备战高考化学压轴题专题铁及其化合物的经典综合题附答案.docx

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备战高考化学压轴题专题铁及其化合物的经典综合题附答案

2020-2021备战高考化学压轴题专题铁及其化合物的经典综合题附答案

一、高中化学铁及其化合物

1．D、E为中学化学常见的单质，在一定条件下C、D间能发生反应。

各物质转化关系如下图：

（1）B的同素异形体的名称为：

_____________；H的化学式为：

_____________。

（2）已知E的燃烧热为QkJ/mol，试写出表示E燃烧热的热化学方程式_____________。

（3）用惰性电极电解A溶液的阳极反应式为：

_____________。

（4）检验H和G的混合溶液中含有G的阳离子的试剂可以是：

_____________。

a.氯水和KSCN溶液b.氢氧化钠溶液c.酸性KMnO4溶液

（5）用惰性电极电解一定浓度的A溶液，通电一段时间后，向所得溶液中加入9.8g含A中金属阳离子的弱碱固体后恰好恢复到电解前的浓度和pH。

则电解过程中转移电子的物质的量为_____________mol,收集到标准状况下的气体体积为_____________。

【答案】臭氧Fe2（SO4）3Fe（s）+

O2（g）=

Fe3O4（s）△H=-QkJ/mol4OH--4e-=2H2O+O2↑c0.4mol4.48L

【解析】

【分析】

电解A溶液生成三种物质，且D为金属，A应为不活泼金属的含氧酸盐，电解时，在阴极生成金属，则阳极应生成O2，其中E可在B中燃烧说明B为O2，C应为含氧酸，而E在氧气中反应的氧化为与酸反应后生成两种盐，说明金属为变价金属，则E应为Fe，则C应为硫酸，不可能为硝酸，否则四氧化三铁与硝酸反应只生成一种物质，则G为FeSO4，H为Fe2（SO4）3，D应为Cu，则A应为CuSO4，结合相关物质的性质和题目要求可解答该题。

【详解】

根据上述分析可知：

A为CuSO4，B为O2，C为H2SO4，DCu，E为Fe，F为Fe3O4，G为FeSO4，H为Fe2（SO4）3。

（1）由以上分析可知，B为O2，对应的同素异形体为臭氧，H为Fe2（SO4）3。

（2）E为Fe，E的燃烧热为QkJ/mol，则表示E燃烧热的热化学方程式为Fe（s）+

O2（g）=

Fe3O4（s）△H=-QkJ/mol。

（3）A为CuSO4，电解时，在阴极生成金属Cu，在阳极OH-失去电子应生成O2，阳极反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑。

（4）G为FeSO4，H为Fe2（SO4）3，二者溶液中含有的金属阳离子为Fe2+、Fe3+，检验Fe2+的方法是根据Fe2+具有还原性，可与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应而使溶液的紫色褪去，故合理选项是c；

（5）向所得溶液中加入9.8g含A中金属阳离子的弱碱固体，即即加入Cu（OH）2的物质的量是0.1mol，恰好恢复到电解前的浓度和pH，说明析出0.1molCu、0.1molH2和0.1molO2，应转移电子0.4mol，收集到标准状况下的气体体积为V（H2）+V（O2）=0.2mol×22.4L/mol=4.48L。

2．物质

是某新型净水剂的中间体，它可以看成由AlCl3（在180℃升华）和一种盐A按物质的量之比1：

2组成。

在密闭容器中加热X使之完全分解，发生如下转化：

请回答下列问题：

（1）X的化学式为__。

（2）将E混合晶体溶于水配成溶液，向溶液中加入过量稀NaOH溶液时发生的总反应的离子方程式为__。

（3）高温下，若在密闭容器中长时间煅烧X，产物中还有另外一种气体，请设计实验方案验证之_。

【答案】AlCl3·2FeSO4Al3++2H++6OH-=AlO2-+4H2O将气体通入足量NaOH溶液中，收集余气，把一条带火星的木条伸入其中，若复燃，则说明是O2

