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第3练　物质制备实验原理和方案AB
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天天练B组　满分：82分　　限时：45分钟
1.（12分）（2022·江苏卷）实验室以二氧化铈(CeO2)废渣为原料制备Cl－含量少的Ce2(CO3)3，其部分实验过程如下：
(1) “酸浸”时 CeO2与H2O2反应生成Ce3+并放出O2，该反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　。
(2) pH约为7的CeCl3溶液与NH4HCO3溶液反应可生成Ce2(CO3)3沉淀，该沉淀中Cl－含量与加料方式有关。得到含Cl－量较少的Ce2(CO3)3的加料方式为　　　　（填字母）。
A. 将NH4HCO3溶液滴加到CeCl3溶液中
B. 将CeCl3溶液滴加到NH4HCO3溶液中
(3) 通过中和、萃取、反萃取、沉淀等过程，可制备Cl－含量少的Ce2(CO3)3。已知Ce3+能被有机萃取剂（简称HA）萃取，其萃取原理可表示为Ce3+（水层）＋3HA（有机层） Ce(A)3（有机层）＋3H＋（水层）。
①加氨水“中和”去除过量盐酸，使溶液接近中性。去除过量盐酸的目的是　　　　　　　　　　　。
②反萃取的目的是将有机层Ce3+转移到水层。使Ce3+尽可能多地发生上述转移，应选择的实验条件或采取的实验操作有　　　　　　（填两项）。
③与“反萃取”得到的水溶液比较，过滤Ce2(CO3)3溶液的滤液中，物质的量减小的离子有　　　　（填化学式）。
(4) 实验中需要测定溶液中Ce3+的含量。已知水溶液中Ce4+可用准确浓度的(NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定。以苯代邻氨基苯甲酸为指示剂，滴定终点时溶液由紫红色变为亮黄色，滴定反应为Fe2+＋Ce4+===Fe3+＋Ce3+。请补充完整实验方案：①准确量取25.00 mL Ce3+溶液[c(Ce3+)约为0.2 mol·L-1]，加氧化剂将Ce3+完全氧化并去除多余氧化剂后，用稀硫酸酸化，将溶液完全转移到250 mL容量瓶中后定容；②按照规定操作分别将0.020 00 mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2和待测Ce4+溶液装入如图所示的滴定管中：③_______________________________________________
______________________________________________________________________。
2.（10分）（2021·江苏卷）以软锰矿粉（含MnO2及少量Fe、Al、Si、Ca、Mg等的氧化物）为原料制备电池级MnO2。
(1) 浸取。将一定量软锰矿粉与Na2SO3、H2SO4溶液中的一种配成悬浊液，加入三颈瓶中（图1），70 ℃下通过滴液漏斗缓慢滴加另一种溶液，充分反应，过滤。滴液漏斗中的溶液是　　　　；MnO2转化为Mn2+的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　。
eq \o(\s\up7(),\s\do5(图1))
(2) 除杂。向已经除去Fe、Al、Si的MnSO4溶液（pH约为5）中加入NH4F溶液，溶液中的Ca2+、Mg2+形成氟化物沉淀。若沉淀后上层清液中c(F－)＝0.05 mol·L-1，则＝　　　　。[Ksp(MgF2)＝5×10-11，Ksp(CaF2)＝5×10-9]
(3) 制备MnCO3。在搅拌下向100 mL1 mol·L-1MnSO4溶液中缓慢滴加1 mol·L-1NH4HCO3溶液，过滤、洗涤、干燥，得到MnCO3固体。需加入NH4HCO3溶液的体积约为　　　　。
(4) 制备MnO2。MnCO3经热解、酸浸等步骤可制备MnO2。MnCO3在空气气流中热解得到三种价态锰的氧化物，锰元素所占比例（×100%）随热解温度变化的曲线如图2所示。已知：MnO与酸反应生成Mn2+；Mn2O3氧化性强于Cl2，加热条件下Mn2O3在酸性溶液中转化为MnO2和Mn2+。
eq \o(\s\up7(),\s\do5(图2))
为获得较高产率的MnO2，请补充实验方案：取一定量MnCO3置于热解装置中，通空气气流，________________________________________________________
_____________________________________________________________，固体干燥，得到MnO2。（可选用的试剂：1 mol·L-1H2SO4溶液、2 mol·L-1HCl溶液、BaCl2溶液、AgNO3溶液）。
3.（12分）（2020·江苏卷）实验室由炼钢污泥（简称铁泥，主要成分为铁的氧化物）制备软磁性材料α-Fe2O3。其主要实验流程如下：
(1) 酸浸：用一定浓度的H2SO4溶液浸取铁泥中的铁元素。若其他条件不变，实验中采取下列措施能提高铁元素浸出率的有　　　　（填字母）。
A. 适当升高酸浸温度
B. 适当加快搅拌速度
C. 适当缩短酸浸时间
(2) 还原：向“酸浸”后的滤液中加入过量铁粉，使Fe3+完全转化为Fe2+。“还原”过程中除生成Fe2+外，还会生成　　　　（填化学式）；检验Fe3+是否还原完全的实验操作是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3) 除杂：向“还原”后的滤液中加入NH4F溶液，使Ca2+转化为CaF2沉淀除去。若溶液的pH偏低、将会导致CaF2沉淀不完全，其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　[Ksp(CaF2)＝5.3×10-9，Ka(HF)＝6.3×10-4]。
(4) 沉铁：将提纯后的FeSO4溶液与氨水-NH4HCO3混合溶液反应，生成FeCO3沉淀。
①生成FeCO3沉淀的离子方程式为　　　　　　　　　　　　。
②设计以FeSO4溶液、氨水-NH4HCO3混合溶液为原料，制备FeCO3的实验方案：_________________________________________________________________
