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版高考化学一轮复习第28讲中和滴定学案

第28讲 中和滴定

1.实验原理

利用酸碱中和反应,用已知浓度的酸(或碱)来测定未知浓度的碱(或酸)的实验方法。

以标准盐酸溶液滴定待测的NaOH溶液,待测的NaOH溶液的物质的量浓度为c(NaOH)=

酸碱中和滴定的关键:

(1)准确测定参加反应的酸、碱溶液的体积。

(2)选取适当指示剂,准确判断滴定终点。

2.实验用品

(1)仪器:

酸式滴定管(如图A)、碱式滴定管(如图B)、滴定管夹、铁架台、烧杯、锥形瓶。

(2)试剂:

标准液、待测液、指示剂、蒸馏水。

(3)滴定管特征和使用要求

①构造:

“0”刻度线在上方,尖嘴部分无刻度。

②精确度:

读数可估计到0.01mL。

③洗涤:

先用蒸馏水洗涤,再用待装液润洗2~3次。

④排气泡:

酸、碱式滴定管中的液体在滴定前均要排出尖嘴中的气泡。

⑤滴定管的选用

酸性、氧化性的试剂用酸式滴定管,因为酸性和氧化性物质易腐蚀橡胶。

碱性的试剂用碱式滴定管,因为碱性物质易腐蚀玻璃,致使玻璃活塞无法打开。

3.实验操作(以标准盐酸滴定待测NaOH溶液为例)

(1)滴定准备“八动词”

(2)滴定过程“三动作”

(3)终点判断“两数据”

①最后一滴:

滴入最后一滴,溶液颜色发生突变。

②半分钟:

颜色突变后,经振荡半分钟内不复原,视为滴定终点。

(4)数据处理

按上述操作重复2~3次,求出用去标准盐酸体积的平均值,根据c(NaOH)=

计算。

4.常用酸碱指示剂及变色范围

1.正误判断,正确的画“√”,错误的画“×”。

(1)中和滴定实验时,用待测液润洗锥形瓶(  )

(2)滴定终点就是酸碱恰好中和的点(  )

(3)滴定管盛标准液时,其液面一定要调在0刻度(  )

(4)用碱式滴定管量取20.00mLKMnO4溶液(  )

(5)滴定管在加入反应液之前一定要用所要盛装的反应液润洗2~3遍(  )

答案 

(1)× 

(2)× (3)× (4)× (5)√

2.用已知浓度的NaOH溶液测定某H2SO4溶液的浓度,参考如图所示,从下表中选出正确选项(  )

答案 D

解析 解答本题的关键是:

①明确酸式、碱式滴定管使用时的注意事项,②指示剂的变色范围。

酸式滴定管不能盛放碱液,而碱式滴定管不能盛放酸液,指示剂应选择颜色变化明显的酚酞或甲基橙,不能选用石蕊。

考点1 中和滴定及误差分析

典例1 现用中和滴定来测定某烧碱溶液的浓度。

(1)滴定:

用________式滴定管盛装cmol·L-1盐酸标准液。

右图表示某次滴定时50mL滴定管中前后液面的位置。

把用去的标准盐酸的体积填入表格中,此次滴定结束后的读数为________mL,滴定管中剩余液体的体积为________。

该实验应选用________作指示剂。

(2)有关数据记录如下:

根据所给数据,写出计算烧碱溶液的物质的量浓度的表达式c=________________________________(不必化简)。

(3)对下列几种假定情况进行讨论(填“无影响”“偏高”或“偏低”):

①若滴定前用蒸馏水冲洗锥形瓶,则会使测定结果________。

②读数时,若滴定前仰视,滴定后俯视,则会使测定结果________。

③若在滴定过程中不慎将数滴酸液滴在锥形瓶外,则会使测定结果________。

④滴加盐酸速度过快,未充分振荡,则看到溶液变色,立刻停止滴定,则会使测定结果________。

解析 

(1)盛装盐酸用酸式滴定管;读数注意视线与凹液面最低点水平,精确到小数点后两位;酚酞的变色范围与7最接近。

(2)运用c(H+)·V(H+)=c(OH-)·V(OH-),c(OH-)=

,消耗盐酸的体积取平均值。

(3)c(OH-)=

,主要分析对V(H+)的影响。

①不影响V(H+),无影响;②V(H+)偏小,结果偏低;③V(H+)偏大,结果偏高;④V(H+)偏小,结果偏低。

答案 

(1)酸 24.90 大于25.10mL 酚酞

(2)