【解析】

【分析】

固体氧化物B溶于稀盐酸后得到的溶液C中滴加KSCN溶液，混合液变血红色，说明B中含有Fe3+，则B为Fe2O3，C为FeCl3溶液，无色D气体能使品红褪色，则D为SO2，由元素守恒可知A中含有Fe、S、O元素，A加热分解能生成氧化铁和二氧化硫，则盐A为FeSO4，氧化铁的物质的量为

=0.02mol，生成二氧化硫为

=0.02mol，由Fe、S原子为1：

1可知生成SO3为0.02mol，4.27g混合晶体E为AlCl3和SO3，AlCl3的物质的量为

=0.02mol，X的组成为AlCl3∙2FeSO4，以此解答该题。

【详解】

（1）根据上述分析，X的化学式为AlCl∙2FeSO4；

（2）将E混合晶体溶于水配成溶液，三氧化硫反应生成硫酸，则硫酸与氯化铝的物质的量相等，逐滴加入过量稀NaOH溶液，该过程的总反应的离子方程式为：

Al3++2H++6OH-=AlO2-+4H2O；

（3）若在高温下长时间煅烧X，生成的三氧化硫再分解生成二氧化硫和氧气，另一种气体分子式是O2，检验氧气的方法为：

将气体通入足量NaOH溶液中，收集余气，把一条带火星的本条伸入其中，若复燃，则说明是O2。

3．A、B、C均为中学化学常见的纯净物，它们之间存在如下转化关系：

其中①②③均为有单质参与的反应。

（1）若A是常见的金属，①③中均有同一种黄绿色气体参与反应，B溶液遇KSCN显血红色，且②为化合反应，写出反应②的离子方程式_________________________。

（2）如何检验上述C溶液中的阳离子？

______________________。

（3）若B是太阳能电池用的光伏材料，①②③为工业制备B的反应。

C的化学式是____________，属于置换反应____________，（填序号）写出反应①的化学方程式____________________。

【答案】Fe+2Fe3+＝3Fe2+取少量溶液于试管，加KSCN溶液，无明显现象，再加氯水，溶液变成血红色，则证明含Fe2+SiCl4①③2C+SiO2

Si+2CO↑

【解析】

【分析】

（1）由转化关系可知A为变价金属，则A应为Fe，B为氯化铁，C为氯化亚铁，②为Fe与氯化铁的反应；

（3）B是太阳能电池用的光伏材料，可知B为Si，①为C与二氧化硅的反应，①②③为工业制备B的反应，则C为SiCl4，③中SiCl4与氢气反应，提纯Si，以此解答该题。

【详解】

（1）A是常见的金属，①③中均有同一种气态非金属单质参与反应，且②为化合反应，则该非金属气体为Cl2，B为氯化铁，则反应②的离子方程式为2Fe3++Fe=3Fe2+；

（2）由分析知C为氯化亚铁，检验Fe2+的操作方法是取少量溶液于试管，加KSCN溶液，无明显现象，再加氯水，溶液变成血红色，则证明含Fe2+；

（3）B是太阳能电池用的光伏材料，可知B为Si，①为C与二氧化硅的反应，①②③为工业制备B的反应，则C为SiCl4，其中②为Si和Cl2化合生成SiCl4，③中SiCl4与氢气反应，提纯Si，则反应①的化学方程式为SiO2+2C

Si+2CO↑，其中属于置换反应的有①③。

4．A、B、C、D四种化合物，其中A、C、D焰色反应均为黄色，而B的焰色反应为紫色，A、C和盐酸反应均得到D，将固体C加热可得到A，若在A的溶液中通入一种无色无味气体，又可制得C，若B的溶液滴加到硫酸亚铁溶液会先后出现白色沉淀→灰绿色沉淀→红褐色沉淀E。

试推断：

（1）A：

__、B：

__、C：

__、D：

__、E：

__；

（2）固体C加热得到A的化学反应方程式__；

（3）得到红褐色沉淀E的化学反应方程式__。

【答案】Na2CO3KOHNaHCO3NaClFe（OH）32NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2↑4Fe（OH）2+2H2O+O2=4Fe（OH）3