______________________________________________________________________。
已知：FeCO3沉淀需“洗涤完全”，Fe(OH)2开始沉淀的pH＝6.5。
4.（12分）（2019·江苏卷）实验室以工业废渣（主要含CaSO4·2H2O，还含少量SiO2、Al2O3、Fe2O3）为原料制取轻质CaCO3和(NH4)2SO4晶体，其实验流程如下：
(1) 室温下，反应CaSO4(s)＋CO(aq) CaCO3(s)＋SO(aq)达到平衡，则溶液中 eq \f(c（SO）,c（CO）)＝　　　　[Ksp(CaSO4)＝4.8×10-5，Ksp(CaCO3)＝3×10-9]。
(2) 将氨水和NH4HCO3溶液混合，可制得(NH4)2CO3溶液，其离子方程式为　　　　　　　　　　　　；浸取废渣时，向(NH4)2CO3溶液中加入适量浓氨水的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3) 废渣浸取在如图所示的装置中进行。控制反应温度在60～70 ℃，搅拌，反应3小时。温度过高将会导致CaSO4的转化率下降，其原因是　　　　　　　；保持温度、反应时间、反应物和溶剂的量不变，实验中提高CaSO4转化率的操作有_________________________________________。
(4) 滤渣水洗后，经多步处理得到制备轻质CaCO3所需的CaCl2溶液。设计以水洗后的滤渣为原料，制取CaCl2溶液的实验方案：________________________
______________________________________________________________________
[已知pH＝5时Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀完全；pH＝8.5时Al(OH)3开始溶解。实验中必须使用的试剂：盐酸和Ca(OH)2]。　
5.（12分）（2018·江苏卷）以Cl2、NaOH、(NH2)2CO（尿素）和SO2为原料可制备N2H4·H2O（水合肼）和无水Na2SO3，其主要实验流程如下：
已知：
①Cl2＋2OH－===ClO－＋Cl－＋H2O是放热反应。
②N2H4·H2O沸点约118 ℃，具有强还原性，能与NaClO剧烈反应生成N2。
(1) 步骤Ⅰ制备NaClO溶液时，若温度超过40 ℃，Cl2与NaOH溶液反应生成NaClO3和NaCl，其离子方程式为　　　　　　　　　　　　；实验中控制温度除用冰水浴外，还需采取的措施是　　　　　　　　　　　　。
(2) 合成N2H4·H2O的装置如图1所示。NaClO碱性溶液与尿素水溶液在40 ℃以下反应一段时间后，再迅速升温至110 ℃继续反应。实验中通过滴液漏斗滴加的溶液是______________________________________________________________；
使用冷凝管的目的是____________________________________________________。
eq \o(\s\up7(),\s\do5(图1))
(3) 步骤Ⅳ用步骤Ⅲ得到的副产品Na2CO3制备无水Na2SO3（水溶液中H2SO3、HSO、SO随pH的分布分数如图2所示，Na2SO3的溶解度曲线如图3所示）。　
eq \o(\s\up7(),\s\do5(图2))
eq \o(\s\up7(),\s\do5(图3))
①边搅拌边向Na2CO3溶液中通入SO2制备NaHSO3溶液。实验中确定何时停止通SO2的实验操作为　　　　　　　　　　　　　　　。
②请补充完整由NaHSO3溶液制备无水Na2SO3的实验方案： ______________
___________________________________，用少量无水乙醇洗涤，干燥，密封包装。
1.（10分）（2023·江苏模拟优选）钴的化合物用途广泛，可用于指示剂和催化剂制备。
(1) 以CoCl2溶液为原料，加入NH4HCO3和氨水，控制温度为50～60 ℃制备CoCO3，其反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　。
(2) 钴有多种氧化物，其中Co3O4可用作电极，若选用KOH电解质溶液，通电时可转化为CoOOH，其电极反应式为____________________________________。
(3) 以尿素为原料也可获得CoCO3并制备Co3O4。已知：尿素水溶液呈弱碱性，在70 ℃以上能缓慢水解产生CO，在pH为1～3时水解速率对生成CoCO3沉淀较为适宜。设计以CoCl2溶液、尿素、盐酸为原料，制备Co3O4实验方案：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4) 为测定某草酸钴样品中草酸钴晶体(CoC2O4·2H2O)的质量分数，进行如下实验：
①取草酸钴(CoC2O4·2H2O)样品3.050 g，加入100.00 mL 0.100 0 mol·L-1酸性KMnO4溶液，加热（该条件下Co2+不被氧化）。
②充分反应后将溶液冷却至室温，加入250 mL容量瓶中，定容。
③取25.00 mL溶液，用0.100 0 mol·L-1 FeSO4溶液滴定，消耗18.00 mL FeSO4溶液。
计算样品中草酸钴晶体(CoC2O4·2H2O)的质量分数（写出计算过程）。
2.（12分）（2023·江苏模拟优选）甘氨酸亚铁[(NH2CH2COO)2Fe]是一种肠溶性饲料添加剂。某化学实验小组利用FeCO3与甘氨酸反应制备(NH2CH2COO)2Fe，实验过程如下：
步骤Ⅰ：将足量废铁屑和 1.0 mol·L-1硫酸充分反应后，再与1.0 mol·L-1NH4HCO3溶液混合，装置如图1，反应结束后过滤并洗涤得FeCO3
步骤Ⅱ：将FeCO3溶于甘氨酸和柠檬酸的混合溶液，生成(NH2CH2COO)2Fe。当溶液中Fe(Ⅱ)浓度为0.5 mol·L-1时，(NH2CH2COO)2Fe产率随溶液pH的变化如图2所示。
eq \o(\s\up7(),\s\do5(图1))
eq \o(\s\up7(),\s\do5(图2))
已知：①甘氨酸亚铁易溶于水，难溶于酒精；②甘氨酸具有两性，易溶于水；③柠檬酸易溶于水和酒精，具有强酸性和强还原性。
(1) 连接好装置，检查装置气密性的方法是　　　　　　　　　　。
