高届高级高中化学一轮复习第二章化学物质及其变化第3讲.docx
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高届高级高中化学一轮复习第二章化学物质及其变化第3讲
第3讲 氧化还原反应基础
【2020·备考】
最新考纲:
1.了解氧化还原反应的本质是电子的转移。
2.了解常见的氧化还原反应。
核心素养:
1.证据推理与模型认知:
建立氧化还原的观点,通过分析、推理等方法认识氧化还原反应的特征和实质,建立氧化还原反应计算、配平的思维模型。
2.科学探究与创新意识:
认识科学探究是进行科学解释和发现、创造和应用的科学实践活动;能从氧化还原反应的角度,设计探究方案,进行实验探究,加深对物质氧化性、还原性的理解。
考点一 氧化还原反应的相关概念及表示方法
(频数:
★☆☆ 难度:
★☆☆)
名师课堂导语氧化还原反应的有关概念属于基础理论知识,双线桥法是串联各概念的有效途径,是后面方程式配平和计算的基础。
1.氧化还原反应本质和特征
有化合价变化的反应一定是氧化还原反应,但有单质参与的反应不一定属于氧化还原反应,如O2和O3的转化。
2.相关概念及其关系
示例:
在Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2的反应中Fe2O3是氧化剂,CO是还原剂;C元素被氧化,Fe元素被还原;Fe2O3具有氧化性,CO具有还原性;CO2是氧化产物,Fe是还原产物。
氧化还原反应概念的“三大误区”(学生举出反例)
误区1.某元素由化合态变为游离态时,该元素一定被还原。
误区2.在氧化还原反应中,非金属单质一定只作氧化剂。
误区3.在氧化还原反应中,若有一种元素被氧化,则一定有另一种元素被还原。
3.氧化还原反应电子转移的表示方法
(1)双线桥法:
①标变价,②画箭头,③算数目,④说变化。
实例:
用双线桥法标出铜和浓硝酸反应电子转移的方向和数目
(2)单线桥法:
箭头由失电子原子指向得电子原子,线桥上只标电子转移的数目,不标“得到”、“失去”字样。
实例:
用单线桥法标出铜和稀硝酸反应电子转移的方向和数目
4.氧化还原反应与四种基本反应类型间的关系图示
总结:
①一定属于氧化还原反应的基本反应类型是置换反应。
②一定不属于氧化还原反应的基本反应类型是复分解反应。
[速查速测]
1.(易混点排查)正确的打“√”,错误的打“×”
(1)氧化还原反应中的反应物,不是氧化剂就是还原剂(×)
(2)浓硫酸具有强氧化性,不能干燥SO2、CO等还原性气体(×)
(3)NaHCO3+H2===HCOONa+H2O的反应中,NaHCO3被氧化(×)
(4)H2O作为还原剂时,产物中一般有O2生成(√)
(5)无单质参加的化合反应一定不是氧化还原反应(×)
2.(创新题)某国外化学教材中有一张关于氧化还原反应的插图。
由图可知,
在该反应中是( )
A.还原剂B.氧化剂
C.氧化产物D.还原产物
答案 A
3.(思维探究)O2F2可用于制取氧正离子盐,还曾经被用来当作液体火箭发动机的氧化剂已知反应:
H2S+4O2F2===SF6+2HF+4O2,回答下列问题:
(1)该反应的氧化剂为________还原剂为________氧化产物为________还原产物为________。
(2)用双线桥标出转移电子的方向和数目:
_____________________________________________________________________。
答案
(1)O2F2 H2S SF6 O2
[A组 基础知识巩固]
1.(2018·福建省德化一中、永安一中、漳平一中学联考)分析生产生活中的下列过程,不涉及氧化还原反应的是( )
A.铜制品、铁制品在潮湿的空气中生锈
B.缺铁性贫血服用补铁剂时,需与维生维C同时服用
C.将氯气通入冷的消石灰中制漂白粉
D.从海水中提取氯化镁
