第三章 金屬及其化合物-2026年高考《化學(xué)》一輪復(fù)習(xí)綜合訓(xùn)練(天津?qū)S茫第1頁
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PAGE1第三章金屬及其化合物(考試時間:75分鐘試卷滿分:100分)可能用到的相對原子質(zhì)量:H1C12O16Na23Mg24S32Fe56Cu64一、選擇題(本題共15小題,共45分,每小題只有一個正確選項)1.我國古典文獻(xiàn)中有豐富的化學(xué)知識?!陡窆乓摗吩疲烘B石,自然銅之精也。今爐甘石(主要成分ZnCO3)煉成者,假鍮也。崔昉《外丹本草》云:銅一斤,爐甘石一斤,煉之成(假)鍮石。下列說法錯誤的是()A.假鍮石比鍮石更方便沖壓成型B.假鍮石的煉制過程會有氣體產(chǎn)生C.假鍮石的主要材質(zhì)為合金D.假鍮石的煉制過程涉及氧化還原反應(yīng)答案A解析鍮石是純銅,假鍮石是銅鋅合金,合金硬度比其成分金屬的大,假鍮石硬度大相對不方便沖壓成型,A錯誤,C正確;假鍮石煉制過程涉及反應(yīng):ZnCO3ZnO+CO2↑、2ZnO+C2Zn+CO2↑等,有氣體生成,B、D正確。2.Na及其化合物是重要的物質(zhì)。下列說法不正確的是()A.保存NaOH溶液用帶橡膠塞的試劑瓶B.NaHCO3俗名小蘇打,可用作食用堿或工業(yè)用堿C.Na2O2與H2O反應(yīng)中,Na2O2既是氧化劑又是還原劑D.單質(zhì)鈉可用于冶煉金屬,Na與CuSO4溶液反應(yīng)可制Cu答案D解析氫氧化鈉能夠與玻璃中的二氧化硅反應(yīng)生成具有黏性的硅酸鈉,能將磨口玻璃塞與玻璃瓶黏到一起,所以NaOH溶液保存在帶橡膠塞的試劑瓶中,A正確;NaHCO3俗名小蘇打,水溶液顯堿性,可用作食用堿或工業(yè)用堿,B正確;反應(yīng)2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑中,Na2O2中O元素的化合價由-1價升高到0價,同時由-1價降低到-2價,故Na2O2既是氧化劑又是還原劑,C正確;鈉具有很強(qiáng)的還原性,單質(zhì)鈉可用于冶煉金屬,但Na與CuSO4溶液反應(yīng)生成Cu(OH)2沉淀,反應(yīng)原理為2Na+2H2O+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑,D錯誤。3.生活中處處有化學(xué)。下列Al及其化合物相關(guān)反應(yīng)的離子方程式書寫不正確的是()A.胃舒平[主要成分為Al(OH)3]治療胃酸過多:Al(OH)3+3H+=Al3++3H2OB.泡沫滅火器滅火原理:2Al3++3CO32?+3H2O=3CO2↑+2Al(OH)C.某主要成分為苛性鈉、鋁粉的管道疏通劑的反應(yīng)原理:2Al+2OH-+6H2O=2Al(OH)4?D.明礬凈水原理:Al3++3H2OAl(OH)3(膠體)+3H+答案B解析胃酸的主要成分為鹽酸,胃舒平治療胃酸過多的離子方程式為Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O,故A正確;泡沫滅火器中碳酸氫鈉與硫酸鋁溶液反應(yīng)的離子方程式為Al3++3HCO3?=3CO2↑+Al(OH)3↓,故B錯誤;苛性鈉與鋁粉反應(yīng)的離子方程式為2Al+2OH-+6H2O=2Al(OH)4?+3H2↑,故C正確;明礬能凈水是因為Al3+水解:Al3++3H2OAl(OH)4.鑭鎳合金是一種具有實用價值的新型儲氫合金材料。下列說法不正確的是()A.鑭鎳合金能大量吸收H2形成金屬氫化物B.鎳屬于過渡元素,位于元素周期表d區(qū)C.氫能是理想能源,具有來源廣、熱值高、無污染等優(yōu)點D.