(2) 乙中发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　。实验中不能用1.0 mol·L-1NaHCO3溶液代替1.0 mol·L-1NH4HCO3溶液的可能原因是______________________________________________________________________。
(3)柠檬酸的作用是_________________________________________________。
(4) 步骤Ⅱ具体操作：取0.10 mol步骤Ⅰ得到的沉淀置于反应容器内，_____
_____________________________，使得Fe(Ⅱ)浓度约为 0.5 mol·L-1，　　　　　，
用乙醇洗涤，干燥得到甘氨酸亚铁。（须使用的仪器和试剂：pH计、1.0 mol·L-1甘氨酸溶液、柠檬酸、0.1 mol·L-1NaOH溶液、乙醇）
3.（10分）（2023·江苏模拟优选）氯化镍(NiCl2·6H2O)常用于电镀、陶瓷等工业，某实验室以单质Ni为原料制取氯化镍的实验步骤如下：
已知：
①Fe(OH)3完全沉淀pH为3.2；Ni(OH)2开始沉淀pH为7.2，完全沉淀pH为9.2。
②NiCl2易水解，从溶液中获取NiCl2·6H2O须控制pH＜2。
(1) 在三颈烧瓶中（装置如图）加入一定量Ni粉和水，通入空气，滴入稀硝酸和稀硫酸的混酸，至反应结束，过滤，制得NiSO4溶液。
①向A装置中通入空气的作用除搅拌外还有____________________________。
②若镍粉过量，判断反应完成的现象是_________________________________。
(2) 将所得NiSO4溶液与NaHCO3溶液混合反应得到NiCO3·Ni(OH)2沉淀，过滤，洗涤。
①沉淀反应的离子方程式为__________________________________________。
②检验NiCO3·Ni(OH)2沉淀已经洗涤完全的方法是　　　　　　　　　　　。
(3) 所得NiCO3·Ni(OH)2固体中混有少量Fe(OH)3。请补充完整由NiCO3·Ni(OH)2固体制备NiCl2·6H2O的实验方案：向NiCO3·Ni(OH)2固体中加入盐酸，搅拌， ____________________________________________。 [NiCl2溶解度曲线如图所示。实验中须选用的仪器和试剂：pH计、盐酸、NiCO3]
4.（8分）（2023·江苏模拟优选）BiOCl是一种不溶于水和稀硫酸的环保涂料。一种以高铋银锌渣（主要成分为Bi单质，还含有Zn、Ag、Fe单质）制备BiOCl的工艺流程如下：
已知：BiCl＋H2O BiOCl↓＋2H＋＋3Cl－；
2BiOCl（白色）＋2OH－2Cl－＋H2O＋Bi2O3（黄色）。
(1) “氧化浸出”生成BiCl的实验装置如图。
①写出生成BiCl的离子方程式：_____________________________________。
②工业在“氧化浸出”时常加入适量NaCl(s)，其目的是__________________
______________________________________________________________________。
③反应一段时间后，Bi完全浸出。将滤渣加入足量稀硝酸中，充分反应后，观察到滤渣部分溶解。该滤渣的成分为　　　　。
(2) 加入稀氨水调节溶液pH不宜过大的原因是_________________________
______________________________________________________________________。
(3) 请补充完整利用含少量Fe(OH)3杂质的BiOCl粗品制备Bi2O3的实验方案：　　　　　　　　　　　　　　
_____________________________________________________，过滤、洗涤、干燥，得Bi2O3。（须使用的试剂有：1 mol·L-1H2SO4溶液、4 mol·L-1NaOH溶液、1 mol·L-1BaCl2溶液、蒸馏水）
5.（10分）（2023·江苏模拟优选）实验室研究从炼铜烟灰（主要成分为CuO、Cu2O、ZnO、PbO等）中分别回收铜、铅元素的流程如下：
已知：Cu＋在酸性环境中能转化为Cu和Cu2+。
(1) “酸浸”过程中，金属元素均由氧化物转化为硫酸盐，其中Cu2O生成CuSO4的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。Cu2O粉末和Cu粉末外观均为红色，设计实验证明实验室制得的Cu粉中是否混有Cu2O　　　　　。
(2) “置换”过程中，铁屑加入初期反应速率迅速增大，其可能原因有：①反应放热，温度升高，速率增大，②　　　　　　　　　　；铁屑完全消耗后，铜的产率随时间延长而下降，其可能的原因为_________________________________
______________________________________________________________________。
(3) 已知：PbSO4、PbCl2均难溶于水，25 ℃时，PbSO4(s)＋2Cl－(aq) PbCl2(s)＋SO(aq)。一定条件下，在不同浓度的NaCl溶液中，温度对铅浸出率的影响、PbCl2的溶解度曲线分别如图所示。
eq \o(\s\up7(),\s\do5(图1))
eq \o(\s\up7(),\s\do5(图2))
结合题给信息，请补充完整利用酸浸后的滤渣制备PbCl2晶体的实验方案：取一定量的滤渣，_____________________________________________________（可选用的试剂有：蒸馏水，5 mol·L-1NaCl溶液，1 mol·L-1NaCl溶液，NaCl固体）
6.（10分）（2023·江苏模拟优选）由难溶性磷酸锂渣（主要成分为Li3PO4）为原料制备电池级Li2CO3的流程如下：
―→Ｋ―→Ｋ―→Ｋ―→碳酸锂
已知：①Li2CO3在不同温度下的溶解度： 0 ℃ 1.54 g，20 ℃ 1.33 g, 90 ℃ 0.78 g。
②碳酸锂：水溶液煮沸时容易发生水解。
(1) 溶解除磷。将一定量磷酸锂渣与CaCl2溶液、盐酸中的一种配成悬浊液，加入三颈烧瓶中（装置如图），一段时间后，通过滴液漏斗缓慢滴加另一种溶液，充分反应，过滤，得到LiCl溶液。
①滴液漏斗中的液体是 _____________________________________________。
