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专题20 化学与技术 工艺流程-2014届高三名校化学试题解析分项汇编(第03期 新课标Ⅰ版) WORD版含解析.doc

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资源描述

1、1(2013年河北省石家庄市高中毕业班第二次模拟考试)化学一选修2:化学与技术(15分)世界环保联盟建议全面禁止使用氯气用于饮用水的消毒,而建议采用高效“绿色” 消毒剂二氧化氯。二氧化氯是一种极易爆炸的强氧化性气体,易溶于水、不稳定、呈黄绿色,在生产和使用时必须尽量用稀有气体进行稀释,同时需要避免光照、震动或加热。实验室以电解法制备C1O2的流程如下:(1)C1O2中所有原子_(填“是”或“不是”)都满足8电子结构。上图所示电解法制得的产物中杂质气体B能使石蕊试液显蓝色,除去杂质气体可选用_。A饱和食盐水 B碱石灰 C浓硫酸 D蒸馏水(2)稳定性二氧化氯是为推广二氧化氯而开发的新型产品,下列说

2、法正确的是_(填选项字母)。A二氧化氯可广泛用于工业和饮用水处理B二氧化氯应用在食品工业中能有效地延长食品贮藏期C稳定性二氧化氯的出现大大增加了二氧化氯的使用范围D在工作区和成品储藏室内,要有通风装置和检测及警报装置(3)欧洲国家主要采用氯酸钠氧化浓盐酸制备,化学方程式为_。此法缺点主要是产率低、产品难以分离,还可能污染环境。(4)我国广泛采用经干燥空气稀释的氯气与固体亚氯酸钠(NaClO2)反应制备,化学方程式为_,此法相比欧洲方法的优点是_。(5)科学家又研究出了一种新的制备方法,利用硫酸酸化的草酸(H2C2O4)溶液还原氯酸钠,化学方程式为_。此法提高了生产及储存、运输的安全性,原因是_

3、。2(河北省保定市2013年高三第一次模拟考试)(化学一选修2化学与技术)(15分)重铬酸钾是工业生产和实验室的重要氧化剂,工业上常用铬铁矿(主要成份为FeO Cr2O3)为原料生产,实验室模拟工业法用铬铁矿制K2Cr2O7的主要工艺如下,涉及的主要反应是:6FeOCr2O3+24NaOH+7KClO3 12Na2CrO4+3Fe2O3+7KCl+12H2O请回答下列问题:(1)在反应器中,有Na2CrO4生成,同时Fe2O3转变为NaFeO2,杂质SiO2、Ai2O3与纯碱反应转变为可溶性盐,写出氧化铝与碳酸钠反应的化学方程式:_。(2) NaFeO2能强烈水解,在操作生成沉淀而除去,写出该

4、反应的化学方程式:_。(3)简要叙述操作的目的:_。(4)操作中,酸化时,CrO42-转化为Cr2O72-,写出平衡转化的离子方程式:_。(5)称取重铬酸钾试样2. 5000g配成250mL溶液,取出25.00mL于碘量瓶中,加 入10 mL 2mol/L H2SO4和足量碘化钾(铬的还原产物为Cr3+),放于暗处5min,然后加入100mL水,加入3mL淀粉指示剂,用0.1200mol/LNa2S2O3标准溶液滴定(I2+2S2O32I+S4O62),若刚达到滴定终点共用去Na2S2O3标准溶液40.00mL,则所得产品重铬酸钾的纯度_ (设整个过程中其它杂质不参与反应)。(3)滤液中含有杂

5、质Na2SiO3和NaAlO2,二者都水解显碱性,降低pH有利于两种盐水解产生沉淀,考点:考查化工流程分析,化学方程式书写,中和滴定计算3(河南省开封市2013届高三第二次质量检测理综化学)(化学选修化学与技术)(15分)硫酸是工业生产中重要的产品之一,以黄铁矿为原料生产硫酸的简单流程如下图所示。请填写下列空白。 (1)黄铁矿燃烧生成SO2的化学方程式为_;接触室中发生反应的化学方程式为_。 (2)为充分利用反应放出的热量,接触室中应安装_(填设备名称);吸收塔中填充有许多瓷管,其作用为_。 (3)为使黄铁矿煅烧充分,常通入过量40的空气,则煅烧后炉气中SO2的体积分数为_(设空气中氧气的体积

