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新高考化学一轮复习限时训练:《化学物质及其变化》专题17(2份打包,原卷版+解析版)
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A. 若氨态氮与亚硝态氮反应生成1mlN2,转移6mle-
B. 反硝化过程中,含N物质都被还原
C. 图中涉及的反应有部分反应没有发生电子转移
D. 不同水深含氮物质转化方向不同,一定与水压有关
答案:B
解析:A.氨态氮与亚硝态氮可以转化为氮气,根据得失电子守恒,反应方程式是NHeq \\al(\s\up0(+),\s\d0(4))+ NOeq \\al(-,2)=N2↑+2H2O,N元素由-3价上升到0价,又由+3价下降到0价,生成1mlN2,转移3mle-,故A错误;
B.由图中转化关系可知,反硝化过程中含N物质化合价均降低,被还原,故B正确;
C.由图中转化关系可知,图中涉及的反应,元素化合价都发生了变化,故均为氧化还原反应,都发生了电子的转移,故C错误;
D.表层水中氧气浓度大,含氮物质转化以硝化过程为主,发生氧化反应;底层水中氧气浓度小,含氮物质转化以反硝化过程为主,发生还原反应,所以不同水深含氮物质转化方向不同,可能与溶氧量有关,和水压无关,故D错误;
2.对下列粒子组在溶液中能否大量共存的判断和分析均正确的是
答案:D
解析:A.Fe2+与[Fe(CN)6]3-反应产生蓝色沉淀,不能大量共存,故A错误。
B.Cl-被酸性MnOeq \\al(-,4)氧化生成氯气,不能大量共存,故B错误。
C.Al3+与NH3∙H2O反应生成的Al(OH)3不能溶于氨水,故C错误。
D.H=与S2Oeq \\al(2-,3)反应方程式为2H++S2Oeq \\al(2-,3)=S↓+SO2↑+H2O,故D正确。
3.某溶液中可能存在K+、Al3+、Fe2+、NHeq \\al(\s\up0(+),\s\d0(4))、NOeq \\al(-,3)、COeq \\al(2-,3)、SOeq \\al(2-,4)中的几种离子,且存在的各离子的物质的量相等,某同学对该溶液进行如下实验:
下列判断正确的是
A.原溶液中一定不存在K+
B.白色沉淀可能是Al(OH)3
C.气体A一定是CO2,气体B一定是NH3
D.原溶液中一定存在Al3+、Fe2+、NOeq \\al(-,3)、NHeq \\al(\s\up0(+),\s\d0(4))
答案:A
解析:溶液与过量稀盐酸反应生成气体A,则溶液中可能含有HCOeq \\al(-,3)或Fe2+、NOeq \\al(-,3)(HCOeq \\al(-,3)与Fe2+不能共存);溶液Ⅰ与过量氢氧化钡反应生成气体B和有色沉淀,则原溶液中一定含Fe2+、NHeq \\al(\s\up0(+),\s\d0(4))、NOeq \\al(-,3),一定不含HCOeq \\al(-,3);溶液Ⅱ与适量二氧化碳反应生成白色沉淀,则该白色沉淀可能为碳酸钡和氢氧化铝中的一种或两种,由存在的各离子的物质的量相等及电荷守恒可知,原溶液中一定不含K+、Al3+、一定含SOeq \\al(2-,4)。由上述分析可知,原溶液中一定含Fe2+、NHeq \\al(\s\up0(+),\s\d0(4))、NOeq \\al(-,3)、SOeq \\al(2-,4),一定不含K+、Al3+、HCOeq \\al(-,3),白色沉淀为碳酸钡,气体A为NO,气体B为氨气,有色沉淀为Fe(OH)3,故A正确。
4.用酸性KMnO4溶液处理硫化亚铜(Cu2S)和二硫化亚铁(FeS2)的混合物时,发生反应:
Ⅰ:MnOeq \\al(-,4)+Cu2S+H+→Cu2++SOeq \\al(2-,4)+Mn2++H2O (未配平)
Ⅱ:MnOeq \\al(-,4)+FeS2+H+→Fe3++SOeq \\al(2-,4)+Mn2++H2O (未配平)