②Li3PO4转化为LiCl和CaHPO4的离子方程式为 　　　　　　　　　　　。
(2) 除钙。通过离子交换法除去溶液中Ca2+。若要使后续得到的Li2CO3 中不含CaCO3（设沉淀后溶液中Li＋浓度为0.1 mol·L-1），需控制除钙后溶液中c(Ca2+)≤　　　　。[Ksp(Li2CO3)＝2.5×10-2，Ksp(CaCO3)＝2.8×10-9]
(3) 制备Li2CO3。向除杂后的LiCl溶液中加入N235萃取剂（50%三辛癸烷基叔胺与50%异辛醇的混合液），边搅拌边向混合液中通CO2，过滤洗涤得到Li2CO3。
①该方法能制得Li2CO3的原因是_____________________________________。
②检验滤渣是否洗涤完全的实验方法是_______________________________。
(4) 若粗品碳酸锂中含少量难溶性杂质，为获得较高产率的纯Li2CO3，请补充完整实验方案：向粗品Li2CO3中加水，按一定速率通入CO2，边通边搅拌，______________________________________________________________________。
已知：①LiHCO3受热易分解；②实验过程中Li2CO3转化速率与时间的关系图如图所示。
7.（12分）（2023·江苏模拟优选）轻质碳酸钙可用作橡胶的填料。以磷石膏（含CaSO4和少量SiO2、Fe2O3等）为原料制备轻质碳酸钙和铝铵矾的实验流程如下：
(1) “转化”步骤CaSO4转化为CaCO3的化学方程式为　　　　　　　　
　　　　　　　　　　。
(2) “除杂”时通入NH3的目的是_____________________________________。
(3) “碳化”过程在如图1所示的装置中进行。多孔球泡的作用是__________
____________________________________________________________________。
eq \o(\s\up7(),\s\do5(图1))
(4) 通过下列方法测定产品中碳酸钙的含量：准确称取0.500 0 g产品，用盐酸充分溶解，过滤，将滤液和洗涤液转移至250 mL容量瓶中定容、摇匀，记为试液A。取25.00 mL试液A，加入指示剂，调节pH>12，用0.020 00 mol·L-1Na2H2Y标准溶液滴定Ca2+(Ca2+＋H2Y2-===CaY2-＋2H＋)，至终点时消耗Na2H2Y溶液24.60 mL。计算产品中碳酸钙的质量分数（写出计算过程）。
(5) 铝铵矾[NH4Al(SO4)2·12H2O]是一种水絮凝剂。请补充由“转化”后的滤液制取铝铵矾的实验方案：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，将所得溶液蒸发浓缩至有大量晶体析出，过滤、用无水乙醇洗涤、干燥，得(NH4)2SO4固体；________________________________________________________，
过滤、用无水乙醇洗涤、干燥，得铝铵矾。（部分物质的溶解度随温度的变化如图2所示，实验须用的试剂：3 mol·L-1H2SO4溶液、100 mL 1 mol·L-1Al2(SO4)3溶液）　
eq \o(\s\up7(),\s\do5(图2))
8.（12分）（2023·南通如皋高三期初调研）ClO2是一种高效消毒灭菌剂，可用于灭活新冠病毒。ClO2稳定性差，工业上可将ClO2转化为较稳定的NaClO2保存。一种由NaClO3制取NaClO2晶体的流程如下：
NaClO3―→―→―→
已知高于60 ℃时，NaClO2易分解为NaClO3和NaCl。
(1) 制ClO2。向用硫酸酸化的NaClO3中通入混有空气（起稀释作用）的SO2的气体，可制得ClO2气体。其他条件一定，若通入的SO2过量，所得ClO2的体积将减小，原因是_______________________________________________________。
(2) 制NaClO2溶液。将一定量的ClO2通入NaOH和H2O2的混合溶液中，充分反应后可制得NaClO2溶液。由该反应可以比较反应物和产物中两种微粒的氧化性大小。碱性条件下，两种微粒的氧化性大小规律为　　　>　　　。
(3) 制NaClO2晶体。已知NaClO2的溶解度曲线如图所示。设计由质量分数为10%的NaClO2溶液（含少量NaOH）制取NaClO2·3H2O晶体的实验方案：
_____________________________________________________________________。
(4) NaClO2晶体使用时，向其中加入盐酸，即可得到ClO2气体。已知反应产物中只有一种气体和一种盐，则消耗1 molNaClO2，可生成ClO2的物质的量为　　　　。　
(5) ClO2还可使碱性废水中的CN－转化为N2和CO，自身转化为Cl－。经测定，某冶炼废水中CN－含量为1 040 mg·L-1，处理该废水10 m3，理论上需要通入标准状况下ClO2的体积为　　　　。
1.（10分）（2023·苏州昆山六校高三联合调研）由铬铁合金（主要成分为Cr、Fe，含少量Co、Ni等）可以制取Cr2O3、FeC2O4·2H2O和LiFePO4。实验流程如下：
(1) “酸溶”时应先向反应器中加入硫酸，再分批加入铬铁合金粉末，同时需保持强制通风。
①分批加入铬铁合金粉末并保持强制通风的原因是______________________
______________________________________________________________________。
②其他条件相同，实验测得相同时间内铬铁转化率[
×100%]、析出硫酸盐晶体的质量随硫酸浓度变化情况如图1所示。当硫酸的浓度为9～11 mol·L-1，铬铁转化率下降的原因：　　　　　　　　　　　　　　　。（已知硫酸浓度大于12 mol·L-1时铁才会钝化）
(2) 向酸溶所得溶液中加入0.5 mol·L-1Na2S溶液，使Co2+和Ni2+转化为CoS和NiS沉淀。当上层清液中c(Ni2+)＝1.0×10-5 mol·L-1时，c(Co2+)＝__________。
[已知：Ksp(CoS)＝1.8×10-22，Ksp(NiS)＝3.0×10-21]　
(3) 在N2的氛围中将FeC2O4·2H2O与LiH2PO4按物质的量之比1∶1混合，360 ℃条件下反应可获得LiFePO4，同时有CO和CO2生成。写出该反应的化学方程式：_______________________________________________________________。
