中不含有的物质是(填化学式)________________。

(2)Z为一种或两种气体:

①若Z只为一种气体,试剂a为饱和NaHCO3溶液,则反应Ⅰ中能同时生成两种气体的化学方程式是_____________________________。

②若Z为两种气体的混合物,试剂a为适量的水,则Z中两种气体的化学式是______。

(3)向Y中通入过量的Cl2,并不断搅拌,充分反应后,溶液中的阳离子是(填写离子符号)________________。

(4)取Y中的溶液,调节pH约为7,加入淀粉KI和H2O2,溶液呈蓝色并有红褐色沉淀生成。

当消耗2molI-时,共转移3mol电子,该反应的离子方程式是_______________。

(5)另取原样品,加入足量稀硫酸充分反应,若溶液中一定不会产生Y中的红色固体,则原样品中所有可能存在的物质组合是(各组合中物质用化学式表示)_________________。

【答案】AlC+2H2SO4(浓)

CO2↑+2SO2↑+2H2ONOCO2Cu2+Fe3+H+2Fe2++3H2O2+4I-

2Fe(OH)3↓+2I2CuO、C;CuO、C、Fe2O3

【解析】

【分析】

(1)根据金属铝可以和酸反应生成可溶性的铝盐,该铝盐可以和过量氢氧化钠反应生成偏铝酸盐,此盐可以和二氧化碳反应;

(2)①二氧化硫可以和饱和碳酸氢钠反应生成二氧化碳;

②一氧化氮不溶于水而二氧化碳能溶于水中;

(3)氯气能将亚铁离子氧化为三价铁离子;

(4)双氧水具有氧化性,能将还原性的离子碘离子、亚铁离子氧化;

(5)原样品中加足量稀硫酸,Y溶液中不出现红色固体,则原样品中不存在铁和铝。

【详解】

(1)金属铝可以和酸反应生成可溶性的铝盐,该铝盐可以和过量氢氧化钠反应生成偏铝酸盐,偏铝酸盐中通入二氧化碳反应可以获得氢氧化铝,故样品中不含有金属铝,

故答案为Al;

(2)①二氧化硫可以和饱和碳酸氢钠反应生成二氧化碳,所以反应Ⅰ获得的是二氧化硫和二氧化碳的混合气体,Z是二氧化碳,即C+2H2SO4(浓)

CO2↑+2SO2↑+2H2O,

故答案为C+2H2SO4(浓)

CO2↑+2SO2↑+2H2O;

②二氧化氮可以和水反应生成一氧化氮气体,所以反应Ⅰ是焦炭和浓硝酸的反应,Z中两种气体是NO、CO2,故答案为NO、CO2;

(3)Fe2O3、Fe、CuO、C均可以和浓酸反应,除了生成气体以外还有Cu2+、Fe2+、Fe3+、H+,通入过量的Cl2,并不断搅拌,充分反应后,氯气能将亚铁离子氧化为三价铁离子,此时存在的离子有Cu2+、Fe3+、H+,故答案为Cu2+、Fe3+、H+;

(4)氯化亚铁溶液中加淀粉碘化钾和H2O2时,双氧水具有氧化性,能将还原性的离子碘离子、亚铁离子氧化,原理方程式为:

2Fe2++4I-+3H2O2=2Fe(OH)3↓+2I2,故答案为2Fe2++4I-+3H2O2=2Fe(OH)3↓+2I2;

(5)原样品中加足量稀硫酸,Y溶液中不出现红色固体,则原样品中不存在铁和铝,故其可能组合为:

CuO和C或CuO、C和Fe2O3,故答案为CuO和C或CuO、C和Fe2O3。

5.铜及其化合物向

 

溶液中滴加

 

溶液,发现溶液变绿,继续滴加产生棕黄色沉淀,经检验,棕黄色沉淀中不含

,含有

已知:

