铁元素是重要的金属元素,铁及其化合物在日常生产生活中应用广泛,研究铁及其化合物的应用意义重大。
(1)所含铁元素具有氧化性也有还原性的物质是_________ 。
a.铁单质 b.氯化亚铁 c.铁红 d.Fe3O4
(2)高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效、多功能绿色水处理剂,湿法制备高铁酸钾(K2FeO4)的反应体系中有六种微粒:Fe(OH)3、C1O-、OH-、FeO42-、Cl-、H2O。写出并配平湿法制高铁酸钾的离子反应方程式:____ Fe(OH)3+___ ClO-+_______ =____ FeO42-+____ Cl-+______
(3)电子工业上用氯化铁腐蚀铜箔,制造印刷电路板,并从使用过的腐蚀废液(含有FeCl2、CuCl2、FeCl3)中回收铜,并获得氯化铁晶体,其工艺流程如下:回答下列问题:
①反应①的化学方程式:_______________ ;
②从反应①和②可以判断出Fe2+、Cu2+、Fe3+的氧化性从强到弱顺序为:____________ ;
③操作I用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和___________ ;
④滤液X、Z中都有同一种溶质,它们转化为溶液W的离子方程式为:___________________ 。
(1)所含铁元素具有氧化性也有还原性的物质是
a.铁单质 b.氯化亚铁 c.铁红 d.Fe3O4
(2)高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效、多功能绿色水处理剂,湿法制备高铁酸钾(K2FeO4)的反应体系中有六种微粒:Fe(OH)3、C1O-、OH-、FeO42-、Cl-、H2O。写出并配平湿法制高铁酸钾的离子反应方程式:
(3)电子工业上用氯化铁腐蚀铜箔,制造印刷电路板,并从使用过的腐蚀废液(含有FeCl2、CuCl2、FeCl3)中回收铜,并获得氯化铁晶体,其工艺流程如下:回答下列问题:
①反应①的化学方程式:
②从反应①和②可以判断出Fe2+、Cu2+、Fe3+的氧化性从强到弱顺序为:
③操作I用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和
④滤液X、Z中都有同一种溶质,它们转化为溶液W的离子方程式为:
更新时间:2019-12-26 13:17:52
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐1】如图所示的氮循环是生态系统物质循环的重要组成部分,人类活动加剧了氮循环中的物质转化。
(1)结合图象判断下列说法正确的是________ (填字母序号)。
A.固氮过程中,N2只做氧化剂
B.在硝化细菌作用下发生的硝化过程需要有氧化剂参与
C.反硝化过程有助于弥补人工固氮对氮循环造成的影响
D.同化、氨化过程中,氮元素均从无机物转移至有机物
(2)硝化过程中,NH3转化成HNO2的反应的化学方程式为_______ 。
(3)反硝化过程中,CH3OH可作为反应的还原剂,请将该反应的离子方程式补充完整:
5CH3OH + 6NO3-N2↑ + 4HCO3-+______ +______
(4)利用下表数据进行估算,写出工业合成氨反应的热化学方程式:_______ 。
(5)电解法合成氨因其原料转化率大幅度提高,有望代替传统的工业合成氨工艺。电解法合成氨的两种原理及装置如图所示:
①图中,a电极上通入的X为_______ 。
②图中,d电极上的电极反应式为_______ 。
(1)结合图象判断下列说法正确的是
A.固氮过程中,N2只做氧化剂
B.在硝化细菌作用下发生的硝化过程需要有氧化剂参与
C.反硝化过程有助于弥补人工固氮对氮循环造成的影响
D.同化、氨化过程中,氮元素均从无机物转移至有机物
(2)硝化过程中,NH3转化成HNO2的反应的化学方程式为
(3)反硝化过程中,CH3OH可作为反应的还原剂,请将该反应的离子方程式补充完整:
5CH3OH + 6NO3-N2↑ + 4HCO3-+
(4)利用下表数据进行估算,写出工业合成氨反应的热化学方程式:
共价键 | N≡N | H-H | N-H |
断开1mol共价键所需能量(kJ) | 946 | 436 | 391 |
(5)电解法合成氨因其原料转化率大幅度提高,有望代替传统的工业合成氨工艺。电解法合成氨的两种原理及装置如图所示:
①图中,a电极上通入的X为
②图中,d电极上的电极反应式为
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解答题-工业流程题
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适中
(0.65)
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解题方法
【推荐2】染料化工企业产生的废水中含有高浓度的氨氮(氨和铵盐)成分,直接排放会造成环境污染。实验小组探索下列方法对氨氮废水进行处理。