6、分数为020);将上述炉气经净化除尘后直接送入接触室,流量为100m3s,从接触室导出气体的流量为095m3s(同温同压下测定),则SO2的转化率为_。 (4)吸收塔排出的尾气先用氨水吸收,再用浓硫酸处理,得到较高浓度的SO2和铵盐。SO2既可作为生产硫酸的原料循环再利用,也可用于工业制溴过程中吸收潮湿空气中的Br2。SO2吸收Br2的离子方程式为_。 (5)硫酸的用途非常广泛,可应用于下列_(可多选)。 a橡胶的硫化 b过磷酸钙的制备 c铅蓄电池的生产 d表面活性剂“烷基苯磺酸钠”的合成(3)设二者恰好反应时需要空气的体积是x,则4FeS2+11O24Fe2O3+8SO2 11 8 0.2x

7、 1.6x/11则反应后SO2的体积分数是0.1082SO2+O22SO3 V2 1 2 10.1 10.95所以SO2的转化率是100%92.6%(4)单质溴具有氧化性,能把SO2氧化生成硫酸,反应的离子方程式是SO2Br22H2O4H2BrSO42。(5)硫酸的用途非常广泛,主要用于过磷酸钙的制备、铅蓄电池的生产表面活性剂“烷基苯磺酸钠”的合成,橡胶的硫化用的是单质硫,答案选bcd。考点:考查硫酸的工业制备、计算、反应条件的控制以及硫酸的用途、SO2的吸收4(河南省六市2013届高三第二次联考化学试题)(15分)(化学选修2化学与技术)以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程图如下: (1)已知:

8、SO3(g)H2O(l)=H2SO4(l) H130.3kJ/mol。当有6.72104L(已折算为标况下)SO3气体与H2O化合时放出的热量为 (保留两位有效数字)。 (2)沸腾炉中发生反应的化学方程式为 。(3)依据工艺流程图判断下列说法正确的是(选填序号字母) 。a沸腾炉排出的矿渣可供炼铁 b过量空气能提高SO2的转化率c使用催化剂能提高SO2的反应速率和转化率d为使黄铁矿充分燃烧,需将其粉碎 (4)在吸收塔吸收SO3不用水或稀硫酸的原因 。 (5)吸收塔排出的尾气先用氨水吸收,再用浓硫酸处理,得到较高浓度的SO2和铵盐。SO2既可作为生产硫酸的原料循环再利用,也可用于工业制溴过程中吸收

9、潮湿空气中的Br2。SO2吸收Br2的离子方程式是 。为测定该铵盐中氮元素的质量分数,将不同质量的铵盐分别加入到50.00mL相同浓度的NaOH溶液中,沸水浴加热至气体全部逸出(此温度下铵盐不分解)。该气体经干燥后用浓硫酸吸收完全,测定浓硫酸增加的质量。部分测定结果如下表(a0):铵盐质量10.00g20.00g30.00g40.00g浓硫酸增加的质量a ga g0.68g0 g 计算:该铵盐中氮元素的质量分数是 %;若铵盐质量为15.00g,浓硫酸增加的质量为 。(计算结果保留两位小数)(5)单质溴具有氧化性,能把SO2氧化生成硫酸,而溴单质被还原为溴离子,因此反应的离子方程式是SO2Br2

10、2H2O4H2BrSO42。考点:考查硫酸的工业制备、反应热的计算、反应条件的控制以及物质含量的计算5.(湖北省八市2013届高三3月联考)(化学选修2:化学与技术)用菱锌矿(主要成分为碳酸锌,还含有Fe2+ 、Fe3+、 Mg2+、 Ca2+ 、Cu2+等)制备氯化锌的一种流程如下:(1)在反应3前要将菱锌矿研磨,其目的是_。(2)反应4将Fe2+氧化为Fe3+,该反应的离子方程式为_。(3)加入氧化锌调节pH=4.5,反应5的离子方程式为_。(4)锌粉不在反应4之前加的原因是_。(5)若用石墨作电极电解滤液Y,则可以得到参与本流程反应的物质有_。考点:本题考查了物质制备流程的分析判断,影响