Cu+

Cu+Cu2+,Cu2+

CuI↓(白色)+I2。

(1)用稀硫酸证实沉淀中含有

的实验现象是___________。

(2)向洗净的棕黄色沉淀中加入足量KI溶液,产生白色沉淀,继续向上层清液中加入淀粉溶液并没有变蓝的现象出现,请结合离子反应方程式解释不变蓝的原因________。

【答案】有暗红色不溶物生成

【解析】

【分析】

(1)

在酸性条件下发生反应生成铜和铜离子,有暗红色不溶物生成;

(2)加入淀粉溶液并没有变蓝的现象出现,说明碘单质被还原。

【详解】

(1)

在酸性条件下发生反应生成铜和铜离子,则用稀硫酸证实沉淀中含有

的实验现象是有暗红色不溶物生成;故答案为:

有暗红色不溶物生成;

(2)加入淀粉溶液并没有变蓝的现象出现,说明碘单质被还原,发生反应的离子方程式为

故答案为:

6.铜器久置于空气中会和空气中的水蒸气、CO2、O2作用产生“绿锈”,该“绿锈”俗称“铜绿”,化学式为[Cu2(OH)2CO3],“铜绿”能跟酸反应生成铜盐和CO2、H2O。

某同学利用下述系列反应实现了“铜→铜绿→……→铜”的转化。

铜绿

A

Cu(OH)2

B

Cu

(1)从三种不同分类标准回答,“铜绿”属于哪类物质?

____、____、___。

(2)请写出铜绿与盐酸反应的化学方程式________。

(3)写出B的化学式___________。

(4)上述转化过程中属于化合反应的是________,属于分解反应的是________。

【答案】铜盐碳酸盐碱式盐Cu2(OH)2CO3+4HCl=2CuCl2+3H2O+CO2↑CuO①④

【解析】

【分析】

(1)根据物质的分类方法结合物质的俗称和物质组成进行解答;

(2)反应②为碱式碳酸铜和盐酸反应,生成氯化铜、水和二氧化碳;

(3)Cu(OH)2分解生成CuO;

(4)依据化合反应概念和分解还原反应的概念判断.

【详解】

(1)铜绿是碱式碳酸铜的俗称,含有铜元素,其分子式为[Cu2(OH)2CO3],其阳离子不为氢离子,阴离子不全为氢氧根,故不是酸不是碱,可为铜盐,含有碳酸根离子,为碳酸盐,同时又含有氢氧根,也为碱式盐,故答案为:

铜盐;碳酸盐;碱式盐;

(2)碱式碳酸铜和盐酸反应,生成氯化铜、水和二氧化碳,化学方程式为:

Cu2(OH)2CO3+4HCl=2CuCl2+3H2O+CO2↑;

(3)Cu(OH)2→④B是氢氧化铜受热分解生成氧化铜和水,故答案为:

CuO;

(4)在反应过程中:

铜→①铜绿→②A→③Cu(OH)2→④B→⑤Cu;铜→①铜绿发生了化合反应;

铜绿→②是A跟酸反应生成铜盐及CO2、H2O,A为铜盐是复分解反应;

A→③Cu(OH)2是铜盐和碱反应生成氢氧化铜沉淀,是复分解反应;

Cu(OH)2→④B是氢氧化铜受热分解生成氧化铜和水,是分解反应;

B→⑤Cu是氧化铜和氢气反应生成铜和水,是置换反应;

故答案为:

①;④.

7.某废液中含有Fe3+、Cu2+、Ba2+、Cl-四种离子,某化学实验小组设计下列方案对废液进行处理,以回收金属并制备氯化钡、氯化铁晶体。

回答下列问题:

(1)写出向废液中加入过量铁粉发生反应的离子方程式______________________。

(2)沉淀A中含有的金属单质是_______________ 。

(3)下列物质中,可以用作试剂X的是_____________   (填写序号)。

A.BaCl2B.BaCO3C.NaOHD.Ba(OH)2

(4)向溶液B中通入Cl2的作用是__________________;实验过程中该小组同学用NaCl固体、MnO2和浓硫酸混合加热的办法制得Cl2,写出反应的化学方程式________________;由于Cl2有毒,某同学建议用双氧水替换,请写出向溶液B中加入双氧水后发生反应的离子方程式__________________。

