化学流程图的专项培优练习题.docx

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化学流程图的专项培优练习题

一、中考初中化学流程图

1.化工生产中需要对原料提纯,以利于提高产品质量。

经测定某氯化钠样品中混有硫酸钠,为了除去杂质并制得纯净的氯化钠固体,在实验室研究中某学生设计方案如下:

回答下列问题

(1)操作②能否用硝酸钡溶液?

说明理由_____________________________;

(2)进行操作②后,如何判断硫酸钠已除尽,方法是___________________;

(3)操作③的目的是_____________,③、④操作顺序能否交换,其理由是_______________;

(4)此设计方案是否严密,说明理由_________________________.

【答案】不能用硝酸钡溶液,会引入新的硝酸钠杂质无法出去向上清液中滴加氯化钡溶液,看是否有沉淀生成使钡离子完全沉淀不能,有碳酸钡固体悬浮在液体中,得不到纯净的氯化钠溶液不严密,过量的碳酸钠没有除去。

【解析】

【分析】

【详解】

(1).不能用硝酸钡,因硝酸钡溶液和硫酸钠反应生成硫酸钡沉淀和硝酸钠而引入新的杂质;

(2).利用硫酸钠与氯化钡生成白色沉淀,取少量上层清液于小试管中,滴加氯化钡溶液,观察是否有沉淀生成,若无沉淀生成,则说明硫酸钠已除尽,反之则没有除尽;

(3).除硫酸钠时加入了过量的氯化钡,如果不除掉会引入杂质,所以加入碳酸钠,利用碳酸钠和氯化钡生成碳酸钡沉淀和氯化钠,而使钡离子完全沉淀;

(4).③、④的操作顺序不能交换,否则碳酸钡无法除掉,得不到纯净的氯化钠溶液;

(5).此设计方案不严密,会使得滤液中混有碳酸钠,加热蒸发得到的NaCl固体不纯,应在蒸发结晶前再向溶液中加入适量的盐酸,将过量的碳酸钠除掉。

2.某干燥剂含有CaO、NaOH和CaCl2中的两种物质,为探究其成分,设计如图所示实验。

依据实验流程回答相关问题。

(1)向溶液a中加入紫色石蕊试液,现象是__________________。

(2)白色固体b一定是_______________(填化学式)。

(3)加入过量稀HNO3的目的是_______________。

(4)现象c:

①若无白色沉淀,干燥剂成分为_______________。

②若有白色沉淀,写出产生此现象的化学方程式_______________。

【答案】溶液变蓝CaCO3完全除去NaOH、Na2CO3,以免干扰检验CaCl2CaO和NaOH

【解析】

【分析】

【详解】

(1)某干燥剂含有CaO、NaOH和CaCl2中的两种物质,氧化钙遇水会反应生成氢氧化钙,加水后形成的溶液a(至少含有氢氧化钙或氢氧化钠中的一种)一定呈碱性,所以溶液a中加入紫色石蕊试液,溶液一定会是蓝色。

故填:

溶液变蓝。

(2)溶液a中加入过量碳酸钠后形成白色固体b,而干燥剂中含有CaO、NaOH和CaCl2中的两种物质,氧化钙遇水反应生成氢氧化钙,所以白色固体b一定是碳酸钠与氢氧化钙或氯化钙反应生成的碳酸钙沉淀。

故填:

CaCO3。

(3)溶液a中加入过量碳酸钠后,碳酸钠与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀与氢氧化钠,或是碳酸钠与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠溶液,溶液中一定会有碳酸钠,可能含有氢氧化钠或氯化钠,向溶液中加入过量稀HNO3,再滴加硝酸银,硝酸银与氯化钠反应会生成氯化银白色沉淀,目的是想检验溶液中是否含有氯化钠,从而确定干燥剂中是否含有氯化钙,但是氢氧化钠和碳酸钠会对氯化钠的检验造成干扰,它们遇到硝酸银也会产生白色沉淀,为排除他们的干扰,所以加入过量稀硝酸,将氢氧化钠和碳酸钠都转化为硝酸钠和水及二氧化碳(逸散到空气中),所以加入过量稀HNO3的目的是完全除去NaOH、Na2CO3,以免干扰检验CaCl2。

