高考化学硫及其化合物综合练习题附详细答案.docx

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高考化学硫及其化合物综合练习题附详细答案

2020-2021高考化学硫及其化合物综合练习题附详细答案

一、高中化学硫及其化合物

1.亚硝酰硫酸(NOSO4H)主要用于染料、医药等工业。

实验室用如图装置(夹持装置略)制备少量NOSO4H,并测定产品的纯度。

已知:

NOSO4H遇水分解,但溶于浓硫酸而不分解。

(1)装置A制取SO2

①A中反应的化学方程式为___。

②导管b的作用是___。

(2)装置B中浓HNO3与SO2在浓H2SO4作用下反应制得NOSO4H。

①该反应必须维持体系温度不得高于20℃,采取的措施除了冷水浴外,还可以是___(只写1种)。

②开始反应缓慢,待生成少量NOSO4H后,温度变化不大,但反应速度明显加快,其原因是___。

(3)装置C的主要作用是___(用离子方程式表示)。

(4)该实验装置存在可能导致NOSO4H产量降低的缺陷是___。

(5)测定亚硝酰硫酸NOSO4H的纯度

准确称取1.380g产品放入250mL的碘量瓶中,加入0.1000mol·L-1、60.00mL的KMnO4标准溶液和10mL25%H2SO4溶液,然后摇匀。

用0.2500mol·L-1草酸钠标准溶液滴定,消耗草酸钠溶液的体积为20.00mL。

已知:

2KMnO4+5NOSO4H+2H2O=K2SO4+2MnSO4+5HNO3+2H2SO4

①配平:

__MnO4-+__C2O42-+__=__Mn2++__+__H2O

②滴定终点时的现象为___。

③亚硝酰硫酸的纯度=___。

(精确到0.1%)[M(NOSO4H)=127g·mol-1]

【答案】Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑平衡压强,使分液漏斗中的液体能顺利流下;调节分液漏斗活塞,控制浓硫酸的滴加速度生成的NOSO4H作为该反应的催化剂SO2+2OH-=SO32-+H2OC装置中的水蒸气会进入B中使NOSO4H分解2516H+210CO2↑8溶液恰好由粉红色变为无色,且半分钟内不恢复92.0%

【解析】

【分析】

(1)①装置A是利用亚硫酸钠和浓硫酸反应制取SO2;

②导管b的作用平衡压强的作用;

(2)①装置B中浓硝酸与二氧化硫在浓硫酸的作用下反应制得NOSO4H,该反应必须维持体系温度不得高于20℃,采取的措施除了冷水浴外,结合反应的操作;

②开始反应缓慢,待生成少量NOSO4H后,温度变化不大,但反应速率加快,说明NOSO4H起到了催化作用;

(3)装置C主要作用是吸收二氧化硫防止污染空气;

(4)NOSO4H遇水分解;

(5)①高锰酸钾溶液在酸性条件下氧化草酸钠生成二氧化碳,结合元素化合价变化和电子守恒、原子守恒配平书写离子反应方程式;

②高锰酸钾自身在反应中的颜色变化就可作为终点判断指示剂;

③根据反应2KMnO4+5NOSO4H+2H2O=K2SO4+2MnSO4+5HNO3+2H2SO4,结合滴定中消耗高锰酸钾的物质的量可得到亚硝酰硫酸的物质的量,据此计算纯度。

【详解】

(1)①利用装置A,固液混合制取二氧化硫,其方程式为Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑;

②导管b的作用是:

平衡压强,使分液漏斗中的液体能顺利流下;

(2)①浓硫酸遇水放出大量热,维持体系温度不得高于20℃,还可以是调节分液漏斗活塞,控制浓硫酸的滴加速度;

②开始反应缓慢,待生成少量NOSO4H后,反应速率明显加快,温度变化不大,排除温度的影响,其原因是:

生成的NOSO4H作为该反应的催化剂,加快了反应速率;

(3)装置C利用NaOH溶液将剩余的SO2吸收,防止污染环境,方程式为SO2+2OH-=SO32-+H2O;

(4)NOSO4H遇水分解,C装置(或A)中的水蒸气会进入B中使NOSO4H发生分解;

