化学化学 化学反应原理的专项 培优 易错 难题练习题含详细答案.docx

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化学化学化学反应原理的专项培优易错难题练习题含详细答案

【化学】化学化学反应原理的专项培优易错难题练习题含详细答案

一、化学反应原理

1．硫代硫酸钠（Na2S2O3）是一种解毒药，用于氟化物、砷、汞、铅、锡、碘等中毒，临床常用于治疗荨麻疹，皮肤瘙痒等病症.硫代硫酸钠在中性或碱性环境中稳定，在酸性溶液中分解产生S和SO2

实验I：

Na2S2O3的制备。

工业上可用反应：

2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3+CO2制得，实验室模拟该工业过程的装置如图所示：

（1）仪器a的名称是_______，仪器b的名称是_______。

b中利用质量分数为70%〜80%的H2SO4溶液与Na2SO3固体反应制备SO2反应的化学方程式为_______。

c中试剂为_______

（2）实验中要控制SO2的生成速率，可以采取的措施有_______（写出一条）

（3）为了保证硫代硫酸钠的产量，实验中通入的SO2不能过量，原因是_______

实验Ⅱ：

探究Na2S2O3与金属阳离子的氧化还原反应。

资料：

Fe3++3S2O32-⇌Fe（S2O3）33-（紫黑色）

装置

试剂X

实验现象

Fe2（SO4）3溶液

混合后溶液先变成紫黑色，30s后几乎变为无色

（4）根据上述实验现象，初步判断最终Fe3+被S2O32-还原为Fe2+，通过_______（填操作、试剂和现象），进一步证实生成了Fe2+。

从化学反应速率和平衡的角度解释实验Ⅱ的现象：

_______

实验Ⅲ：

标定Na2S2O3溶液的浓度

（5）称取一定质量的产品配制成硫代硫酸钠溶液，并用间接碘量法标定该溶液的浓度：

用分析天平准确称取基准物质K2Cr2O7（摩尔质量为294g∙mol-1）0.5880g。

平均分成3份，分别放入3个锥形瓶中，加水配成溶液，并加入过量的KI并酸化，发生下列反应：

6I-+Cr2O72-+14H+=3I2+2Cr3++7H2O，再加入几滴淀粉溶液，立即用所配Na2S2O3溶液滴定，发生反应I2+2S2O32-=2I-+S4O62-，三次消耗Na2S2O3溶液的平均体积为25.00mL，则所标定的硫代硫酸钠溶液的浓度为_______mol∙L-1

【答案】分液漏斗蒸馏烧瓶

硫化钠和碳酸钠的混合液调节酸的滴加速度若SO2过量，溶液显酸性．产物会发生分解加入铁氰化钾溶液．产生蓝色沉淀开始生成Fe（S2O3）33-的反应速率快，氧化还原反应速率慢，但Fe3+与S2O32-氧化还原反应的程度大，导致Fe3++3S2O32-⇌Fe（S2O3）33-（紫黑色）平衡向逆反应方向移动，最终溶液几乎变为无色0.1600

【解析】

【分析】

【详解】

（1）a的名称即为分液漏斗，b的名称即为蒸馏烧瓶；b中是通过浓硫酸和Na2SO3反应生成SO2，所以方程式为：

；c中是制备硫代硫酸钠的反应，SO2由装置b提供，所以c中试剂为硫化钠和碳酸钠的混合溶液；

（2）从反应速率影响因素分析，控制SO2生成速率可以调节酸的滴加速度或者调节酸的浓度，或者改变反应温度；

（3）题干中指出，硫代硫酸钠在酸性溶液中会分解，如果通过量的SO2，会使溶液酸性增强，对制备产物不利，所以原因是：

SO2过量，溶液显酸性，产物会发生分解；

（4）检验Fe2+常用试剂是铁氰化钾，所以加入铁氰化钾溶液，产生蓝色沉淀即证明有Fe2+生成；解释原因时一定要注意题干要求，体现出反应速率和平衡两个角度，所以解释为：