故填:

完全除去NaOH、Na2CO3,以免干扰检验CaCl2。

(4)根据以上分析,加入过量稀硝酸,稀硝酸与氢氧化钠和碳酸钠分别反应后会生成硝酸钠、水和二氧化碳(跑走),若溶液中有氯化钠,硝酸银与氯化钠反应会生成氯化银白色沉淀,现象c:

①若无白色沉淀,干燥剂中不含氯化钙,所以干燥剂的成分为CaO和NaOH。

故填:

CaO和NaOH。

②若有白色沉淀,硝酸银与氯化钠反应生成氯化银沉淀和硝酸钠,产生此现象的化学方程式

【点睛】

根据氧化钙与水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,碳酸钠与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠等知识进行分析解答。

3.工业上用菱锰矿[主要成分为MnCO3,含FeCO3、Cu2(OH)2CO3、SiO2等杂质]为原料来制取二氧化锰,其生产流程示意图如下:

回答下列问题:

(1)加盐酸之前,需要将菱锰矿粉碎,目的是________

(2)操作②是______,此操作过程中用的玻璃仪器有玻璃棒、______、_______,其中玻璃棒的作用是________。

(3)向菱锰矿中加入盐酸,MnCO3、FeCO3、Cu2(OH)2CO3都溶解并转化为MnCl2、FeCl2、CuCl2。

盐酸与MnCO3反应的化学方程式为_______________。

滤渣1主要成分是二氧化硅,需要洗涤,洗涤的目的是________________,可以通过在最后一次洗涤液中滴加________(填化学式)溶液,若无明显现象,则已洗涤干净。

(4)加入双氧水将铁元素转化为Fe(OH)3沉淀,其反应为:

2FeCl2+H2O2+4H2O=2Fe(OH)3↓+4HCl,该反应化合价发生变化的元素是氧和________(填元素名称)。

(5)加入Na2S、MnS等硫化物,均可将MnCl2中混有的CuCl2转化为CuS沉淀除去,但实际生产中选用MnS,其原因是________。

【答案】增大反应物的接触面积,加快反应速率,使反应更充分过滤烧杯漏斗引流

回收滤渣表面的MnCl2(答案合理即可)AgNO3铁不引入新杂质

【解析】

【分析】

【详解】

(1)将菱锰矿粉碎,可以增大反应物之间的接触面积,提高反应速率,使反应更充分;

(2)操作②实现了固液分离,故操作②是过滤。

过滤需要用到的玻璃仪器有:

玻璃棒、烧杯、漏斗,玻璃棒的作用是:

引流;

(3)盐酸与MnCO3反应生成氯化锰、二氧化碳和水,该反应的化学方程式为:

向菱锰矿中加入盐酸,MnCO3、FeCO3、Cu2(OH)2CO3都溶解并转化为MnCl2、FeCl2、CuCl2,且该生产流程是生成二氧化锰,故洗涤滤渣的目的是:

回收滤渣表面的MnCl2;

滤液中含有氯离子,银离子能与氯离子反应生成氯化银白色沉淀,故可以通过在最后一次洗涤液中滴加AgNO3溶液,若无明显现象,则已洗涤干净;

(4)氯化亚铁中铁元素的化合价为+2价,氢氧化铁中铁元素的化合价为+3价,故铁元素的化合价发生了改变;

(5)加入Na2S,Na2S与氯化铜反应生成CuS和氯化钠,虽然除去了氯化铜,但是引入了新的杂质氯化钠,如果用MnS,MnS与氯化铜反应生成CuS和氯化锰,不会引入新的杂质,故填:

不引入新杂质。

4.电池在我们的生活中应用极为广泛,2019年诺贝尔化学奖颁发给了在锂(Li)电池研究方面做出贡献的科学家。

如图是工业上以某种石英砂(主要成分:

SiO2、Li2O、Fe2O3、Al2O3)为主要原料制取纯硅和金属锂的一种方法。

请回答以下问题。

已知:

LiCl的熔点是605℃、沸点是1350℃;NH4Cl在100℃开始分解,337.8℃分解完全,NH3和HCl在常温下又能反应生成NH4Cl固体。

当溶液pH=5时,Fe3+和Al3+已沉淀完全。

(1)“酸浸”步骤中能与盐酸反应的物质有________(填化学式)。

(2)请写出操作a的名称________;

(3)反应②的化学方程式是________。

(4)试剂X是________。

(5)要得到较纯净的LiCl和NH4Cl固体,在第二个操作a之前应进行的一步操作是________。

【答案】Li2O、Fe2O3、Al2O3(少一个不得分)过滤SiCl4+2H2

Si+4HClNH3·H2O控制溶液的pH为5

【解析】

【分析】

四氯化硅和氢气高温生成硅和氯化氢,氯化铁和氨水反应生成氢氧化铁沉淀和氯化铵。

【详解】

(1)Li2O、Fe2O3、Al2O3都属于金属氧化物,能和盐酸反应,故“酸浸”步骤中能与盐酸反应的物质有Li2O、Fe2O3、Al2O3。

(2)操作a是将固体和液体分离,故名称是过滤。

(3)反应②是四氯化硅和氢气高温生成硅和氯化氢,反应的化学方程式是SiCl4+2H2

Si+4HCl。

(4)石英砂酸浸后得到的溶液中含有氯化锂和氯化铁、氯化铝,加入X后,氯化铁、氯化铝和X反应生成氢氧化铁沉淀、氢氧化铝沉淀和氯化铵,故试剂X是NH3·H2O。

(5)当溶液pH=5时,Fe3+和Al3+已沉淀完全,要得到较纯净的LiCl和NH4Cl固体,在第二个操作a之前应进行的一步操作是控制溶液的pH为5。

【点睛】

要得到较纯净的LiCl和NH4Cl固体,当溶液pH=5时,Fe3+和Al3+已沉淀完全,在第二个操作a之前应进行的一步操作是控制溶液的pH为5。

5.氯化亚铜(CuCl)广泛应用于冶金、电镀、医药等行业。

已知CuCl难溶于水和乙醇,在潮湿空气中易变质。

CuCl的制备流程如下:

(1)“滤液1”中除了Na+、SO42-外,还存在较多的离子是______________;滤液2中含有的溶质有__________________。

(2)“反应”中发生的化学变化生成了某种气体,这种气体能跟水直接化合产生硫酸,“反应”过程的化学反应方程是:

__________________。

(3)“操作a”的名称是__________________,流程中可以循环利用的物质(水除外)是_________________(写化学式)。

(4)能用“水洗”的原因是__________________,“水洗”的作用是__________________,“醇洗”的目的是__________________。

(5)160gCuSO4与足量NaCl经上述制备流程,可生成的CuCl最多是__________________g。

【答案】Cl-Cu2+NaCl、Na2SO4和H2SO4

过滤NaClCuCl难溶于水;洗去可溶性杂质,保留CuCl快速去除CuCl表面的水、防止其氧化99.5

【解析】

【分析】

【详解】

(1)溶解过程和结晶过程离子的种类不变,滤液中含有Na+、SO42-、Cl-和Cu2+;“反应”中发生的化学变化是

,产生的SO3迅速与水化合生成硫酸,所以滤液2中含有的溶质有NaCl、Na2SO4和H2SO4;

(2)SO3能与水化合生成硫酸,“反应”中发生的化学变化是

(3)“操作a”的名称是过滤,流程中NaCl既是反应物,又是生成物,故可以循环利用的物质NaCl;

(4)能用“水洗”的原因是CuCl难溶于水,“水洗”的作用是洗去可溶性杂质,保留CuCl,“醇洗”的目的是快速去除CuCl表面的水、防止其氧化;

(5)反应前后铜元素的质量相等,设可生成的CuCl质量最多是x。

解得x=99.5g

答:

160gCuSO4与足量NaCl经上述制备流程,可生成的CuCl最多是99.5g。

6.回答下列问题。

(1)“侯氏制碱法”制备Na2CO3的流程如下。

①反应②的化学方程式是___。

②操作a的名称是__,实验室进行此操作所需的主要玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和____。

③流程图中能循环利用的物质是_(填化学式),副产品为_(填化学式)。

(2)实验室制备纯碱(Na2CO3)的主要步骤为:

将饱和NaCl溶液倒入烧杯加热,控制30~35°C,搅拌下分批加入研细的NH4HCO3固体,加料完毕,保温30分钟,静置、过滤得NaHCO3晶体。

用少量蒸馏水洗涤除去杂质、抽干,转入蒸发皿中灼烧得Na2CO3固体。

四种盐在不同温度下的溶解度表(g/100g水)

温度

溶解度

0°C

10°C

20°C

30°C

40°C

50°C

60°C

100°C

NaCl

35.7

35.8

36.0

36.3

36.6

37.0

37.3

39.8

NH4HCO3

11.9

15.8

21.0

27.0

NaHCO3

6.9

8.1

9.6

11.1

12.7

14.5

16.4

NH4Cl

29.4

33.3

37.2

41.4

45.8

50.4

55.3

77.3

①反应温度需要控制在30~35°C,原因是__。

为控制此温度,通常采取的加热方法为___。

②保温30分钟,静置后只析出NaHCO3晶体的原因__。

【答案】

过滤漏斗CO2NH4Cl该温度范围内,各物质溶解度最大,而又不会分解水浴加热该温度下,NaHCO3溶解度最小,其余物质溶解度较大,故只有NaHCO3析出

【解析】

【分析】

【详解】

(1)①反应②是氨气、二氧化碳、水、和氯化钠反应生成氯化铵和碳酸氢钠,故的方程式为:

②操作a是将固液分离,故是过滤。

过滤过程中用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯和漏斗。

③在流程中二氧化碳既是反应的反应物,又是反应的生成物,流程图中能循环利用的物质是二氧化碳。

(2)①根据表格的数据可知,30~35°C时,各物质溶解度最大,而又不会分解,故填:

该温度范围内,各物质溶解度最大,而又不会分解

②由表可知,该温度下,碳酸氢钠的溶解度最小,其余物质溶解度较大,故只有NaHCO3析出。

7.南海钓鱼岛及其附属海域是我国固有领土,蕴藏着丰富的海洋资源,我国制碱工业先驱侯德榜发明了“侯氏制碱法”,在充分利用海洋资源的基础上,结合“侯氏制碱法”的基本原理,可模拟实现工业生产纯碱的过程如下(某些反应产物以略去):

回答下列问题:

(1)操作a的名称是____,在该操作中常使用烧杯、玻璃棒和_______这三种玻璃仪。

(2)“侯氏制碱法”的主要产品“碱"是指_____(填化学式)。

(3)在沉淀池中发生的反应是:

将NH3、CO2、饱和氯化钠溶液反应,生成NaHCO3固体和NH4Cl溶液,请写出该反应的化学方程式____________________________。

(4)仔细观察流程图,其中可循坏利用的物质除二氧化碳之外,逐有_________。

【答案】过滤漏斗Na2CO3NH3+CO2+NaCl+H2O=NaHCO3↓+NH4ClNH4Cl

【解析】

【分析】

【详解】

(1)固液分离操作是过滤,该操作用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗,故填:

过滤;漏斗。

(2)“侯氏制碱法”的主要声品“碱"是指纯碱碳酸钠,化学式是Na2CO3,故填:

Na2CO3。

(3)NH3、CO2、饱和氯化钠溶液反应,生成NaHCO3固体和NH4Cl溶液化学方程式为;NH3+CO2+NaCl+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl,故填:

NH3+CO2+NaCl+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl。

(4)氯化铵及是反应物又是生成物,是可循环利用的物质,故填:

NH4Cl。

8.空气是宝贵的自然资源,下图是以空气等为原料合成尿素[CO(NH2)2]的流程。

请按要求回答相关问题:

(1)X是空气中含量最多的气体,其分子式为_____。

(2)图中分离空气的过程属于_____变化(填“物理”或“化学”)。

(3)空气中含有的少量稀有气体的化学性质_____(填“活泼”或“稳定”)。

(4)①天然气的主要成分是CH4,点燃CH4之前应_____。

8gCH4完全燃烧消耗32gO2,生成agCO2和18gH2O,则a=_____。

②由CH4在该流程中的作用表明:

化学反应中发生物质变化的同时也会伴随有_____变化(填“能量”或“原子个数”)。

(5)写出NH3合成尿素的化学反应方程式_____。

【答案】N2物理稳定验纯22能量

【解析】

【分析】

【详解】

(1)空气中含量最多的气体是氮气(体积分数78%),化学式(分子式)为N2。

故填:

N2。

(2)将空气分离为氮气和氧气,利用的是它们的沸点不同,将它们分离,没有新物质生成,发生物理变化。

故填:

物理。

(3)空气中含有的少量稀有气体的化学性质非常稳定,一般情况下很难与其它物质反应,因为构成它们的原子最外层电子都是处于相对稳定状态。

故填:

稳定。

(4)①天然气的主要成分是CH4,可燃性气体点燃之前都要进行验纯。

天然气燃烧的化学方程式为:

,所以

,a=22。

故填:

验纯;22。

②由CH4在该流程中的作用表明:

它燃烧产物CO2参与合成尿素的反应,同时放出的热量提供给氨气的合成过程。

即化学反应中发生物质变化的同时也会伴随能量变化。

故填:

能量。

(5)由流程图可知,合成尿素需要氨气和二氧化碳参与反应,生成尿素和水。

故反应的方程式为:

【点睛】

本题关键要仔细观察流程图的各个细节。

9.某金属冶炼厂的管道烟泥中含有炭黑及少量金属铜和锌.某实验小组的同学设计了从管道烟泥中回收铜的实验方案,实验过程如图所示:

请回答:

(1)滤液B中的溶质是________,无色气体C是________.

(2)制作过滤器时,滤纸润湿后应紧贴在漏斗内壁上,不留气泡,若有气泡,则导致的后果是___________________.

(3)写出步骤③的化学方程式_________________________.

(4)步骤④中所加入的金属X和Zn的活动性顺序是Zn>X,则X可选________;欲除去得到的不纯的铜中的杂质,可选用的试剂有________(填一种).

【答案】硫酸锌、硫酸二氧化碳过滤的速率慢CuO+H2SO4═CuSO4+H2O铁磁铁.

【解析】

(1)管道烟泥中含有炭黑及少量金属铜和锌,金属活动顺序表:

KCaNaMgAlZnFeSnPbHCuHgAgPtAu,在金属活动顺序表中,排在氢前边的金属能和酸发生置换反应生成盐和氢气。

金属的位置越靠前,金属的活动性越强。

位置靠前的金属能将位于其后的金属从它的盐溶液中置换出来。

所以先管道淤泥中加入过量稀硫酸时,只有锌和硫酸反应生成硫酸锌和氢气,由于酸过量,所以滤液B中的溶质是硫酸锌、硫酸,无色气体C是氢气;

(2)制作过滤器时,滤纸润湿后应紧贴在漏斗内壁上,不留气泡,若有气泡,则导致的后果是过滤速率太慢;(3)步骤③的化学方程式CuO+H2SO4═CuSO4+H2O;(4)步骤④中所加入的金属X和Zn的活动性顺序是Zn>X,则X可选铁;欲除去得到的不纯的铜中的杂质,可选用的试剂有磁铁,将铁吸引出来,也可以加入过量的稀硫酸,将铁反应掉。

10.硼(B)及其化合物在工业上有许多用途。

以铁硼矿(主要成分为Mg2B2O5·H2O和Fe3O4,还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和难溶性SiO2等)为原料制备硼酸(H3BO3)的工艺流程如图所示:

已知:

①Mg2B2O5·H2O+2H2SO4

2MgSO4+2H3BO3     ②CaSO4微溶于水

③H2O2溶液可将Fe2+氧化为Fe3+     ④Fe3+、Fe2+、Al3+以氢氧化物形式开始沉淀和完全沉淀时的pH如下表:

开始沉淀

完全沉淀

Fe3+

1.14

3.0

Fe2+

5.85

8.35

Al3+

3.0

4.7

请回答下列问题:

(1)利用______(填物质名称)的磁性,可将该物质直接从“铁硼矿粉”中分离。

(2)酸浸时,矿粉中的金属氧化物会和酸反应,试写出Fe2O3酸浸时的化学反应方程式__________。

(3)为了提高浸出速率(即加快反应速率),除适当增加硫酸浓度外,还可采取的措施有______(写出一条)。

(4)操作a为______,“浸渣”中含有CaSO4和______(填物质化学式)。

(5)“净化除杂”需先加H2O2溶液,然后再调节溶液的pH约为5,目的是_____。

(6)制得的粗硼酸中的主要杂质为________________(填物质化学式)。

【答案】 四氧化三铁Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O搅拌(或加热)过滤SiO2将亚铁离子转化为铁离子,使铁离子和铝离子完全沉淀Na2SO4

【解析】

(1)根据四氧化三铁有磁性解答;

(2)根据氧化铁与硫酸反应生成硫酸铁和水解答;(3)根据搅拌和加热可以加快反应速率解答;(4)根据过滤操作解答;根据原物质中含有难溶性SiO2解答;(5)根据H2O2溶液可将Fe2+氧化为Fe3+ ,进一步将铁离子和铝离子通过控制pH为5使之完全沉淀解答;(6)根据酸浸时加入硫酸及调节pH用到氢氧化钠解答。

(1)由于四氧化三铁有磁性所以对应的矿石叫磁铁矿,所以可以利用四氧化三铁的磁性,可将该物质直接从“铁硼矿粉”中分离;

(2)酸浸时,矿粉中的金属氧化物会和酸反应,Fe2O3酸浸时是氧化铁和硫酸反应生成硫酸铁和水,对应的化学反应方程式为:

Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O;(3)为了提高浸出速率(即加快反应速率),除适当增加硫酸浓度外,还可采取的措施有搅拌(同时温度越高,反应越快,所以也可以加热加速反应的进行);(4)操作a是固液分离,为过滤;“浸渣”中含有氧化钙和硫酸反应生成的CaSO4以及原物质含有的不溶于硫酸的SiO2;(5)“净化除杂”需先加H2O2溶液,然后再调节溶液的pH约为5,目的是将亚铁离子转化为铁离子,进一步将铁离子和铝离子通过控制pH为5使之完全沉淀;(6)由于过程加入了硫酸进行酸浸以及调节pH用到氢氧化钠,制得的粗硼酸中的主要杂质为Na2SO4。

11.今年春节期间播出的《舌尖3》,让籍籍无名的章丘铁锅名声大振,章丘手工铁锅制造需要历经十二道工序,再过十八遍火候,一千度高温锤炼,经受三万六千次锻打,其炉渣中主要含FeO、Fe2O3,还有一定量既不溶于水,也不与稀酸反应的杂质。

现按如图工艺流程,用炉渣制备绿矾(FeSO4•7H2O)。

请按要求回答问题:

查阅资料:

氧化亚铁与稀硫酸、铁与硫酸铁反应均可生成硫酸亚铁。

(1)步骤一中,发生反应的化学方程式为___、___。

(2)步骤一中的操作名称是___,为提高步骤一的反应速率,可采取的措施有增大硫酸的浓度,升高反应物的温度、还可以采取___(写1条,不考虑“搅拌”和“使用催化剂”)。

(3)步骤二中无气体生成的化学反应方程式为___,测得滤液2的pH明显大于滤液1,其原因是___。

(4)滤液2得到绿矾可以采取的方法是___。

(5)某化学兴趣小组在实验室中利用该炉渣按照上述工艺流程制取绿矾。

现取100g炉渣,得到干燥杂质5g,步骤二中加入15.6g铁粉,得到滤渣5.6g。

要计算理论上制得绿矾的质量,除要利用上述给定的全部数据外,在实验过程中,还需测定的一个数据是___。

【答案】FeO+H2SO4===FeSO4+H2OFe2O3+3H2SO4===Fe2(SO4)3+3H2O;过滤将滤渣粉碎;Fe+Fe2(SO4)3===3FeSO4铁消耗过量的硫酸,溶液的酸性减弱;蒸发溶剂;氢气的质量

【解析】

【分析】

【详解】

(1)氧化亚铁、氧化铁能和硫酸反应,反应的化学方程式是FeO+H2SO4===FeSO4+H2O、Fe2O3+3H2SO4===Fe2(SO4)3+3H2O;

(2

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