(4) 设计由沉铁后的滤液（含Cr3+和少量Fe2+）制备Cr2O3的实验方案：_____
______________________________________________________________________，
过滤、洗涤、干燥、500 ℃煅烧。
已知：①P507萃取剂密度小于水，萃取Fe3+时萃取率与溶液pH的关系如图2所示。②该实验中Cr3+在pH＝6.0时开始沉淀，pH＝8.0时沉淀完全。pH＝12时Cr(OH)3开始溶解。
[实验中须选用试剂：P507萃取剂、H2O2、NaOH溶液]
2.（10分）（2023·盐城伍佑中学期初） NiCl2是化工合成中最重要的镍源，在实验室中模拟工业上以金属镍废料（含Fe、Al等杂质）为原料生产NiCl2的工艺流程如下：
下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH。
氢氧化物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Al(OH)3 Ni(OH)2
开始沉淀的pH 2.1 6.5 3.7 7.1
沉淀完全的pH 3.3 9.7 4.7 9.2
(1) 为了提高镍元素的浸出率，在“酸浸”时可采取的措施有　　　　　　　　　　　　　　　　（写一条即可）。
(2) 铁和盐酸反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　。
(3) 加入H2O2时发生主要反应的离子方程式为__________________________。
(4) “调pH”时，控制溶液pH的范围为　　　　。　
(5) 流程中由溶液得到NiCl2·6H2O的实验操作步骤依次为　　　、　　　、过滤、洗涤、干燥。
3.（10分）（2023·盐城伍佑中学期初）草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O)可作为制备电池正极材料磷酸铁锂的原料。以FeSO4溶液制备电池级草酸亚铁晶体的实验流程如下：
(1) “沉淀”步骤得到的混合体系不宜在空气中久置，其原因是____________
______________________________________________________________________。
(2) “转化”在如图所示的装置中进行。导管A的作用是__________________。
(3) 检验“洗涤”完全的实验操作是__________________________________
______________________________________________________________________。
(4) 以废渣（主要含Fe2O3、Al2O3、SiO2等）为原料制备实验所需的FeSO4溶液，请补充实验方案：向废渣中分批加入稀硫酸，边加边搅拌，当固体不再溶解时，过滤；____________________________________________________________。
[实验中须使用的试剂：稀硫酸、铁粉、NaOH溶液、KSCN溶液、蒸馏水]
(5) 测定草酸亚铁样品纯度的方法如下：准确称取0.250 0 g样品，加入适量水、浓硫酸、磷酸，用0.045 00 mol·L-1KMnO4标准溶液滴定至终点（草酸亚铁转化为Fe3+和CO2），消耗KMnO4标准溶液18.00 mL。计算样品中FeC2O4·2H2O的纯度（写出计算过程）。　
4.（10分）（2023·镇江高三期初）采用沉淀氧化法处理含铬(Ⅲ)废水，并回收制备重铬酸钾(K2Cr2O7)的流程如下：
已知：①Cr2O＋H2O 2CrO＋2H＋，溶液pH<5时，主要以Cr2O存在；pH>7时，主要以CrO存在。
②酸性条件下，Cr2O氧化性强于H2O2。
(1) Cr(Ⅲ)在水溶液中的存在形态分布如图所示。
25 ℃时，Ksp[Cr(OH)3]＝6.4×10-31、Ksp[Fe(OH)3]＝1.1×10-36，若除去废水中Cr3+，使其浓度小于6.4×10-7 mol·L-1，“调pH”的范围为　　　　。
(2) “氧化”过程中发生反应的化学方程式为　　　　　。
(3) 请补充完整“氧化”后继续制取K2Cr2O7晶体的实验方案：沉淀中加入理论量 1.5倍的H2O2，并用KOH溶液调pH约为10，静置过夜，使之充分反应，　　　　　　　　　　　　　　　　　　，冰水洗涤及干燥。（部分物质溶解度曲线如图所示：实验中须使用的试剂：KOH溶液、10% H2O2溶液、稀硫酸）。　
(4) 为测定制得的K2Cr2O7晶体的纯度，进行如下实验：称取样品0.300 0 g加水溶解，所得溶液加入250 mL容量瓶中定容。移取25.00 mL于锥形瓶中，加入适量2 mol·L-1H2SO4至溶液呈强酸性，再用0.025 0 mol·L-1标准(NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定至终点，平行测定三次，平均消耗标准(NH4)2Fe(SO4)2溶液24.00 mL[已知：Cr2O＋Fe2+＋H＋Fe3+＋Cr3+＋H2O（未配平）]。计算样品中K2Cr2O7的质量分数（写出计算过程）。
5.（10分）（2022·苏州质量调研）α-Fe2O3是一种优质的软磁性材料，用FeSO4溶液通过两步可制α-Fe2O3：
①氧化制铁黄[FeO(OH)，不溶于水]；②煅烧铁黄制α-Fe2O3。
Ⅰ. 氧化制铁黄。
向一定浓度的FeSO4溶液中滴加氨水，至混合液pH约为6.5时停止滴加，产生白色沉淀（带灰绿色）；通入氧气，生成铁黄晶体。通氧气过程中溶液pH随时间的变化如图1所示。
图1
已知：25 ℃时Ksp[Fe(OH)2]＝8.0×10-16。
(1) 25 ℃时，滴氨水至混合液pH约为6.5时，溶液中残留的c(Fe2+)＝　　　　。
(2) 0～t1段，溶液pH随氧气通入基本保持不变。请结合化学方程式分析该过程中溶液pH基本保持不变的原因：________________________________________。
(3) t1～t2段，溶液pH随氧气通入明显变小。请结合化学方程式分析该过程中溶液pH明显变小的原因：________________________________________________。
Ⅱ. 煅烧制α Fe2O3。