(1)实验室检测上述废水中是否含有氨氮的方法是___ 。
(2)“吹脱”步骤中,在废水池的底部吹入大量热气泡,其目的是____ 。
(3)“氧化”步骤中加入了微生物,NH3被氧化为N2,反应的化学方程式为___ 。
(4)“沉淀”步骤中将剩余的NH3·H2O转化为NH4MgPO4·6H2O沉淀,发生反应的离子方程式为____ 。NH4MgPO4·6H2O在农业生产中具有重要应用价值,其原因是___ 。
(5)工业上常用Na2CO3溶液吸收处理氮的氧化物尾气(NOx)。已知:NO不能直接与Na2CO3溶液反应。请写出下列化学反应方程式:
①NO2被Na2CO3溶液吸收的反应:____ 。
②NO和NO2混合气体被Na2CO3溶液吸收的反应:____ 。
(1)实验室检测上述废水中是否含有氨氮的方法是
(2)“吹脱”步骤中,在废水池的底部吹入大量热气泡,其目的是
(3)“氧化”步骤中加入了微生物,NH3被氧化为N2,反应的化学方程式为
(4)“沉淀”步骤中将剩余的NH3·H2O转化为NH4MgPO4·6H2O沉淀,发生反应的离子方程式为
(5)工业上常用Na2CO3溶液吸收处理氮的氧化物尾气(NOx)。已知:NO不能直接与Na2CO3溶液反应。请写出下列化学反应方程式:
①NO2被Na2CO3溶液吸收的反应:
②NO和NO2混合气体被Na2CO3溶液吸收的反应:
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【推荐3】为保护环境,汽车尾气中SO2和NOX的脱除已经引起了人们的广泛关注。
(1)SO2易溶于水,其水溶液被称为“亚硫酸”溶液。在“亚硫酸”溶液中存在下列平衡:SO2 + xH2OSO2·xH2O K1、SO2·xH2O H++ HSO3-+(x﹣1)H2O K2
温度升高时,平衡常数增大的是______________ (填“K1”或“ K2”)。
(2)汽车尾气中的NO2和SO2直接反应可生成SO3。已知:
N2(g)+O2(g)=2NO (g) ΔH =+180.5 kJ·mol﹣1
2NO(g)+ O2(g)=2NO2(g) ΔH =-113.0 kJ·mol﹣1
2SO2(g)+ O2(g)=2SO3(g) ΔH =-196.6 kJ·mol﹣1
写出NO2与SO2反应生成SO3(g)和N2的热化学方程式______________ 。
(3)液相吸收法去除汽车尾气中SO2、NOX。
①SO2、NOX在自来水、纯水及氨水中的吸收率如下。
ⅰ.自来水中SO2吸收率比纯水的高,可能的原因是_________________ 。
ⅱ.氨水吸收SO2的化学方程式为______________ 。
ⅲ.三种吸收剂中NOX的吸收率均较低,可能原因是______________ (填标号)。
a. NO难溶于水 b. NO2难溶于水 c. NO、NO2均不与氨水反应
②吸收液中加Fe2(SO4)3,将NO转化为NO2-,提高脱硝率。写出该反应离子方程式________________________ 。
(4)电化学膜技术去除汽车尾气中的SO2。尾气中的SO2 预氧化生成SO3并伴随O2一同到达多孔阴极板。
①写出多孔阴极的电极反应式_____________________ 。
②该电解池除尾气脱硫外,还有的作用是_____________ 。
(1)SO2易溶于水,其水溶液被称为“亚硫酸”溶液。在“亚硫酸”溶液中存在下列平衡:SO2 + xH2OSO2·xH2O K1、SO2·xH2O H++ HSO3-+(x﹣1)H2O K2
温度升高时,平衡常数增大的是
(2)汽车尾气中的NO2和SO2直接反应可生成SO3。已知:
N2(g)+O2(g)=2NO (g) ΔH =+180.5 kJ·mol﹣1
2NO(g)+ O2(g)=2NO2(g) ΔH =-113.0 kJ·mol﹣1
2SO2(g)+ O2(g)=2SO3(g) ΔH =-196.6 kJ·mol﹣1
写出NO2与SO2反应生成SO3(g)和N2的热化学方程式
(3)液相吸收法去除汽车尾气中SO2、NOX。
①SO2、NOX在自来水、纯水及氨水中的吸收率如下。
吸收剂 | 自来水 | 纯水 | 氨水 |
SO2吸收率 | 51.4% | 41.4% | 85.5% |
NOx吸收率 | 5% | 5% | 5% |
ⅰ.自来水中SO2吸收率比纯水的高,可能的原因是
ⅱ.氨水吸收SO2的化学方程式为
ⅲ.三种吸收剂中NOX的吸收率均较低,可能原因是
a. NO难溶于水 b. NO2难溶于水 c. NO、NO2均不与氨水反应
②吸收液中加Fe2(SO4)3,将NO转化为NO2-,提高脱硝率。写出该反应离子方程式
(4)电化学膜技术去除汽车尾气中的SO2。尾气中的SO2 预氧化生成SO3并伴随O2一同到达多孔阴极板。
①写出多孔阴极的电极反应式
②该电解池除尾气脱硫外,还有的作用是
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解答题-实验探究题