合金的熔點一定比各成分金屬的熔點低答案D解析鑭鎳合金能大量吸收H2,并與H2結(jié)合成金屬氫化物,金屬氫化物稍稍加熱又容易分解,所以可用作儲氫材料,A正確;鎳是28號元素,屬于過渡元素,位于元素周期表d區(qū),B正確;合金的熔點一般比各成分金屬的熔點低,但汞合金的熔點比汞高,D錯誤。5.下列有關(guān)鐵及其化合物的性質(zhì)與用途具有對應(yīng)關(guān)系的是()A.鐵粉遇空氣放熱,可用于制作暖貼B.Fe2(SO4)3易溶于水,可用作凈水劑C.FeCl3溶液顯酸性,可用于腐蝕印刷電路板上的銅D.FeS難溶于水,可用于去除廢水中微量六價鉻[Cr(Ⅵ)]答案A解析氯化鐵溶液具有氧化性,可以將銅氧化生成銅離子,故C錯誤;FeS具有還原性,因此可除去廢水中的微量六價鉻[Cr(Ⅵ)],故D錯誤。6.侯德榜是我國杰出的化學(xué)家,是“侯氏制堿法”的創(chuàng)始人。NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl是“侯氏制堿法”的重要反應(yīng)。下面是4位同學(xué)對該反應(yīng)涉及的有關(guān)知識發(fā)表的部分見解,其中不正確的是()A.甲同學(xué)說:該條件下NaHCO3的溶解度較小B.乙同學(xué)說:NaHCO3不是純堿C.丙同學(xué)說:析出NaHCO3固體后的溶液中只含氯化銨D.丁同學(xué)說:該反應(yīng)是在飽和食鹽水中先通入氨氣,再通入二氧化碳答案C7.我國青藏高原的鹽湖中蘊(yùn)藏著豐富的鋰資源,已探明的儲量約三千萬噸,碳酸鋰制備高純金屬鋰的一種工藝流程如圖。下列有關(guān)說法錯誤的是()A.金屬鋰可保存在煤油中B.使用復(fù)合助劑有利于碳酸鋰的分解C.“粉碎”是為了增大接觸面積,加快反應(yīng)速率D.真空熱還原發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)為2Al+3Li2O6Li+Al2O3答案A解析Li的密度小于煤油,鋰不能保存在煤油中,應(yīng)該保存在液體石蠟中,A項錯誤;“粉碎”可以使接觸面積更大,從而加快反應(yīng)速率,C項正確;鋁還原性強(qiáng),化學(xué)反應(yīng)為2Al+3Li2O6Li+Al2O3,D項正確。8.下列關(guān)于Fe及其化合物反應(yīng)的離子方程式書寫正確的是()A.實驗室配制的亞鐵鹽溶液在空氣中被氧化:4Fe2++O2+2H2O=4Fe3++4OH-B.Fe(OH)3固體溶于HI溶液:Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2OC.用FeCl3飽和溶液制備Fe(OH)3膠體:Fe3++3H2OFe(OH)3(膠體)+3H+D.過量鐵粉與稀硝酸反應(yīng):Fe+4H++NO3?=Fe3++NO↑+2H答案C解析正確的離子方程式為4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O,A項錯誤;Fe(OH)3與HI發(fā)生氧化還原反應(yīng),離子方程式為2Fe(OH)3+6H++2I-=2Fe2++I(xiàn)2+6H2O,B項錯誤;將FeCl3飽和溶液滴入沸水中,加熱至液體呈紅褐色即制得Fe(OH)3膠體,反應(yīng)的離子方程式為Fe3++3H2OFe(OH)3(膠體)+3H+,C項正確;過量的鐵粉與稀硝酸反應(yīng)生成Fe2+,離子方程式為3Fe+8H++2NO3?=3Fe2++2NO↑+4H29.《新修本草》中描述“青礬”為“本來綠色,新出窟未見風(fēng)者,正如琉璃……燒之赤色”。青礬加熱時的反應(yīng)為2(FeSO4·7H2O)Fe2O3+SO2↑+H2SO4+13H2O。下列說法正確的是()A.產(chǎn)物中含有3種非金屬氧化物B.所得赤色物質(zhì)為FeSO4C.反應(yīng)為分解反應(yīng)D.