下列说法正确的是
A.反应Ⅰ中Cu2S既是氧化剂又是还原剂
B.反应Ⅰ中每生成1ml SOeq \\al(2-,4),转移电子的物质的量为10 ml
C.反应Ⅱ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶3
D.若反应Ⅰ和反应Ⅱ中消耗的KMnO4的物质的量相同,则反应Ⅰ和反应Ⅱ中消耗的还原剂的物质的量之比为2∶3
答案:B
解析:A.反应Ⅰ中Cu2S中Cu的化合价从+1升高到+2价,S的化合价从-2升高到+6,Cu2S只是还原剂,故A错误。
B.反应Ⅰ中每生成1 ml SOeq \\al(2-,4),2 mlCu2+失去2 ml 电子,1 mlS2-失去8 ml 电子,总共转移电子的物质的量为10 ml 电子,故B正确。
C.根据电子守恒由反应Ⅱ得出,氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶1,故C错误。
D.若反应Ⅰ和反应Ⅱ中消耗的KMnO4的物质的量相同,则反应Ⅰ和反应Ⅱ中消耗的还原剂的物质的量之比为3∶2,故D错误。
5.下列离子方程式不正确的是
A.锂离子电池的负极反应:LixCy-xe-=xLi++Cy
B.向CuCl2溶液中滴加过量氨水:Cu2++2NH3·H2O=Cu(OH)2↓+2NHeq \\al(\s\up0(+),\s\d0(4))
C.1.5ml·L-1100mL的FeBr2溶液中通入3.36L(标况)Cl2:2Fe2++2Br-+2Cl2=2Fe3++4Cl-+Br2
D.调节pH=5(常温),向ZnSO4溶液中加入适量KMnO4溶液(还原产物MnO2)除去少量杂质Fe2+:3Fe2++MnOeq \\al(-,4)+7H2O=3Fe(OH)3↓+MnO2↓+5H+。
答案:B
解析:A.原电池负极发生氧化反应,失电子,故锂离子电池的负极反应: LixCy-xe-=xLi++Cy, A正确;
B.向CuCl2溶液中滴加过量氨水反应生成[Cu(NH3)4]2+;故为Cu2++4NH3∙H2O=[Cu(NH3)4]2+ +4H2O,B错误;
C.用K3 [Fe(CN)6]溶液检验Fe2+反应生成KFe[Fe(CN)6],故为K++Fe2++[Fe(CN)6]3-=KFe[Fe(CN)6]↓,C正确;
D.KMnO4溶液(还原产物MnO2)将Fe2+氧化成Fe3+转化成Fe(OH)3,故为3Fe2++MnOeq \\al(-,4)+7H2O=3Fe(OH)3↓+MnO2↓+5H+,D正确。
6.下列离子方程式书写正确的是
A.铜与稀硝酸反应:Cu+4H++2NOeq \\al(-,3)=Cu2++2NO2↑+2H2O
B.Na2S2O3 溶液和稀硫酸混合:S2Oeq \\al(2-,3)+2H+=S↓+SO2↑+H2O
C.向饱和碳酸钠溶液中通入过量CO2:COeq \\al(2-,3)+CO2+H2O=2HCOeq \\al(-,3)
D.将NaOH溶液和H2C2O4溶液等体积等浓度混合:2OH-+H2C2O4=C2Oeq \\al(2-,4)+2H2O
答案:B
解析:A.铜与稀硝酸反应生成NO,离子方程式为3Cu+8H++2NOeq \\al(-,3)=3Cu2++2NO↑+4H2O,A错误;
B.Na2S2O3溶液和稀硫酸反应生成二氧化硫、硫单质和水,离子方程式为S2Oeq \\al(2-,3)+2H+=S↓+SO2↑+H2O,B正确;
C.向饱和碳酸钠溶液中通入过量CO2生成碳酸氢钠,碳酸氢钠溶解度小析出,离子方程式为2Na++COeq \\al(2-,3)+CO2+H2O=2NaHCO3↓,C错误;
D.草酸是二元弱酸,将NaOH溶液和H2C2O4溶液等体积等浓度混合生成OH−+H2C2O4=HC2Oeq \\al(-,4)+H2O,D错误;
7.将“84”消毒液和洁厕灵同时使用会发生反应:Na37ClO+2H35Cl=NaCl+Cl2↑+H2O。下列有关说法中正确的是