【答案】Fe+Cu2+=Fe2++Cu、Fe+2Fe3+=3Fe2+铁、铜BD将Fe2+氧化成Fe3+2NaCl+MnO2+3H2SO4(浓)

2NaHSO4+MnSO4+Cl2↑+2H2O2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O

【解析】

【分析】

加入的过量的铁屑,由于铁的化学性质比铜活泼,因此可以把金属铜从盐溶液中置换出来,同时Fe3+能氧化单质铁生成Fe2+,因此在过滤得到的沉淀1中含有的金属单质铜过量的铁;滤液含有二价铁离子、钡离子、氯离子,通入Cl2将二价铁氧化成三价铁离子,再加碱调节pH值使三价铁离子转变成氢氧化铁沉淀而除去,所以沉淀2为氢氧化铁,进一步转化成氯化铁晶体,而滤液2则只剩氯化钡溶液,经过蒸发浓缩,冷却结晶、过滤、洗涤、干燥进一步转化成氯化钡固体。

据此分析。

【详解】

(1)向废液中加入过量铁粉发生的反应中属于置换反应的是铁把金属铜从盐溶液中置换出来,同时Fe3+能氧化单质铁生成Fe2+,反应的离子方程式为Fe+Cu2+=Fe2++Cu、Fe+2Fe3+=3Fe2+,

故答案为:

Fe+Cu2+=Fe2++Cu、Fe+2Fe3+=3Fe2+;

(2)废液中含有Fe3+、Cu2+两种金属离子,加入过量的铁粉后,铜离子被还原成金属铜,所以在第①得到的沉淀中含有金属铜和过量的铁,

故答案为:

铜、铁;

(3)根据以上分析,加试剂X调节pH值使三价铁离子转变成氢氧化铁沉淀而不能引入新的杂质,所以选BD,

故答案为:

BD;

(4)向溶液B中通入Cl2可以将Fe2+氧化成Fe3+;NaCl固体与浓硫酸混合加热生成氯化氢、氯化氢与MnO2加热反应生成Cl2,反应的化学方程式为NaCl+H2SO4(浓) 

Na2SO4+2HCl↑,MnO2+4HCl

MnCl2+Cl2↑+2H2O或2NaCl+MnO2+3H2SO4(浓)

2NaHSO4+MnSO4+Cl2↑+2H2O;向溶液B中加入双氧水后发生反应的离子方程式为2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O,

故答案为:

将Fe2+氧化成Fe3+;2NaCl+MnO2+3H2SO4(浓)

2NaHSO4+MnSO4+Cl2↑+2H2O;2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O。

8.铜锌银精矿化学成分如下:

元素

Cu

Zn

Ag

S

Fe

Pb

元素质量分数/%

17.60

18.30

0.146

33.15

18.17

7.86

利用铜锌银精矿制备硫酸铜晶体的流程如下:

回答下列问题:

(l)“气体A”为____(填化学式),“浸渣”中主要为硫酸铅和____(填化学式)。

(2)“沉铜”得到Cu2Cl2固体,目的是____________。

(3)“氧化”工序中,恰好反应时氧化剂和还原剂物质的量之比为____。

(4)“母液2”中阴离子含量最多的是____,该溶液最好返回__工序循环使用。

(5)依据铜锌银精矿化学成分进行分析,精矿中含有FeS2,理由是________。

【答案】SO2AgCl除去锌铁元素,分离出铜元素1:

2氯离子沉铜硫元素物质的量多于金属物质的量之和,故含有FeS2

【解析】

【分析】

铜锌银精矿和空气中的O2发生反应,各金属得到其氧化物,S转化为SO2,再加入H2SO4和NaCl,金属氧化物转化为硫酸盐,Ag转化为AgCl沉淀,Pb转化为PbSO4沉淀。