【解析】

【分析】

A、C、D为盐且焰色反应均为黄色，说明都含有钠元素的化合物；B是碱且透过钴玻璃观察焰色反应为紫色，判断为含K元素，A、C和盐酸反应均得到D的溶液，将固体C加热可得到A，若在A的溶液中通入一种无色无味气体，又可制得C，可以判断，无色无味的气体是CO2，A为Na2CO3，C为NaHCO3，D为NaCl；若B的溶液滴加到硫酸亚铁溶液会先后出现白色沉淀→灰绿色沉淀→红褐色沉淀E，说明B为氢氧化钾，E为氢氧化铁，据此分析解答。

【详解】

A、C、D为盐且焰色反应均为黄色，说明都含有钠元素的化合物；B是碱且透过钴玻璃观察焰色反应为紫色，判断为含K元素，A、C和盐酸反应均得到D的溶液，将固体C加热可得到A，若在A的溶液中通入一种无色无味气体，又可制得C，可以判断，无色无味的气体是CO2，A为Na2CO3，C为NaHCO3，D为NaCl，若B的溶液滴加到硫酸亚铁溶液会先后出现白色沉淀→灰绿色沉淀→红褐色沉淀E，说明B为氢氧化钾，综上所述：

A：

Na2CO3、B：

KOH、C：

NaHCO3  D：

NaCl、E：

Fe（OH）3；

（1）有分析可知：

A：

Na2CO3、B：

KOH、C：

NaHCO3  D：

NaCl、E：

Fe（OH）3；

（2）碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水的化学方程式为2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2↑；

（3）氢氧化亚铁具有还原性，能够与氧气、水反应生成氢氧化铁，方程式：

4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3。

5．A、B、C、D四种化合物，其中A、C、D焰色反应均为黄色（含钠元素），而B的焰色反应为紫色（含钾元素），A、C和盐酸反应均得到D，将固体C加热可得到A，若在A的溶液中通入一种无色无味气体，又可制得C，若B的溶液滴加到硫酸亚铁溶液会先后出现白色沉淀→灰绿色沉淀→红褐色沉淀E。

试写出各物质的化学式：

A：

__、B：

__、C：

__、D：

__、E：

___。

【答案】Na2CO3KOHNaHCO3NaClFe（OH）3

【解析】

【详解】

A、B、C、D四种化合物，其中A、C、D焰色反应均为黄色，含有钠元素。

而B的焰色反应为紫色，含有钾元素；A、C和盐酸反应均得到D，将固体C加热可得到A，若在A的溶液中通入一种无色无味气体，又可制得C，这说明C是碳酸氢钠，A是碳酸钠，D是氯化钠，通入的无色气体是二氧化碳。

B的溶液滴加到硫酸亚铁溶液先后出现白色沉淀→灰绿色沉淀→红褐色沉淀，说明溶液中发生了反应：

Fe2+→Fe（OH）2（白色沉淀）→Fe（OH）3（红褐色沉淀），E是氢氧化铁，由于B的溶液中阴离子只有一种，所以B是KOH。

答案为：

Na2CO3；KOH；NaHCO3；NaCl；Fe（OH）3

【点睛】

要熟悉常见物质的物理性质和化学性质，特别要熟悉物质之间的转化关系。

如本题中，Na2CO3和NaHCO3之间可以相互转化：

Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3，2NaHCO3

Na2CO3+CO2↑+H2O；Fe2+的转化：

Fe2++2OH-=Fe（OH）2↓，4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3。

6．已知A、B、C为中学化学中常见的单质，在室温下A为固体，B和C为气体，向D溶液中加入KSCN溶液后，溶液显红色。

在适宜的条件下可发生如下转化：

试回答下列问题：

（1）写出A、B、C的化学式：

A_____、B_______、C_________。

（2）反应E溶液＋A→F溶液＋C的离子方程式为：

______________；D溶液＋A→F溶液的离子方程式为：

___________；若向F溶液中加入NaOH溶液，观察到的现象为：

_________。

（3）写出除去D溶液中F杂质的离子方程式：

________。

【答案】FeCl2H2Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋溶液中生成白色沉淀，沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－