开始阶段，生成

的反应速率快，氧化还原反应速率慢，所以有紫黑色出现，随着Fe3+的量逐渐增加，氧化还原反应的程度变大，导致平衡逆向移动，紫黑色逐渐消失，最终溶液几乎变为无色；

（5）间接碘量法滴定过程中涉及两个反应：

①

；②

；反应①I-被氧化成I2，反应②中第一步所得的I2又被还原成I-，所以①与②电子转移数相同，那么滴定过程中消耗的

得电子总数就与消耗的

失电子总数相同；在做计算时，不要忽略取的基准物质重铬酸钾分成了三份进行的滴定。

所以假设c（Na2S2O3）=amol/L，列电子得失守恒式：

，解得a=0.1600mol/L。

2．为探究Ag+与Fe3+氧化性的相关问题，某小组同学进行如下实验：

已知：

相关物质的溶解度（20℃）AgCl：

1．5×10-4gAg2SO4：

0．796g

（1）甲同学的实验如下：

序号

操作

现象

实验Ⅰ

将2mL1mol/LAgNO3溶液加入到1mL1mol/LFeSO4溶液中

产生白色沉淀，随后有黑色固体产生

取上层清液，滴加KSCN溶液

溶液变红

注：

经检验黑色固体为Ag

①白色沉淀的化学式是_____________。

②甲同学得出Ag+氧化了Fe2+的依据是_______________。

（2）乙同学为探究Ag+和Fe2+反应的程度，进行实验Ⅱ。

a．按右图连接装置并加入药品（盐桥中的物质不参与反应），发现电压表指针偏移。

偏移的方向表明：

电子由石墨经导线流向银。

放置一段时间后，指针偏移减小。

ｂ．随后向甲烧杯中逐渐加入浓Fe2（SO4）3溶液，发现电压表指针的变化依次为：

偏移减小→回到零点→逆向偏移。

①a中甲烧杯里的电极反应式是___________。

②b中电压表指针逆向偏移后，银为_________极（填“正”或“负”）。

③由实验得出Ag+和Fe2+反应的离子方程式是___________。

（3）为进一步验证乙同学的结论，丙同学又进行了如下实验：

序号

操作

现象

实验Ⅲ

将2mL2mol/LFe（NO3）3溶液加入有银镜的试管中

银镜消失

实验Ⅳ

将2mL1mol/LFe2（SO4）3溶液加入有银镜的试管中

银镜减少，未消失

实验Ⅴ

将2mL2mol/LFeCl3溶液加入有银镜的试管中

银镜消失

①实验Ⅲ___________（填“能”或“不能”）证明Fe3+氧化了Ag，理由是_____________。

②用化学反应原理解释实验Ⅳ与Ⅴ的现象有所不同的原因：

_____________。

【答案】Ag2SO4有黑色固体（Ag）生成，加入KSCN溶液后变红Fe2+－e-＝Fe3+负Fe2+＋Ag+

Fe3+＋Ag不能因为Fe（NO3）3溶液呈酸性，酸性条件下NO3-也可能氧化Ag溶液中存在平衡：

Fe3+＋Ag

Fe2+＋Ag+，且AgCl比Ag2SO4溶解度更小，Cl-比SO42-更有利于降低Ag+浓度，所以实验Ⅴ比实验Ⅳ正向进行的程度更大（或促使平衡正向移动，银镜溶解）。

【解析】

【分析】

【详解】

（1）将2mL1mol/LAgNO3溶液加入到1mL1mol/LFeSO4溶液中发生复分解反应会生成硫酸银白色沉淀，银离子具有强氧化性会氧化Fe2+为Fe3+，银离子被还原为黑色固体金属单质银；取上层清液，滴加KSCN溶液溶液变红说明有铁离子生成；

①上述分析可知白色沉淀为硫酸银，它的化学式是Ag2SO4，故答案为Ag2SO4；

②甲同学得出Ag+氧化了Fe2+的依据是实验现象中，银离子被还原为黑色固体金属单质银，取上层清液，滴加KSCN溶液溶液变红说明有铁离子生成，故答案为有黑色固体（Ag）生成，加入KSCN溶液后变红；

（2）①实验过程中电压表指针偏移，偏移的方向表明：

电子由石墨经导线流向银，依据原电池原理可知银做原电池正极，石墨做原电池负极，负极是甲池溶液中亚铁离子失电子发生氧化反应生成铁离子，a中甲烧杯里的电极反应式是Fe2+-e-=Fe3+；故答案为Fe2+-e-=Fe3+；