A. 该反应生成Cl2的摩尔质量为70g∙ml-1
B. 35Cl和37Cl所含中子数之比为35∶37
C. 该反应中,体现了HCl的酸性和氧化性
D. 该反应涉及的物质中有4种物质含共价键
答案:D
解析:A.反应中次氯酸钠中氯元素化合价降低、HCl中部分氯元素化合价升高,两者反应生成氯气,则该反应生成Cl2的摩尔质量为72g∙ml-1,A错误;
B.核素的表示方法为:元素符号左下角为质子数,左上角为质量数;35Cl和37Cl所含中子数之比为(35-17)∶(37-17)=9∶10,B错误;
C.反应HCl中部分氯元素化合价升高,体现出还原性,C错误;
D.该反应涉及的物质中次氯酸钠、氯化氢、氯气、水,共4种物质含共价键,D正确;
8.常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A. 0.1 ml·L-1KNO3溶液中:Cu2+、NHeq \\al(\s\up0(+),\s\d0(4))、Cl-、SOeq \\al(2-,4)
B. 澄清透明的溶液中:Fe3+、Mg2+、SCN-、Br-
C. 使酚酞变红色的溶液中:Ba2+、A13+、ClOeq \\al(-,4)、Cl-
D. 水电离的c(H+)=1×10-12ml·L-1的溶液中:Na+、K+、I-、NOeq \\al(-,3)
答案:A
解析:A.各离子间互不反应,可以大量共存,故A正确;
B.Fe3+、SCN-离子之间结合生成络离子,不能大量共存,故B错误;
C.使酚酞变红色的溶液,显碱性,A13+与OH-不能大量共存,故C错误;
D.水电离的c(H+)=1×10-12ml·L-1的溶液,水的电离被抑制,溶液可能是强酸性或强碱性,当溶液为强酸性时,I-、NOeq \\al(-,3)和H+发生氧化还原反应,不能大量共存,故D错误;
9.秋冬季节是雾霾的高发时间,某实验小组收集了所在地区的雾霾,经处理后得试样溶液,溶液中可能含有的离子有Na+、NHeq \\al(\s\up0(+),\s\d0(4))、Mg2+、Al3+、SOeq \\al(2-,4)、NOeq \\al(-,3)、Cl-。某同学设计了如下实验:
根据以上实验操作与现象,该同学得出的结论错误的是
A.通过步骤①③可确定试样溶液中肯定存在Mg2+、SOeq \\al(2-,4)
B.上述实验中不能确定的阴离子有NOeq \\al(-,3)、Cl-
C.可通过焰色反应鉴别试样溶液中是否存在Na+
D.步骤④的实验说明试样溶液中还含有Al3+
答案:D
解析:根据实验①滴加过量的Ba(OH)2溶液,微热,充分反应后过滤,有无色气体a、白色沉淀b生成,实验②将上述无色气体a通过湿润的红色石蕊试纸,试纸变蓝,说明有NHeq \\al(\s\up0(+),\s\d0(4));实验①产生白色沉淀可能是Mg(OH)2,也可能是BaSO4,实验③往白色沉淀b上滴加稀盐酸,沉淀部分溶解,说明沉淀是Mg(OH)2和BaSO4,故有Mg2+和SOeq \\al(2-,4)。④取步骤①过滤后的滤液,通入CO2,实验①加入过量的Ba(OH)2溶液,白色沉淀一定含有BaCO3,可能含有Al(OH)3,故原溶液中可能有Al3+;
A.根据分析可知实验①产生白色沉淀可能是Mg(OH)2,也可能是BaSO4,实验③往白色沉淀b上滴加稀盐酸,沉淀部分溶解,说明沉淀是Mg(OH)2和BaSO4,故有Mg2+和SOeq \\al(2-,4),故A正确;
B.上述实验肯定存在的有Mg2+、SOeq \\al(2-,4)、NHeq \\al(\s\up0(+),\s\d0(4))、Al3+,不能确定是否有阴离子NOeq \\al(-,3)、Cl-,故B正确;
C.Na+的焰色反应产生黄色火焰,可通过焰色反应鉴别试样溶液中是否存在Na+,故C正确;
D.取步骤①过滤后的滤液,通入CO2,实验①加入过量的Ba(OH)2溶液,白色沉淀一定含有BaCO3,可能含有Al(OH)3,故原溶液中可能有Al3+,故D错误;