(5)①发生的是MnO4-和C2O42-的氧化还原反应,MnO4-做氧化剂,被还原成生成Mn2+,C2O42-做还原剂,被氧化成二氧化碳。

结合得失电子守恒和电荷守恒可得到MnO4-和C2O42-的离子反应方程式为:

2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O;

②利用草酸钠溶液滴定酸性KMnO4溶液,滴定终点时的现象为:

溶液恰好由粉红色变为无色,且半分钟内不恢复;

③根据题意可知,酸性KMnO4溶液先与NOSO4H反应,利用草酸钠溶液滴定剩余酸性KMnO4溶液。

用0.2500mol·L-1草酸钠标准溶液滴定酸性KMnO4溶液,消耗草酸钠溶液的体积为20.00mL。

可知剩余的KMnO4的物质的量n1(MnO4-)=

n(C2O42-)=

×0.2500mol·L-1×20.00×10-3L=2×10-3mol,则亚硝酰硫酸消耗的KMnO4的物质的量n2(MnO4-)=0.1000mol·L-1·60.00×10-3L-2×10-3mol=4×10-3mol。

n(NOSO4H)=

n2(MnO4-)=10-2mol,亚硝酰硫酸的纯度=

×100%=

×100%=92.0%。

2.二氧化硫是污染大气的主要物质之一。

含二氧化硫的工业尾气可用如下方法来处理并制得有广泛用途的石膏。

(1)SO2造成的一种常见环境污染为___;列举二氧化硫的一种用途___。

(2)SO2使紫色KMnO4溶液褪色的离子方程式为___;(提示:

KMnO4被还原为Mn2+)

(3)通空气时反应的化学方程式为___;若在实验室进行,操作A是_____。

(4)亚硫酸氢铵常用于造纸工业,若用某气体水溶液处理该工业尾气得到亚硫酸氢铵,则该气体为_______。

(5)有人提出在燃煤中加入适量的生石灰,可减少烟气中二氧化硫的排放,你认为是否合理?

_______(填“合理”或“不合理”);理由是______。

【答案】酸雨漂白草帽、纸张等2MnO4-+5SO2+2H2O=5SO42-+2Mn2++4H+2CaSO3+O2+4H2O═2CaSO4•2H2O过滤氨气合理二氧化硫与生石灰反应生成亚硫酸钙,亚硫酸钙与氧气反应生成硫酸钙。

【解析】

【分析】

(1)当雨水的pH<5.6时称为酸雨,酸雨产生的原因主要是因为空气中含有二氧化硫、二氧化氮等酸性氧化物引起的;二氧化硫有毒且有漂白性;

(2)SO2具有还原性,KMnO4溶液具有氧化性,二者会发生氧化还原反应而使紫色KMnO4溶液褪色,根据原子守恒、电子守恒、电荷守恒,书写离子方程式;

(3)亚硫酸钙不稳定,易被氧气氧化为硫酸钙,通过操作A从液体中分离得到石膏,该操作方法为过滤;

(4)该工业尾气含有二氧化硫,二氧化硫为酸性气体,用某气体水溶液处理该工业尾气得到亚硫酸氢铵,根据元素守恒,通入的气体需含有氮元素,则为氨气;

(5)生石灰能够与二氧化硫反应生成亚硫酸钙,从而减少了烟气中二氧化硫的排放;

【详解】

(1)雨、雪、雾、霜、露、雹等在降落过程中吸收了空气中的二氧化硫、氮氧化物等致酸物质,就变成酸性的降水——酸雨,所以SO2造成的一种常见环境污染为形成酸雨;二氧化硫能和有色物质反应生成无色物质而具有漂白性,如漂白草帽,但二氧化硫有毒,不能漂白食品;

(2)SO2中S元素化合价为+4价,具有强的还原性,而KMnO4溶液具有强的氧化性,二者会发生氧化还原反应而使紫色KMnO4溶液褪色,二者反应的离子方程式为:

2MnO4-+5SO2+2H2O=5SO42-+2Mn2++4H+;

(3)亚硫酸钙中的S元素化合价为+4价,具有还原性,易被氧气氧化,所以通空气时反应的化学方程式为:

2CaSO3+O2+4H2O═2CaSO4•2H2O;分离固体与可溶性的液体混合物常用过滤操作,所以通过操作A从液体中分离得到石膏,该操作方法为过滤;

(4)该工业尾气含有二氧化硫,二氧化硫为酸性气体,氨气为碱性气体,两者反应:

SO2+NH3+H2O=NH4HSO3,所以若用某气体水溶液处理该工业尾气得到亚硫酸氢铵,则该气体为氨气;

(5)生石灰是碱性氧化物,能够与酸性氧化物二氧化硫反应生成亚硫酸钙,亚硫酸钙与氧气反应生成硫酸钙,所以在燃煤中加入生石灰可减少烟气中二氧化硫的排放。

【点睛】

本题考查了含二氧化硫的工业尾气处理及应用,明确二氧化硫的性质是解本题关键,注意运用化学知识解释化工生产操作。

3.

(1)古代锻造刀剑时,将炽热的刀剑快速投入水中“淬火”,反应为:

3Fe+4H2O(g)

Fe3O4+4H2。

该反应中H2O作__________(填“氧化剂”或“还原剂”);

(2)检验某溶液中是否含有SO42-,先加盐酸,再加______(填“BaCl2”或“NaCl;

(3)海水提镁的重要步骤之一是用沉淀剂将海水中的Mg2+沉淀。

该沉淀剂是__________(填“生石灰”或“盐酸”)。

(4)过氧化钠可用于呼吸面具中作为氧气的来源。

完成下列化学方程式:

2Na2O2+2______=2Na2CO3+O2↑;

(5)某同学炒菜时发现,汤汁溅到液化气的火焰上时,火焰呈黄色。

据此他判断汤汁中含有________(填“钠”或“钾”)元素;

【答案】氧化剂BaCl2生石灰CO2钠

【解析】

【详解】

(1)在3Fe+4H2O(g)

Fe3O4+4H2中氢元素的化合价从+1价降为0价,则H2O作氧化剂;

(2)检验某溶液中是否含有SO42-,先加稀盐酸,可以排除银离子与碳酸根离子等离子的干扰,再加入BaCl2溶液,产生的沉淀是硫酸钡;

(3)海水中的Mg2+沉淀是生成Mg(OH)2,沉淀剂是利用生石灰与水反应生成氢氧化钙,从而将Mg2+沉淀;

(4)过氧化钠可用于呼吸面具中作为氧气的来源,是利用Na2O2与CO2或水蒸气反应生成氧气,则2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2↑;

(5)钠元素的焰色反应呈黄色,即可判断汤汁中含有钠元素。

4.a、b、c、d、e是含有一种相同元素的五种物质,可发生如下转化:

其中:

a是单质;b是气体;c、d是氧化物;e是最高价氧化物对应的水化物。

(1)如果a是一种淡黄色粉末固体,试推断这五种物质(用化学式表示):

a______;b______;c______;d______;e______。

(2)如果a是一种常见气体,试推断这五种物质(用化学式表示):