②随后向甲烧杯中逐渐加入浓Fe2（SO4）3溶液，和乙池组成原电池，发现电压表指针的变化依次为，偏移减小→回到零点→逆向偏移，依据电子流向可知乙池中银做原电池负极，发生的反应为铁离子氧化为银生成亚铁离子；故答案为负；

③由实验现象得出，Ag+和Fe2+反应生成铁离子和金属银，反应的离子方程式是Fe2++Ag+

Fe3++Ag；故答案为Fe2++Ag+

Fe3++Ag；

（3）①将2mL2mol/LFe（NO3）3溶液加入有银镜的试管中银镜消失，说明银杯氧化，可能是溶液中铁离子的氧化性，也可能是铁离子水解显酸性的溶液中，硝酸根离子在酸溶液中具有了强氧化性，稀硝酸溶解银，所以实验Ⅲ不能证明Fe3+氧化了Ag，故答案为不能；因为Fe（NO3）3溶液呈酸性，酸性条件下NO3-也可能氧化Ag；

②将2mL1mol/LFe2（SO4）3溶液加入有银镜的试管中银镜减少，未消失说明部分溶解，将2mL2mol/LFeCl3溶液加入有银镜的试管中银镜消失，说明银溶解完全，依据上述现象可知，溶液中存在平衡：

Fe3++Ag

Fe2++Ag+，且AgCl比Ag2SO4溶解度更小，Cl-比SO42-更有利于降低Ag+浓度，所以实验Ⅴ比实验Ⅳ正向进行的程度更大，故答案为溶液中存在平衡：

Fe3++Ag

Fe2++Ag+，且AgCl比Ag2SO4溶解度更小，Cl-比SO42-更有利于降低Ag+浓度，所以实验Ⅴ比实验Ⅳ正向进行的程度更大。

3．水合肼（N2H4·H2O）又名水合联氨，无色透明，是具有腐蚀性和强还原性的碱性液体，它是一种重要的化工试剂。

利用尿素法生产水合肼的原理为：

CO（NH2）2＋2NaOH＋NaClO=N2H4·H2O＋Na2CO3＋NaCl。

实验1：

制备NaClO溶液。

（已知：

3NaClO

2NaCl＋NaClO3）

（1）如图装置Ⅰ中烧瓶内发生反应的化学方程式为___________。

（2）用NaOH固体配制溶质质量分数为30%的NaOH溶液时，所需玻璃仪器除量筒外还有__________（填字母）。

a.烧杯b.容量瓶c.玻璃棒d.烧瓶

（3）图中装置Ⅱ中用冰水浴控制温度的目的是__________。

实验2：

制取水合肼。

（4）图中充分反应后，____________（填操作名称）A中溶液即可得到水合肼的粗产品。

若分液漏斗滴液速度过快，部分N2H4·H2O会参与A中反应并产生大量氮气，降低产品产率。

写出该过程反应生成氮气的化学方程式________。

实验3：

测定馏分中水合肼的含量。

（5）称取馏分3.0g，加入适量NaHCO3固体（滴定过程中，调节溶液的pH保持在6.5左右），加水配成250mL溶液，移出25.00mL置于锥形瓶中，并滴加2～3滴淀粉溶液，用0.15mol·L－1的碘的标准溶液滴定（已知：

