高考化学钠及其化合物综合经典题附详细答案.docx
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高考化学钠及其化合物综合经典题附详细答案
高考化学钠及其化合物综合经典题附详细答案
一、高中化学钠及其化合物
1．我国化学家侯德榜（下图所示）改革国外的纯碱生产工艺，生产流程可简要表示如下：
（1）请写出碳酸钠的一种用途________。
（2）写出上述流程中X物质的分子式_________。
（3）使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上，主要是设计了________（填上述流程中的编号）的循环，从沉淀池中取出沉淀的操作是_______。
（4）该流程中氨气和二氧化碳的添加顺序是：
先通氨气后通二氧化碳，请说明理由：
______。
【答案】制造肥皂、制造玻璃等CO2I过滤氨气在水溶液中的溶解度远远大于二氧化碳，先通入氨气有利于二氧化碳的吸收
【解析】
【详解】
（1）碳酸钠可用于制造肥皂、制造玻璃等；
（2）沉淀池析出的为碳酸氢钠，煅烧炉中加热碳酸氢钠，分解生成二氧化碳，则循环物质X为二氧化碳；
（3）母液的主要成分为NaCl、NH4Cl、NH3、Na2CO3等，使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上，应增加I的循环；固液分离方法为过滤；
（4）氨气易溶于水，二氧化碳溶解度相对较小，先通入氨气，有利于二氧化碳的吸收；
2．某种含有少量氧化钠的过氧化钠试样（已知试样质量为1.560g、锥形瓶和水的质量为190.720g），利用如图装置测定混合物中Na2O2的质量分数，每隔相同时间读得电子天平的数据如下表：
（1）写出Na2O2和H2O反应的化学方程式_______。
（2）计算过氧化钠质量分数时，除了试样的质量，锥形瓶和水的质量，还必需的数据是______，不必作第6次读数的原因是______。
（3）根据上述数据，过氧化钠的质量分数是_____（保留2位小数）。
（4）测定上述样品（1.560g）中Na2O2质量分数的另一种方案，其操作流程如图：
①操作Ⅰ的名称是_____。
②需直接测定的物理量是_____。
③操作Ⅱ需要的仪器除了酒精灯，还需要_____（固定、夹持仪器除外）。
④在转移溶液时，如溶液转移不完全，则Na2O2质量分数的测定结果_____（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
【答案】2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑第4次或第5次的读数第5次与第4次的读数相同，锥形瓶内质量已达恒重0.84溶解生成NaCl的质量玻璃棒、蒸发皿偏大
【解析】
【分析】
（1）过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气；
（2）、（3）计算过氧化钠质量分数时，应用过氧化钠完全反应的数据，根据称量的锥形瓶+水+试样总质量变化以及还有第4次或第5次读数，计算生成氧气的质量，根据氧气的质量计算过氧化钠的质量；由表中数据可知，第4、5次读数相等，锥形瓶内的质量已达到恒重；
（4）①由流程图可知，操作Ⅰ是将样品在稀盐酸中溶解；
②操作Ⅱ是从溶液中获得的晶体为氯化钠，需直接测定氯化钠的质量；
③操作Ⅱ是从溶液中获得的晶体，蒸发浓缩、冷却结晶，需要的仪器有酒精灯、玻璃棒、蒸发皿；
④在转移溶液时，如溶液转移不完全，烧杯内壁沾有少量的氯化钠，测定的氯化钠的质量偏小，样品中钠元素的质量分数偏低，故过氧化钠的质量分数偏大。
【详解】
（1）Na2O2和H2O反应的化学方程式：
2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑；