11、化学反应速率的因素,难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质,常见金属元素的单质及其化合物的综合应用。离子方程式书写,电解原理的应用,题目难度中等。6(江西省红色六校2013届高三下学期第二次联考)(化学一选修2:化学与技术)(15分) 农业生产中使用最广泛的磷肥是过磷酸钙,其主要成分是 (填化学式);在实际使用中,其不能与草木灰混合施用的原因是(用离子方程式表示) 。目前常用的湿法磷肥生产工艺是用硫酸分解磷矿石(主要成分为Ca5(PO4)3F),这样处理的主要目的是 。 该生产工艺的有关反应为: 2Ca5(PO4)3F+7H2SO4=Ca3(PO4)2+4H3PO4+7CaSO4+2HF Ca3

12、(PO4)2+4H3PO4=3Ca(H2PO4)2 生成的氟化氢会和磷矿中带入的二氧化硅反应生成SiF4,若直接排放到空气中,将严重污染环境。某磷肥厂改进工艺,在吸收塔中将SiF4经水吸收后转化为氟硅酸(H2SiF6)溶液和硅胶(SiO2),实现氟的循环使用和硅胶的合理利用,以减小对环境的污染,同时创造经济效益。工艺流程如下:(1)写出吸收塔中反应的化学方程式_ 。(2)该工艺流程中,设计两个吸收塔的目的是 。(3)氟硅酸与磷酸钙和水反应可生成磷酸二氢钙,原理是:2H2SiF6+Ca3(PO4)2+4H2O=2CaSiF62H20 +Ca(H2PO4)2CaSiF62H2O+2H2O=CaF2

13、SiO22H2O+4HF4HF+Ca3(PO4)2=2CaF2+Ca(H2PO4)2若利用氟硅酸与磷酸钙和水反应代替硫酸与磷酸钙反应生产Ca(H2PO4)2,理论上lkg氟硅酸可替代_kg硫酸。(4)分离得到的硅胶中因含有H2SiF6而称含氟硅胶,含氟硅胶中SiO2易溶于沸腾的氟化铵溶液,得到(NH4)2SiF6溶液,此反应为可逆反应,加入氨水后,二氧化硅重新析出。写出SiO2与氟化铵反应的化学方程式_ 。考点:本题以工艺流程为基础,考元素及化合物、化学实验基本操作、化学计算等相关知识7(江西省南昌市2013届高三第三次模拟考试)(化学化学与技术)(15分)铬铁矿的主要成分可表示为FeOCr2

14、O3,还含有MgO、Al2O3、Fe2O3等杂质,以下是以铬铁矿为原料制备重铬酸钾(K2Cr2O7)的流程图:已知:4FeOCr2O3+8Na2CO3+7O28Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2;Na2CO3+Al2O32NaAlO2+CO2;Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+根据题意回答下列问题:(1)固体X中主要含有 (填写化学式);要检测酸化操作中溶液的pH是否等于45,应该使用 (填写仪器或试剂名称)。(2)酸化步骤用醋酸调节溶液pH 5,其目的是 。(3)操作有多步组成,获得K2Cr2O7晶体的操作依次是:加入KCl固体、蒸发浓缩、 、过滤、 、干燥。(4)下表是相关物

15、质的溶解度数据,操作III发生反应的化学方程式是Na2Cr2O72KClK2Cr2O72NaCl。该反应在溶液中能发生的理由是: 。物质溶解度/(g/100g水)0C40C80CKCl2840.151.3NaCl35.736.438K2Cr2O74.726.373Na2Cr2O7163215376(5)副产品Y主要含氢氧化铝,还含少量镁、铁的难溶化合物及可溶性杂质,精确分析Y中氢氧化铝含量的方法是称取ng样品,加入过量 (填写试剂)、溶解、过滤、再加入过量_(填写试剂)、灼烧、冷却、称量,得干燥固体mg。计算祥品中氢氧化铝的质量分数为 (用含m、n的代数式表示)。8. (陕西省宝鸡市2013届