鐵元素發(fā)生還原反應(yīng)答案C解析產(chǎn)物中SO2和H2O為非金屬氧化物,A錯誤;該反應(yīng)由一種物質(zhì)生成四種物質(zhì),為分解反應(yīng),C正確;反應(yīng)中鐵元素化合價由+2價升高到+3價,失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng),D錯誤。10.下列表示客觀事實的化學(xué)方程式或離子方程式不正確的是()選項客觀事實化學(xué)(離子)方程式A鐵的金屬活動性大于銅2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+B鐵和水蒸氣能發(fā)生置換反應(yīng)3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2C配制FeCl3溶液時,將FeCl3固體加入濃鹽酸中溶解后加水稀釋Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+DFe3+的氧化性大于I22Fe3++2I-=2Fe2++I(xiàn)2答案A解析證明鐵的金屬活動性大于銅的離子方程式為Fe+Cu2+=Fe2++Cu,A錯誤。11.乳酸亞鐵即[CH3CH(OH)COO]2Fe是一種食品鐵強(qiáng)化劑。某同學(xué)為檢驗其水溶液中有Fe2+,設(shè)計了如下方案。其中方案合理且現(xiàn)象敘述正確的是()A.向乳酸亞鐵溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液,出現(xiàn)藍(lán)色沉淀B.向乳酸亞鐵溶液中滴加NaOH溶液,立即出現(xiàn)紅褐色沉淀C.向乳酸亞鐵溶液中滴加酸性KMnO4溶液,振蕩后紫色褪去D.向乳酸亞鐵溶液中依次滴加氯水、KSCN溶液,溶液變紅答案A解析K++Fe2++[Fe(CN)6]3-=KFe[Fe(CN)6]↓,KFe[Fe(CN)6]是藍(lán)色不溶于水的物質(zhì),能檢驗出溶液中有Fe2+,A正確;向乳酸亞鐵溶液中滴加NaOH溶液,先生成白色沉淀,迅速變成灰綠色,最后變成紅褐色,B錯誤;CH3CH(OH)COO-中含有羥基,可以使酸性高錳酸鉀溶液褪色,C錯誤;向乳酸亞鐵溶液中滴加KSCN溶液,無明顯現(xiàn)象,再滴加氯水,溶液變紅,證明乳酸亞鐵溶液中有Fe2+,如果向乳酸亞鐵溶液中依次滴加氯水、KSCN溶液,溶液變紅,則不能證明溶液中有Fe2+,D錯誤。12.用棕黃色的Fe2(SO4)3溶液分別進(jìn)行下列實驗,解釋或結(jié)論不正確的是()選項實驗現(xiàn)象解釋或結(jié)論A加入Fe2(SO4)3固體溶液變成紅褐色Fe2(SO4)3的水解程度變大B加入等體積水溶液顏色變淺c(Fe3+)變小C加入足量Fe粉溶液顏色變淺綠色2Fe3++Fe=3Fe2+D將Fe2(SO4)3溶液微熱溶液變成紅褐色水解反應(yīng)ΔH>0答案A解析Fe2(SO4)3溶液中存在水解平衡:Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,加入Fe2(SO4)3固體,c(Fe3+)增大,平衡正移,溶液變成紅褐色,但Fe2(SO4)3的水解程度變小,故A錯誤;溶液顏色變淺,可說明c(Fe3+)變小,故B正確;Fe3+具有強(qiáng)氧化性,可與Fe發(fā)生氧化還原反應(yīng):2Fe3++Fe=3Fe2+,溶液顏色變淺綠色,故C正確;將Fe2(SO4)3溶液微熱,溶液變成紅褐色,說明升高溫度平衡向正反應(yīng)方向移動,正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),故D正確。13.如圖是一種綜合處理含SO2尾氣的工藝流程,下列敘述正確的是()A.基態(tài)Fe3+的價層電子排布式為3d6B.