10.下列条件下的化学反应,相应的离子方程式一定正确的是
A.将2.24LCO2通入500mL0.3ml·L-1的NaOH溶液中:2CO2+3OH-=COeq \\al(2-,3)+HCOeq \\al(-,3)+H2O
B.向NH4Fe(SO4)2溶液中加入少量NaOH溶液:NHeq \\al(\s\up0(+),\s\d0(4))+OH-=NH3∙H2O
C.1L1ml·L-1FeBr2溶液与一定量氯气反应转移的电子数为2×6.02×1023时,反应的离子方程式为2Fe2++2Br-+2Cl2=2Fe3++Br2+4Cl-
D.向Ca(ClO)2溶液通入少量SO2:Ca2++2ClO-+SO2+H2O=CaSO3↓+2HClO
答案:C
解析:A.没有明确是否为标准状况,2.24LCO2的物质的量不一定是0.1ml,A错误;
B.向NH4Fe(SO4)2溶液中加入少量NaOH溶液,OH-先与Fe3+反应,反应的离子方程式为Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓,B错误;
C.1L1ml·L-1FeBr2溶液与一定量氯气反应转移的电子数为2×6.02×1023时,说明消耗的氯气为1ml,还原性Fe2+>Br-,1mlFe2+、1mlBr-被氧化,反应的离子方程式为2Fe2++2Br-+2Cl2=2Fe3++Br2+4Cl-,C正确;
D.次氯酸具有强氧化性,会将亚硫酸钙氧化为硫酸钙,两者不能同时生成,D错误;
11.结晶水合物X由六种元素组成,某学习小组按如下流程进行实验:
已知:
①第一步反应中元素价态没有发生变化;
②气体E能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色;
③溶液D中含有三种正盐,其中一种即为溶液H中的唯一溶质,另一种盐M在高温灼烧时可得到相同物质的量的三种产物:红棕色G和两种组成元素相同的氧化物。
(1)X的组成中,非金属元素有___________,X的化学式___________。
(2)盐M高温分解生成三种氧化物的化学方程式____________________________________。
(3)沉淀F和次氯酸钠、浓氢氧化钠反应可以制备一种能净水的钠盐,请写出该反应的离子方程式_________________________________________________。
(4)溶液D在空气中敞口放置一段时间后,请设计实验检验溶液D中可能存在的金属阳离子:___________。
答案:(1)C、H、O、N K3Fe(CN)5∙H2O (2)2FeSO4eq \(===,\s\up7(△))Fe2O3+SO2↑+SO3↑
(3)Fe(OH)2+2ClO-+2OH-=FeOeq \\al(2-,4)+2Cl-+2H2O
(4)检验钾离子:用铂丝蘸取少量样品在酒精灯火焰上灼烧,透过蓝色钴玻璃片观察到紫色火焰则有钾离子;检验亚铁离子:取少量样品于试管中,滴加酸性高锰酸钾溶液,若紫色褪去,或加铁氰化钾出现蓝色沉淀则含有亚铁离子检验三价铁离子:取少量样品于试管中,滴少量KSCN溶液,若溶液出现血红色,则含有三价铁离子
解析:气体A和CuO反应生成气体B能使澄清石灰水变浑浊,则气体A是CO,气体B是CO2,白色固体C是CaCO3,则n(C元素)=n(CO)=n(CO2)=eq \f(5g,100g/ml)=0.05ml;红棕色固体G是沉淀F经灼烧得到,则G是Fe2O3,其物质的量n(Fe2O3)=eq \f(0.8g,160g/ml)=0.005ml,n(Fe元素)=2×eq \f(0.8g,160g/ml)=0.01ml,气体E能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,E为氨气,物质的量n(N元素)= n(NH3)=eq \f(1.12L,22.4L/ml)=0.05ml;第一步反应中元素价态没有发生变化,且溶液D中含有三种正盐,则D中含有SOeq \\al(2-,4),D能与KOH反应生成氨气,则D中含有NHeq \\al(\s\up0(+),\s\d0(4)),其中一种即为溶液H中的唯一溶质,则H为含K2SO4, D中另一种盐M在高温灼烧时可得到相同物质的量的Fe2O3和两种组成元素相同的氧化物应为SO2、SO3,n(Fe元素):n(S元素)=1∶1,则正盐M为FeSO4,则F是Fe(OH)2,所以D中的三种正盐分别是:K2SO4、(NH4)2SO4、FeSO4;结晶水合物X由六种元素组成,则X中含有H、O、K、Fe、N、C元素,且n(C元素)∶n(Fe元素)∶n(N元素)=0.05ml∶0.01ml∶0.05ml=5∶1∶5,则为Fe(CN)eq \\al(3-,5)离子,则n(K元素)=0.03ml, m(H2O)=3.21g-m(C元素)-m(Fe元素)-m(N元素)-m(K元素)=3.21g-0.6g-0.56g-0.7g-1.17g=0.18g,n(H2O)=0.01ml,所以X的化学式为K3Fe(CN)5∙H2O。据此作答。
(1)根据分析,X中含有H、O、K、Fe、N、C元素,非金属元素有H、O、N、C;X的化学式为K3Fe(CN)5∙H2O;
(2)根据分析,M是FeSO4,受热分解可得到相同物质的量的三种产物,方程式为:2FeSO4eq \(===,\s\up7(△))Fe2O3+SO2↑+SO3↑;
(3)根据分析,沉淀F为Fe(OH)2,与次氯酸钠、浓氢氧化钠反应可以制备一种能净水的钠盐为高铁酸钠,反应的离子方程式为:Fe(OH)2+2ClO-+2OH-=FeOeq \\al(2-,4)+2Cl-+2H2O;
(4)根据分析,溶液D 中的三种正盐分别是:K2SO4、(NH4)2SO4、FeSO4,在空气中敞口放置一段时间后,Fe2+可能会部分或全部被氧化为Fe3+。检验钾离子:用铂丝蘸取少量样品在酒精灯火焰上灼烧,透过蓝色钴玻璃片观察到紫色火焰则有钾离子;检验亚铁离子:取少量样品于试管中,滴加酸性高锰酸钾溶液,若紫色褪去,或加铁氰化钾出现蓝色沉淀则含有亚铁离子;检验三价铁离子:取少量样品于试管中,滴少量KSCN溶液,若溶液出现血红色,则含有三价铁离子。
12.铝酸铋[Bi(AlO2)3]主要用作抗酸药及抗溃疡药,具有中和胃酸和收敛作用。以辉铋矿(主要成分为Bi2S3,含有SiO2、Cu2S、FeS2杂质)为原料制备铝酸铋的一种工艺流程如图所示:
已知:①常温下,Cu(OH)2、Fe(OH)2、Fe(OH)3和Bi(OH)3的Ksp分别为2.0×10-20、4.0×10-16、.4.0×10-38和8.0×10-31,lg2=0.3。
②Cu(OH)2能溶于氨水生成[Cu(NH3)4]2+。
③Sn2+和Sn4+在碱性溶液中分别以[Sn(OH)4]2-和[Sn(OH)6]2-的形式存在。
请回答下列问题:
(1)铋与氮同主族,铋元素在元素周期表中的位置是___________。
(2)滤渣1中除了硫单质,还含另一种物质,30g该物质中含共价键的数目是_______,FeCl3与Cu2S反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。
(3)“还原”时,加入铋的目的是___________________________。
(4)“沉淀”前,若滤液中Cu2+浓度为0.005ml·L-1,Fe2+浓度为0.01ml·L-1,则“沉淀”时调pH的最大值应小于___________。
(5)在碱性溶液中,可用[Sn(OH)4]2-鉴定Bi3+存在,Bi3+被还原为Bi写出该反应的离子方程式:_______________________________________。
(6)在氢氧化钠溶液中,次氯酸钠能将Bi(OH)3氧化为NaBiO3,写出该反应的化学方程式:____