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(0.65)
【推荐1】实验室用下列方法测定某水样中O2的含量。
(1)用如图所示装置,使水中溶解的O2在碱性条件下将Mn2+氧化成MnO(OH)2的反应的离子方程式为______________________________________ 。
实验步骤:
①打开止水夹a和b,从A处向装置内鼓入过量N2,此操作的目的是______________________________________ 。
②用注射器抽取20.00 mL某水样从A处注入锥形瓶。
③再分别从A处注入含m mol NaOH的溶液及过量的MnSO4溶液。
④完成上述操作后,下面应进行的操作是_______________ 。c是长橡胶管,使用较长橡胶管的目的是__________________________________ 。
(2)用I-将生成的MnO(OH)2再还原为Mn2+,反应的离子方程式为MnO(OH)2+2I-+4H+===Mn2++I2+3H2O。
实验步骤:
⑤打开止水夹a、b,分别从A处注入足量NaI溶液及含n mol H2SO4的硫酸溶液。
⑥重复④的操作。
(3)用Na2S2O3标准溶液滴定步骤(2)中生成的I2,反应的化学方程式为I2+2Na2S2O3===2NaI+Na2S4O6。
实验步骤:
⑦取下锥形瓶,向其中加入2~3滴__________ 作指示剂。
⑧用0.005 mol·L-1的Na2S2O3滴定至终点。
(4)计算。滴定过程中,滴定前后滴定管中的液面读数如图所示。
⑨经计算,此水样中氧(O2)的含量为________ mg·L-1。
(1)用如图所示装置,使水中溶解的O2在碱性条件下将Mn2+氧化成MnO(OH)2的反应的离子方程式为
实验步骤:
①打开止水夹a和b,从A处向装置内鼓入过量N2,此操作的目的是
②用注射器抽取20.00 mL某水样从A处注入锥形瓶。
③再分别从A处注入含m mol NaOH的溶液及过量的MnSO4溶液。
④完成上述操作后,下面应进行的操作是
(2)用I-将生成的MnO(OH)2再还原为Mn2+,反应的离子方程式为MnO(OH)2+2I-+4H+===Mn2++I2+3H2O。
实验步骤:
⑤打开止水夹a、b,分别从A处注入足量NaI溶液及含n mol H2SO4的硫酸溶液。
⑥重复④的操作。
(3)用Na2S2O3标准溶液滴定步骤(2)中生成的I2,反应的化学方程式为I2+2Na2S2O3===2NaI+Na2S4O6。
实验步骤:
⑦取下锥形瓶,向其中加入2~3滴
⑧用0.005 mol·L-1的Na2S2O3滴定至终点。
(4)计算。滴定过程中,滴定前后滴定管中的液面读数如图所示。
⑨经计算,此水样中氧(O2)的含量为
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解答题-工业流程题
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解题方法
【推荐2】氮氧化合物和二氧化硫是引起雾霾重要物质,工业用多种方法来治理。某种综合处理含废水和工业废气(主要含NO、CO、CO2、SO2、N2)的流程如图:
已知:NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O、2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O
(1)NO是___________ 色的气体,___________ (填“易”或“难”)溶于水;NO在空气中很容易被氧化成NO2,NO2能与水发生化学反应,写出NO2与水反应的化学方程式为___________ 。
(2)SO2造成的一种常见的环境污染为___________ 。
(3)固体1的主要成分有Ca(OH)2、___________ 、___________ (填化学式)。
(4)验证废水中NH已基本除净的方法是___________ (写出操作现象与结论)。
(5)捕获剂捕获的气体主要是___________ (填化学式)。
(6)流程中生成的NaNO2因外观和食盐相似,又有咸味,容易使人误食中毒。已知NaNO2能发生如下反应:2NaNO2+4HI=2NO↑+I2+2NaI+2H2O,I2可以使淀粉溶液变蓝。根据上述反应,选择生活中常见的物质和有关试剂进行实验,以鉴别NaNO2和NaCl固体。需选用的物质是___________ (填序号)。
①水 ②淀粉碘化钾试纸 ③淀粉 ④白酒 ⑤白醋
已知:NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O、2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O
(1)NO是
(2)SO2造成的一种常见的环境污染为
(3)固体1的主要成分有Ca(OH)2、
(4)验证废水中NH已基本除净的方法是
(5)捕获剂捕获的气体主要是