（2）计算过氧化钠质量分数时，应用过氧化钠完全反应的数据，根据称量的锥形瓶+水+试样总质量变化计算生成氧气的质量，根据氧气的质量计算过氧化钠的质量，故需要知道试样的质量、锥形瓶+水的质量，还有第4次或第5次读数；由表中数据可知，第4、5次读数相等，锥形瓶内的质量已达到恒重，不必作第6次读数；
（3）2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，由反应方程式可知，由于过氧化钠与水反应生成氧气，反应前后质量减少，质量的变化量就是氧气的质量，即m（O2）=1.560g+190.720g-192.010=0.270g，n（O2）=
=0.0084mol，在化学反应中，反应物、生成物的物质的量变化之比等于化学计量数之比，故n（Na2O2）=2（O2）=0.0168mol，过氧化钠的质量分数是：
=84%；
（4）①由流程图可知，操作Ⅰ是将样品在稀盐酸中溶解；
②最终蒸发浓缩、冷却结晶得到的晶体为氯化钠，故应测定生成NaCl的质量；
③操作Ⅱ是从溶液中获得的晶体，蒸发浓缩、冷却结晶，需要的仪器有酒精灯、玻璃棒、蒸发皿；
④在转移溶液时，如溶液转移不完全，烧杯内壁沾有少量的氯化钠，测定的氯化钠的质量偏小，样品中钠元素的质量分数偏低，由于过氧化钠中钠元素的质量分数小于氧化钠中钠元素的质量分数，故过氧化钠的质量分数偏大。
3．甲、乙两同学分别用如图所示装置测定空气中氧气的含量。
先用弹簧夹夹住橡胶管,点燃钠,伸入瓶中并塞上瓶塞。
待钠熄灭并冷却后,打开弹簧夹,观察广瓶内水面的变化情况:
（1）上述实验过程中发生反应的化学方程式为__________________________________。
（2）甲同学实验中广瓶内水面上升明显小于瓶内空气体积的
乙同学实验中广瓶内水面上升明显大于瓶内空气体积的
，下列对这两种现象解释合理的是________
A．甲同学可能使用的钠的量不足，瓶内氧气没有消耗完
B．甲同学可能未塞紧瓶塞，钠熄灭冷却后外界空气进入瓶内
C．乙同学可能没有夹紧弹簧夹，钠燃烧时瓶内部分空气受热从导管逸出
D．乙同学可能插入燃烧匙太慢，塞紧瓶塞之前瓶内部分空气受热逸出
（3）在实验室里,某同学取一小块金属钠做钠与水反应的实验。
将钠投入水中后,钠熔化成一个小球,根据这一现象你能得出的结论是①__________,②__________,
【答案】2Na+O2
Na2O2ABCD钠与水反应放出热量钠的熔点低
【解析】
【分析】
（1）钠在加热条件下与氧气反应生成过氧化钠，据此写出化学反应方程式即可，注意条件；
（2）A．若钠的量不足，则氧气消耗不完，造成进水量少于容器容积的量；
B．若瓶塞未塞紧，钠熄灭冷却，瓶内气体收缩，外面的空气会进入瓶内，使气体得到补充；
C．若弹簧夹未夹紧，钠燃烧时，瓶内气体膨胀，使部分气体从导管口逸出；
D．若插入燃烧匙太慢，钠燃烧时，瓶内气体膨胀，在塞紧瓶塞前，瓶内部分气体从瓶口逸出；
（3）依据钠熔化成一个小球可知反应放出热量，钠的熔点低。
【详解】
（1）钠在加热条件下与氧气反应生成过氧化钠，化学反应方程式为:
2Na+O2
Na2O2；
（2）A．钠的量不足，瓶内氧气没有消耗完，导致氧气剩余，故瓶内水面上升高度达不到，选项A正确；
B．瓶塞末塞紧，钠熄灭冷却时外界空气进入瓶内，导致瓶内压强过大，水面上升高度达不到，选项B正确；
C．没夹紧弹簧夹，钠燃烧时瓶内部分空气受热从导管逸出，导致瓶内压强减小，水面上升高度超出，选项C正确；
D．插入燃烧匙太慢，塞紧瓶塞之前，瓶内部分空气受热逸出，导致瓶内压强减小，水面上升高度超出，选项D正确；
答案选ABCD；
（3）将钠投入水中后，钠熔化成一个小球，根据这一现象你能得出的结论是①钠与水反应放出热量，②钠的熔点低。
4．