【解析】 A.铜制品、铁制品在潮湿的空气中生锈,单质转化为化合物,是氧化还原反应;B.缺铁性贫血服用补铁剂时,需与维生素C同时服用,维C是强还原剂,可以把氧化性较强的+3价铁还原为+2价铁;C.将氯气通入冷的消石灰中制漂白粉,氯气转化为化合物,是氧化还原反应;D.从海水中提取氯化镁的方法是先用碱把海水中的镁离子沉淀富集镁,再用盐酸溶解沉淀得氯化镁溶液,然后蒸发浓缩、降温结晶得氯化镁晶体,接着在氯化氢气流中脱水得无水氯化镁,这个过程中没有氧化还原反应。
答案 D
2.下列表示电子转移方向和数目正确的是( )
答案 D
3.(2018·黑龙江、吉林两省六校期中)已知在相同条件下进行下列反应:
①Cl2+2KBr===2KCl+Br2;②KClO3+6HCl===3Cl2↑+KCl+3H2O;③2KBrO3+Cl2===Br2+2KClO3。
下列说法正确的是( )
A.上述三个反应都有单质生成,所以都是置换反应
B.反应①和反应③中均生成Br2,溴元素发生的变化相同
C.反应②中被氧化与被还原物质的物质的量之比为6∶1
D.③中1mol还原剂反应,则氧化剂得到电子的物质的量为10mol
【解析】 反应②中生成物有单质,但反应物没有单质,所以不是置换反应,故A错误;反应①Cl2+2KBr===2KCl+Br2中溴元素的化合价由-1价升高为0价,被氧化,反应③2KBrO3+Cl2===Br2+2KClO3中溴元素的化合价由+5价降低为0价,被还原,故B错误;反应②KClO3+6HCl===3Cl2↑+KCl+3H2O中,氧化剂是KClO3,还原剂是HCl,但只有
的HCl被氧化,所以还原剂和氧化剂的物质的量之比是5∶1,故C错误;反应③中还原剂是Cl2,氧化剂是KBrO3,该反应中1mol还原剂反应,则氧化剂得到电子的物质的量为2×(5-0)mol=10mol,故D正确。
答案 D
【练后归纳】
化合价的判定方法
1.有机物中碳的化合价判定方法:
有机物中氧元素的化合价为-2,氢元素的化合价为+1。
利用元素化合价代数和为零的规则确定碳元素的化合价。
乙酸(C2H4O2)中满足2x+(+1)×4+(-2)×2=0,则x=0。
2.近几年高考中一些特殊物质中元素化合价判定
[B组 考试能力过关]
4.(2018·北京理综,9)下列实验中的颜色变化,与氧化还原反应无关的是( )
A
B
C
D
实验
NaOH溶液滴入FeSO4溶液中
石蕊溶液滴入氯水中
Na2S溶液滴入AgCl浊液中
热铜丝插入稀硝酸中
现象
产生白色沉淀,随后变为红褐色
溶液变红,随后迅速褪色
沉淀由白色逐渐变为黑色
产生无色气体,随后变为红棕色
【解析】 NaOH溶液滴入FeSO4溶液中,发生反应:
2NaOH+FeSO4===Fe(OH)2↓+Na2SO4,生成白色沉淀Fe(OH)2,Fe(OH)2不稳定,迅速被空气中的氧气氧化为红褐色的Fe(OH)3:
4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3,后一过程发生了氧化还原反应,A项不符合题意;氯水中含有HCl和HClO,溶液呈酸性,能使石蕊溶液变红,次氯酸具有强氧化性,能将红色物质氧化,溶液红色褪去,该过程发生了氧化还原反应,B项不符合题意;Na2S溶液滴入AgCl浊液中,发生了沉淀的转化:
Na2S+2AgCl
Ag2S+2NaCl,此过程中不涉及氧化还原反应,C项符合题意;将铜丝插入稀硝酸中,发生反应:
3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,生成无色气体NO,但NO能与空气中的氧气发生反应:
2NO+O2===2NO2,这两步反应都是氧化还原反应,D项不符合题意。
答案 C
5.(2017·天津理综,3)下列能量转化过程与氧化还原反应无关的是( )
A.硅太阳能电池工作时,光能转化成电能
B.锂离子电池放电时,化学能转化成电能
