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- 2021-07-09 发布
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专题讲座(四) 无机框图推断题的解题策略
无机推断题集元素及其化合物知识、基本概念和基本理论等知识为一体,具有考查知识面广、综合性强、思考容量大的特点。这种题型不但综合考查学生在中学阶段所学的元素及其化合物、物质结构、元素周期律、电解质溶液、化学平衡、氧化还原反应、化学用语等知识,而且更重要的是它能突出考查学生的综合分析判断能力、逻辑推理能力。且结构紧凑、文字表述少,包含信息多,思维能力要求高。
推断题的解题方法及推理过程表示如下:
推断题结论―→验证
解题“突破口”
1.物质的特殊颜色
(1)有色固体
①红色:Cu、Cu2O、Fe2O3;
②红褐色:Fe(OH)3;
③黄色:AgI、Ag3PO4;
④淡黄色:S、Na2O2、AgBr;
⑤蓝色:Cu(OH)2、CuSO4·5H2O;
⑥黑色:炭粉、CuO、FeO、FeS、CuS、Ag2S、PbS;
⑦紫黑色:KMnO4、I2。
(2)有色溶液
Fe2+(浅绿色)、Fe3+(黄色)、Cu2+(蓝色)、MnO(紫红色)、Fe3+与苯酚(紫色)、Fe3+与SCN-(红色)、I2与淀粉(蓝色)等。
水(溶剂)
苯(溶剂)
CCl4(溶剂)
Br2
黄→橙
黄→红棕
I2
深黄→褐
淡紫→紫红
紫→深紫
(3)有色气体
Cl2(黄绿色)、Br2(g)(红棕色)、NO2(红棕色)、I2(g)(紫色)、O3(淡黄色)等。
(4)火焰颜色
①焰色反应:Na+(黄色)、K+(紫色,透过蓝色钴玻璃)、Ca2+(砖红色)等;
②淡蓝色:S、H2、H2S、CH4等在空气中燃烧;
③苍白色:H2在Cl2中燃烧。
2.物质的特征性质
(1)能使品红溶液褪色的气体:SO2(加热后又恢复红色)、Cl2(加热后不恢复红色)。
(2)沉淀特殊的颜色变化
①白色沉淀先变灰绿色,再变红褐色:
Fe(OH)2Fe(OH)3;
②白色沉淀迅速变棕褐色:AgOH→Ag2O。
(3)在空气中变为红棕色
NO(无色)NO2(红棕色)。
(4)能使澄清石灰水变浑浊的气体:CO2、SO2。
(5)通入CO2气体变浑浊的溶液:石灰水(CO2过量则变澄清)、Na2SiO3溶液、饱和Na2CO3溶液、浓苯酚钠溶液、NaAlO2溶液等。
(6)使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体:NH3。
(7)使湿润的淀粉KI试纸变蓝:NO2、Cl2、Br2、FeCl3等。
(8)能与SO2、Cl2、O2等氧化性较强的气体(或其水溶液)反应析出淡黄色沉淀:H2S。
(9)在一定条件下具有漂白性的物质:Na2O2、H2O2、SO2、氯水、O3、活性炭等。
(10)常温下能溶解SiO2固体的物质:氢氟酸和NaOH溶液。
(11)能与浓硫酸、铜片共热产生红棕色气体(NO2)的溶液:硝酸盐(或硝酸)溶液。
(12)滴入沸水中可得到红褐色胶体的溶液:含Fe3+的盐溶液。
(13)烟雾现象
①棕(黄)色的烟:Cu或Fe在Cl2中燃烧;
②白烟:Na在Cl2中或P在空气中燃烧;NH3遇到HCl气体;
③白雾:由HX等极易溶于水的气体产生。
3.物质之间的特征转化关系
(1)直线连续型转化关系
①氧化还原反应型
a.NH3(或N2)NONO2或NH3N2NO。
b.H2S(或S或FeS2)SO2SO3或H2SSSO2。
c.CCOCO2或O2CO2CO。
d.NaNa2ONa2O2。
e.Cl2FeCl3FeCl2。
f.HNO3Fe(NO3)3Fe(NO3)2。
②非氧化还原反应型
a.NaOHNa2CO3NaHCO3。
变形:CO2NaHCO3Na2CO3;
或HClCO2NaHCO3。
b.NaOHNa2SO3NaHSO3。
(也有如a所示类似的变形)
c.Al3+Al(OH)3AlO。
变形:OH-AlOAl(OH)3。
d.AlOAl(OH)3Al3+。
变形:H+Al3+Al(OH)3。
(2)三角型转化关系
①铁三角: ②铝三角:
③氯三角:
④硅三角:
(3)交叉型转化关系
①硫及其重要化合物间的转化:
②氮及其重要化合物间的转化:
③钠及其重要化合物间的转化:
(4)置换反应型转化关系
①金属单质置换出金属单质
a.2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe(铝热反应;Al还可与V2O5、CrO3、WO3、MnO2等发生置换反应)。
b.Fe+CuSO4===FeSO4+Cu。
②金属单质置换出非金属单质
a.2Mg+CO22MgO+C。
b.3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2。
③非金属单质置换金属单质
a.H2+CuOCu+H2O。
b.C+FeOFe+CO↑。
④非金属单质置换非金属单质
a.2F2+2H2O===4HF+O2。
b.2C+SiO2Si+2CO↑。
c.C+H2O(g)CO+H2。
⑤同主族元素单质间的置换
a.2Na+2H2O===2NaOH+H2↑。
b.2C+SiO2Si+2CO↑。
c.2H2S+O22S↓+2H2O。
d.Cl2+2HI===2HCl+I2。
⑥不同主族元素单质间的置换
a.2Mg+CO22MgO+C。
b.2F2+2H2O===4HF+O2。
c.C+H2O(g)CO+H2。
d.H2S+Cl2===S↓+2HCl。
e.3Cl2+8NH3===6NH4Cl+N2。
(5)重要工业生产相关的反应
①工业制取漂粉精:2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。
②工业合成氨:N2+3H22NH3。
③氨的催化氧化:4NH3+5O24NO+6H2O。
④电解饱和食盐水:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。
⑤电解制镁、铝:MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑、2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑。
⑥工业制玻璃:SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑、SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑。