（1）向碳酸钠的浓溶液中逐滴加入稀盐酸，直到不再产生CO2气体为止，在此过程中，溶液中的碳酸氢根离子浓度的变化是___。
A．先变大后变小B．先变小后变大C．一直变小D．保持不变
（2）有含0.2molNa2CO3和含0.3molHCl的两种溶液中：
①将Na2CO3溶液逐滴加入HCl溶液中；②将HCl溶液逐滴加入Na2CO3溶液中。
①②两种操作生成的CO2之比为___。
（3）已知固体混合物A由NaHCO3、KHCO3、MgCO3、CaCO3四种物质中的两种混合而成。
请通过计算和推理完成下列各小题：
①取A与足量的盐酸反应：
若固体混合物A的物质的量n（A）为定值，生成气体的量即为定值，则A的组成可能有___种。
若固体混合物A的质量m（A）为定值，生成气体的量为定值，则A的可能组成是（填写化学式）：
___、___；___、___。
（可以不填满）
②若先将A加热，剩余固体再与足量的盐酸反应，且先后两次产生的气体分别通过足量的澄清石灰水生成的沉淀均为10.0g，则混合固体A的总物质的量是___mol。
【答案】A3：
26NaHCO3MgCO3KHCO3CaCO30.2
【解析】
【分析】
（1）向碳酸钠的浓溶液中逐滴加入稀盐酸，先发生反应：
CO32-+H+=HCO3-，然后发生反应：
HCO3-+H+=H2O+CO2↑。
（2）将Na2CO3溶液逐滴加入HCl溶液中，发生的反应为：
CO32-+2H+=H2O+CO2↑；将HCl溶液逐滴加入Na2CO3溶液中，则先发生反应：
CO32-+H+=HCO3-，然后发生反应：
HCO3-+H+=H2O+CO2↑。
（3）①若等物质的量的盐生成等量的气体，则符合A与足量的盐酸反应，若固体混合物A的物质的量n（A）为定值，生成气体的量即为定值；若等质量的盐生成等量的气体，则符合A与足量的盐酸反应，若固体混合物A的质量m（A）为定值，生成气体的量为定值。
②根据原子守恒计算。
【详解】
（1）向碳酸钠的浓溶液中逐滴加入稀盐酸，直到不再产生CO2气体为止，在此过程中，先发生反应：
CO32-+H+=HCO3-，然后发生反应：
HCO3-+H+=H2O+CO2↑，所以溶液中的碳酸氢根离子浓度的变化是先变大后变小，故选A。
（2）有含0.2molNa2CO3和含0.3molHCl的两种溶液中：
①将Na2CO3溶液逐滴加入HCl溶液中，发生反应CO32-+2H+=H2O+CO2↑，Na2CO3是过量的，生成的CO2的物质的量根据HCl的量计算为0.15mol；②将HCl溶液逐滴加入Na2CO3溶液中，先发生反应：
CO32-+H+=HCO3-，0.2molCO32-消耗0.2molHCl，剩余0.1molHCl，生成0.2molHCO3-，再发生反应：
HCO3-+H+=H2O+CO2↑，剩余的0.1molH+消耗了0.1molHCO3-，生成了0.1molCO2。
所以①②两种操作生成的CO2之比为0.15：
0.1=3：
2。
（3）①若等物质的量的盐生成等量的气体，则符合A与足量的盐酸反应，若固体混合物A的物质的量n（A）为定值，生成气体的量即为定值。
四种碳酸盐物质的量相等时，生成的气体的量都相等，四种盐有6种组合；若等质量的盐生成等量的气体，则符合A与足量的盐酸反应，若固体混合物A的质量m（A）为定值，生成气体的量为定值。
NaHCO3和MgCO3的摩尔质量相等，当两者质量相等时，和足量盐酸反应，能生成等量的气体，KHCO3和CaCO3的摩尔质量也相等，符合要求。
故答案为6，NaHCO3和MgCO3，KHCO3和CaCO3。
②CO2通过足量的澄清石灰水生成的沉淀均为10.0g，即0.1mol，根据碳守恒，生成的CO2即为0.1mol。
先将A加热，剩余固体再与足量的盐酸反应，A中的碳元素均转化成CO2，所以A中的碳元素为0.2mol，则固体A的总物质的量是0.2mol。
5．Ⅰ.