(3)①无影响 ②偏低 ③偏高 ④偏低

名师精讲

1.中和滴定的两个易错点

(1)分清完全中和与恰好为中性

①完全中和强调的是酸、碱恰好反应生成盐,根据酸碱的强弱不同,溶液可能为中性,也可能为酸性或碱性。

②酸碱反应恰好为中性则强调的是反应后溶液为中性,而酸、碱不一定正好反应。

可能酸不足,也可能酸过量,也可能恰好反应。

这取决于酸碱的相对强弱。

(2)酸碱中和滴定指示剂的选择

①指示剂的变色点与滴定终点的pH越接近越好。

②指示剂在滴定终点时颜色变化明显,指示准确。

③石蕊的“红色→紫色”“紫色→蓝色”的颜色变化不够明显,所以石蕊不能作为酸碱中和反应的指示剂。

2.酸碱中和滴定中常见误差分析

(1)误差分析的方法

依据原理c(标准)·V(标准)=c(待测)·V(待测),所以c(待测)=

,因c(标准)与V(待测)已确定,因此只要分析出不正确的操作引起V(标准)的变化,即分析出结果。

V(标准)变大,则c(待测)偏高;V(标准)变小,则c(待测)偏低。

(2)常见误差分析

以标准酸溶液滴定未知浓度的碱溶液(酚酞作指示剂)为例,常见的因操作不正确而引起的误差有:

1.某学生用已知物质的量浓度的盐酸来测定未知物质的量浓度的NaOH溶液时,选择甲基橙作指示剂。

请填写下列空白:

(1)用标准的盐酸滴定待测的NaOH溶液时,左手握酸式滴定管的活塞,右手摇动锥形瓶,眼睛注视________________,直到加入最后一滴盐酸后,溶液由黄色变为橙色,并__________________________。

(2)下列操作中可能使所测NaOH溶液的浓度数值偏低的是________(填字母序号)。

A.酸式滴定管未用标准盐酸润洗就直接注入标准盐酸

B.滴定前盛放NaOH溶液的锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥

C.酸式滴定管在滴定前有气泡,滴定后气泡消失

D.读取盐酸体积时,开始仰视读数,滴定结束时俯视读数

(3)某学生根据3次实验分别记录有关数据如下表:

依据上表数据列式计算该NaOH溶液的物质的量浓度。

答案 

(1)锥形瓶中溶液颜色变化 在半分钟内不变色 

(2)D

(3)

=26.10mL,

c(NaOH)=

=0.1044mol·L-1

解析 在求c(NaOH)和进行误差分析时应依据公式:

c(NaOH)=

欲求c(NaOH),须先求V[(HCl)aq],再代入公式;进行误差分析时,要考虑实际操作对V[(HCl)aq]和V[(NaOH)aq]的影响,进而影响c(NaOH)。

(3)先算出耗用标准盐酸的平均值:

=26.10mL(第二次偏差太大,舍去),

c(NaOH)=

=0.1044mol·L-1。

考点2 酸碱中和滴定曲线分析

典例2 (2016·全国卷Ⅰ)298K时,在20.0mL0.10mol·L-1氨水中滴入0.10mol·L-1的盐酸,溶液的pH与所加盐酸的体积关系如图所示。

已知0.10mol·L-1氨水的电离度为1.32%,下列有关叙述正确的是(  )

A.该滴定过程应该选择酚酞作为指示剂

B.M点对应的盐酸体积为20.0mL

C.M点处的溶液中c(NH

)=c(Cl-)=c(H+)=c(OH-)

D.N点处的溶液中pH<12

解析 酚酞的变色范围是8.2~10.0,又因为NH4Cl是强酸弱碱盐,水解显酸性,故正好中和时溶液显酸性,盐酸的量不足时溶液可能就褪色了,使测量值偏小,故应用甲基橙作指示剂,A错误;当加入盐酸20.0mL时正好生成NH4Cl,因为NH