(6)流程中生成的NaNO2因外观和食盐相似,又有咸味,容易使人误食中毒。已知NaNO2能发生如下反应:2NaNO2+4HI=2NO↑+I2+2NaI+2H2O,I2可以使淀粉溶液变蓝。根据上述反应,选择生活中常见的物质和有关试剂进行实验,以鉴别NaNO2和NaCl固体。需选用的物质是
①水 ②淀粉碘化钾试纸 ③淀粉 ④白酒 ⑤白醋
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解答题-工业流程题
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解题方法
【推荐3】填空
(1)以某锑矿(主要成分为Sb2O3,含有少量CaO、PbO、As2O3等杂质)为原料制备SbF5的工艺流程如图1所示。
已知:As2O3微溶于水,Sb2O3难溶于水,它们均为两性氧化物;SbOCl难溶于水。
①“浸出”时少量Sb2O3转化为SbOCl,为“滤渣I”的成分,向“滤渣I”中加入氨水,SbOCl可再转化为Sb2O3,该反应的离子方程式为_______ 。
②“除砷“时,转化为H3PO4,该反应的离子方程式为_______ 。
(2)工业上利用电解精炼锡后的阳极泥(含Cu、Ag、PbSO4及少量的Sn等)回收金属Cu和Ag的流程如图2所示。
①“浸取1”中金属Ag发生反应的离子方程式为_______ 。
②“浸液2”中溶质的主要成分是,则“浸取2”中生成的离子方程式为_______ 。
(1)以某锑矿(主要成分为Sb2O3,含有少量CaO、PbO、As2O3等杂质)为原料制备SbF5的工艺流程如图1所示。
已知:As2O3微溶于水,Sb2O3难溶于水,它们均为两性氧化物;SbOCl难溶于水。
①“浸出”时少量Sb2O3转化为SbOCl,为“滤渣I”的成分,向“滤渣I”中加入氨水,SbOCl可再转化为Sb2O3,该反应的离子方程式为
②“除砷“时,转化为H3PO4,该反应的离子方程式为
(2)工业上利用电解精炼锡后的阳极泥(含Cu、Ag、PbSO4及少量的Sn等)回收金属Cu和Ag的流程如图2所示。
①“浸取1”中金属Ag发生反应的离子方程式为
②“浸液2”中溶质的主要成分是,则“浸取2”中生成的离子方程式为
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解答题-实验探究题
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解题方法
【推荐1】高铁酸盐是优良的多功能水处理剂。K2FeO4为紫色固体,可溶于水,微溶于浓KOH溶液,难溶于有机物;在0~5℃、强碱性溶液中比较稳定,在酸性、中性溶液中易分解放出O2.某实验小组制备高铁酸钾(K2FeO4)并测定产品纯度。回答下列问题:
Ⅰ.制备K2FeO4
装置如下图所示,夹持、加热等装置略。
(1)仪器a的名称是___________ ,装置B中除杂质所用试剂是___________ ,装置D的作用是___________ 。
(2)A中发生反应的离子方程式为___________ 。
(3)C中反应为放热反应,而反应温度须控制在0~5℃,采用的控温方法为___________ ,反应中KOH必须过量的原因是___________ 。
(4)写出C中总反应的离子方程式:___________ 。C中混合物经重结晶、有机物洗涤纯化、真空干燥,得到高铁酸钾晶体。
Ⅱ.K2FeO4产品纯度的测定
准确称取1.00 g制得的晶体,配成250 mL溶液,准确量取25.00 mL K2FeO4溶液放入锥形瓶,加入足量CrCl3和NaOH溶液,振荡,再加入稀硫酸酸化后得Fe3+和Cr2O,滴入几滴二苯胺磺酸钠作指示剂,用0.0500 mol/L(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点(溶液显浅紫红色),平行测定三次,平均消耗(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液28.00 mL。
(5)根据以上数据,样品中K2FeO4的质量分数为___________ 。若(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液部分变质,会使测定结果___________ (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
Ⅰ.制备K2FeO4
装置如下图所示,夹持、加热等装置略。
(1)仪器a的名称是
(2)A中发生反应的离子方程式为
(3)C中反应为放热反应,而反应温度须控制在0~5℃,采用的控温方法为
(4)写出C中总反应的离子方程式:
Ⅱ.K2FeO4产品纯度的测定
准确称取1.00 g制得的晶体,配成250 mL溶液,准确量取25.00 mL K2FeO4溶液放入锥形瓶,加入足量CrCl3和NaOH溶液,振荡,再加入稀硫酸酸化后得Fe3+和Cr2O,滴入几滴二苯胺磺酸钠作指示剂,用0.0500 mol/L(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点(溶液显浅紫红色),平行测定三次,平均消耗(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液28.00 mL。