檢驗“吸收”后的溶液是否還可繼續(xù)吸收SO2,可用試劑K3[Fe(CN)6]C.“氧化”中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為4Fe2++O2+H2O=4Fe(OH)3↓D.“氧化”后的溶液可以循環(huán)使用答案D解析鐵元素的原子序數(shù)為26,基態(tài)鐵離子的價層電子排布式為3d5,故A錯誤;“吸收”步驟發(fā)生的反應(yīng)為硫酸鐵溶液與二氧化硫氣體反應(yīng)生成硫酸亞鐵和硫酸,則檢驗“吸收”后的溶液是否還可繼續(xù)吸收二氧化硫,應(yīng)用硫氰化鉀溶液檢驗是否存在鐵離子,而不是用鐵氰化鉀溶液檢驗是否存在亞鐵離子,故B錯誤;“氧化”步驟發(fā)生的反應(yīng)為酸性條件下硫酸亞鐵溶液與空氣中氧氣反應(yīng)生成硫酸鐵和水,反應(yīng)的離子方程式為4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O,反應(yīng)生成的硫酸鐵可以循環(huán)使用,故C錯誤,D正確。14.用FeCl3、CuCl2的混合溶液可吸收工廠排放的H2S廢氣,從而減少空氣污染并回收S,其過程如圖所示(各步均進(jìn)行完全)。下列敘述不正確的是()A.吸收前后混合溶液中Fe3+、Cu2+濃度減小B.在轉(zhuǎn)化體系中化合價沒有變化的元素只有CuC.Fe3+和Cu2+是該反應(yīng)的催化劑D.反應(yīng)①的離子方程式為H2S+Cu2+=CuS↓+2H+答案B解析吸收劑吸收了硫化氫后生成了水,使Fe3+、Cu2+濃度降低,故A正確;在轉(zhuǎn)化體系中,H、Cl、Cu元素的化合價沒有發(fā)生變化,故B錯誤;根據(jù)流程圖可知,吸收硫化氫的總反應(yīng)方程式:2H2S+O2=2H2O+2S↓,F(xiàn)e3+和Cu2+是該反應(yīng)的催化劑,故C正確;根據(jù)流程圖可知,反應(yīng)①的離子方程式為H2S+Cu2+=CuS↓+2H+,故D正確。15.向CuSO4溶液中加入H2O2溶液,很快有大量氣體逸出,同時放熱,一段時間后,藍(lán)色溶液變?yōu)榧t色渾濁(Cu2O),繼續(xù)加入H2O2溶液,紅色渾濁又變?yōu)樗{(lán)色溶液,這個反應(yīng)可以反復(fù)多次。下列關(guān)于上述過程的說法不正確的是()A.Cu2+將H2O2還原為O2B.H2O2既表現(xiàn)氧化性又表現(xiàn)還原性C.Cu2+是H2O2分解反應(yīng)的催化劑D.發(fā)生了反應(yīng):Cu2O+H2O2+4H+=2Cu2++3H2O答案A解析硫酸銅與H2O2溶液首先發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生氧化亞銅,銅元素的化合價降低,硫酸銅作氧化劑,則H2O2作還原劑被氧化成氧氣,故A錯誤;開始過氧化氫被氧化成氧氣表現(xiàn)還原性,繼續(xù)滴加過氧化氫溶液后氧化亞銅轉(zhuǎn)變成銅離子,則過氧化氫又表現(xiàn)氧化性,故B正確;整個過程中反應(yīng)開始有銅離子參與反應(yīng),反應(yīng)結(jié)束時又生成銅離子,銅離子的量沒有變化,符合催化劑的特點,故C正確;反應(yīng)的第二階段是過氧化氫與氧化亞銅反應(yīng)產(chǎn)生銅離子的過程,根據(jù)價態(tài)變化,可知過氧化氫被還原成水,根據(jù)化合價升降總數(shù)相等可得離子方程式:Cu2O+H2O2+4H+=2Cu2++3H2O,故D正確。二、非選擇題(本題共4小題,共55分)16.(11分)實驗室用如圖裝置測定FeO和Fe2O3固體混合物中Fe2O3的質(zhì)量,D裝置的硬質(zhì)雙通玻璃管中的固體物質(zhì)是FeO和Fe2O3的混合物。(1)如何檢查裝置A的氣密性?