【解析】

【分析】

A、B、C为中学化学中常见的单质，在室温下A为固体，B和C为气体，A与B反应生成D，向D溶液中加入KSCN溶液后，溶液显红色，D溶液中含有Fe3+，由D于F相互转化可知，A为Fe，B为Cl2，D为FeCl3，F为FeCl2．B与C反应生成E，Fe与E溶液反应得到氯化亚铁与C，则C为H2，E为HCl，以此解答该题。

【详解】

（1）向D溶液中加入KSCN溶液后，溶液显红色，故D溶液中含Fe3＋，根据题干信息可推知A为Fe，结合框图中E溶液与A反应生成F溶液和气体C可确定E溶液为酸，故E为HCl，由此推知B、C分别为Cl2、H2，D、F分别为FeCl3、FeCl2。

（2）E为HCl，溶液与铁反应生成氯化亚铁和氢气，反应的离子方程式为Fe+2H+=Fe2++H2↑；氯化铁和铁反应生成氯化亚铁，反应的离子方程式为2Fe3++Fe=3Fe2+，F为FeCl2，加入氢氧化钠溶液，可生成不稳定的氢氧化亚铁，氢氧化亚铁不稳定，可被氧化生成氢氧化铁，现象为溶液中生成白色沉淀，迅速变灰绿色，最终变红褐色；

（3）除去氯化铁中的氯化亚铁，可通入氯气，发生氧化还原反应生成氯化铁，反应的离子方程式为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-。

7．物质A~F有如图所示的转化关系，各反应均在高温下进行（必要时需催化剂），A是一种常见的金属单质，B常温下是一种液态化合物，E为一种无色气体，且E分子的电子数与N2的电子数相同。

（1）写出①的化学方程式____。

（2）写出③的化学方程式____。

（3）写出一个B作还原剂的化学方程式____。

（4）写出一个F作氧化剂的化学方程式_____。

【答案】3Fe＋4H2O（g）

Fe3O4＋4H2CO+H2O（g）

CO2＋H22F2+2H2O=4HF+O2C+CO2

2CO（或2Mg+CO2

2MgO+C）

【解析】

【分析】

反应均是在高温下进行的（必要时可使用催化剂），A是一种常见的金属单质，B常温下是一种液态化合物，E为一种无色气体，且E分子的电子数与N2的电子数相同，则E为CO，依据转化关系结合反应条件分析判断，A为Fe，B为H2O，C为Fe3O4，D为H2，E为CO，F为CO2，据此分析解答。

【详解】

（1）反应①是铁和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，化学方程式3Fe＋4H2O（g）

Fe3O4＋4H2；

（2）反应③是一氧化碳和水蒸气反应生成二氧化碳和氢气，化学方程式CO+H2O（g）

CO2＋H2；

（3）B为H2O，氟单质与水反应生成氟化氢和氧气，该反应中水作还原剂，化学方程式2F2+2H2O=4HF+O2；

（4）F为CO2，二氧化碳在高温下与碳单质反应生成一氧化碳，或二氧化碳与金属镁反应生成氧化镁和碳单质，反应中二氧化碳作氧化剂，化学方程式C+CO2

2CO（或2Mg+CO2

2MgO+C）；

8．已知有以下物质相互转化关系：

试回答：

（1）写出各物质的化学式A________________、 D___________、F_______。

（2）检验G溶液中阳离子所选用的试剂是_______（写化学式），实验现象是______。

（3）写出B溶液与C溶液反应的化学方程式___________________________。

（4）写出G溶液与A反应的离子反应方程式___________________________。

（5）上图中共有6个化学反应，其中属于氧化还原反应的有几个？

________。

【答案】FeKClFe（OH）3KSCN溶液呈红色FeCl2+2KOH=Fe（OH）2↓+2KClFe+2Fe3+=3Fe2+3

【解析】

【分析】

B溶液和C溶液反应生成白色沉淀E，在空气中变成红褐色F，所以E为Fe（OH）2，F为Fe（OH）3，D溶液和AgNO3溶液反应生成白色沉淀为AgCl，得到的溶液的焰色反应呈紫色，说明溶液中有K+，所以B溶液和C溶液是FeCl2和KOH。