16、高三第三次模拟理综化学试题)化学选修2化学与技术(15分) 下图是工业上生产碳酸锂的部分工艺流程,请根据流程图及已知信息回答问题。几种物质不同温度下的溶解度。 (1)从滤渣1中分离出Al2O3的部分流程如下图所示,括号表示加入的试剂,方框表示所得到的物质。写出图中、表示的各物质,步骤II中反应的离子方程式是 。 (2)已知滤渣2的主要成分有Mg(OH)2和CaCO3,写出生成滤渣2反应的离子方程式: 。(3)向滤液2中加入饱和Na2CO,溶液,过滤后,用“热水洗涤”的原因是 。(4)工业上,将Li2CO3粗品制备成高纯Li2CO3的部分工艺如下。将粗产品Li2CO3溶于盐酸作用解槽的阳极液,L

17、iOH溶液作阴极液,两者用离子选择半透膜隔开,用惰性电极电解。阳极的电极反应式是 。电解后向产品LiOH溶液中加入过量NH4HCO,溶液生成Li2CO3反应的化学方程式是 。考点:化工生产的工艺过程9(陕西省渭南市2013届高三第二次模拟理综化学试题)化学选修2:化学与技术(15分)美国科学家理查德海克和日本科学家根岸英一、伶木彰因在研发“有机合成中的钯催化的交叉偶联”而获得诺贝尔化学奖。有机合成常用的钯/活性炭催化剂,长期使用催化剂会被杂质(如:铁、有机物等)污染而失去活性,成为废催化剂,需对其再生回收,一种由废催化剂制取氯化钯的工艺流程如下:(1)甲酸还原氧化钯的化学方程式为 。(2)钯在

18、王水(浓硝酸与浓盐酸按体积比1:3)中转化为H2PdC14,硝酸被还原为NO,该反应的化学方程式为: 。(3)钯精渣中钯的回收率高低主要取决于王水溶解的操作条件,已知反应温度、反应时间和王水用量对钯回收率的影响如下图1图3所示,则王水溶液钯精渣的适宜条件(温度、时间和王水用量)为 、 、 。(4)加浓氨水时,钯转变为可溶性Pd(NH3)42。此时铁的存在形式是 (写化学式)(5)700焙烧1的目的是: ;550焙烧2的目的是: 。【答案】(15分)(1)PdOHCOOH PdCO2H2O(3分)(2)3Pd12HCl2HNO33H2PdCl42NO4H2O(3分)(3)8090(或90左右)、

19、反应时间约为8h、钯精渣与王水的质量比为1:8(3分)(4)Fe(OH)3(2分)(5)除去活性炭及有机物(2分);脱氨(将Pd(NH3)2Cl2转变为PdCl2)(2分)10(陕西省西安市2013届高三第一次质检化学试题)(化学选修2化学与技术)(15分) (l)火法炼锌是将闪锌矿(主要成分是ZnS)通过浮选焙烧使它转化为氧化锌,再把氧化锌和焦炭混合,在鼓风炉中加热到11001300,使锌蒸馏出来。写出火法炼锌的主要反应:焙烧反应: 。鼓风炉中可能发生的反应: (任写一个)从保护环境和充分利用原料角度看如何处理和利用产生的烟气? (2)工业上冶炼铝就是电解氧化铝冶炼铝的电解槽中的阴极和阳极材

20、料均用石油炼制和煤的干馏产品 (填物质名称)氧化铝的熔点很高,在铝的冶炼中要加入冰晶石(Na3AlF),其作用是_ 。工业上冶炼铝时用的原料是Al2O3,而不是AlCl3,其原因是 。 (3)工业上“联合制碱法”中主要反应的化学方程式是 。其中的CO2来源于 。 (4)磁酸钙是制玻璃的原料之一,工业上制玻璃是在玻璃熔炉中进行,其中反应之一为:,若在上述条件下,把l000ag CaCO3和60ag SiO2混合,则生成的CO2在标准状况下的体积为 (用含a的代数式表示)。 (3)NH3CO2H2ONaCl(饱和)=NaHCO3NH4Cl;2NaHCO3Na2CO3CO2H2O;合成氨厂。 (4)