。(2)為了安全,在點燃D處的酒精燈之前,必須進(jìn)行的操作是。(3)裝置B的作用是。裝置C中裝的液體是,所起的作用是。(4)點燃D處的酒精燈,寫出在硬質(zhì)雙通玻璃管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:。(5)若FeO和Fe2O3固體混合物的質(zhì)量為23.2g,反應(yīng)完全后U形管的質(zhì)量增加7.2g,則混合物中Fe2O3的質(zhì)量為。答案(1)關(guān)閉a,從球形漏斗口加水,待水從漏斗管上升與容器的水面形成一段水柱差,停止加水,靜置片刻,如水柱不下降,證明其氣密性良好(2分)(2)在b出口處檢驗氫氣的純度(2分)(3)除去H2中混有的HCl氣體(1分)濃硫酸(1分)干燥氫氣(1分)(4)Fe2O3+3H22Fe+3H2O、FeO+H2Fe+H2O(2分)(5)16g(2分)解析U形管的作用是吸收反應(yīng)生成的水,為了保證純凈的H2進(jìn)入D裝置,必須利用B、C裝置除雜(HCl氣體和水蒸氣);為了保證U形管增加的質(zhì)量等于反應(yīng)生成水的質(zhì)量,必須用F裝置防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入E裝置。17.(16分)乳酸亞鐵晶體{[CH3CH(OH)COO]2Fe·3H2O}是一種很好的食品鐵強(qiáng)化劑,易溶于水,吸收效果比無機(jī)鐵好,可由乳酸與FeCO3反應(yīng)制得:2CH3CH(OH)COOH+FeCO3+2H2O===[CH3CH(OH)COO]2Fe·3H2O+CO2↑?;卮鹣铝袉栴}:Ⅰ.制備碳酸亞鐵:裝置如圖所示。(1)清洗儀器,檢查裝置氣密性。A中加入鹽酸,B中加入鐵粉,C中加入NH4HCO3溶液。為順利達(dá)成實驗?zāi)康?,上述裝置中活塞的打開和關(guān)閉順序:關(guān)閉活塞,打開活塞;加入足量鹽酸后,關(guān)閉活塞1,反應(yīng)一段時間后,關(guān)閉活塞,打開活塞。C中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