Fe（OH）3和盐酸反应生成的G溶液为FeCl3溶液，FeCl3溶液和A反应生成B，所以B是FeCl2，A是铁，C即为KOH，A和盐酸反应生成FeCl2和氢气，符合题意。

故A为Fe，B为FeCl2，C为KOH，D为KCl，E为Fe（OH）2，F为Fe（OH）3，G为FeCl3，H为AgCl。

【详解】

由以上分析可知：

A为Fe，B为FeCl2，C为KOH，D为KCl，E为Fe（OH）2，F为Fe（OH）3，G为FeCl3，H为AgCl。

（1）化学式A：

Fe，D：

KCl，F：

Fe（OH）3。

（2）检验G（FeCl3）溶液中的Fe3+可选用KSCN溶液，Fe3+和SCN-反应生成红色的配离子和配合物，溶液显红色。

（3）B（FeCl2）溶液与C（KOH）溶液反应的化学方程式为FeCl2+2KOH=Fe（OH）2↓+2KCl。

（4）G（FeCl3）溶液与A（Fe）反应的离子反应方程式为Fe+2Fe3+=3Fe2+。

（5）上图中的6个化学反应，铁和盐酸的置换反应、Fe（OH）2在空气中被氧气氧化为Fe（OH）3的反应以及FeCl3和铁生成FeCl2的归中反应属于氧化还原反应，其他3个都是复分解反应，没有化合价的变化，不是氧化还原反应，所以属于氧化还原反应的共有3个。

9．A、B、C、D四种化合物，其中B、C、D焰色反应均为黄色，而A的焰色反应为紫色，B、D和盐酸反应均得到C，将固体B加热分解可得到D，若在D的溶液中通入一种无色无味气体，又可得到B的溶液；若A的溶液滴加到FeCl2溶液中，先出现白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色沉淀E。

（1）试推断各物质的化学式：

A：

___B：

___C：

___

（2）按要求写出下列方程式：

①D与盐酸反应的离子方程式：

___；

②E固体受热分解的化学方程式：

___。

【答案】KOHNaHCO3NaClCO32-+2H+=H2O+CO2↑2Fe（OH）3

Fe2O3+3H2O

【解析】

【分析】

B、C、D焰色反应均为黄色，则均为钠的化合物，A的焰色反应为紫色，则A为钾的化合物；若A的溶液滴加到FeCl2溶液中，先出现白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色沉淀E，可知A为KOH，E为Fe（OH）3；B、D和盐酸反应均得到C，将固体B加热分解可得到D，若在D的溶液中通入一种无色无味气体，又可得到B的溶液，可知B为Na2CO3，D为NaHCO3，C为NaCl，据此进行解答。

【详解】

（1）据分析可知答案为：

KOH；NaHCO3；NaCl；

（2）①碳酸钠和盐酸反应离子方程式为：

CO32-+2H+=H2O+CO2↑；

②氢氧化铁受热反应方程式为：

2Fe（OH）3

Fe2O3+3H2O。

10．A、B、C、D是中学化学常见的单质，甲、乙、丙为化合物，乙在常温常压下为无色无味的液体，组成单质A的元素有可变化合价。

它们之间存在如下图所示的转化关系。

由此推断：

（1）甲的化学式为________________，丙的化学式为________________。

（2）写出甲和D反应的化学方程式：

_________________________________________。

（3）为检验化合物甲中元素的化合价，需要用到的药品有________（填字母）。

A.稀硫酸B.盐酸

C.硫氰化钾溶液D.高锰酸钾溶液

【答案】Fe3O4Al2O33Fe3O4＋8Al

9Fe＋4Al2O3ACD

【解析】

【分析】

A、B、C、D是中学化学常见的单质，甲、乙、丙为化合物，乙在常温常压下为无色无味的液体，乙是H2O，组成单质A的元素有可变化合价，且高温条件下与H2O反应，则A是Fe，甲是Fe3O4，C是H2，B是O2，Fe3O4与D反应生成Fe，此反应为铝热反应，则D是Al，丙是Al2O3。