N2H4·H2O＋2I2=N2↑＋4HI＋H2O）。

①滴定时，碘的标准溶液盛放在________（填“酸式”或“碱式”）滴定管中。

②下列能导致馏分中水合肼的含量测定结果偏高的是_________（填字母）。

a.锥形瓶清洗干净后未干燥b.滴定前，滴定管内无气泡，滴定后有气泡

c.读数时，滴定前平视，滴定后俯视d.盛标准液的滴定管水洗后，直接装标准液

③实验测得消耗I2溶液的平均值为20.00mL，馏分中水合肼（N2H4·H2O）的质量分数为_________。

【答案】MnO2＋4HCl（浓）

MnCl2＋Cl2↑＋2H2Oac防止NaClO受热分解，影响水合肼的产率蒸馏N2H4·H2O＋2NaClO=N2↑＋3H2O＋2NaCl酸式d25%

【解析】

【分析】

（1）装置Ⅰ中烧瓶内浓盐酸与二氧化锰共热反应生成氯化锰、氯气和水；

（2）配制30%NaOH溶液时，用天平称量一定质量的氢氧化钠固体，在烧杯中加水溶解，并用玻璃棒搅拌；

（3）由题给信息可知，次氯酸钠受热易分解生成氯化钠和氯酸钠，降温可以防止NaClO受热分解；

（4）N2H4•H2O具有强还原性，若分液漏斗滴液速度过快，部分N2H4·H2O与次氯酸钠反应；

（5）①碘的标准溶液具有氧化性，可以腐蚀橡皮管；

②依据操作不当对标准溶液体积的影响分析解答；

③由方程式N2H4·H2O＋2I2=N2↑＋4HI＋H2O可得如下关系N2H4·H2O—2I2，由此计算N2H4·H2O的物质的量和质量分数。

【详解】

（1）装置Ⅰ中烧瓶内浓盐酸与二氧化锰共热反应生成氯化锰、氯气和水，反应的化学方程式为MnO2＋4HCl（浓）

MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，故答案为：

MnO2＋4HCl（浓）

MnCl2＋Cl2↑＋2H2O；

（2）配制30%NaOH溶液时，用天平称量一定质量的氢氧化钠固体，在烧杯中加水溶解，并用玻璃棒搅拌，需要玻璃仪器有烧杯、玻璃棒，故答案为：

ac；

（3）由题给信息可知，次氯酸钠受热易分解生成氯化钠和氯酸钠，图中装置Ⅱ中用冰水浴控制温度可以防止NaClO受热分解，影响水合肼的产率，故答案为：

防止NaClO受热分解，影响水合肼的产率；

（4）由反应方程式示可知，加热蒸馏三颈烧瓶内的溶液可得到水合肼的粗产品；N2H4•H2O具有强还原性，若分液漏斗滴液速度过快，部分N2H4·H2O与次氯酸钠反应生成氮气、氯化钠和水，反应的化学方程式为N2H4•H2O+2NaClO=N2↑+3H2O+2NaCl，故答案为：

蒸馏；N2H4•H2O+2NaClO=N2↑+3H2O+2NaCl；

（5）①碘的标准溶液具有氧化性，可以腐蚀橡皮管，应盛放在酸式滴定管中，故答案为：

酸式；

②a.锥形瓶清洗干净后未干燥，不影响水合肼的物质的量，对实验结果无影响，故错误；

b.滴定前，滴定管内无气泡，滴定后有气泡会导致碘的标准溶液体积偏小，所测结果偏小，故错误；

c.读数时，滴定前平视，滴定后俯视会导致碘的标准溶液体积偏小，所测结果偏小，故错误；

d.盛标准液的滴定管水洗后，直接装标准液会稀释碘的标准溶液，导致碘的标准溶液体积偏大，所测结果偏高，故正确；

d正确，故答案为：

d；

③由方程式N2H4·H2O＋2I2=N2↑＋4HI＋H2O可得如下关系N2H4·H2O—2I2，则3.0g馏分中n（N2H4·H2O）=

n（I2）×10=

×0.15mol·L－1×20×10—3L×10=0.015mol，则馏分中水合肼（N2H4·H2O）的质量分数为

×100%=25%，故答案为：

25%。

【点睛】

由题给信息可知，次氯酸钠受热易分解生成氯化钠和氯酸钠，图中装置Ⅱ中用冰水浴控制温度可以防止NaClO受热分解是解答关键，N2H4•H2O具有强还原性，若分液漏斗滴液速度过快，部分N2H4·H2O与次氯酸钠反应是解答难点。