21、CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2,据方程式可知CaCO3过量,应用SiO2计算生成CO2的量。考点:考查金属锌、铝的冶炼、环境保护、工业制备玻璃的有关计算等11(河南省中原名校2013届高三下学期第一次联考)选修2化学与技术(15分)空气吹出法工艺,是目前“海水提溴”的最主要方法之一。其工艺流程如下:(1)溴在周期表中位于_周期_族。(2)步骤中用硫酸酸化可提高Cl2的利用率,理由是_。(3)步骤利用了SO2的还原性,反应的离子方程式为_。(4)步骤的蒸馏过程中,温度应控制在8090温度过高或过低都不利于生产,请解释原因_。(5)步骤中溴蒸气冷凝后得到液溴与溴水的混合物,可利用它们的相

22、对密度相差很大的特点进行分离。分离仪器的名称是_。(6)步骤、之后并未直接用“含Br2的海水”进行蒸馏得到液溴,而是经过“空气吹出”、“SO2吸收”、“氧化”后再蒸馏,这样操作的意义是_。【解析】12(河北省邯郸市2013高三教学质量检测)(15分) (化学化学与技术)硅是带来人类文明的重要元素之一,从传统材料到信息材料的发展过程中创造了一个又一个奇迹。(1)硅在元素周期表中的位置是_。(2)工业生产粗硅的反应有:SiO2+2CSi(粗)+2CO,SiO2+3CSiC+2CO。若产品中单质硅与碳化硅的物质的量之比为1:1,则参加反应的C和SiO2的质量之比为 。(3)工业上可以通过如下图所示的

23、流程制取纯硅:若反应I为 Si(粗)+3HClSiHCl3+H2,则反应II的化学方程式为 。整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另 一种物质,写出该反应的化学方程式: 。假设每一轮次制备1mol纯硅,且生产过程中硅元素没有损失,反应I中HCl的利用率为90%,反应II中H2的利用率为93.75%,则在第二轮次的生产中,补充投入HCl 和H2的物质的量之比是 。由以上数据,循环生产中只能产生3molHCl,但HCl的利用率是90%,因此需要增加()molHCl,循环生产中只产生1molH2,但H2的利用率为93.75%,因此需增加()molH2,

24、因此,补充投入HCl 和H2的物质的量之比为:():()=5:1。考点:考查元素周期表,方程式书写,依据方程式的计算13(河北省邯郸市2013年高三第二次模拟考试)化学一化学与技术(15分)空气吹出法工艺是目前“海水提溴”的最主要方法之一,其工艺流程如下:(1)目前,从海水中提取的溴约占世界溴年产量的 。(2)步骤中用硫酸酸化可提高Cl2的利用率,其原因是 。(3)步骤的离子方程式。(4)步骤的蒸馏过程中,溴出口温度要控制在8090。温度过高或过低都不利于生产,理由是 。(5)步骤中溴蒸气冷凝后得到液溴与溴水的混合物,可利用它们的相对密度相差较大的特点进行分离。分离仪器的名称是 ,分离吋液溴从

25、分离器的 (填“上口”或“下口”)排出。(6)不直接用含溴的海水进行蒸馏得到液溴,而要经过“空气吹出、SO2吸收、氯化”的原因是_。(7)某同学测得苦卤中溴的含量为0.8gL-1,已知步骤中溴共损失了 25%,步骤和步骤又共损失了所得溴蒸气的10%,若处理10 m3这样的苦卤,可得到液溴 mol。【答案】(1) (2)酸化可抑制Cl2、Br2与水反应 (3)Br2+SO2+2H2O=4H+2Br-+SO42-(4)温度过高,大量水蒸气随水排出去,溴蒸气中水分增加,温度过低,溴不能完全蒸出,吸收率低。(5)分液漏斗;下口(6)氯化后的海水虽然含有溴单质,但浓度低,如果直接蒸馏原料,产品成本高,“

26、空气吹出、SO2吸收、氯化”的过程实际是一个溴的浓缩过程。 (7)33.7514(河南省郑州市2013届高三第三次测验)(化学选修化学与技术)(15分)高铁酸钾(K2Fe04)是一种集氧化、吸附、絮凝于一体的新型多功能水处理剂,其生产工 艺如下:已知:2Fe(NO3)3+3KClO+10KOH=2K2FeO4+6KNO3+3KCl+5H2O回答下列问题:(1)将Cl2通入KOH溶液中发生反应的离子方程式是_。(2)写出工业上制取Cl2的化学方程式_。(3)在“反应液I”中加入KOH固体的目的是_。(4)K2FeO4可作为新型多功能水处理剂的原因是_。(5)配制KOH溶液时,将61.6 g KO