【详解】

（1）乙在常温常压下为无色无味的液体，乙是H2O，组成单质A的元素有可变化合价，且高温条件下与H2O反应，则A是Fe，甲是Fe3O4，Fe3O4与D反应生成Fe，此反应为铝热反应，则D是Al，丙是Al2O3，故甲的化学式为Fe3O4，丙的化学式为Al2O3。

（2）甲是Fe3O4，D是Al，其化学反应方程式为：

3Fe3O4＋8Al

9Fe＋4Al2O3

（3）甲是Fe3O4，要检验其中所含有的阳离子，要先用稀硫酸使其发生反应：

Fe3O4＋8H＋＝2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O，然后再用高锰酸钾溶液检验Fe2＋，用硫氰化钾溶液检验Fe3＋，故使用的物质是A、C、D。

11．以下物质相互转化

试回答：

（1）写出B的化学式________________；D的名称________________。

（2）写出由E转变成F的化学方程式________________。

（3）写出用KOH鉴别G溶液的离子方程式________________；向G溶液加入A的有关离子方程式________________。

【答案】FeCl2氯化钾4Fe （OH）2+O2+2H2O═4Fe （OH）3Fe3++3OH-═Fe （OH）3↓2Fe3++Fe═3Fe2+

【解析】

【分析】

D和硝酸银溶液反应生成白色沉淀H，H不溶于稀硝酸，所以H是氯化银，则D中含有氯离子，D和硝酸银混合溶液进行焰色反应呈紫色，则D中含有钾元素，所以D是氯化钾，白色沉淀E和氧气反应生成红褐色沉淀F，则F是氢氧化铁，E是氢氧化亚铁，氢氧化铁和盐酸反应生成氯化铁溶液，所以G是氯化铁，氯化铁和A反应生成B，B和C反应生成氯化钾和氢氧化亚铁，所以A是铁，B是氯化亚铁，C是氢氧化钾，据此分析解答。

【详解】

根据上述分析，A是铁，B是氯化亚铁，C是氢氧化钾，D是氯化钾，E是氢氧化亚铁，F是氢氧化铁，G是氯化铁，H是氯化银。

（1）B是氯化亚铁，化学式为FeCl2；D是氯化钾，故答案为：

FeCl2；氯化钾；

（2）E是氢氧化亚铁，F是氢氧化铁，氢氧化亚铁和氧气、水反应生成氢氧化铁，反应的化学方程式为：

4Fe （OH）2+O2+2H2O═4Fe （OH）3，故答案为：

4Fe （OH）2+O2+2H2O═4Fe （OH）3；

（3）用KOH鉴别G溶液时铁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化铁，离子方程式为：

Fe3++3OH-═Fe （OH）3↓，向G溶液加入A是铁离子和铁反应生成亚铁离子，离子方程式为：

2Fe3++Fe═3Fe2+，故答案为：

Fe3++3OH-═Fe （OH）3↓；2Fe3++Fe═3Fe2+。

12．A—J都是初中化学常用的物质。

其中B、E、H、J是单质，其余均为化合物，气体C可用于灭火。

它们相互间的转化关系如下图所示（部分反应物、生成物及反应条件已略去）。

请回答下列问题：

⑴写出物质D、J的化学式：

D___________,J___________。

⑵“气体C→B”的转化过程，在自然界中称为____________作用。

⑶反应①的反应条件___________，其基本反应类型___________。

⑷写出反应②的化学方程式：

______________________。

⑸若要实现“H+I→红色固体J”的转化，物质I必须满足的条件是___________。

【答案】CaCO3Cu光合点燃化合反应C+CO2

2CO可溶性铜盐

【解析】

【分析】

根据A-J都是初中化学常见的物质，B、E、H、J是单质，其余均为化合物，气体C可用于灭火，所以C是二氧化碳，二氧化碳和氢氧化钙会生成碳酸钙沉淀和水，所以D是碳酸钙，二氧化碳和碳高温会生成一氧化碳，所以E是木炭，F是一氧化碳，一氧化碳和G生成的会转化成红色固体J，所以G是氧化铁，H是铁，I可以是硫酸铜，J是铜，铁和B会生成黑色固体A，所以B是氧气，A是四氧化三铁，然后将推出的物质进行验证即可。

【详解】