（1）用锌片，铜片连接后浸入稀硫酸溶液中，构成了原电池，工作一段时间，锌片的质量减少了3.25g，铜表面析出了氢气________L（标准状况下），导线中通过________mol电子。
（2）将agNa投入到bgD2O（足量）中，反应后所得溶液的密度为dg/cm3，则该溶液物质的量浓度是_______；
Ⅱ.将气体A、B置于固定容积为2L的密闭容器中，发生如下反应：
3A（g）＋B（g）⇌2C（g）＋2D（g）。
反应进行到10s末时，测得A的物质的量为1.8mol，B的物质的量为0.6mol，C的物质的量为0.8mol，则：
（1）用C表示10s内正反应的平均反应速率为____________。
（2）反应前A的物质的量浓度是________。
（3）10s末，生成物D的浓度为________。
【答案】1.120.1
mol/L0.04mol•L-1•s-11.5mol•L-10.4mol•L-1
【解析】
【分析】
【详解】
Ⅰ.
（1）用锌片、铜片连接后浸入稀硫酸溶液中，构成了原电池，锌为负极，电极反应为：
Zn-2e-=Zn2+，铜为正极，电极反应为2H++2e-=H2↑，锌片的质量减少了3.25克，则物质的量为
=0.05mol，转移的电子的物质的量为n（e-）=2n（Zn）=2n（H2）=2×0.05mol=0.1mol，则V（H2）=0.05mol×22.4L/mol=1.12L，故答案为：
1.12；0.1；
（2）将agNa投入到bgD2O（足量）中，发生2Na+2D2O=2NaOD+D2↑，agNa的物质的量为
=
mol，生成的氢氧化钠为
mol，D2的物质的量为
mol，质量为
mol×4g/mol=
g，反应后溶液的质量为ag+bg-
g=（a+b-
）g，溶液的体积为
=
cm3，则该溶液物质的量浓度c=
=
=
mol/L，故答案为：
mol/L；
Ⅱ.
（1）v（C）=
=0.04mol•L-1•s-1，故答案为：
0.04mol•L-1•s-1；
（2）3A（g）＋B（g）⇌2C（g）＋2D（g）。
反应进行到10s末时，测得A的物质的量为1.8mol，C的物质的量为0.8mol，则反应的A为1.2mol，反应前A的物质的量浓度是
=1.5mol•L-1，故答案为：
1.5mol•L-1；
（3）3A（g）＋B（g）⇌2C（g）＋2D（g）。
反应进行到10s末时，测得C的物质的量为0.8mol，则生成的D为0.8mol，10s末，生成物D的浓度为
=0.4mol•L-1，故答案为：
0.4mol•L-1 。
【点睛】
本题的难点为I.
（2），要注意生成的氢气的质量的计算，同时注意c=
中V的单位是“L”。
6．某化学小组进行Na2O2与水反应的实验，如下图所示，该小组对试管c中红色褪去的原因进行探究。
（1）Na2O2中含有的化学键类型：
__________；请写出a中反应的化学方程式______。
查阅资料：
①当NaOH溶液pH≥13时，可以使酚酞由红色褪为无色；
②Na2O2与水反应分两步进行：
Na2O2+H2O="NaOH"+H2O22H2O2=2H2O+O2↑
（2）请设计实验验证Na2O2与水反应后的溶液中有H2O2残留：
取少量b溶液于试管中，____________，证明溶液中有H2O2残留。
（3）结合资料，该小组同学针c中溶液红色褪去的原因提出以下假设：
①_____________________；
②溶液中H2O2破坏酚酞的结构；
③NaOH和H2O2共同作用结果。
（4）该小组同学测出c中溶液的pH为14，认为还不能排除假设②、③，于是又进行了如下实验，请完成下表空白处：
实验
操作
现象
结论
1
向少量H2O2中滴加2滴酚酞，放置一段时间，再加入NaOH溶液至pH=12
加入NaOH后，无色溶液先变红，后褪色
①___________
2
向少量NaOH溶液（pH=14）中滴加2滴酚酞；再加适量稀盐酸至溶液pH=12
溶液先变红，后褪色；加盐酸后，又出现红色，且不褪色
3
向Na2O2与水反应后的溶液（pH=14）中滴加2滴酚酞；再加适量稀盐酸至溶液pH=12……
②_____________________________……
溶液pH大于13时，NaOH使变红的溶液褪色；pH在8~13时，NaOH和H2O2共同作用使溶液褪色
