高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)課時(shí)作業(yè)第10章第3講 化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)及評(píng)價(jià)(含解析)_第1頁
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PAGEPAGE11訓(xùn)練(四十九)化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)及評(píng)價(jià)1.(2020·山東煙臺(tái)二模)下列實(shí)驗(yàn)操作能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?)實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)操作A制備Fe(OH)3膠體將NaOH濃溶液滴加到飽和FeCl3溶液中B由MgCl2溶液制備無水MgCl2將MgCl2溶液加熱蒸干C除去Cu粉中混有的CuO加入稀硝酸溶解,過濾、洗滌、干燥D比較水與乙醇中羥基氫的活潑性分別將少量鈉投入盛有水和乙醇的燒杯中D[NaOH濃溶液滴加到飽和FeCl3溶液中生成Fe(OH)3沉淀,而Fe(OH)3膠體的制備是向沸水中滴入飽和氯化鐵溶液,加熱至溶液出現(xiàn)紅褐色,A錯(cuò)誤;氯化鎂是強(qiáng)酸弱堿鹽,MgCl2水解產(chǎn)生的HCl易揮發(fā),將MgCl2溶液加熱蒸干生成Mg(OH)2,故由MgCl2溶液制備無水MgCl2要在HCl氣流中加熱蒸干,B錯(cuò)誤;銅與稀硝酸反應(yīng),應(yīng)該用稀鹽酸或稀硫酸除去Cu粉中混有的CuO,C錯(cuò)誤;分別將少量鈉投入盛有水和乙醇的燒杯中,利用反應(yīng)的現(xiàn)象:反應(yīng)劇烈的是水,反應(yīng)平緩的是乙醇,可比較水和乙醇中羥基氫的活潑性,D正確。]2.(2021·福建南安一中檢測(cè))下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)的操作正確的是()實(shí)驗(yàn)操作A配制稀硫酸先將濃硫酸加入燒杯中,后倒入蒸餾水B排水法收集KMnO4分解產(chǎn)生的O2先熄滅酒精燈,后移出導(dǎo)管C濃鹽酸與MnO2反應(yīng)制備純凈Cl2氣體產(chǎn)物先通過濃硫酸,后通過飽和食鹽水DCCl4萃取碘水中的I2先從分液漏斗下口放出有機(jī)層,后從上口倒出水層D[配制稀硫酸時(shí)應(yīng)將濃硫酸沿?zé)瓋?nèi)壁倒入水中,并用玻璃棒不斷攪拌,否則由于濃硫酸溶解時(shí)放出大量的熱,容易引起酸液飛濺傷人,A錯(cuò)誤;應(yīng)先移出導(dǎo)管,后熄滅酒精燈,否則會(huì)引起倒吸而使試管炸裂,B錯(cuò)誤;操作時(shí)應(yīng)先將氣體產(chǎn)物通過飽和食鹽水除去HCl,然后通過濃硫酸除去水,否則在通過飽和食鹽水時(shí)又引入水蒸氣,C錯(cuò)誤;萃取分液時(shí)下層液體從下口放出,上層液體從上口倒出,D正確。]3.(2019·全國卷Ⅲ)下列實(shí)驗(yàn)不能達(dá)到目的的是()選項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)A.制取較高濃度的次氯酸溶液將Cl2通入碳酸鈉溶液中B.加快氧氣的生成速率在過氧化氫溶液中加入少量MnO2C.除去乙酸乙酯中的少量乙酸加入飽和碳酸鈉溶液洗滌、分液D.制備少量二氧化硫氣體向飽和亞硫酸鈉溶液中滴加濃硫酸A[A錯(cuò):將Cl2通入碳酸鈉溶液中發(fā)生反應(yīng):Cl2+2Na2CO3+H2O=NaCl+NaClO+2NaHCO3,不能制取較高濃度的次氯酸溶液。B對(duì):在過氧化氫溶液中加入少量二氧化錳作催化劑,可加快氧氣的生成速率。