C.电解质溶液导电时,电能转化成化学能
D.葡萄糖为人类生命活动提供能量时,化学能转化成热能
【解析】 A项,硅太阳能电池工作时,发生光电效应,使光能转化成电能,与氧化还原反应无关;B项,锂离子电池放电时,正极和负极分别发生还原反应和氧化反应,使化学能转化成电能;C项,电解质溶液导电时,阴极和阳极分别发生还原反应和氧化反应,使电能转化成化学能;D项,葡萄糖在酶的作用下发生氧化还原反应等一系列反应的同时为人类生命活动提供能量,使化学能转化成热能。
答案 A
6.(课标全国卷)
(1)次磷酸(H3PO2)是一种精细磷化工产品,具有较强还原性,回答下列问题:
H3PO2及NaH2PO2均可将溶液中的Ag+还原为银,从而可用于化学镀银。
①H3PO2中,P元素的化合价为________。
②利用H3PO2进行化学镀银反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为4∶1,则氧化产物为_____________________________________________________(填化学式)。
(2)(2015·课标全国Ⅰ)大量的碘富集在海藻中,用水浸取后浓缩,再向浓缩液中加MnO2和H2SO4,即可得到I2。
该反应的还原产物为________。
答案
(1)①+1 ②H3PO4
(2)MnSO4
考点二 氧化剂与还原剂
(频数:
★★☆ 难度:
★☆☆)
名师课堂导语常见的氧化剂与还原剂属于氧化还原反应有关概念的延伸,是基本理论之一,复习时应掌握好常见的氧化剂和还原剂及其强弱比较方法。
1.常见的氧化剂、还原剂
(1)常见氧化剂
常见氧化剂包括某些非金属单质、含有高价态元素的化合物、过氧化物等。
如:
(2)常见还原剂
常见还原剂包括活泼的金属单质、非金属离子及低价态化合物、低价金属阳离子、非金属单质及其氢化物等。
如:
(3)具有中间价态的物质既有氧化性,又有还原性
具有中间价态的物质
氧化产物
还原产物
Fe2+
Fe3+
Fe
SO
SO
S
H2O2
O2
H2O
2.氧化性、还原性及其强弱比较
(1)氧化性、还原性的判断
(2)氧化性、还原性的强弱比较
Ⅰ.依据反应原理判断
氧化性强弱:
氧化剂>氧化产物
还原性强弱:
还原剂>还原产物
实例:
有以下反应:
①H2SO3+I2+H2O===2HI+H2SO4;
②2FeCl3+2HI===2FeCl2+I2+2HCl;
③3FeCl2+4HNO3===2FeCl3+NO↑+2H2O+Fe(NO3)3。
还原性
氧化性
从反应①可知
H2SO3>I-
I2>H2SO4
从反应②可知
I->Fe2+
Fe3+>I2
从反应③可知
Fe2+>NO
HNO3>Fe3+
总的强弱顺序
还原性:
H2SO3>I->Fe2+>NO
氧化性:
HNO3>Fe3+>I2>H2SO4
Ⅱ.根据与同一物质反应情况(反应条件、剧烈程度)判断
F2+H2
2HF
Cl2+H2
2HCl
氧化性F2>Cl2
③根据原电池电极反应判断
还原性Zn>Fe
Ⅲ.根据物质浓度、溶液酸碱性或温度判断
氧化性:
浓HNO3>稀HNO3
还原性:
浓盐酸>稀盐酸
1.常用的物质氧化性、还原性强弱顺序为
氧化性:
MnO
>Cl2>Br2>Fe3+>I2,
还原性:
S2->SO
(或H2SO3)>I->Fe2+>Br->Cl-。
2.H2O2中氧元素尽管处于中间价态,但H2O2主要表现为氧化性,其还原产物是H2O,故H2O2又被称为绿色氧化剂。
[速查速测]
1.(易混点排查)正确的打“√”,错误的打“×”
(1)强氧化剂与强还原剂混合不一定能发生氧化还原反应(√)
(2)元素的非金属性越强,其氧化性越强,相应单质越活泼(×)
(3)难失电子的物质一定易得电子(×)
(4)NO2和NH3之间可能发生反应产生N2(√)
(5)含硫化合物X、Y的转化关系S+NaOH→X+Y+H2O中,硫单质的化合价最低(×)