（5）某同学按取（4）中述实验2褪色后的溶液，加水稀释至pH=12，没有观察到溶液变红。
该同学推测实验2加盐酸后溶液变红还可能与温度有关，请写出理由：
___________。
【答案】离子键、非极性共价键2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑加入少量MnO2粉末，产生大量气泡，用带火星的木条检验，木条复燃溶液中NaOH浓度较大，pH≥13仅H2O2不能破坏酚酞结构，酚酞褪色是H2O2和NaOH共同作用结果（或假设②不正确，假设③正确）溶液先变红，后褪色；加入稀盐酸，会因发生中和反应而放热，使溶液温度升高
【解析】
【详解】
（1）Na2O2中含有的化学键类型有离子键、非极性共价键；Na2O2与水反应生成氢氧化钠和氧气，化学方程式为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
（2）证明过氧化氢的存在，利用其在二氧化锰作催化剂的条件下发生分解反应，生成氧气来判断。
操作步骤是加入少量MnO2粉末，产生大量气泡，用带火星的木条检验，木条复燃。
（3）当NaOH溶液pH≥13时，可以使酚酞由红色褪为无色；所以①的假设是溶液中NaOH浓度较大，pH≥13；
（4）实验1的现象说明①仅H2O2不能破坏酚酞结构，酚酞褪色是H2O2和NaOH共同作用结果；
实验3的结论说明Na2O2与水反应后的溶液（pH=14>13），所以滴加2滴酚酞先变红后褪色；加入盐酸使氢氧根离子浓度减小，又出现红色，pH在8~13时，NaOH和H2O2共同作用使溶液褪色，所以最终溶液褪色。
（5）加水稀释不变红，加盐酸后变红，因为加盐酸后发生中和反应，中和反应是放热反应，体系温度升高，溶液红色出现。
7．①盐酸、②铁、③碳酸氢钠、④二氧化硅是常见的物质。
请回答下列问题。
（1）上述4种物质中属于盐的是______（填序号，下同）；水溶液能使紫色石蕊溶液变红的是______。
（2）写出盐酸的电离方程式___________。
（3）写出二氧化硅与氢氧化钠溶液反应的化学方程式_____________。
（4）碳酸氢钠可治疗胃酸（0.2%～0.4%的盐酸）过多，反应的离子方程式为_______。
等物质的量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量盐酸反应时生成CO2的量，前者_______后者（填“＞”、“＜”或“＝”）。
（5）氯碱工业是以电解饱和食盐水为基础的基本化学工业。
电解饱和食盐水的产物中一种是所有气体中密度最小的气体、一种是黄绿色气体和一种易溶、易电离的碱，则电解食盐水的化学方程式：
___________。
【答案】③①HCl=H++Cl-SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OHCO3-+H+=H2O+CO2↑=2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑
【解析】
【分析】
（1）由金属阳离子（或铵根离子）和酸根离子组成的化合物属于盐；酸使紫色石蕊溶液变红；
（2）盐酸是强酸，完全电离产生氢离子和氯离子；
（3）二氧化硅与氢氧化钠反应生成硅酸钠和水，据此写出反应的方程式；
（4）碳酸氢钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，根据离子方程式的书写方法书写；二者都可与盐酸反应生成二氧化碳气体，结合方程式判断；
（5）根据电解饱和食盐水的电解原理，阴极产生氢气和氢氧化钠，阳极产生氯气，写出电解饱和食盐水的电解方程式。
【详解】
（1）①盐酸属于酸、能使紫色石蕊溶液变红②铁是单质③碳酸氢钠是盐④二氧化硅是氧化物；故答案为：
③；①；
（2）盐酸是强酸，完全电离产生氢离子和氯离子，方程式为：
HCl=H++Cl-，故答案为：
HCl=H++Cl-；
（3）二氧化硅与氢氧化钠溶液反应生成了硅酸钠和水，反应的离子方程式为：
SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O，故答案为：
SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O；