的水解使溶液pH<7,而M点对应pH=7,故加入盐酸少于20.0mL,B错误;由电荷守恒知:

c(NH

)+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-),又因pH=7,故c(H+)=c(OH-),所以c(NH

)=c(Cl-),但c(NH

)=c(Cl-)>c(H+)=c(OH-),C错误;由0.10mol·L-1氨水的电离度为1.32%可知:

c(OH-)=0.10mol·L-1×1.32%=0.00132mol·L-1,所以c(H+)=

mol·L-1>

mol·L-1=1.0×10-12mol·L-1,故pH<12,D正确。

答案 D

名师精讲

滴定曲线分析的方法

(1)分析步骤:

首先看纵坐标,搞清楚是酸加入碱中,还是碱加入酸中;其次看起点,起点可以看出酸性或碱性的强弱,这在判断滴定终点时至关重要;再次找滴定终点和pH=7的中性点,判断滴定终点的酸碱性,然后确定中性点(pH=7)的位置;最后分析其他的特殊点(如滴定一半点,过量一半点等),分析酸、碱过量情况。

(2)滴定过程中的定量关系:

①电荷守恒关系在任何时候均存在;②物料守恒可以根据加入酸的物质的量和加入碱的物质的量进行确定,但不一定为等量关系。

2.常温下,用pH=m的盐酸滴定20mLpH=n的MOH溶液,且m+n=14。

混合溶液的pH与盐酸体积V的关系如图所示。

下列说法正确的是(  )

A.a点:

c(Cl-)>c(M+)>c(OH-)>c(H+)

B.b点:

MOH和HCl恰好完全反应

C.c点:

c(H+)=c(OH-)+c(MOH)

D.a点到d点:

水电离的c(H+)·c(OH-)先变大,后变小

答案 D

解析 m+n=14,从图像看出,b点时,盐酸体积与MOH溶液体积相等,溶液呈碱性,说明混合溶液中MOH过量,MOH继续电离,说明MOH是弱碱。

A项,a点对应的溶液呈碱性,溶液中离子浓度大小顺序为c(M+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+),错误;B项,b点对应的溶液中MOH未完全反应,溶液呈碱性,错误;C项,c点对应的溶液显中性,c(H+)=c(OH-),错误;D项,在碱溶液中滴加盐酸,水的电离程度逐渐增大,当碱与酸恰好完全反应时,水的电离程度最大,然后随着盐酸的不断加入,水的电离受到抑制,则水电离的c(H+)·c(OH-)先变大,后变小,正确。

3.室温下,向a点(pH=a)的20.00mL1.000mol·L-1氨水中滴入1.000mol·L-1盐酸,溶液pH和温度随加入盐酸体积变化曲线如图所示。

下列有关说法错误的是(  )

A.将此氨水稀释,溶液的导电能力减弱

B.b点溶液中离子浓度大小可能存在:

c(NH

)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)

C.c点时消耗盐酸体积V(HCl)<20.00mL

D.a、d两点的溶液,水的离子积Kw(a)>Kw(d)

答案 D

解析 A项,稀释氨水,虽然促进一水合氨的电离,但溶液中离子浓度减小,导电能力降低,正确;B项,b点pH>7,c(OH-)>c(H+),溶液中电荷守恒为c(NH

)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),则c(NH

)>c(Cl-),即c(NH

)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+),正确;C项,溶液显中性时,HCl的物质的量小于一水合氨,所以c点消耗盐酸体积V(HCl)<20.00mL,正确;D项,d点温度高于a点,水的离子积Kw(a)

微专题

氧化还原反应和沉淀滴定法的原理

一、氧化还原滴定

1.氧化还原滴定原理

以氧化还原反应为基础的定量分析方法,它以氧化剂或还原剂为滴定剂,直接滴定一些具有还原性或氧化性的物质;或者间接滴定一些本身并没有氧化性或还原性,但能与某些氧化剂或还原剂起反应的物质。

氧化滴定剂有高锰酸钾、重铬酸钾、碘等;还原滴定剂有亚铁盐、抗坏血酸(即维生素C)等。

2.氧化还原滴定实例

(1)酸性KMnO4溶液滴定H2C2O4溶液。

原理:

2MnO

+6H++5H2C2O4===10CO2↑+2Mn2++8H2O

指示剂:

酸性KMnO4溶液本身呈紫色,不用另外选择指示剂,当滴入最后一滴酸性KMnO4溶液后,溶液由无色变浅红色,且半分钟内不褪色,说明达到滴定终点。

(2)Na2S2O3溶液滴定碘液。

原理:

2Na2S2O3+I2===Na2S4O6+2NaI

指示剂:

用淀粉作指示剂,当滴入最后一滴Na2S2O3溶液后,溶液的蓝色褪去,且半分钟内不恢复原色,说明达到滴定终点。

二、沉淀滴定法

1.定义

沉淀滴定是利用沉淀反应进行定量分析的方法。

生成沉淀的反应很多,但符合定量分析条件的却很少,实际上应用最多的是银量法,即利用Ag+与卤素离子的反应来测定Cl-、Br-、I-的浓度。

2.沉淀滴定原理(以溶液中Cl-含量的测定为例)

以铬酸钾为指示剂,在中性或弱碱性介质中,用硝酸银标准溶液测定卤素化合物含量。

Ag++Cl-===AgCl↓(白色) Ksp(AgCl)=2×10-10

2Ag++CrO

===Ag2CrO4(砖红色)

Ksp(Ag2CrO4)=1.12×10-12

因为AgCl和Ag2CrO4的溶度积不同,因而发生分级沉淀,当AgCl沉淀完全后,稍过量的AgNO3标准溶液与K2CrO4指示剂反应生成Ag2CrO4沉淀(砖红色)。

(建议用时:

40分钟)

一、选择题(每题6分,共54分)

1.实验室现有3种酸碱指示剂,其pH变色范围如下:

甲基橙:

3.1~4.4 石蕊:

5.0~8.0 酚酞:

8.2~10.0

用0.1000mol·L-1NaOH溶液滴定未知浓度的CH3COOH溶液,反应恰好完全时,下列叙述中正确的是(  )

A.溶液呈中性,可选用甲基橙或酚酞作指示剂

B.溶液呈中性,只能选用石蕊作指示剂

C.溶液呈碱性,可选用甲基橙或酚酞作指示剂

D.溶液呈碱性,只能选用酚酞作指示剂

答案 D

解析 NaOH溶液和CH3COOH溶液恰好反应生成CH3COONa时,CH3COO-水解显碱性,而酚酞的变色范围为8.2~10.0,比较接近。

因此答案为D。

2.准确移取20.00mL某待测HCl溶液于锥形瓶中,用0.1000mol·L-1NaOH溶液滴定。

下列说法正确的是(  )

A.滴定管用蒸馏水洗涤后,装入NaOH溶液进行滴定

B.随着NaOH溶液滴入,锥形瓶中溶液pH由小变大

C.用酚酞作指示剂,当锥形瓶中溶液由红色变无色时停止滴定

D.滴定达终点时,发现滴定管尖嘴部分有悬滴,则测定结果偏小

答案 B

解析 滴定管用蒸馏水洗涤并用NaOH溶液润洗后,方可装入NaOH溶液,A项错误;在滴定过程中,溶液的pH会由小逐渐变大,B项正确;用酚酞作指示剂,当溶液由无色变为浅红色,且30s内颜色不褪去,说明达到滴定终点,可停止滴定,C项错误;滴定后,若滴定管尖嘴部分有悬滴,说明计算时代入的NaOH溶液体积的值比实际滴入的大,导致测定结果偏大,D项错误。

3.(2017·珠海模拟)如图,曲线a和b是盐酸与氢氧化钠的相互滴定的滴定曲线,下列叙述正确的是(  )

A.盐酸的物质的量浓度为1mol·L-1

B.P点时反应恰好完全,溶液呈中性

C.曲线a是盐酸滴定氢氧化钠的滴定曲线

D.酚酞不能用作本实验的指示剂

答案 B

解析 根据曲线a知,滴定前盐酸的pH=1,c(HCl)=0.1mol·L-1,A错误;P点表示盐酸与氢氧化钠恰好完全中和,溶液呈中性,B正确;曲线a是氢氧化钠溶液滴定盐酸的曲线,曲线b是盐酸滴定氢氧化钠溶液的曲线,C错误;强酸与强碱滴定,可以用酚酞作指示剂,D错误。