C對(duì):加入飽和碳酸鈉溶液可以中和乙酸,降低乙酸乙酯在水中的溶解度,便于析出。D對(duì):向飽和亞硫酸鈉溶液中滴加濃硫酸,應(yīng)用強(qiáng)酸制弱酸的原理,可以制備二氧化硫氣體。]4.(2021·山東淄博檢測(cè))已知:①+HNO3eq\o(→,\s\up7(濃硫酸),\s\do5(50~60℃))+H2OΔH<0;②硝基苯沸點(diǎn)210.9℃,蒸餾時(shí)選用空氣冷凝管,下列制取硝基苯的操作或裝置(部分夾持儀器略去),正確的是()A[硝基苯的密度大于水的密度,且不溶于水,分層后水在上層,硝基苯在下層,可采用分液漏斗進(jìn)行分液,A正確;濃硝酸中還含大量水,配制混酸時(shí),要將密度大的濃硫酸注入密度小的濃硝酸中,便于充分混合,B錯(cuò)誤;水浴加熱制備硝基苯,溫度計(jì)要測(cè)量燒杯中水的溫度,要加入稍多量水,試管不能接觸燒杯底部,C錯(cuò)誤;蒸餾提純粗硝基苯時(shí),溫度計(jì)的水銀球要放在蒸餾燒瓶的支管口處,且錐形瓶不能用塞子密封,D錯(cuò)誤。]5.(2021·江西吉安檢測(cè))對(duì)分別盛有不同無色溶液的①②③④四支試管進(jìn)行如下操作?,F(xiàn)象和結(jié)論對(duì)應(yīng)正確的是()選項(xiàng)操作現(xiàn)象結(jié)論A向①中滴加NaOH溶液,加熱,將濕潤的紅色石蕊試紙置于試管口試紙變藍(lán)原溶液中有NHeq\o\al(\s\up1(+),\s\do1(4))B向②中滴入NaHCO3溶液有白色沉淀生成原溶液中有AlOeq\o\al(\s\up1(-),\s\do1(2))C向③中先滴加BaCl2溶液,再滴加HCl溶液生成白色沉淀原溶液中有SOeq\o\al(\s\up1(2-),\s\do1(4))D向④中滴加氯水和CCl4,振蕩,靜置下層溶液呈橙色原溶液中有I-A[滴加NaOH溶液,加熱,石蕊的紅色石蕊試紙變藍(lán),說明反應(yīng)產(chǎn)生NH3,則原溶液中有NHeq\o\al(\s\up1(+),\s\do1(4)),A正確;滴入NaHCO3溶液,有白色沉淀生成,該沉淀可能是Al(OH)3、BaCO3、CaCO3等,不能確定原溶液中是否含AlOeq\o\al(\s\up1(—),\s\do1(2)),B錯(cuò)誤;先滴加BaCl2溶液,后滴加HCl溶液,生成白色沉淀,該沉淀可能是BaSO4或AgCl,則原溶液中可能含有SOeq\o\al(\s\up1(2—),\s\do1(4))或Ag+,C錯(cuò)誤;滴加氯水和CCl4,振蕩,靜置,下層溶液呈橙色,則原溶液中有Br-,D錯(cuò)誤。]6.(2019·江蘇卷)室溫下進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn),根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象所得到的結(jié)論正確的是()選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象結(jié)論A向X溶液中滴加幾滴新制氯水,振蕩,再加入少量KSCN溶液,溶液變?yōu)榧t色X溶液中一定含有Fe2+B向濃度均為0.05mol·L-1的NaI、NaCl混合溶液中滴加少量AgNO3溶液,有黃色沉淀生成Ksp(AgI)>Ksp(AgCl)C向3mLKI溶液中滴加幾滴溴水,振蕩,再滴加1mL淀粉溶液,溶液顯藍(lán)色Br2的氧化性比I2的強(qiáng)D用pH試紙測(cè)得:CH3COONa溶液的pH約為9,NaNO2溶液的pH約為8HNO2電離出H+的能力比CH3COOH的強(qiáng)C[向X溶液中滴加幾滴新制氯水,振蕩,再加入少量KSCN溶液,溶液變?yōu)榧t色,溶液中可能含有Fe3+而不含F(xiàn)e2+,A錯(cuò)誤;向相同濃度的NaI、NaCl混合溶液中滴加少量AgNO3溶液,有黃色沉淀生成,說明Ksp(AgI)<Ksp(AgCl),B錯(cuò)誤。