（4）碳酸氢钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，反应的离子方程式为：
HCO3-+H+=H2O+CO2↑；碳酸氢钠与足量盐酸反应的化学方程式为：
NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑，碳酸钠与足量盐酸反应的化学方程式为：
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑，由以上两个化学方程式可以看出，等物质的量的Na2CO3和NaHCO3分别与HCl反应，产生CO2的物质的量之比为：
1:
1；故答案为：
HCO3-+H+=H2O+CO2↑；=；
（5）通电后阴极氢离子放电，阴极产生氢气和氢氧化钠，阳极上氯离子放电产生氯气，电解反应方程式:
2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑；故答案为：
2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑。
8．在下图装置中，加热试管内的白色固体A（A的焰色反应为黄色），生成白色固体B并放出气体C和D，这些气体通过甲瓶的浓硫酸后，C被吸收；D进入乙瓶跟另一淡黄色固体E反应生成白色固体B和气体F；丙瓶中的NaOH溶液用来吸收剩余的气体D。
（1）写出各物质的化学式：
A______；B_______；C________；D______；E_______；F___________。
（2）写出试管中及丙瓶中反应的化学方程式：
_______________；__________________。
（3）等物质的量A、B分别与足量的盐酸反应生成气体的体积________（填“一样多”、“前者多”、“后者多”）。
【答案】NaHCO3Na2CO3H2OCO2Na2O2O22NaHCO3
Na2CO3+H2O+CO2↑CO2+2NaOH==Na2CO3+H2O一样多
【解析】
【分析】
加热白色固体A（A灼烧时火焰为黄色）生成白色固体B，并放出气体C和D，则A、B含有Na元素，气体D与淡黄色固体E反应，生成固体B和气体F，应是Na2O2与CO2反应生成Na2CO3与O2，可推知D为CO2，E为Na2O2，B为Na2CO3，F为O2，故A为NaHCO3，C为水蒸气，据以上分析解答。
【详解】
加热白色固体A（A灼烧时火焰为黄色）生成白色固体B，并放出气体C和D，则A、B含有Na元素，气体D与淡黄色固体E反应，生成固体B和气体F，应是Na2O2与CO2反应生成Na2CO3与O2，可推知D为CO2，E为Na2O2，B为Na2CO3，F为O2，故A为NaHCO3，C为水蒸气，
（1）根据以上分析可知A是NaHCO3，B是Na2CO3，C是H2O，D是CO2，E是Na2O2，F是O2；
（2）根据以上分析可知试管中及丙瓶中反应的化学方程式分别为2NaHCO3
Na2CO3+H2O+CO2↑、CO2+2NaOH==Na2CO3+H2O；
（3）等物质的量A、B中碳原子的物质的量相等，则分别与足量的盐酸反应生成气体的体积一样多。
9．化学兴趣小组的同学为测定某Na2CO3和NaCl的固体混合物样品中Na2CO3的质量分数进行了以下实验。
请你参与并完成对有关问题的解答：
（1）甲同学用如图所示装置测定CO2的质量。
实验时稀硫酸是与样品中的__________（填“Na2CO3”或“NaCl”）发生反应，仪器b的名称是______，洗气瓶c中盛装的是浓硫酸，此浓硫酸的作用是__________。
（2）乙同学用如图所示装置，取一定质量的样品（mg）和足量稀硫酸反应进行实验，完成样品中Na2CO3质量分数的测定。
①实验前，检查该装置气密性的方法是先打开活塞a，由b注入水至其下端玻璃管中形成一段水柱，再将针筒活塞向内推压，若b下端玻璃管中的______________________________，则装置气密性良好。
②在实验完成时，能直接测得的数据是CO2的______（填“体积”或“质量”）。
（3）丙同学用下图所示方法和步骤进行实验：
①操作Ⅰ涉及的实验名称有：
__________、洗涤；操作Ⅱ涉及的实验名称有干燥、__________。
②丙同学测
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