2.(教材改编题)(RJ必修1·P385改编)下列叙述正确的是( )
A.氧化还原反应的本质是化合价发生变化
B.氧化剂在化学反应中失去电子
C.还原剂在反应中发生还原反应
D.反应中同一反应物可能既发生氧化反应又发生还原反应
答案 D
3.(思维探究题)物质氧化性、还原性的强弱,不仅与物质的结构有关,还与物质的浓度和反应温度等有关。
下列各组物质:
①Cu与HNO3溶液 ②Cu与FeCl3溶液 ③Zn与H2SO4溶液 ④Fe与FeCl3溶液 ⑤Cl2和NaOH溶液 ⑥Fe和HNO3溶液 ⑦Fe和H2SO4溶液 ⑧Na和O2
(1)由于浓度不同而发生不同氧化还原反应的是①③⑥⑦。
(2)由于温度不同而发生不同氧化还原反应的是⑤⑥⑦⑧。
(3)氧化还原反应不受浓度、温度影响的是②④。
[A组 基础知识巩固]
1.(2018·湖南郴州质监)在下列变化:
①大气固氮,②硝酸银分解,③实验室制取氨气。
按氮元素被氧化、被还原、既不被氧化又不被还原的顺序排列正确的是( )
A.①②③B.②①③
C.③②①D.③①②
【解析】 大气固氮发生的反应为N2+O2
2NO,氮元素被氧化;硝酸银分解的化学方程式为2AgNO3
2Ag+2NO2↑+O2↑,氮元素被还原;实验室制取氨气的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2
CaCl2+2NH3↑+2H2O,该反应属于非氧化还原反应,氮元素既不被氧化也不被还原,故正确答案是A。
答案 A
2.(2018·吉林长春实验中学模拟)已知NH4CuSO3与足量的3mol/L硫酸混合微热,产生下列现象:
①有红色金属生成;②产生刺激气味的气体;③溶液呈现蓝色。
据此判断下列说法正确的是( )
A.反应中硫酸作氧化剂
B.NH4CuSO3中硫元素被氧化
C.刺激性气味的气体是氨气
D.1molNH4CuSO3完全反应转移0.5mol电子
【解析】 反应方程式为:
2NH4CuSO3+4H+===Cu+Cu2++2SO2↑+2H2O+2NH
由方程式知反应中只有Cu元素的化合价发生变化、硫酸根反应前后未变,反应中H2SO4表现酸性,不做氧化剂,A错误;反应生成的红色固体是Cu,蓝色溶液是Cu2+,刺激性气味气体是SO2,S元素化合价没变,所以B、C错误。
答案 D
3.(2018·浙江联考)在室温下,发生下列几种反应:
①16H++10Z-+2XO
===2X2++5Z2+8H2O
②2A2++B2===2A3++2B-
③2B-+Z2===B2+2Z-
根据上述反应,判断下列结论错误的是( )
A.要除去含有A2+、Z-和B-混合溶液中的A2+,而不氧化Z-和B-,应加入Z2
B.还原性强弱顺序为A2+>B->Z->X2+
C.X2+是XO
的还原产物,B2是B-的氧化产物
D.在溶液中可能发生反应:
8H++5A2++XO
===X2++5A3++4H2O
【解析】 氧化还原反应中氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,反应①16H++10Z-+2XO
===2X2++5Z2+8H2O中,氧化性:
XO
>Z2;反应②2A2++B2===
2A3++2B-中,氧化性:
B2>A3+;反应③2B-+Z2===B2+2Z-中,氧化性:
Z2>B2,则氧化性强弱顺序是XO
>Z2>B2>A3+,所以要除去含有A2+、Z-和B-混合溶液中的A2+,而不氧化Z-和B-,应加入B2,故A错误;还原剂的还原性强于还原产物的还原性,由反应①②③中还原性的比较可知,还原性强弱顺序为A2+>B->Z->X2+,故B正确;反应①中X元素的化合价降低,则XO
为氧化剂,X2+是XO
的还原产物,反应③中B-发生氧化反应生成B2,即B2是B-的氧化产物,故C正确;根据A项中的分析,氧化性强弱顺序是XO
>Z2>B2>A3+,所以XO