滴加淀粉溶液,溶液顯藍(lán)色,說明發(fā)生反應(yīng)2I-+Br2=I2+2Br-,根據(jù)氧化還原規(guī)律可判斷,氧化性Br2>I2,C正確;CH3COONa溶液與NaNO2溶液的濃度、溫度不確定,故不能由鹽溶液的pH大小判斷對(duì)應(yīng)弱酸的酸性強(qiáng)弱,D錯(cuò)誤。]7.(2021·云、貴等四省第一次聯(lián)考)下列實(shí)驗(yàn)過程、現(xiàn)象、結(jié)論均正確的是()A.加熱盛有少量NH4HCO3固體的試管,并在試管口放置濕潤的紅色石蕊試紙,石蕊試紙變藍(lán),說明NH4HCO3顯堿性B.用潔凈的玻璃棒蘸取少量溶液進(jìn)行焰色反應(yīng),火焰為黃色,說明該溶液中一定含有Na+C.向等物質(zhì)的量濃度的FeCl3和AlCl3的混合溶液中滴加少量NaOH溶液,先出現(xiàn)紅褐色沉淀,說明相同溫度下,Ksp[Fe(OH)3]<Ksp[Al(OH)3]D.向蔗糖溶液中加入稀H2SO4,加熱幾分鐘,冷卻后加入新制的Cu(OH)2懸濁液,加熱后沒有磚紅色沉淀生成,說明蔗糖還未水解C[碳酸氫銨受熱分解:NH4HCO3eq\o(=,\s\up7(△))NH3↑+CO2↑+H2O,氨氣使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán),不能說明NH4HCO3顯堿性,A項(xiàng)錯(cuò)誤;玻璃成分中有硅酸鈉,灼燒也會(huì)使火焰變黃色,故不能確定溶液中一定含有Na+,B項(xiàng)錯(cuò)誤:Fe(OH)3和Al(OH)3的類型相同,溶度積小的先沉淀,C項(xiàng)正確;向蔗糖溶液中加入稀H2SO4,加熱幾分鐘,冷卻后直接加入新制的Cu(OH)2懸濁液,加熱后沒有磚紅色沉淀生成,是因?yàn)镠2SO4與Cu(OH)2發(fā)生反應(yīng),無法說明蔗糖還未水解,D項(xiàng)錯(cuò)誤。]8.(2021·山東日照校際聯(lián)考)下列由實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象所得出的結(jié)論正確的是()選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論A向Na2SO3試樣中滴入鹽酸酸化的Ba(NO3)2溶液產(chǎn)生白色沉淀原Na2SO3試樣氧化變質(zhì)B將乙醇和濃硫酸混合加熱至170℃產(chǎn)生的氣體通入酸性KMnO4溶液紫紅色褪去使溶液褪色的是乙烯C將稀硫酸與NaHCO3混合產(chǎn)生的氣體通入硅酸鈉溶液溶液變渾濁酸性:碳酸>硅酸D將熾熱的木炭與濃硝酸混合所得氣體通入澄清石灰水中澄清石灰水不變渾濁碳的氧化產(chǎn)物不是CO2C[Na2SO3試樣中滴入鹽酸酸化的Ba(NO3)2溶液,產(chǎn)生白色沉淀,該沉淀為BaSO4,可能是NOeq\o\al(\s\up1(—),\s\do1(3))(H+)將SOeq\o\al(\s\up1(2—),\s\do1(3))氧化為SOeq\o\al(\s\up1(2—),\s\do1(4)),不能判斷Na2SO3是否變質(zhì),A錯(cuò)誤;產(chǎn)生的氣體通入酸性KMnO4溶液,紫紅色褪去,可能是乙烯或揮發(fā)出的乙醇將MnOeq\o\al(\s\up1(—),\s\do1(4))還原為Mn2+引起,B錯(cuò)誤;稀硫酸與NaHCO3混合產(chǎn)生的氣體是CO2,通入硅酸鈉溶液,溶液變渾濁,則析出H2SiO3沉淀,則酸性:碳酸>硅酸,C正確;將熾熱的木炭與濃硝酸混合所得氣體是NO2和CO2混合氣體,通入澄清石灰水中,NO2與H2O反應(yīng)生成HNO3,由于HNO3的酸性強(qiáng)于H2CO3,則溶液不變渾濁,D錯(cuò)誤。]9.