4.下列实验操作,对实验结果不会产生影响的是(  )

A.用酸碱中和滴定法测待测液浓度时,装标准液的滴定管用水洗后未用标准液润洗

B.用酸碱中和滴定法测待测液浓度时,装待测液的锥形瓶用水洗后用待测液润洗2~3次

C.测定中和反应的反应热时,将碱溶液缓慢倒入酸溶液中

D.用蒸馏水润湿的pH试纸测定硫酸钠溶液的pH

答案 D

解析 酸式滴定管用蒸馏水洗后未用标准液润洗就装标准液滴定,标准液浓度偏小,造成V(标准)偏大,可以知道c(待测)偏大,故A错误;用待测液润洗锥形瓶,则待测液的物质的量增大,造成V(标准)偏大,可以知道c(待测)偏大,故B错误;测定中和反应的反应热时,将碱缓慢倒入酸中,导致热量损失过大,所测温度值偏小,故C错误;pH试纸湿润后,若测定中性溶液,不影响结果,所以D正确。

5.(2018·沈阳市高三质检)25℃时,向25mL0.1mol·L-1NaOH溶液中逐滴加入0.2mol·L-1醋酸溶液,滴定曲线如图所示,下列说法正确的是(  )

A.在A、B间任一点的溶液中一定都有:

c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)

B.用含a的代数式表示CH3COOH的电离常数

K=

C.C点对应的溶液中,水电离出的H+浓度大于10-7mol·L-1

D.D点对应的溶液中,存在如下关系:

c(CH3COO-)-c(CH3COOH)=2c(H+)-c(OH-)

答案 B

解析 A项,向NaOH溶液中滴入少量CH3COOH溶液时,可能存在c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+),错误;B项,加入amLCH3COOH溶液时,所得溶液呈中性,根据电荷守恒,c(CH3COO-)=c(Na+),溶液中c(H+)和c(CH3COO-)分别为10-7mol·L-1和

mol·L-1,过量的c(CH3COOH)为

mol·L-1,则CH3COOH的电离常数K=

,正确;C项,C点溶液呈酸性,抑制水的电离,错误;D项,所得溶液中含等量的CH3COOH和CH3COONa,根据电荷守恒和物料守恒有c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)和c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=2c(Na+),联立两式得c(CH3COOH)-c(CH3COO-)=2c(OH-)-2c(H+),错误。

6.(2017·成都诊断)常温下,向20mL0.5mol·L-1的CH3COOH溶液中逐滴滴加0.5mol·L-1的NaOH溶液,滴定曲线如图。

相关分析正确的是(  )

A.滴加至①时,c(Na+)=c(CH3COO-),酸碱恰好完全反应

B.滴加至②时,c(OH-)-c(H+)=c(CH3COOH)

C.滴定中,

逐渐减小

D.滴定中,c(CH3COOH)与c(CH3COO-)之和保持不变

答案 B

解析 A项,滴加到①时,溶液为中性,则c(H+)=c(OH-),由电荷守恒可知c(Na+)=c(CH3COO-),若恰好反应,则为CH3COONa溶液,溶液显碱性,则①点时醋酸过量,错误;B项,滴加到②点时,溶液为CH3COONa溶液,溶液中OH-源于水的电离,CH3COO-水解,根据质子守恒c(OH-)=c(H+)+c(CH3COOH),正确;C项,溶液中存在平衡,CH3COOHCH3COO-+H+,加入NaOH,H+浓度减小,平衡正向移动,则

比值增大,错误;D项,由物料守恒知,滴定中,CH3COOH分子和CH3COO-的物质的量和不变,但溶液的体积增大,二者的浓度和会减小,错误。

7.H2S2O3是一种弱酸,实验室欲用0.01mol·L-1的Na2S2O3溶液滴定I2溶液,发生的反应为I2+2Na2S2O3===2NaI+Na2S4O6。

下列说法合理的是(  )