⑦工业制硫酸:S+O2SO2或4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2、2SO2+O22SO3、SO3+H2O===H2SO4。
⑧工业制粗硅:2C+SiO2Si+2CO↑。
⑨工业制水煤气:C+H2O(g)CO+H2。
4.特殊反应条件
(1)高温、高压和催化剂条件
N2+3H22NH3。
(2)加热、催化剂条件
①4NH3+5O24NO+6H2O。
②2SO2+O22SO3。
(3)通电条件
①2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。
②2H2O2H2↑+O2↑。
1.(2015·高考福建卷)纯净物X、Y、Z转化关系如图所示,下列判断正确的是( )
A.X可能是金属铜
B.Y不可能是氢气
C.Z可能是氯化钠
D.Z可能是三氧化硫
解析:选A。H2和Cl2或Cu和Cl2反应分别可以生成HCl、CuCl2,电解两种溶液可以产生相应的单质,A项正确、B项错误;电解NaCl溶液产生H2、Cl2,两种气体化合得到的是HCl,不是NaCl,C项错误;SO3溶于水得到的是H2SO4,电解H2SO4溶液生成的是H2、O2,D项错误。
2.下列框图中的字母分别代表一种常见的物质或其溶液,相互之间的转化关系如下图所示(部分产物及反应条件已略去)。已知:A、B为气态单质,F是地壳中含量最多的金属元素的单质;E、H、I为氧化物,E为黑色固体,I为红棕色气体;M为红褐色沉淀。
请回答下列问题:
(1)B中所含元素位于周期表中第__________周期第____________族。
(2)A在B中燃烧的现象是________________________________________________________________________。
(3)D+E―→B的反应中,被氧化与被还原的物质的物质的量之比是____________。
(4)G+J―→M的离子方程式是________________________________________________________________________。
(5)Y受热分解的化学方程式是________________________________________________________________________。
解析:解题的关键是利用物质的颜色进行突破。I为红棕色气体氧化物,一定是NO2;M为红褐色沉淀,一定是Fe(OH)3;F是地壳中含量最多的金属元素的单质,一定是Al;X电解生成三种物质,其中A、B是气态单质且能反应生成D,猜测是电解NaCl溶液,生成的H2和Cl2反应生成HCl,盐酸能与黑色固体E(氧化物)反应生成气体B,则E应是MnO2,B是Cl2,则A是H2。NO2和H2O反应生成HNO3(N),HNO3和Fe(OH)3反应生成 Fe(NO3)3(Y),Fe(NO3)3可分解生成Fe2O3(H),Fe2O3与HCl反应生成FeCl3(J),NaOH(C)与Al反应生成NaAlO2(G),Fe3+和AlO可以发生水解相互促进反应生成 Fe(OH)3(M)。
答案:(1)三 ⅦA (2)产生苍白色火焰 (3)2∶1
(4)3AlO+Fe3++6H2O===3Al(OH)3↓+Fe(OH)3↓
(5)4Fe(NO3)32Fe2O3+12NO2↑+3O2↑
3.(2016·南昌二中高三月考)在下列物质转化关系中,反应条件和部分产物已略去。
回答下列问题:
(1)若甲、乙是两种常见金属,且反应Ⅲ是工业制盐酸的反应。
①反应Ⅰ中甲在通常条件下和水剧烈反应,除丙外,还生成一种焰色反应为黄色的物质,则工业上生产甲的一般方法是___________(填序号)。
A.热分解法 B.热还原法 C.电解法
②反应Ⅱ中乙与H2O在高温下反应,除丙外,还生成一种有磁性的物质,则乙在周期表中的位置是________________________________________________________________________,
反应Ⅱ的化学方程式是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)若甲、乙是离子化合物,且反应Ⅲ是工业上制漂白粉的反应。
①反应Ⅲ的离子方程式是______________________________________________________。
②在饱和氯水中加块状石灰石,能制得较浓的HClO溶液,同时放出一种气体,其反应的离子方程式是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
写出HClO的结构式:________________________________________________________________________。
解析:(1)①甲和水反应生成的产物中除氢气外,还生成一种焰色反应为黄色的物质,则甲为钠,在工业生产中利用电解熔融氯化钠的方法得到金属钠。
②乙与H2O在高温下反应时,除丙外,还生成一种有磁性的物质,则为铁和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气,反应的化学方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2。
(2)①若甲、乙是离子化合物,且反应Ⅲ是工业制漂白粉的反应,则丙是氢氧化钙,氢氧化钙和氯气反应生成氯化钙、次氯酸钙和水。
②氯水中含有盐酸和次氯酸,在饱和氯水中加块状石灰石,碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,从而能制得较浓的HClO溶液。
答案:(1)①C ②第四周期第Ⅷ族 3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2
(2)①Cl2+Ca(OH)2===Ca2++Cl-+ClO-+H2O
②2Cl2+H2O+CaCO3===Ca2++2Cl-+2HClO+CO2 H—O—Cl
4.(2016·天津一中高三月考)有关物质间有如图所示的转化关系。已知B、D、G是常见的金属单质,E为常见的非金属单质,H常温下为无色液体,K为红棕色气体。
(1)F的电子式为______________,写出其与CO2反应的化学方程式并用双线桥标出电子转移的方向和数目:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)反应①的离子方程式为________________________________________________________________________。