(4) 将所得铁黄晶体洗净后煅烧，得α Fe2O3。图2为其他条件相同时不同煅烧温度对产品中Fe2O3质量分数的影响。当煅烧温度高于800 ℃时，产品中Fe2O3质量分数降低，铁元素质量分数升高，其可能原因是__________________________
______________________________________________________________________。
图2
(5) 煅烧FeCO3也能生成α Fe2O3。实验室以100 mL 0.1 mol·L-1FeSO4溶液为原料制备高产率、较纯净的α Fe2O3。已知Fe(OH)2开始沉淀的pH＝6.5，请补充完整实验方案：在搅拌下_________________________________________________，
将固体干燥，得到纯净的FeCO3放入管式炉内煅烧2 h，获得产品α Fe2O3。（必须使用的试剂：0.1 mol·L-1NH4HCO3溶液、2 mol·L-1盐酸、BaCl2溶液、蒸馏水）
6.（10分）（2023·南通八校高三联考）由红土镍矿（主要成分为NiO，含少量MgO、SiO2和铁的氧化物等）可以制取NiSO4·6H2O和黄钠铁矾[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]。实验流程如下：
(1) “预处理”中加入H2O2的目的是__________________________________。
(2) “沉铁”中若用Na2CO3作为除铁所需钠源，Na2CO3溶液的用量对体系pH和镍的损失率影响如图1所示。当Na2CO3溶液的用量超过6 g·L-1时，镍的损失率会增大，其原因可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。（Fe3+、Ni2+开始沉淀的pH值分别为2.2、7.5）
图1
(3) “沉镁”前，应保证MgO已将溶液pH值调节至5.5～6.0，其原因是____
____________________________________________________________________。
(4) 如何判断“沉镁”已完全：_______________________________________
______________________________________________________________________。
(5) 硫酸钠与硫酸镍晶体溶解度曲线图如图2所示，请设计由滤液Y制备NiSO4·6H2O的实验方案_________________________________________________
______________________________________________________________________。
（可选用的试剂：稀硫酸、NaOH溶液、BaCl2溶液、Ca(OH)2、蒸馏水）
图2
7.（10分）（2023·南通八校高三联考）草酸及其化合物在工业中有重要作用，例如：草酸可用于除铁锈，反应的离子方程式为Fe2O3＋6H2C2O4===2[Fe(C2O4)3]3-＋6H＋＋3H2O；草酸铁铵[(NH4)3Fe(C2O4)3]是一种常用的金属着色剂。
(1) 草酸(H2C2O4)是一种弱酸，不稳定，受热或遇浓硫酸会发生分解。在浓硫酸催化作用下，用硝酸氧化葡萄糖可制取草酸，实验装置如图所示
①葡萄糖溶液可由反应(C6H10O5)n（淀粉）＋nH2OnC6H12O6（葡萄糖）得到。该实验中证明淀粉已经完全水解的实验操作及现象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
②55～60 ℃时，装置A中生成H2C2O4，同时生成NO。要将16.2 g淀粉完全水解后的淀粉水解液完全转化为草酸，理论上消耗2 mol·L-1HNO3溶液的体积为　　　　mL。
③该实验中催化剂浓硫酸用量过多，会导致草酸产率减少，原因是_________
_______________________________________________________________。
(2) 草酸铁铵晶体[(NH4)3Fe(C2O4)3·3H2O]易溶于水，常温下其水溶液pH为4.0～5.0。设计以Fe2O3、草酸溶液和氨水为原料，制备草酸铁铵晶体的实验方案：______________________________________________________________________。
(3) 制得的草酸铁铵晶体中往往会混有少量草酸，为测定(NH4)3Fe(C2O4)3·3H2O(M＝428 g·mol-1)的含量，进行下列实验：称取样品9.46 g，加稀硫酸溶解后，配成100 mL溶液。取20.00 mL配制的溶液，用浓度为0.200 0 mol·L-1的KMnO4溶液滴定至终点时消耗KMnO4溶液28.00 mL。已知：H2C2O4＋MnO＋H＋―→Mn2+＋CO2↑＋H2O（未配平）。通过计算，确定样品中(NH4)3Fe(C2O4)3·3H2O的质量分数（写出计算过程）。
8.（12分）（2023·南京高三期初调研）硫氰化钾(KSCN)是常用的分析试剂，用硫黄与KCN等为原料制备KSCN的实验流程如下：
已知：①Ka(HSCN)＝0.13，Ka(HCN)＝6.2×10-10，Ksp(PbS)＝9.0×10-29；
②S＋KCNKSCN（放热反应）。
(1) 合成。将硫黄与一定量水配成悬浊液加入如图所示的反应釜中，在搅拌下滴入KCN与KOH混合溶液。
①冷水从　　　　（填“a”或“b”）端通入。
②若反应温度过高，可采取的措施有：减小滴加KCN与KOH混合溶液的速率、　　　　　　　　。
③反应釜中还有副反应发生，如硫黄与KOH溶液反应生成K2S和K2S2O3，该反应的化学方程式为__________________________________________________。
(2) 除硫化物。由于成品中不能含有铅，故加入(CH3COO)2Pb溶液只能略微不足。证明(CH3COO)2Pb溶液略微不足的实验操作与现象是________________
________________________________________________________。
(3) 除硫酸盐。选用Ba(OH)2溶液而不选用BaCl2溶液的原因是____________