4．某实验小组对FeCl3分别与Na2SO3、NaHSO3的反应进行探究。

（甲同学的实验）

装置

编号

试剂X

实验现象

I

Na2SO3溶液（pH≈9）

闭合开关后灵敏电流计指针发生偏转

II

NaHSO3溶液（pH≈5）

闭合开关后灵敏电流计指针未发生偏转

（1）怎样配制FeCl3溶液？

________________________________________________________。

（2）甲同学探究实验I的电极产物。

①取少量Na2SO3溶液电极附近的混合液，加入_________________________________，产生白色沉淀，证明产生了SO42-。

②该同学又设计实验探究另一电极的产物，其实验方案为_______________________________。

（3）实验I中负极的电极反应式为______________________________________________________。

乙同学进一步探究FeCl3溶液与NaHSO3溶液能否发生反应，设计、完成实验并记录如下：

装置

编号

反应时间

实验现象

III

0~1min

产生红色沉淀，有刺激性气味气体逸出

1~30min

沉淀迅速溶解形成红色溶液，随后溶液逐渐变为橙色，之后几乎无色

30min后

与空气接触部分的上层溶液又变为浅红色，随后逐渐变为浅橙色

（4）乙同学认为刺激性气味气体的产生原因有两种可能，用离子方程式表示②的可能原因。

①Fe3+＋3HSO3-

Fe（OH）3＋3SO2；②_____________________________________________。

（5）查阅资料：

溶液中Fe3+、SO32-、OH－三种微粒会形成红色配合物并存在如下转化：

从反应速率和化学平衡两个角度解释1~30min的实验现象：

______________________________。

（实验反思）

（6）分别对比I和II、II和III，FeCl3能否与Na2SO3或NaHSO3发生氧化还原反应和______________________有关（写出两条）。

【答案】将FeCl3溶于浓盐酸，再稀释至指定浓度足量盐酸和BaCl2溶液取少量FeCl3溶液电极附近的混合液，加入铁氰化钾溶液，产生蓝色沉淀，证明产生了Fe2+3SO32--2e-+H2O=SO42-+2HSO3-H++HSO3-=H2O+SO2↑生成红色配合物的反应速率快，红色配合物生成橙色配合物的速率较慢；在O2的作用下，橙色的HOFeOSO2浓度下降，平衡

不断正向移动，最终溶液几乎无色溶液pH不同、Na2SO3、NaHSO3溶液中SO32-浓度不同（或Na2SO3与NaHSO3不同，或Na2SO3与NaHSO3的阴离子不同）、反应物是否接触形成红色配合物（任写两条）

【解析】

【分析】

甲同学实验：

利用铁离子能够将SO32-氧化设计原电池，则原电池中氯化铁溶液为正极得电子发生还原反应，试剂X为负极，失电子发生氧化反应；实验中X为Na2SO3溶液时电流计指针发生偏转，说明铁离子将SO32-氧化；实验中X为NaHSO3溶液时电流计指针未发生偏转，说明二者可能不反应；

乙同学进一步探究FeCl3溶液与NaHSO3溶液能否发生反应：

0~1min产生红色沉淀，有刺激性气味气体逸出，红色沉淀应为Fe（OH）3，气体应为二氧化硫，说明二者发生双水解；1~30min沉淀迅速溶解形成红色溶液，随后溶液逐渐变为橙色，之后几乎无色，结合查阅的资料可知生成了HOFeOSO2，该物质存在平衡HOFeOSO2⇌HOFeOSO2，在氧气的作用下不断正向进行，最终溶液几乎无色；30min后反应现象是空气接触部分的上层溶液又变为浅红色，随后逐渐变为浅橙色，反应后的亚铁离子被空气中氧气氧化为铁离子，过量的HSO3-电离提供SO32-，溶液中Fe3+、SO32-、OH-三种微粒会继续反应形成红色配合物。

【详解】

（1）实验室配制FeCl3溶液时，为了防止铁离子水解，先将FeCl3固体溶解在较浓的盐酸中然后加水稀释；

（2）①若有硫酸根生成，则加入盐酸酸化的氯化钡溶液会有白色沉淀生成；

②氯化铁溶液为原电池正极，发生还原反应，Fe3+被还原成Fe2+，铁氰化钾溶液可以与亚铁离子反应生成蓝色沉淀，所以方案为取少量FeCl3溶液电极附近的混合液，加入铁氰化钾溶液，产生蓝色沉淀，证明产生了Fe2+；