(5)根据以上数据,样品中K2FeO4的质量分数为
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解答题-工业流程题
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【推荐2】高铁酸钾是绿色、环保型水处理剂,也是高能电池的电极材料。工业上,利用硫酸亚铁为原料,通过铁黄(FeOOH)制备高铁酸钾,可降低生产成本且产品质量优。工艺流程如图:
回答下列问题:
(1)有同学认为上述流程可以与氯碱工业联合。写出电解饱和食盐水制取次氯酸钠的化学方程式______ 。
(2)实验测得反应溶液的pH、温度对铁黄产率的影响如图所示。反应温度宜选择______ ;pH大于4.5时铁黄产率降低的主要原因可能是______ 。
(3)用高铁酸钾处理水时,不仅能消毒杀菌,还能将水体中的NH3、CN-转化成CO2、N2等无毒的物质,生成的氢氧化铁胶体粒子还能吸附水中悬浮杂质。试写出高铁酸钾处理含CN-废水时除去CN-的离子方程式______ 。
(4)已知:常温下,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38。高铁酸钾的净水能力与废水的pH有关,当溶液pH=2时,废水中c(Fe3+)=______ mol·L-1。
(5)K2FeO4可作锌铁碱性高能电池的正极材料,电池反应原理:2K2FeO4+3Zn+8H2O2Fe(OH)3+3Zn(OH)2+4KOH。充电时阴极的电极反应为______ 。
回答下列问题:
(1)有同学认为上述流程可以与氯碱工业联合。写出电解饱和食盐水制取次氯酸钠的化学方程式
(2)实验测得反应溶液的pH、温度对铁黄产率的影响如图所示。反应温度宜选择
(3)用高铁酸钾处理水时,不仅能消毒杀菌,还能将水体中的NH3、CN-转化成CO2、N2等无毒的物质,生成的氢氧化铁胶体粒子还能吸附水中悬浮杂质。试写出高铁酸钾处理含CN-废水时除去CN-的离子方程式
(4)已知:常温下,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38。高铁酸钾的净水能力与废水的pH有关,当溶液pH=2时,废水中c(Fe3+)=
(5)K2FeO4可作锌铁碱性高能电池的正极材料,电池反应原理:2K2FeO4+3Zn+8H2O2Fe(OH)3+3Zn(OH)2+4KOH。充电时阴极的电极反应为
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解答题-实验探究题
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(0.65)
【推荐3】高铁酸钾(K2FeO4)是一种高效净水剂.已知:K2FeO4易溶于水,其溶液呈紫色、微溶于浓KOH 溶液,在0℃~5℃的强碱性溶液中较稳定.某小组同学用下图装置制备并探究
K2FeO4的性质.制备原理:
3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O,装置如图所示(夹持装置略)
(1)盛放二氧化锰的仪器名称___________________ ,装置C的作用是____________________ 。
(2)装置A 中反应的化学方程式是________________________________________ 。
(3)实验时采用冰水浴的原因是____________________ ,此装置存在一处明显缺陷,请指出____________ 。
(4)K2FeO4粗产品含有Fe(OH)3、KCl等杂质,一般用75%乙醇进行洗涤,其目的是_____________________ 。
(5)查阅资料知,K2FeO4能将 Mn2+氧化成 MnO4-.该小组设计如下实验进行验证:
关闭K,左烧杯溶液变黄色,右烧杯溶液变紫色.检验左侧烧杯溶液呈黄色的原因,需要的试剂是__________ 。写出K2FeO4氧化Mn2+ 的离子方程式: ___________________ .
K2FeO4的性质.制备原理:
3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O,装置如图所示(夹持装置略)
(1)盛放二氧化锰的仪器名称
(2)装置A 中反应的化学方程式是
(3)实验时采用冰水浴的原因是
(4)K2FeO4粗产品含有Fe(OH)3、KCl等杂质,一般用75%乙醇进行洗涤,其目的是
(5)查阅资料知,K2FeO4能将 Mn2+氧化成 MnO4-.该小组设计如下实验进行验证:
关闭K,左烧杯溶液变黄色,右烧杯溶液变紫色.检验左侧烧杯溶液呈黄色的原因,需要的试剂是
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