____________________________________________________________。
(4) KSCN纯度测定。溶液pH介于0～1时，用KSCN溶液滴定已知浓度的AgNO3溶液来测定KSCN纯度，发生反应为SCN－＋Ag＋===AgSCN↓。请补充完整实验方案：①准确称取1.000 0 g 样品，溶于适量蒸馏水，将溶液完全转移到100.00 mL容量瓶中，定容得溶液A；②量取20.00 mL_________________________
______________________________________________________________________；
③重复实验两次，计算消耗溶液A的平均体积为V mL；④通过公式w(KSCN)＝%计算KSCN的质量分数[实验中须使用的试剂：NH4Fe(SO4)2溶液、1.0 mol·L-1HNO3溶液、0.100 0 mol·L-1AgNO3溶液]。
第3练　物质制备实验原理和方案AB
1. (1) 2CeO2＋H2O2＋6H＋===2Ce3+＋O2↑＋4H2O　(2) B　(3)①降低溶液中氢离子的浓度，便于“萃取”步骤平衡正向移动　②酸性条件，多次萃取　③Ce3+　(4) 从左侧滴定管中放出一定体积的待测Ce4+溶液，加入指示剂苯代邻氨基苯甲酸，用0.020 00 mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2来滴定，当滴入最后半滴标准液时，溶液由紫红色变为亮黄色，即达到滴定终点，记录标准液的体积
2. (1) H2SO4溶液　MnO2＋SO＋2H＋===Mn2+＋SO＋H2O　(2) 100　(3) 200 mL (4) 加热到450 ℃充分反应一段时间，将固体冷却后研成粉末，边搅拌边加入一定量 1 mol·L-1稀硫酸，加热，充分反应后过滤，洗涤，直到取最后一次洗涤滤液加盐酸酸化的0.1 mol·L-1BaCl2溶液不变浑浊
3. (1) AB　(2) H2　取少量清液，向其中滴加几滴KSCN溶液，观察溶液颜色是否呈血红色　(3) pH偏低形成HF，导致溶液中F－浓度减小，CaF2沉淀不完全　(4) ①Fe2+＋HCO＋NH3·H2O===FeCO3↓＋NH＋H2O或Fe2+＋HCO＋NH3===FeCO3↓＋NH　②在搅拌下向FeSO4溶液中缓慢加入氨水NH4HCO3混合溶液，控制溶液pH不大于6.5；静置后过滤，所得沉淀用蒸馏水洗涤2～3次；取最后一次洗涤后的滤液，滴加盐酸酸化的BaCl2溶液，不出现白色沉淀
4. (1) 1.6×104　(2) HCO＋NH3·H2O===NH＋CO＋H2O或HCO＋NH3·H2O NH＋CO＋H2O　增加溶液中CO的浓度，促进CaSO4的转化　(3) 温度过高，(NH4)2CO3分解　提高搅拌速率　(4) 在搅拌下向足量稀盐酸中分批加入滤渣，待观察不到气泡产生后，过滤，向滤液中分批加入少量Ca(OH)2，用pH试纸测量溶液pH，当pH介于5～8.5时，过滤
5. (1) 3Cl2＋6OH－5Cl－＋ClO＋3H2O　缓慢通入Cl2　(2) NaClO碱性溶液　减少水合肼的挥发　(3) ①测量溶液的pH，若pH约为4，停止通SO2　②边搅拌边向NaHSO3溶液中滴加NaOH溶液，测量溶液pH，pH约为10时，停止滴加NaOH溶液，加热浓缩溶液至有大量晶体析出，在高于34 ℃条件下趁热过滤
1. (1) Co2+＋HCO＋NH3·H2O=== CoCO3↓＋NH＋H2O
(2) Co3O4＋OH－＋H2O－e－===3CoOOH
(3) 加入稀盐酸调节溶液的pH在1～3时，在70 ℃水浴中边搅拌边滴加尿素溶液，充分反应后过滤出沉淀，洗涤沉淀，干燥并在300～600 ℃温度下高温煅烧至恒重即可
(4) 由实验③可知，取25.00 mL溶液，用0.100 0 mol·L-1 FeSO4溶液滴定，消耗FeSO4溶液18.00 mL，根据电子守恒可知，与FeSO4反应的KMnO4的物质的量为n(KMnO4)＝ n(FeSO4)＝×18.00×10-3L×0.100 0 mol·L-1×＝0.003 6 mol，则与CoC2O4反应的KMnO4的物质的量为0.1 L×0.1 mol·L-1－0.003 6 mol＝0.006 4 mol，根据电子守恒可知，n(CoC2O4)＝n(KMnO4)＝×0.006 4 mol＝0.016 mol，故样品中草酸钴晶体的质量分数＝×100%＝96.00%
2. (1) 关闭分液漏斗活塞，打开K1、K2，加热甲，乙和丙都有气泡，停止加热，若丙中导管形成水柱一段时间不回落，说明气密性良好
(2) Fe2+＋2HCO===FeCO3↓＋H2O＋CO2↑　1.0 mol·L-1NaHCO3溶液的碱性强于1.0 mol·L-1NH4HCO3溶液的碱性，可能会有Fe(OH)2生成
(3) 促进FeCO3溶解，防止Fe2+被氧化
(4) 在搅拌下加入约200 mL 1.0 mol·L-1甘氨酸溶液和适量柠檬酸　充分反应至无气体生成，边搅拌边滴加0.1 mol·L-1NaOH溶液，用pH计测pH为6时停止滴加，蒸发浓缩，加入乙醇，过滤
3. (1) ①将生成的NO氧化为硝酸，使产生的NO部分转化为NO2，便于NOx被NaOH溶液完全吸收　② 三颈烧瓶内无红棕色气体出现
(2) ①2Ni2+＋4HCO===NiCO3·Ni(OH)2↓＋3CO2↑＋H2O　②取最后一次洗涤所得滤液，向其中滴加盐酸酸化的BaCl2溶液（硝酸钡也可），若无明显现象则已洗涤干净
(3) 至固体全部溶解，向所得溶液中加入NiCO3至反应液3.2＜pH＜7.2，静置，过滤，向滤液中加入适量盐酸，用pH计控制溶液pH小于2，蒸发浓缩，冷却至0 ℃左右结晶，过滤，用冰水洗涤，干燥
4. (1) ①2Bi＋ClO＋7Cl－＋6H＋===2BiCl＋3H2O　②增大c(Cl－)，有利于生成BiCl，防止生成BiOCl，减少HCl的用量　③Ag、AgCl
(2) 防止BiOCl中混有Fe(OH)3、Zn(OH)2沉淀　(3) 边搅拌边向BiOCl粗品中分批加入足量1 mol·L-1H2SO4溶液，充分反应后静置，过滤，所得沉淀用蒸馏水洗涤，直至向最后一次洗涤后的滤液中滴加1 mol·L-1BaCl2溶液不再出现白色沉淀。将洗涤后的滤渣浸入过量4 mol·L-1NaOH溶液中，加热并充分搅拌至固体颜色不再变化
5. (1) 2Cu2O＋O2＋4H2SO4===4CuSO4＋4H2O　取适量的Cu粉样品，加入足量的硫酸溶解，充分反应后，若溶液变蓝，说明样品中含有Cu2O，否则无
(2) 置换出的Cu与铁屑形成原电池，增大反应速率　铁屑消耗后，随时间延长，生成的Fe2+被空气氧化为Fe3+，Fe3+与置换出的Cu反应，降低了Cu的产率