A.该滴定可用甲基橙作指示剂

B.Na2S2O3是该反应的还原剂

C.该滴定可选用如图所示装置

D.该反应中每消耗2molNa2S2O3,电子转移数为4mol

答案 B

解析 溶液中有单质碘,应加入淀粉溶液作指示剂,A错误;Na2S2O3中S元素化合价升高被氧化,作还原剂,B正确;Na2S2O3溶液显碱性,应该用碱式滴定管,C错误;反应中每消耗2molNa2S2O3,电子转移数为2mol,D错误。

8.常温下,用0.1000mol/LNaOH溶液分别滴定20.00mL0.1000mol/L盐酸和20.00mL0.1000mol/L醋酸溶液,得到2条滴定曲线,如图所示。

若以HA表示酸,下列说法正确的是(  )

A.滴定盐酸的曲线是图2

B.达到B、D状态时,两溶液中离子浓度均为c(Na+)=c(A-)

C.达到B、E状态时,反应消耗的n(CH3COOH)>n(HCl)

D.当0c(Na+)>c(H+)>c(OH-)

答案 B

解析 HCl是强电解质,醋酸是弱电解质,它们浓度相等时,盐酸的pH小于醋酸,滴定盐酸的曲线是图1,A错误;达到B、D状态时,两溶液中c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒,c(Na+)=c(A-),B正确;达到B、E状态时,加入氢氧化钠溶液体积相等,反应消耗的n(CH3COOH)=n(HCl),C错误;滴定不同的酸,0

9.(2017·河北石家庄调研)用0.1mol·L-1NaOH溶液滴定10mL0.1mol·L-1H2A溶液,溶液的pH与NaOH溶液的体积关系如图所示。

下列说法错误的是(  )

A.A点溶液中加入少量水:

增大

B.B点:

c(Na+)>c(HA-)>c(H+)>c(A2-)>c(OH-)

C.C点:

c(Na+)=c(HA-)+2c(A2-)

D.水电离出来的c(OH-):

B>D

答案 D

解析 向H2A溶液中加入少量水,H2A、H+的浓度均减小,

,则

增大,故A正确;10mL0.1mol·L-1NaOH溶液与10mL0.1mol·L-1H2A溶液反应恰好生成NaHA,此时溶液呈酸性,HA-的电离程度大于其水解程度,所以B点有c(Na+)>c(HA-)>c(H+)>c(A2-)>c(OH-),故B正确;根据电荷守恒,c(Na+)+c(H+)=c(HA-)+2c(A2-)+c(OH-),C点溶液呈中性,所以c(Na+)=c(HA-)+2c(A2-),故C正确,D点H2A与氢氧化钠恰好反应生成Na2A,A2-水解促进水的电离,B点为NaHA溶液,HA-电离使溶液呈酸性,抑制水的电离,所以水电离出来的c(OH-):

B

二、非选择题(共46分)

10.(2017·安徽马鞍山模拟)(20分)H2O2是重要的氧化剂、还原剂,它的水溶液又称为双氧水,常用作消毒、杀菌、漂白等。

某化学兴趣小组取一定量的过氧化氢溶液,准确测定了H2O2的含量,并探究了H2O2的性质。

请填写下列空白:

(1)移取10.00mL密度为ρg·mL-1的H2O2溶液至250mL________(填仪器名称)中,加水稀释至刻度,摇匀。

移取稀释后的H2O2溶液25.00mL至锥形瓶中,加入稀H2SO4酸化,用蒸馏水稀释,作被测试样。

(2)用KMnO4标准溶液滴定被测试样,其反应的离子方程式如下,请将相关物质的化学计量数及化学式填写在方框里。

(3)滴定时,将KMnO4标准溶液注入________(填“酸式”或“碱式”)滴定管中。

滴定到达终点的现象是__________________________________。

(4)重复滴定三次,平均耗用cmol·L-1KMnO4标准溶液VmL,则原H2O2溶液中H2O2的质量分数为________。

答案 

(1)容量瓶 

(2)2 5 6 2 8 5 O2

(3)酸式 滴入最后一滴KMnO4溶液后,溶液呈浅红色,且30秒内不褪色 (4)

解析 

(1)根据题意仪器应该选用容量瓶。

(2)残缺方程式配平首先应确定缺什么,分析可知缺的是O2,根据电子转移守恒,配平

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