(3)C与足量G反应的化学方程式为_______________________________________________________________。其中,还原剂与氧化剂的物质的量之比为____________,检验反应中生成的金属离子的试剂为______________。
(4)Al能与A发生置换反应,生成物溶质与Na2CO3不能在溶液中大量共存,用离子方程式表示其原因:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)I可由某种氢化物催化氧化得到,其反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
(6)漂白粉和F都应密封保存,写出漂白粉露置于空气中失效的化学方程式:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:由题干信息知,A是硝酸铜,B是钠,C是硝酸,D是铜,E是氧气,F是过氧化钠,G是铁,H是水,I是一氧化氮,J是硝酸铁,K是二氧化氮,L是氢氧化铜,M是硝酸钠,N是氢氧化铁。
(1)写过氧化钠的电子式时,注意过氧化钠是离子化合物。
(3)足量铁和稀硝酸反应生成Fe2+:3Fe+8HNO3(稀)===3Fe(NO3) 2+2NO↑+4H2O,其中还原剂是铁,氧化剂是硝酸,但只有部分被还原。检验Fe2+可用K3[Fe(CN)6]溶液,生成蓝色沉淀。
答案:(1)Na+[]2-Na+
2Na2O2+2CO2===2Na2CO得2e-3+O失2e-2
(2)2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+
(3)3Fe+8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O 3∶2
K3[Fe(CN)6]溶液
(4)2Al3++3CO+3H2O===2Al(OH)3↓+3CO2↑
(5)4NH3+5O24NO+6H2O
(6)Ca(ClO)2+CO2+H2O===CaCO3↓+2HClO、2HClO2HCl+O2↑
排查落实练四 非金属及其化合物[学生用书单独成册]
一、重要化学方程式的书写(是离子反应的写离子方程式)
1.(1)Si和NaOH溶液的反应
________________________________________________________________________;
(2)SiO2和NaOH溶液的反应
________________________________________________________________________;
(3)SiO2和C的反应
________________________________________________________________________;
(4)SiO2和氢氟酸的反应
________________________________________________________________________;
(5)向Na2SiO3溶液中通入过量CO2气体
________________________________________________________________________;
(6)Mg在CO2中燃烧
________________________________________________________________________;
(7)向澄清石灰水中通入少量CO2气体
________________________________________________________________________;
(8)向澄清石灰水中通入过量CO2气体
________________________________________________________________________;
(9)除去CO2中的CO
________________________________________________________________________;
(10)生产普通玻璃的原理
________________________________________________________________________。
答案:(1)Si+2OH-+H2O===SiO+2H2↑
(2)SiO2+2OH-===SiO+H2O
(3)SiO2+2CSi+2CO↑
(4)SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O
(5)SiO+2CO2+2H2O===H2SiO3↓+2HCO
(6)2Mg+CO22MgO+C
(7)Ca2++2OH-+CO2===CaCO3↓+H2O
(8)OH-+CO2===HCO
(9)CO+CuOCO2+Cu
(10)Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑、CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑
2.(1)Cl2和H2O的反应
________________________________________________________________________;
(2)Cl2和NaOH的反应
________________________________________________________________________;
(3)Cl2和石灰乳的反应
________________________________________________________________________;
(4)把Cl2通入到Na2SO3溶液中
________________________________________________________________________;
(5)将Cl2和SO2混合通入H2O中
________________________________________________________________________;
(6)将Cl2通入到氢硫酸溶液中
________________________________________________________________________;
(7)将浓盐酸和MnO2混合加热