27、H固体溶解在100 mL水中,所得溶液的密度为 1.47 g mL-1,则该溶液的物质的量浓度为_。(6)从“反应液II”中分离出K2Fe04后,副产品是_ (写化学式)。(7)该工艺每得到1.98kgK2FeO4,理论上消耗Cl2的物质的量为_mol。【答案】(1)Cl2+2OH- = Cl-+ ClO-+ H2O(2分)15(湖北省武汉市2013届高三二月调研测试)(化学选修2化学与技术)(15分)黄铁矿是我国大多数硫酸厂制取硫酸的主要原料。某化学兴趣小组对某黄铁矿石(主要 成分为FeS2)进行硫元素含量测定的实验探究及工业生产硫酸的探究。I 将m1,g该黄铁矿样品(杂质中不含硫和铁)放入

28、如下图所示装置(夹持和加热装置 省略)的石英管中,从a处不断地缓缓通入空气,高温灼烧石英管中的黄铁矿样品至反应完全。石英管中发生反应的化学方程式为:4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2II反应结束后,将乙瓶中的溶液进行如下处理(1)I中,乙瓶内发生反应的离子方程式有_、_。(2)II中,所加H2O2溶液需足量的理由是_。(3)该黄铁矿石中硫元素的质量分数为_。(4)简述在催化反应室中设置热交换器的目的:_。(5)工业生产中常用氨硫酸法进行尾气脱硫,以达到消除污染、废物利用的目的,用 两个化学方程式表示其反应原理_、_。(4)在S02催化氧化设备中设置热交换器,把不同温度之间的气

29、体进行热交换,可预热反应气体,冷却生成气体,可起到充分利用能源的目的。(5)工业生产中常用氨-酸法进行尾气脱硫,即先用氨水吸收,再用浓硫酸处理先用氨水吸收时,发生反应:SO2+2NH3H2O(NH4)2SO3,再用浓硫酸处理时,发生反应:(NH4)2SO3H2SO4(NH4)2SO4SO2H2O,以达到消除污染、废物利用的目的。考点:探究物质的组成或测量物质的含量;含硫物质的性质及综合应用16(江西省宜春市2013届高三4月模拟考试)化学选修2:化学与技术)(15分)以富含硫酸亚铁的工业废液为原料生产氧化铁的工艺如下(部分操作和条件略):.从废液中提纯并结晶出FeSO47H2O。.将FeSO4

30、7H2O配制成溶液。.FeSO4溶液与稍过量的NH4HCO3溶液混合,得到含FeCO3的浊液。.将浊液过滤,用90 热水洗涤沉淀,干燥后得到FeCO3固体。.煅烧FeCO3,得到Fe2O3固体。已知:NH4HCO3在热水中会分解。中,加足量的铁屑除去废液中的Fe3,该反应的离子方程式是 。中,需加一定量酸,该酸最好是 。运用化学平衡原理以及离子方程式简述该酸的作用 。中,生成FeCO3的离子方程式是 。若FeCO3浊液长时间暴露在空气中,会有部分固体表面变为红褐色,该变化的化学方程式是 _ 。(4)中,通过检验SO来判断沉淀是否洗涤干净,检验SO的操作是 。(5)已知煅烧FeCO3的化学方程式是4FeCO3O2 = 2Fe2O34CO2。现煅烧464.0 kg的FeCO3,得到316.8 kg产品。若产品中杂质只有FeO,则该产品中Fe2O3的质量是 kg。【答案】(15分) Fe2Fe33Fe2(2分) 硫酸(2分) 加入硫酸,H浓度增大,使Fe22H2OFe(OH)22H的平衡向逆反应方向移动,从而抑制Fe2的水解(2分) Fe22HCO=FeCO3CO2H2O(2分);4FeCO36H2OO2=4Fe(OH)34CO2(2分)取少量洗涤后的溶液放入试管中,滴加酸化的BaCl2溶液,若无白色沉淀产生,则沉淀洗涤干净(2分) 288.0 (3分)

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