通入SO2将Cu2+转化为Cu2Cl2沉淀,加入O2、H2SO4转化为CuSO4溶液,最后得到CuSO4晶体。

【详解】

(1)在焙烧过程中,各金属转化为金属氧化物,而S元素转化为SO2,因此气体A为SO2;各金属氧化物与H2SO4转化为金属离子,Pb2+与SO42-沉淀得到PbSO4,而Ag+与Cl-会生成AgCl沉淀;

(2)经过浸出之后,溶液中还有Zn2+、Fe2+、Cu2+。

沉铜之后,得到Cu2Cl2沉淀,实现了Cu与Zn、Fe的分离,答案为除去锌铁元素,分离出铜元素;

(3)氧化的目的是将Cu2Cl2转化为CuSO4,Cu2Cl2中Cu的化合价为+1价,1molCu2Cl2转化全部转化为Cu2+,失去2mol电子,1molO2反应时,得到4mol电子,根据得失电子守恒,氧化剂和还原剂的比例为1:

2;

(4)氧化的目的是将Cu2Cl2转化为CuSO4,根据原子守恒,溶液中阴离子还大量存在的还有Cl-;母液2中含有较多的Cl-,以及没有沉淀的Cu2+和SO42-,溶液中没有Ag+和Pb2+等离子,不需要“浸出”,最好返回“沉铜”的步骤中,可以为该步骤提供Cl-;

【点睛】

问题(4)母液2最好返回的步骤中,易填错为浸出,浸出过程中也加入NaCl,但是要考虑到浸出加入NaCl的目的是为了沉淀Ag+,而Ag+在溶液中的量是很少的,而沉淀铜的时候需要较多的Cl-,母液2中含有较多的Cl-,且不含有其他金属离子,因此进入沉铜步骤,也可以减少相关净化操作。

9.硫酸铜是一种应用极其广泛的化工原料。

以下是某工厂用含铁废铜为原料生产胆矾(CuSO4•5H2O)的生产流程示意图:

胆矾和石膏(CaSO4•2H2O)在不同温度下的溶解度(g/100g水),见下表:

温度(℃)

20

40

60

80

100

石膏

0.32

0.26

0.15

0.11

0.07

胆矾

32

44.6

61.8

83.8

114

 

(1)“浸出”操作中生成硫酸铜的总化学方程式是__________________。

(2)取样检验是为了确认Fe3+是否除净。

有同学设计了以下两种方案,在实验室分别对所取样品按下列方案进行操作:

方案一:

取样于试管→滴加KSCN溶液;方案二:

径向层析→喷KSCN溶液

①你认为上述两种方案设计更合理的是__________;

②指出你认为不合理的方案存在的问题_____________________________;

(3)操作Ⅰ(蒸发浓缩、趁热过滤)趁热过滤的目的是_________________;

(4)操作Ⅱ具体方法是________________、________________(填操作方法)、洗涤后干燥,对产品进行干燥宜在__________(填“较高”或“不太高”)温度下,判断产品已经干燥的操作是____________________。

(5)某实验小组模拟上述工业流程完成胆矾的制备,在整个实验过程中,使用的仪器除烧杯、酒精灯、玻璃棒、胶头滴管外,还有使用较频繁的玻璃仪器是__________(填仪器名称)。

(6)中学教材用胆矾而不用其它结晶水合物(如:

FeSO4•7H2O、硝酸盐的结晶水合物、Na2SO4•10H2O等)来研究结晶水含量测定实验,其优点可能是_________(填字母)

a.胆矾较易得到,其它结晶水合物较难得到

b.胆矾较其它结晶水合物更易失去结晶水

c.胆矾失水后有较明显的特征即颜色变化

d.CuSO4不易分解,也不易与空气中物质反应

【答案】3Cu+2HNO3+3H2SO4=3CuSO4+2NO↑+4H2O方案二Cu2+的颜色对检验有干扰使CuSO4尽量溶解而石膏尽量析出冷却结晶过滤不太高重复干燥冷却后称量直到连续两次称量相差不超过0.001g(或恒重操作)漏斗c、d