____________________________________。
答案:(1)第六周期VA族 (2)2NA 4∶1
(3)将Fe3+还原为Fe2+,防止沉铋时有Fe(OH)3生成 (4)7.3
(5)2Bi3++3[Sn(OH)4]2-+6OH-=2Bi↓+3[Sn(OH)6]2-
(6)Bi(OH)3+NaOH+NaClO=NaBiO3+NaCl+2H2O
解析:由题给流程可知,辉铋矿中加入氯化铁和盐酸的混合溶液浸取时,金属硫化物转化为硫和可溶性金属氯化物,二氧化硅与混合溶液不反应,过滤得到含有硫、二氧化硅的滤渣和滤液;向滤液中加入铋,将溶液中的铁离子还原为亚铁离子,过滤得到滤液;调节滤液的pH,将铋离子、铜离子转化为氢氧化铋、氢氧化铜沉淀,过滤得到含有亚铁离子的滤液和滤渣;向滤渣中加入氨水,将氢氧化铜周围四氨合铜离子,过滤得到含有四氨合铜离子的滤液和氢氧化铋;氢氧化铋溶于稀硝酸得到硝酸铋溶液,硝酸铋溶液与偏铝酸钠溶液反应制得铝酸铋。
(1)原子序数为83的铋元素与氮元素同主族,则铋元素位于元素周期表第六周期VA族,故答案为:第六周期VA族;
(2)由分析可知,滤渣1的主要成分是硫和二氧化硅,二氧化硅中每个硅原子与4个氧原子形成4个硅氧键,则30g二氧化硅中含共价键的数目为eq \f(30g,60g/ml)×4×NAml—1=2NA;氯化铁溶液与氯化亚铜反应生成氯化亚铁、氯化铜和硫沉淀,反应的化学方程式为4FeCl3+Cu2S=4FeCl2+2CuCl2+S,则反应中氧化剂氯化铁与还原剂硫化亚铜的物质的量之比为,故答案为:2NA;4∶1;
(3)由分析可知,“还原”时,加入铋的目的是将溶液中的铁离子还原为亚铁离子,防止沉铋时有氢氧化铁沉淀生成,故答案为:将Fe3+还原为Fe2+,防止沉铋时有Fe(OH)3生成;
(4)由溶度积可知,当亚铁离子开始沉淀时,溶液中的氢氧根离子浓度为eq \r(eq \f(4.0×10-16,0.01ml/L))=2.0×10-7ml/L,溶液pH为7.3,则“沉淀”时调pH的最大值应小于7.3,故答案为:7.3;
(5)由题意可知,碱性溶液中 [Sn(OH)4]2-与Bi3+反应生成生成Bi和[Sn(OH)6]2-,反应的离子方程式为2Bi3++3[Sn(OH)4]2-+6OH-=2Bi↓+3[Sn(OH)6]2-,故答案为:2Bi3++3[Sn(OH)4]2-+6OH-=2Bi↓+3[Sn(OH)6]2-;
(6)由题意可知,在氢氧化钠溶液中,次氯酸钠溶液与Bi(OH)3反应生成NaBiO3、氯化钠和水,反应的化学方程式为Bi(OH)3+NaOH+NaClO=NaBiO3+NaCl+2H2O,故答案为:Bi(OH)3+NaOH+NaClO=NaBiO3+NaCl+2H2O。
粒子组
判断和分析
A
Fe2+、NHeq \\al(\s\up0(+),\s\d0(4))、SOeq \\al(2-,4)、 [Fe(CN)6]3-
能大量共存,粒子间不反应
B
H+、Na+、Cl-、MnOeq \\al(-,4)
能大量共存,粒子间不反应
C
Na+、Al3+、Cl-、NH3∙H2O
不能大量共存,因发生反应:Al3++4NH3∙H2O=AlOeq \\al(-,2)+4NHeq \\al(\s\up0(+),\s\d0(4))+2H2O
D
H+、K+、S2Oeq \\al(2-,3)、SOeq \\al(2-,4)
不能大量共存,因发生反应:2H++S2Oeq \\al(2-,3)=S↓+SO2↑+H2O
步骤
实验操作
实验现象
①
取试样溶液于锥形瓶中,滴加过量的Ba(OH)2溶液,微热,充分反应后过滤
有无色气体a、白色沉淀b生成
②
将上述无色气体a通过湿润的红色石蕊试纸
试纸变蓝
③
往白色沉淀b上滴加稀盐酸
沉淀部分溶解
④
取步骤①过滤后的滤液,通入CO2
有白色沉淀生成
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