(3) 加入一定量5 mol·L-1NaCl溶液，在90 ℃条件下搅拌使其充分反应，一段时间后趁热过滤；加入蒸馏水稀释使NaCl浓度降至1 mol·L-1，同时将滤液冷却至15 ℃，过滤，将所得晶体洗涤、干燥
6. (1) ①CaCl2溶液　②Li3PO4＋H＋＋Ca2+===CaHPO4＋3Li＋
(2) 1.12×10-9 mol·L-1 (3) ①2LiCl＋CO2＋H2O Li2CO3＋2HCl，N235可萃取生成的HCl，使溶液中H＋浓度降低，有利于反应正向进行　②取最后一次洗涤后的滤液，加硝酸酸化的AgNO3溶液，无浑浊 (4) 反应约40分钟左右停止通CO2，过滤，洗涤滤渣，将洗涤后滤液与原滤液合并，溶液在90 ℃左右加热反应至不再有气体产生，趁热过滤，将滤渣低温干燥
7. (1) CaSO4＋NH4HCO3＋NH3·H2O===CaCO3＋(NH4)2SO4＋H2O
(2) 将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀 (3) 增大气体与溶液的接触面积，增大反应速率 (4) CaCO3～Ca2+～H2Y2-　
n(CaCO3)＝ 0.020 00 mol·L-1×24.60 mL×10-3L· mL-1×10＝4.920×10-3 mol
w(CaCO3)＝×100%＝98.4%
(5) 向滤液中分批加入3 mol·L-1 H2SO4溶液，边加边搅拌，直到溶液中不再产生气体　向100 mL 1 mol·L-1 Al2(SO4)3溶液中加入13.2 g (NH4)2SO4，边加边搅拌，当固体完全溶解后，将所得溶液蒸发浓缩至表面有晶膜产生，冷却结晶
8. (1) 过量SO2可以继续还原ClO2 (2) ClO2　O2　(3) 将溶液加热至温度略低于60 ℃，浓缩，冷却至温度略高于38 ℃时结晶，过滤，洗涤　(4) 0.8 mol　
(5) 8 960 L
1. (1) ①防止产生的大量气体使反应液溢出；及时排出产生的H2，避免发生爆炸　②析出的硫酸盐晶体覆盖在铬铁表面，减小了反应的速率
(2) 6.0×10-7 mol·L-1
(3) FeC2O4·2H2O＋LiH2PO4LiFePO4＋CO↑＋CO2↑＋3H2O↑
(4) 边搅拌边向滤液中滴加稍过量的H2O2；充分反应后继续向其中滴加NaOH溶液，至pH约2.5时停止滴加；加入P507萃取剂，充分振荡、静置、分液；向水层中边搅拌边滴加NaOH溶液至pH在8～12之间停止滴加
2. (1) 适当升温或研成粉末　(2) Fe＋2H＋===Fe2+＋H2↑　(3) H2O2＋2Fe2+＋2H＋===2Fe3+＋2H2O　(4) 4.7≤pH＜7.1　(5) 蒸发浓缩　冷却结晶
3. (1) Fe(OH)2在空气中易被O2氧化为Fe(OH)3，导致草酸亚铁产率降低
(2) 平衡压强，使H2C2O4溶液顺利滴入三颈烧瓶中
(3) 取最后一次洗涤滤液少许于试管中，先滴加盐酸酸化，再滴加BaCl2溶液，若无白色沉淀生成，则已洗涤完全
(4) 在搅拌下向滤液中滴加NaOH溶液，沉淀先增加后减少，当沉淀不再减少时，过滤；用蒸馏水洗涤滤渣2～3次后，在搅拌下向滤渣中加入稀硫酸至滤渣完全溶解；在搅拌下向所得溶液中分批加入铁粉，直至向取出的少量溶液中滴加KSCN溶液不再出现红色，过滤
(5) 97.20%（过程略）
4. (1) 6～12 (2) 2Cr(OH)3＋3H2O2＋4KOH===2K2CrO4＋8H2O　
(3) 加入过量稀硫酸使pH小于5，加热浓缩、降温结晶并过滤
(4) 根据题意，可算得消耗掉的亚铁离子的物质的量为0.025 0 mol·L-1×0.024 L＝0.000 6 mol，设重铬酸根离子的物质的量为x，根据方程式
Cr2O＋6Fe2+＋14H＋===6Fe3+＋2Cr3+＋7H2O
1 6
x 0.000 6 mol
＝　x＝0.000 1 mol
则重铬酸钾的质量分数为
×100%＝98%。
5. (1) 0.8 mol·L-1 (2) 0～t1段发生反应4Fe(OH)2＋O2===4FeOOH＋2H2O，溶液中c(H＋)基本不变 (3) t1～t2段发生反应4FeSO4＋O2＋6H2O===4FeOOH↓＋4H2SO4，生成大量H＋，溶液中c(H＋)增大 (4) 部分Fe2O3分解生成Fe3O4或FeO
(5) 向100 mL 0.1 mol·L-1 FeSO4溶液中缓慢滴加约200 mL 0.1 mol·L-1 NH4HCO3溶液，静置后过滤，所得沉淀用蒸馏水洗涤2～3次；取最后一次洗涤后的滤液，滴入2 mol·L-1盐酸酸化后再滴加BaCl2溶液，无浑浊
6. (1) 将铁元素全部氧化为Fe3+，后期可充分转化为黄钠铁矾 (2) pH＞2.2后，Fe3+形成Fe(OH)3胶体，吸附溶液中的Ni2+，造成镍的损失率增大 (3) pH值过小，F－与H＋会结合形成HF，导致Mg2+沉淀不完全；pH值过大，会生成Ni(OH)2沉淀 (4) 静置，向上层清液中继续滴加NaF，若无沉淀产生，则反应完全
(5) 边搅拌边滴加NaOH溶液至不再产生沉淀，过滤，用蒸馏水洗涤至最后一次洗涤液加BaCl2溶液无白色沉淀生成。向滤渣中边搅拌边加入稀硫酸至沉淀完全溶解，蒸发浓缩，控制温度在30.8～53.8 ℃间冷却结晶，趁热过滤
7. (1) ①取水解液少许于试管中，向试管中加入碘水，溶液不变蓝色　②300　③浓硫酸具有强氧化性和脱水性，会使有机物脱水碳化 (2) 将Fe2O3在搅拌条件下溶于热的草酸溶液，滴加氨水至溶液pH为4.0～5.0之间，然后将溶液加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，得到草酸铁铵晶体 (3) 90.5%
8. (1) ①a　②加快冷却水的流速　③4S＋6KOH===3H2O＋2K2S＋K2S2O3
(2) 取沉淀后上层清液，向清液中滴加醋酸铅溶液，生成极少量的沉淀，说明(CH3COO)2Pb溶液略微不足 (3) Ba(OH)2溶液可以和硫酸根离子生成硫酸钡沉淀且使溶液显碱性利于生成KSCN，若选用BaCl2溶液会引入氯离子杂质
(4) 0.100 0 mol·L-1AgNO3溶液，加入1.0 mol·L-1HNO3溶液为调节pH为0～1，加入几滴NH4Fe(SO4)2溶液，使用溶液A滴定硝酸银溶液至最后一滴溶液A加入后溶液显红色，且半分钟内不褪色

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