________________________________________________________________________;
(8)电解饱和食盐水
________________________________________________________________________;
(9)将浓盐酸与漂白液混合
________________________________________________________________________;
(10)将浓盐酸与KClO3溶液混合
________________________________________________________________________;
(11)向KMnO4固体滴加浓盐酸
________________________________________________________________________。
答案:(1)Cl2+H2OH++Cl-+HClO
(2)Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O
(3)Cl2+Ca(OH)2===Ca2++Cl-+ClO-+H2O
(4)Cl2+SO+H2O===SO+2H++2Cl-
(5)SO2+Cl2+2H2O===4H++2Cl-+SO
(6)Cl2+H2S===S↓+2H++2Cl-
(7)MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O
(8)2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-
(9)Cl-+ClO-+2H+===Cl2↑+H2O
(10)6H++5Cl-+ClO===3Cl2↑+3H2O
(11)2MnO+16H++10Cl-===2Mn2++5Cl2↑+8H2O
3.(1)S溶于热的烧碱溶液
________________________________________________________________________;
(2)把H2S气体通入CuSO4溶液中
________________________________________________________________________;
(3)Na2S溶液在空气中放置变浑浊
________________________________________________________________________;
(4)铜丝在硫蒸气中燃烧
________________________________________________________________________;
(5)将SO2气体通入到氢硫酸中
________________________________________________________________________;
(6)把H2S气体通入到FeCl3溶液中
________________________________________________________________________;
(7)SO2通入足量的澄清石灰水
________________________________________________________________________;
(8)SO2通入溴水中,使溴水褪色
________________________________________________________________________;
(9)用足量氨水吸收SO2尾气
________________________________________________________________________;
(10)Cu和浓硫酸的反应
________________________________________________________________________;
(11)C和浓硫酸的反应
________________________________________________________________________;
(12)固体Na2SO3和70%的浓H2SO4反应
________________________________________________________________________。
答案:(1)3S+6OH-2S2-+SO+3H2O
(2)H2S+Cu2+===CuS↓+2H+
(3)2S2-+O2+2H2O===2S↓+4OH-
(4)2Cu+SCu2S
(5)SO2+2H2S===3S↓+2H2O
(6)H2S+2Fe3+===S↓+2Fe2++2H+
(7)SO2+Ca2++2OH-===CaSO3↓+H2O
(8)SO2+Br2+2H2O===SO+2Br-+4H+
(9)2NH3·H2O+SO2===2NH+SO+H2O
(10)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
(11)C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O
(12)H2SO4(浓)+Na2SO3===Na2SO4+H2O+SO2↑
4.(1)N2和H2的反应
________________________________________________________________________;
(2)把NH3通入水中
________________________________________________________________________;
(3)实验室利用NH4Cl固体、Ca(OH)2固体混合加热制备NH3
________________________________________________________________________;
(4)NH3的催化氧化
________________________________________________________________________;
(5)NH4HCO3溶液中加入过量稀NaOH溶液
________________________________________________________________________;
(6)NO2溶于水
________________________________________________________________________;
(7)NO2被烧碱溶液吸收生成两种钠盐