【解析】

【分析】

含铁的废铜原料中加入稀硫酸和稀硝酸的混合溶液,溶解后得到浸出液,在浸出液中主要含有Cu2+、Fe3+、H+、SO42-,加入石灰浆调节溶液pH,沉淀铁离子,过滤得到红褐色滤渣为氢氧化铁沉淀,依据石膏和蓝矾的溶解度,控制100°C,滤液中析出石膏,滤液中主要为硫酸铜,通过加热蒸发浓缩,冷却结晶,过滤、洗涤,干燥得到硫酸铜晶体,据此分析解答。

【详解】

(1)由于硫酸的存在,且酸过量,硝酸全起氧化剂作用,酸为稀溶液,生成硫酸铜、NO、水,反应方程式为3Cu+2HNO3+3H2SO4=3CuSO4+2NO↑+4H2O,故答案为:

3Cu+2HNO3+3H2SO4=3CuSO4+2NO↑+4H2O;

(2)①方案一:

取样于试管→滴加KSCN溶液,由于溶液中含有蓝色的铜离子会对现象有干扰,不能检验铁离子的存在;方案二:

径向层析→喷KSCN溶液,纸上层析是利用混合物中各组分在固定相和流动相中的溶解度不同而达到分离的目的,不但可以分辨出铁离子还能辨别出含有铜离子,故答案为:

方案二;

②取样于试管→滴加KSCN溶液,由于溶液中含有蓝色的铜离子会对现象干扰,不能检验铁离子的存在,故答案为:

Cu2+的颜色对检验有干扰;

(3)由表中溶解度可知,胆矾的溶解度随温度升高增大,而石膏的溶解度随温度升高降低,所以应控制在较高的温度,因此操作Ⅰ中趁热过滤可以使CuSO4尽量溶解而石膏尽量析出,故答案为:

使CuSO4尽量溶解而石膏尽量析出;

(4)从溶液中分离出硫酸铜晶体应为将热溶液冷却结晶、过滤、洗涤、干燥;硫酸铜晶体受热容易分解,因此干燥时温度不宜太高,当重复干燥冷却后称量直到连续两次称量相差不超过0.001g,说明产品已经干燥,故答案为:

冷却结晶;过滤;不太高;重复干燥冷却后称量直到连续两次称量相差不超过0.001g;

(5)在整个实验过程中,除了滴加容易,蒸发浓缩、还有过滤操作,因此使用的仪器除烧杯、酒精灯、玻璃棒、胶头滴管外,还有使用较频繁的玻璃仪器是漏斗,故答案为:

漏斗;

(6)a、演示实验中选择试剂主要考虑操作是否简单,现象是否明显,性质是否稳定等方面,不是因为胆矾较易得到,其它结晶水合物较难得到,故a错误;b、加热含有结晶水的晶体,一般都容易失去结晶水,所以选用胆矾的原因不是胆矾较其它结晶水合物更易失去结晶水,故b错误;c、硫酸铜是无色晶体,含有结晶水的硫酸铜是蓝色固体,所以胆矾失水后有较明显的颜色变化,便于观察,而Na2SO4•10H2O加热前后颜色没有变化,故c正确;d、硫酸铜比较稳定,不容易被氧化,便于通过质量差计算结晶水的质量,而硫酸亚铁在空气中容易被氧化,影响测量结晶水含量,故d正确;故答案为:

cd。

【点睛】

本题的易错点和难点为

(1)中方程式的书写,要注意流程图中的浸出液中没有硝酸根离子,说明硝酸根离子完全反应,同时溶液为稀溶液。

10.实验室以废铜为原料制取碱式碳酸铜(Cu2(OH)2CO3)的过程如下:

完成下列填空:

(1)酸浸中产生的气体是_________(填化学式)。

(2)检验过滤Ⅱ的沉淀是否洗净的方法是________。

(3)从实验流程中可看出影响产品生成的因素有多种,请写出其中两个:

___________,并任选其中一个因素,说明其原因___________。

(4

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