（3）实验I中试剂X为原电池负极，SO32-被氧化生成硫酸根，电极方程式为3SO32—2e-+H2O=SO42-+2HSO3-；

（4）pH=1的氯化铁溶液中有大量的氢离子，亚硫酸氢根离子结合氢离子生成二氧化硫气体，反应的离子方程式：

H++HSO3-=H2O+SO2↑；

（5）FeCl3溶液与NaHSO3溶液混合反应，在1～30min出现现象为：

沉淀迅速溶解形成红色溶液，随后溶液逐渐变为橙色，之后几乎无色，根据资料：

溶液中Fe3+、SO32-、OH-三种微粒会形成红色配合物并存在转化：

HOFeOSO2⇌HOFeOSO2

Fe2++SO42-，可知原因是：

生成红色配合物的反应速率快，红色配合物生成橙色配合物的速率较慢；在氧气的作用下橙色的HOFeOSO2浓度下降平衡HOFeOSO2⇌HOFeOSO2，不断正向进行，最终溶液几乎无色。

（6）分别对比Ⅰ和Ⅱ、Ⅱ和Ⅲ，FeCl3能否与Na2SO3或NaHSO3发生氧化还原反应和溶液pH不同、Na2SO3、NaHSO3溶液中SO32-浓度不同（或Na2SO3与NaHSO3不同，或Na2SO3与NaHSO3的阴离子不同）、反应物是否接触形成红色配合物有关。

【点睛】

第3题写电极反应方程式时要注意pH=9的溶液是由于SO32-水解，OH-来自于水的电离，电极方程式不能写成SO32--2e-+2OH-===SO42-+H2O。

5．亚氯酸钠（NaClO2）是一种高效氧化剂、漂白剂。

已知：

NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出的晶体是NaClO2·3H2O，高于38℃时析出晶体是NaClO2，高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl。

利用下图所示装置制备亚氯酸钠。

完成下列填空：

（1）装置②中产生ClO2的化学方程式为___________。

装置③的作用是_____________。

（2）从装置④反应后的溶液获得NaClO2晶体的操作步骤为：

①减压，55℃蒸发结晶；②__________；③_______；④低于60℃干燥，得到成品。

（3）准确称取所得亚氯酸钠样品10g于烧杯中，加入适量蒸馏水和过量的碘化钾晶体，再滴入适量的稀硫酸，充分反应（ClO2－+4I－+4H+→2H2O+2I2+Cl－）。

将所得混合液配成250mL待测溶液。

配制待测液需用到的定量玻璃仪器是____________；

（4）取25.00mL待测液，用2.0mol/LNa2S2O3标准液滴定（I2+2S2O32－→2I－+S4O62－），以淀粉溶液做指示剂，达到滴定终点时的现象为__________。

重复滴定2次，测得Na2S2O3溶液平均值为20.00mL。

该样品中NaClO2的质量分数为_____________。

（5）通过分析说明装置①在本实验中的作用_______________________________。

【答案】2NaClO3+Na2SO3+H2SO4→2ClO2+2Na2SO4+H2O防止倒吸趁热过滤用38－60℃的温水洗涤250mL容量瓶溶液由蓝色变为无色且半分钟内不变色90.5%当关闭K2时，打开K1，可以吸收反应产生的气体。

【解析】

【分析】

【详解】

（1）根据反应物NaClO3、Na2SO3、H2SO4，生成物为ClO2和2Na2SO4，配平方程式为2NaClO3+Na2SO3+H2SO4=2ClO2+2Na2SO4+H2O；装置③为安全瓶，防止装置②中气体温度降低而产生倒吸；

（2）因为NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出的晶体是NaClO2·3H2O，高于38℃时析出晶体是NaClO2，高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl，若要得到NaClO2晶体，需在38－60℃得到晶体，故操作为趁热过滤；用38－60℃的温水洗涤；

（3）容量瓶要指明规格；

（4）有碘单质参和生成的反应，一般采用淀粉溶液做指示剂，该反应是Na2S2O3标准液滴定碘，终点溶液由蓝色变为无色且半分钟内不变色；

计算时一般找出关系式，由此进行计算，关系式为ClO2－——2I2——4S2O32－

n（ClO2－）=1/4n（S2O32－）=1/4×20×10-3×2=0.01mol

m（NaClO2）=0.01×90.5=9.05g该样品中NaClO2的质量分数为9.05g÷10g=0.905

（5）本实验产生污染性气体，直接排放会污染环境，故需要尾气处理，装置①就是用碱吸收反应产生的ClO2等尾气。

6．无水硫酸铜在加热至6