________________________________________________________________________;
(8)物质的量之比为1∶1的NO和NO2混合气体恰好被烧碱溶液吸收生成一种钠盐
________________________________________________________________________;
(9)C和浓HNO3的反应
________________________________________________________________________;
(10)浓硝酸见光分解(化学方程式)
________________________________________________________________________。
答案:(1)N2+3H22NH3
(2)NH3+H2ONH3·H2ONH+OH-
(3)2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+2H2O+CaCl2
(4)4NH3+5O24NO+6H2O
(5)NH+HCO+2OH-===NH3·H2O+CO+H2O
(6)3NO2+H2O===2H++2NO+NO
(7)2NO2+2OH-===NO+NO+H2O
(8)NO+NO2+2OH-===2NO+H2O
(9)C+4H++4NOCO2↑+4NO2↑+2H2O
(10)4HNO3(浓)4NO2↑+O2↑+2H2O
二、简答类语言规范再落实
1.纯碱中通常含有NaCl,检验其中Cl-的操作及现象是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案:取少量纯碱样品于试管中,加入过量稀HNO3,产生大量气泡,再加入AgNO3溶液,产生白色沉淀
2.实验室中盛放氯水、液溴、碘的试剂瓶用玻璃塞而不用橡胶塞的原因是________________________________________________________________________。
答案:氯水、液溴、碘都能腐蚀橡胶
3.实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶用带橡胶塞而不用带玻璃塞的磨口瓶,为什么?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案:NaOH溶液能与玻璃中的SiO2反应生成Na2SiO3,Na2SiO3有较强的黏性,若用玻璃塞,会使瓶口黏结而影响使用
4.实验室用塑料瓶盛放氢氟酸而不用玻璃瓶的原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案:氢氟酸能与玻璃中的SiO2反应生成SiF4气体,腐蚀玻璃
5.为什么干燥的氯气没有漂白性,而潮湿的氯气具有漂白性?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案:干燥氯气中只有Cl2,Cl2没有漂白性;潮湿氯气中含有HClO,HClO具有漂白性
6.向氯水中滴加石蕊试液先变红后褪色,原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案:氯水中含有盐酸、次氯酸,呈酸性使石蕊试液变红,而次氯酸又具有强氧化性,使红色褪去
7.为什么可用饱和食盐水除去Cl2中的HCl,用排饱和食盐水法收集Cl2?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案:HCl气体极易溶于水,氯气中存在化学平衡:Cl2+H2OH++Cl-+HClO,饱和食盐水中c(Cl-)较大,使平衡左移,减少Cl2的溶解
8.(1)请简述检验Na2SO3样品部分被氧化的实验操作及现象:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)请简述NH的检验方法:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案:(1)取样品,加入过量稀盐酸,产生有刺激性气味的气体,通入品红溶液,品红溶液褪色;再加入BaCl2溶液,产生白色沉淀
(2)向所取试液中加入浓NaOH溶液,加热,把湿润的红色石蕊试纸放在试管口,若试纸变蓝,说明有NH3生成,证明原溶液含有NH
9.浓硫酸为什么不能干燥NH3、H2S、HBr、HI等气体?SO2具有较强的还原性,能否用浓硫酸干燥?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案:浓硫酸具有酸性和强氧化性,吸收NH3生成(NH4)2SO4,能把H2S、HBr、HI氧化。SO2与硫酸中的硫元素的价态相邻,二者不能反应,所以SO2可以用浓硫酸干燥。
10.SO2能使Na2CO3溶液(滴有酚酞)、酸性高锰酸钾溶液、溴水、品红溶液褪色,原理相同吗?表现了SO2的什么性质?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案:原理不相同。SO2能使Na2CO3溶液(滴有酚酞)红色褪去,是因为发生了反应Na2CO3+2SO2+H2O===2NaHSO3+CO2,表现了SO2酸性氧化物的性质;SO2能使酸性高锰酸钾溶液、溴水褪色,表现了SO2的还原性;SO2能使品红溶液褪色,表现了SO2的漂白性
11.SO2、漂白粉、活性炭、H2O2和Na2O2都能使红墨水褪色,试述其各自原理。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案:SO2漂白是与有色物质化合生成不稳定的无色物质,没有发生氧化还原反应,加热可恢复原色,可逆,属于化学变化;漂白粉、H2O2和Na2O2是利用其强氧化性进行漂白,加热不能恢复原色,不可逆,属于化学变化;活性炭是利用其吸附性进行漂白,不可逆,属于物理变化
12.加热时,浓硫酸和足量Zn反应与浓硫酸和足量Cu反应产生的气体成分相同吗?为什么?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案:气体成分不相同。前者是SO2和H2的混合气体,而后者只是SO2气体。因为随着反应的进行,浓硫酸会变成稀硫酸,浓硫酸和Zn反应,开始生成SO2,变稀后生成H2,而浓硫酸和Cu反应生成SO2,Cu和稀硫酸不反应
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