a______;b______;c______;d______;e______。

【答案】SH2SSO2SO3H2SO4N2NH3NONO2HNO3

【解析】

【分析】

【详解】

(1)如果a是一种淡黄色粉末固体,则a是硫,所以b是硫化氢,c是SO2,d是三氧化硫,e是硫酸,化学式分别为S、H2S、SO2、SO3、H2SO4。

(2)如果a是一种常见气体,则符合转化关系的是氮气,则b是氨气,C是NO,d是NO2,e是硝酸,化学式分别为N2、NH3、NO、NO2、HNO3。

5.某工厂的工业废水中含有大量的Al2(SO4)3、较多的Cu2+和少量的Na+。

从工业废水中回收金属铝和金属铜的工艺流程如下图所示(试剂X、Y、Z均过量)。

(1)试剂X为_______,加入试剂X发生的离子方程式是___________试剂Z为___________。

(2)操作②为____________(填实验分离方法)。

(3)溶液2中含有的溶质有__________(填化学式)。

(4)写出操作④的化学反应方程式____________。

(5)金属铜能与浓硫酸在加热的条件下发生反应,产生的气体为_________(填化学式)。

【答案】铝2Al+3Cu2+=2Al3++3Cu氨水过滤Al2(SO4)3、H2SO4Al2(SO4)3、H2SO4SO2

【解析】

【分析】

某工厂的工业废水中含有大量的Al2(SO4)3、较多的Cu2+和少量的Na+,由流程可知加入X为金属铝,用于置换出铜,溶液1含有Al2(SO4)3、Na2SO4,不溶性物质为过量的Al和Cu的混合物,向不溶性物质中加入试剂Y用于溶解Al,反应产生Al2(SO4)3,而Cu不能发生反应,则为稀H2SO4,溶液2含有Al2(SO4)3、过量H2SO4,由于Al(OH)3是两性物质,能够与过量的强碱NaOH溶液反应产生可溶性物质,因此向①②混合后加入氨水,可生成Al(OH)3沉淀,过滤、洗涤后加热分解生成Al2O3,电解熔融的Al2O3可生成Al,以此解答该题。

【详解】

根据上述分析可知操作①是过滤,不溶性物质为Cu、Al混合物,操作②是过滤,试剂Y是H2SO4,溶液1含有Al2(SO4)3、Na2SO4,溶液2含有Al2(SO4)3、过量H2SO4,试剂Z是氨水,操作③是过滤,操作④加热分解Al(OH)3,操作⑤是电解。

(1)由以上分析可知X为Al,可用于除去溶液中的Cu2+,反应的离子方程式为:

2Al+3Cu2+=2Al3++3Cu;试剂Z为氨水;

(2)操作①②③用于分离固体和液体,为过滤操作;

(3)溶液2中含有的溶质有Al2(SO4)3、H2SO4;

(4)操作④是加热Al(OH)3,Al(OH)3不稳定,受热发生分解反应,化学方程式为:

2Al(OH)3

2Al2O3+3H2O;

(5)金属Cu与浓硫酸混合加热,发生氧化还原反应,产生CuSO4、SO2、H2O,反应方程式为:

Cu+2H2SO4(浓)

CuSO4+SO2↑+2H2O,所以反应产生的气体为SO2。

【点睛】

本题考查了物质的推断、混合物分离提纯的综合应用,把握分离流程中的反应及混合物分离方法为解答的关键,注意实验的设计意图,把握物质的性质,侧重考查学生的分析与实验能力。

6.大气中硫、氮的氧化物是形成酸雨的主要物质。

某地酸雨中可能含有下列离子:

Na+、Ba2+、NH4+、Al3+、Cl-、SO32-、SO42-、NO3-等。

某研究小组取该地一定量的酸雨,浓缩后将所得澄清试液分成三份,进行如下实验:

试样

所加试剂

实验现象

第一份试液

滴加适量的淀粉KI溶液

溶液呈蓝色

第二份试液

滴加用盐酸酸化的BaCl2溶液

有白色沉淀产生

第三份试液

滴加NaOH溶液,加热,加入的NaOH溶液体积(V)与生成的沉淀、产生的气体的物质的量(n)的关系如图

请回答下列问题:

(1)根据实验结果判断该酸雨中肯定不存在的离子是____,不能确定的离子有___。

(2)写出第一份试液滴加淀粉KI溶液时发生反应的离子方程式:

____。

(3)第三份试液滴加NaOH溶液,加热,整个过程中发生了多个反应,写出其中两个反应的离子方程式:

①最初发生的离子反应____。

②最后发生的离子反应____。

(4)该小组为了探究NO参与硫酸型酸雨的形成过程,在烧瓶中充入含有少量NO的SO2气体,再慢慢通入O2,发生化学反应后,再喷洒适量蒸馏水即得硫酸型酸雨,则NO在上述反应中的作用是_____。

【答案】SO32-、Ba2+Na+、Cl-6I-+2NO3-+8H+=2NO↑+3I2+4H2OH++OH-=H2OAl(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O催化剂

【解析】

【分析】

第一份试液:

滴加适量的淀粉KI溶液,显示蓝色,证明一定含有能将碘离子氧化的氧化性离子,因NO3-单独存在氧化性很弱,所以一定会含有H+和NO3-,一定不含有SO32-,因为亚硫酸根离子具有强的还原性,易被氧化,酸性条件下和硝酸根离子不能共存;

第二份试液:

滴加用盐酸酸化BaCl2溶液,出现白色沉淀,则一定含有SO42-,和硫酸根离子反应的Ba2+一定不存在;

第三份试液:

滴加NaOH溶液,加热,加入的NaOH溶液,产生气体,一定是氨气,所以一定含有NH4+,加入氢氧化钠产生沉淀,继续滴加氢氧化钠,沉淀会消失,所以一定含有Al3+;钠离子和氯离子是否存在不能判断;

(3)氢氧根可以和氢离子发生中和反应,可以和铝离子发生反应,可以和铵根离子发生反应,结合图像,根据混合溶液中复分解反应先后顺序分析;

(4)根据物质的性质来书写方程式,根据一氧化氮在反应中的特点来判断所起到的作用。

【详解】

(1)根据上述分析,知道酸雨中肯定不存在的离子是SO32-、Ba2+,Na+、Cl-是否存在不能确定;

(2)试液中滴加淀粉KI溶液后,硝酸的存在会将碘离子氧化为碘单质,发生的反应为:

6I-+2NO3-+8H+=2NO↑+3I2+4H2O;

(3)第三份试液滴加NaOH溶液,加热整个过程中有多个反应,根据分析中存在的离子,结合图像,第一个发生的反应为:

氢氧根离子与氢离子反应,离子反应为:

H++OH-=H2O;最后发生的是氢氧化铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水,离子反应为:

Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O;

(4)一氧化氮具有还原性,很容易被氧化,氧化后产物是二氧化氮,2NO+O2=2NO2,二氧化氮还可以将二氧化硫氧化,即NO2+SO2=SO3+NO,整个过程中,一氧化氮的质量没有发生变化,起到催化剂的作用。

【点睛】

第(3)小题解答时需要注意复分解反应发生的顺序为:

先发生酸碱中和,再发生生成气体的反应,再发生生成沉淀的反应,最后发生沉淀溶解的反应;

7.A、B、C、D为四种可溶性的盐,它们包含的阳离子和阴离子分别为Ba2+、Ag+、Na+、Cu2+和NO3-、SO42-、Cl-、CO32-(离子在物质中不能重复出现)。

①若把四种盐分别溶于盛有蒸馏水的四支试管中,只有C盐的溶液呈蓝色;

②若向①的四支试管中分别加入盐酸,B盐的溶液有沉淀生成,D盐的溶液有无色无味的气体逸出。

(1)根据①②实验事实可推断它们的化学式为:

A____________,B___________。

(2)写出醋酸与D反应的离子方程式:

_____________________。

(3)将含相同物质的量A、B、C的溶液混合后,写出溶液中存在的离子的物质的量之比___________;在此溶液中加入锌粒,写出发生反应的离子方程式:

_________________。

(4)C溶液中阴离子的检验方法:

__________________。

【答案】BaCl2AgNO3CO32-+2CH3COOH=2CH3COO-+CO2↑+H2On(Cl-):

n(NO3-):

n(Cu2+)=1:

1:

1Zn+Cu2+═Zn2++Cu取少量C溶液于试管中,先加盐酸,无现象,再加氯化钡溶液,有白色沉淀生成,则证明C中阴离子为SO42-

【解析】

【分析】

根据题中所给的8种离子,可以推断出这些可溶性物质分别为AgNO3、BaCl2、CuSO4、Na2CO3;C盐的溶液呈蓝色,则C为CuSO4;向这4种溶液中加入盐酸,B盐溶液生成沉淀,D盐溶液生成无色无味的气体,则B为AgNO3,D为Na2CO3,A为BaCl2。

【详解】

经分析,A为BaCl2,B为AgNO3,C为CuSO4,D为Na2CO3;

(1)A为BaCl2,B为AgNO3;

(2)D为Na2CO3,醋酸与D的离子方程式为:

CO32-+2CH3COOH=2CH3COO-+CO2↑+H2O;

(3)有相同物质的量的BaCl2、AgNO3、CuSO4的溶液,假设这三种盐都有1mol,则共有1molBa2+、1molAg+、1molCu2+、2molCl-、1molNO3-、1molSO42-,混合后1molBa2+和1molSO42-沉淀,1molAg+和1molCl-沉淀,剩1molCu2+、1molCl-、1molNO3-,则三种离子的物质的量之比为1:

1:

1;向混合后的溶液中加入锌粒,发生反应Zn+Cu2+=Cu+Zn2+;

(4)C溶液中的阴离子为SO42-,其检验方法为:

取少量C溶液于试管中,先加盐酸,无现象,再加氯化钡溶液,有白色沉淀生成,则证明C中阴离子为SO42-。

8.有关物质的转化关系如图所示。

A的摩尔质量为120g·mol−1且只含两种元素。

B、E是常见气体,其中B为单质,E能使品红溶液褪色。

D为红棕色固体,F为紫红色金属,C的浓溶液可干燥某些气体。

(1)A的化学式为______。

(2)H的电子式为______。

(3)写出反应③的离子方程式:

______。

(4)写出反应④的化学方程式:

______。

【答案】FeS2

2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+Fe2(SO4)3+SO2+2H2O=2FeSO4+2H2SO4

【解析】

【分析】

E是常见气体,且E能使品红溶液褪色,则首先考虑E为SO2;D为红棕色固体,则D为Fe2O3;A只含两种元素,B是常见气体,且B为单质,A和B煅烧生成SO2和Fe2O3,则B为O2,A含有Fe、S两种元素,而A的摩尔质量为120g·mol−1,则A为FeS2;C的浓溶液可干燥某些气体,则C为硫酸,Fe2O3与H2SO4反应生成Fe2(SO4)3和水,F为紫红色金属,则F为Cu,Cu可以与Fe2(SO4)3反应生成CuSO4、FeSO4,则G为Fe2(SO4)3,H为H2O;Fe2(SO4)3、H2O、SO2反应生成FeSO4和H2SO4,则J为FeSO4,I为CuSO4,据此分析解答。

【详解】

(1)由以上分析知,A为FeS2;

故答案为:

FeS2;

(2)由以上分析知,H为H2O,其电子式为

故答案为:

(3)反应③为Cu与Fe2(SO4)3反应生成CuSO4、FeSO4,离子方程式为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+;

故答案为:

2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+;

(4)反应④为Fe2(SO4)3、H2O、SO2反应生成FeSO4和H2SO4,化学方程式为Fe2(SO4)3+SO2+2H2O=2FeSO4+2H2SO4;

故答案为:

Fe2(SO4)3+SO2+2H2O=2FeSO4+2H2SO4。

9.雾霾严重影响人们的生活与健康,某地区的雾霾中可能含有如下可溶性无机离子:

Na+、

某同学收集了该地区的雾霾,经必要的预处理后配成试样溶液,设计并完成了如下的实验:

①取试样溶液100mL,向其中加入足量BaCl2溶液,得到白色沉淀2.33g,滴入足量盐酸沉淀质量不变。

②另取试样溶液100mL,向其中加入足量NaOH溶液,得到白色沉淀1.16g.再滴入足量盐酸沉淀全部溶解。

(1)实验①能确定该雾霾中肯定不含的离子为_______________________。

(2)判断Cl-是否存在,若存在求其最小浓度(若不存在说明理由)________。

(3)该雾霾中肯定含有的离子为_________________________。

(4)1.16g白色沉淀为________(写化学式)。

(5)反应中消耗的BaCl2的物质的量为________mol。

(6)操作②中加盐酸沉淀溶解的离子方程式为______________________________。

【答案】Ba2+、Fe3+、CO32-0.2mol/LMg2+、SO42-、Cl-Mg(OH)20.01mol

【解析】

【分析】

①取试样溶液100mL,向其中加入足量BaCl2溶液,得到白色沉淀2.33g,滴入足量盐酸沉淀质量不变,则试样中一定含有SO42-,一定不含有CO32-,并且SO42-的物质的量为

=0.01mol,则原溶液中与SO42-不共存的离子Ba2+一定不含;

②另取试样溶液100mL,向其中加入足量NaOH溶液,得到白色沉淀1.16g,再滴入足量盐酸沉淀全部溶解,则试样中一定含有Mg2+,并且物质的量为

=0.02mol,一定不含Fe3+;

又溶液呈电中性,所以溶液中还一定含有Cl-,Na+可能含有,结

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