。Ⅱ.制備乳酸亞鐵晶體將制得的FeCO3加入乳酸溶液中,加入少量鐵粉,在75℃下攪拌使之充分反應(yīng)。然后再加入適量乳酸。(2)加入適量乳酸的目的為

。從所得溶液中獲得乳酸亞鐵晶體所需的實驗操作是,低溫蒸發(fā),冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥。如檢驗所得樣品中主要陽離子,可采用的方法是

。Ⅲ.乳酸亞鐵晶體純度的測定(3)經(jīng)查閱文獻(xiàn)后,用Ce(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定進(jìn)行測定。反應(yīng)中Ce4+的還原產(chǎn)物為Ce3+。測定時,先稱取5.760g樣品,溶解后進(jìn)行必要處理,用容量瓶配制成250mL溶液,每次取25.00mL,用0.1000mol·L-1Ce(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點,記錄數(shù)據(jù)如下表。滴定次數(shù)0.1000mol·L-1Ce(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液體積/mL滴定前讀數(shù)滴定后讀數(shù)10.2019.9520.2221.4231.1520.80則產(chǎn)品中乳酸亞鐵晶體的純度為%(以質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示,結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。測定樣品在空氣中放置一段時間后進(jìn)行測定,會使測定結(jié)果(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。

答案(1)2(1分)1、3(1分)3(1分)2(1分)Fe2++2HCO3?=FeCO3↓+CO2↑+H2(2)除去過量的鐵粉,同時抑制亞鐵離子的水解(2分)隔絕空氣(2分)滴加鐵氰化鉀溶液,觀察是否有藍(lán)色沉淀生成(合理即可)(2分)(3)98.5(2分)偏小(2分)解析(1)該實驗應(yīng)先利用產(chǎn)生的氫氣排盡裝置中的空氣,故先關(guān)閉活塞2,打開活塞1和3,后利用產(chǎn)生的氫氣將氯化亞鐵溶液壓入NH4HCO3溶液中制取碳酸亞鐵,故加入足量鹽酸后,關(guān)閉活塞1,反應(yīng)一段時間后,關(guān)閉活塞3,打開活塞2,C中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Fe2++2HCO3?=FeCO3↓+CO2↑+H2O。(3)三次滴定中第二次操作消耗標(biāo)準(zhǔn)液數(shù)值明顯偏大,應(yīng)舍去,取第一次和第三次平均值V=19.75+19.652mL=19.70mL,由Ce4++Fe2+=Ce3++Fe3+,可知25.00mL溶液中n(Fe2+)=n(Ce4+)=0.1000mol·L-1×0.0197L=0.00197mol,故250mL含有n(Fe2+)=0.00197mol×250mL25.00mL=0.0197mol,故產(chǎn)品中乳酸亞鐵晶體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.0197mol×288g·18.(14分)Ⅰ.由黃鐵礦燒渣(主要成分為Fe2O3、Fe3O4、Al2O3和SiO2)得到綠礬(FeSO4·7H2O),然后制取透明氧化鐵顏料的流程如下:已知:①透明氧化鐵又稱納米氧化鐵,粒子直徑微小(10~90nm),包括氧化鐵黃(FeOOH)和氧化鐵紅(Fe2O3),難溶于水,在堿性條件下非常穩(wěn)定;②Fe3+能將FeS2中的硫元素氧化為+6價?;卮鹣铝袉栴}:(1)“濾渣”中的主要成分是。

(2)“還原”過程中氧化劑是(用離子符號表示,下同),氧化產(chǎn)物是。

(3)流程中“”環(huán)節(jié)的目的是

(4)“沉淀”過程采用分批加入KOH溶液,并不斷攪拌,這樣操作不但可以得到色澤純正的氫氧化鐵,而且還可以

。

Ⅱ.還可以選用Fe2(SO4)3溶液浸取黃鐵礦,其流程如圖所示。(5)“浸取”的過程中,加快浸取的速率的方法有

(寫出兩項)。

(6)“操作”如果在實驗室里進(jìn)行,用到的玻璃儀器為。

(7)從“溶液X”中提取綠礬晶體的操作:加入Fe粉后,應(yīng)先濃縮濾液至,趁熱過濾,取濾液,,過濾、洗滌、干燥。

答案(1)SiO2、FeS2(2分)(2)Fe3+SO42?(3)除去溶液中的Al3+,得到FeSO4溶液(2分)(4)形成細(xì)小的氫氧化鐵顆粒(2分)(5)將黃鐵礦粉碎,適當(dāng)增加Fe2(SO4)3溶液濃度,適當(dāng)升溫,攪拌(答兩項即可)(2分)(6)燒杯、漏斗、玻璃棒(2分)(7)溶液表面出現(xiàn)晶膜(1分)冷卻結(jié)晶(1分)解析(1)濾渣為難溶于酸的SiO2和過量的FeS2。(2)已知Fe3+能將FeS2中的硫元素氧化為+6價,“還原”過程中涉及的離子方程式為FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2SO42?+16H+,“還原”過程中氧化劑是Fe3+,氧化產(chǎn)物為SO419.(14分)將銅片放進(jìn)氯化鐵溶液中,觀察到溶液呈無色,產(chǎn)生紅褐色固體,銅片表面有白色物質(zhì)。回答下列問題:Ⅰ.探究紅褐色固體成分(1)過濾得到紅褐色固體,所需的儀器有(填字母)。

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