能氧化A2+,发生的反应为8H++5A2++XO
===X2++5A3++4H2O,故D正确。
答案 A
【方法技巧】
[B组 考试能力过关]
4.(2017·北京理综)下列变化中,气体被还原的是( )
A.二氧化碳使Na2O2固体变白
B.氯气使KBr溶液变黄
C.乙烯使Br2的四氯化碳溶液褪色
D.氨气使AlCl3溶液产生白色沉淀
【解析】 A.二氧化碳使Na2O2固体变白,发生反应2CO2+2Na2O2===O2+2Na2CO3,CO2中元素的化合价没有发生改变;B.氯气使KBr溶液变黄,发生反应2KBr+Cl2===2KCl+Br2,Cl2中氯元素化合价降低,被还原,符合题意;C.乙烯使Br2的四氯化碳溶液褪色,是乙烯与溴发生了加成反应;D.氨气使AlCl3溶液产生白色沉淀氢氧化铝,化合价没有改变。
答案 B
5.(海南化学)化学与生活密切相关。
下列应用中利用了物质氧化性的是( )
A.明矾净化水B.纯碱去油污
C.食醋除水垢D.漂白粉漂白织物
【解析】 A项,明矾净水是利用Al3+水解生成的氢氧化铝胶体具有吸附能力,错误;B项,纯碱去油污是利用碳酸钠水解溶液呈碱性,错误;C项,食醋除水垢是利用醋酸的酸性,能与碳酸钙反应而除去,错误;D项,因漂白粉具有强氧化性而用于漂白织物,正确。
答案 D
6.(2016·北京理综,10)K2Cr2O7溶液中存在平衡:
Cr2O
(橙色)+H2O2CrO
(黄色)+2H+。
用K2Cr2O7溶液进行下列实验:
结合实验,下列说法不正确的是( )
A.①中溶液橙色加深,③中溶液变黄
B.②中Cr2O
被C2H5OH还原
C.对比②和④可知K2Cr2O7酸性溶液氧化性强
D.若向④中加入70%H2SO4溶液至过量,溶液变为橙色
【解析】 A项,①中在平衡体系中滴加70%H2SO4溶液,平衡向左移动,c(Cr2O
)增大,橙色加深,③中滴加30%NaOH溶液,平衡向右移动,c(CrO
)增大,溶液变黄,正确;B项,②中重铬酸钾氧化乙醇,反应中重铬酸钾被乙醇还原,正确;C项,②是酸性溶液,④是碱性溶液,酸性溶液中能氧化乙醇,而碱性溶液中不能氧化乙醇,说明K2Cr2O7在酸性溶液中氧化性强,正确;D项,若向④溶液中加入70%的H2SO4溶液至过量,溶液由碱性变为酸性,K2Cr2O7在酸性溶液中氧化性强,可以氧化乙醇,溶液变绿色,错误。
答案 D
[A级 全员必做题]
1.(2018·河北邢台期末,4)中国传统文化对人类文明贡献巨大,《本草纲目》中有如下记载:
“(火药)乃焰消(KNO3)、硫黄、杉木炭所合,以为烽燧铳机诸药者”,其中利用的KNO3的性质是( )
A.自燃性B.稳定性
C.还原性D.氧化性
【解析】 火药爆炸的反应原理为2KNO3+S+3C
K2S+N2↑+3CO2↑,反应中N元素化合价降低,KNO3为氧化剂,故反应中利用了KNO3的氧化性,D项正确。
答案 D
2.下列物质应用中,利用物质氧化性的是( )
A.SO2使品红溶液褪色
B.食品袋中铁粉作除氧剂
C.臭氧作自来水消毒剂
D.活性炭作冰箱里的去味剂
【解析】 A项,利用SO2漂白性;B项,铁粉作除氧剂,利用铁粉的还原性;C项,臭氧作消毒剂,利用臭氧的强氧化性;D项,活性炭作去味剂,利用活性炭的吸附性。
本题选C。
答案 C
3.(2018·福建福州八县(市)协作体联考,6)已知反应:
O3+2I-+H2O===O2+I2+2OH-,下列说法中不正确的是( )
A.O2为还原产物
B.氧化性:
O3>I2
C.H2O既不是氧化剂也不是还原剂
D.反应生成1molI2时转移2mol电子
【解析】 反应O3+2I-+H2O===O2+I2+2OH-中,O元素化合价降低,O3部分被还原生成OH-,I元素化合价升高,I-被氧化生成I2。
O3生成O2时没有发生化合价的变化,O2不是还原产物,A项错误;该反应中I2是氧化产物,O3是氧化剂,氧化性:
O3>I2,B项正确;H2O在反应中所含元素化合价没有发生变化,所以水既不是氧化剂也不是还原剂,C项正确;I元素化合价由-1价升高到0价,则反应生成1molI2时转移2mol电子,D项正确。
答案 A
4.已知几种阴离子的还原性强弱顺序为OH- A.Br-B.Cl- C.OH-D.S2- 【解析】 还原性: S2->I->Br->Cl->OH-,Cl2最后氧化Br-,本题选A。 答案 A 5.(2018·广东深圳三校联考)已知下列反应: 反应Ⅰ: Co2O3+6HCl(浓)===2CoCl2+Cl2↑+3H2O 反应Ⅱ: 5Cl2+I2+6H2O===10HCl+2HIO3 下列说法正确的是( ) A.反应Ⅰ中HCl是氧化剂 B.反应Ⅱ中Cl2发生氧化反应 C.氧化性: Co2O3>Cl2>HIO3 D.还原性: CoCl2>HCl>I2 【解析】 反应Ⅰ中Cl元素的化合价升高,则HCl为还原剂,故A项错误;反应Ⅱ中Cl元素的化合价降低,则Cl2发生还原反应,故B项错误;由氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性可知,反应Ⅰ中氧化性: Co2O3>Cl2,反应Ⅱ中氧化性: Cl2>HIO3,则氧化性: Co2O3>Cl2>HIO3,故C项正确;由还原剂的还原性强于还原产物的还原性,反应Ⅰ中还原性: HCl>CoCl2,反应Ⅱ中还原性: I2>HCl,故还原性: I1>HCl>CoCl2,D项错误。 答案 C 6.铊(Tl)盐与氰化钾(KCN)被列为A级危险品。 已知下列反应在一定条件下能够发生: ①Tl3++2Ag===Tl++2Ag+,②Ag++Fe2+===Ag+Fe3+,③Fe+2Fe3+===3Fe2+,下列离子氧化性比较顺序正确的是( ) A.Tl3+>Fe3+>Ag+ B.Fe3+>Ag+>Tl3+ C.Tl+>Ag+>Fe2+ D.Tl3+>Ag+>Fe3+ 【解析】 在氧化还原反应中,氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性。 答案 D 7.(2019·安徽亳州质量检测,6)Cl2是纺织工业常用的漂白剂,Na2S2O3可作为漂白布匹后的“脱氯剂”。 S2O 和Cl2反应的产物之一为SO 。 下列说法中不正确的是( ) A.该反应中还原剂是S2O B.H2O参与该反应,且作氧化剂 C.根据该反应可判断氧化性: Cl2>SO D.该反应中,每生成1molSO 可脱去2molCl2 【解析】 反应的离子方程式为: S2O +4Cl2+10OH-===2SO +8Cl-+5H2O。 反应中S元素的化合价升高被氧化,则S2O 为还原剂,A项正确;反应中H2O为产物,B项错误;根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性可知,氧化性: Cl2>SO C项正确;由离子方程式可知,每生成1molSO 可脱去2molCl2,D项正确。 答案 B 8.化学反应的发生往往遵循着相应的反应规律,下表中列举了三类反应,根据相应反应得出的结论正确的是( ) 氧化还原反应 复分解反应 热分解反应 2Co(OH)3+6HCl===2CoCl2+Cl2↑+6H2O 2FeCl2+Cl2===2FeCl3 2HSCN+K2CO3=== 2KSCN+CO2↑+H2O KCN+CO2+H2O=== HCN+KHCO3 4NaClO 3NaCl+NaClO4 NaClO4 NaCl+2O2↑ A.氧化性: FeCl3>Co(OH)3>Cl2 B.还原性: HCl>CoCl2
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- 高级 高中化学 一轮 复习 第二 化学物质 及其 变化
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