(2021·山西運(yùn)城調(diào)研)利用下列裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?zāi)苓_(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖?)A.利用甲裝置制備少量O2B.利用乙裝置制備無水氯化鐵C.利用丙裝置提純粗碘D.利用丁裝置在鐵上鍍銅C[Na2O2易溶于水,不能放在隔板上,無法控制反應(yīng)速率,A錯(cuò)誤;加熱,促進(jìn)了氯化鐵的水解,得不到無水氯化鐵,B錯(cuò)誤;碘受熱易升華,利用升華-凝華的方法可以提純粗碘,C正確;在鐵上鍍銅,鐵作陰極,與電源的負(fù)極相連,銅作陽極,與電源的正極相連,D錯(cuò)誤。]10.(2019·上海卷)某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)為了探究銅與濃硫酸的反應(yīng),進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn)。在反應(yīng)過程中會(huì)發(fā)生一些副反應(yīng),生成不溶于水和酸的CuS、Cu2S。(1)處于安全和綠色化學(xué)考慮,在制取硫酸銅時(shí),可選用下列的物質(zhì)是________。a.Cub.CuOc.CuSd.CuSO4·Cu(OH)2·H2O(2)裝置a的作用是____________________。反應(yīng)過程中,因?yàn)闈饬蛩岬奈饔?,燒瓶中出現(xiàn)白色固體物質(zhì),如何簡(jiǎn)便檢驗(yàn)反應(yīng)后圓底燒瓶里有Cu2+存在?________________________________________________________________________。(3)在實(shí)際反應(yīng)中,由于條件控制不好,容易產(chǎn)生CuS和Cu2S固體:2CuSeq\o(=,\s\up7(強(qiáng)熱),\s\do5())Cu2S+S。已知樣品質(zhì)量為ag,得到Cu2S是bg,則樣品中CuS質(zhì)量分?jǐn)?shù)是____________。如果Cu2S高溫下轉(zhuǎn)化為Cu,則實(shí)驗(yàn)測(cè)得的值會(huì)______(填“偏大”、“偏小”或“不變”)。(4)根據(jù)以上信息,說明銅與濃硫酸反應(yīng)需要控制哪些條件?________________________________________________________________________。解析(1)銅和濃硫酸加熱時(shí)反應(yīng)才會(huì)制取硫酸銅,同時(shí)生成的二氧化硫是大氣污染物,故不選a;氧化銅和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和水,無污染物產(chǎn)生,故可選b;CuS不溶于酸要想制備硫酸銅需先和氧氣作用生成氧化銅和二氧化硫,氧化銅再和稀硫酸作用生成硫酸銅,在過程中產(chǎn)生的二氧化硫是大氣污染物,且操作復(fù)雜,故不選c;CuSO4·Cu(OH)2·H2O只需要和稀硫酸反應(yīng)可制取硫酸銅,并沒有有害物產(chǎn)生,故可選d。(2)二氧化硫易溶解于氫氧化鈉溶液,吸收時(shí)容易倒吸,故裝置a的作用是防止倒吸;要檢驗(yàn)Cu2+的存在,可將反應(yīng)后的溶液沿?zé)诰従彽谷胨胁⒉粩鄶嚢瑁羧芤鹤兯{(lán),則有Cu2+存在。(3)設(shè)樣品中CuS為xg,Cu2S為yg,根據(jù)質(zhì)量守恒有x+y=a,根據(jù)銅原子守恒有(x/96+2y/160)/2=b/160。兩個(gè)方程聯(lián)立,可解得x=6a-6b。所以樣品中CuS的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(6a-6b)/a,若Cu2S在高溫下會(huì)轉(zhuǎn)化為Cu,則測(cè)得加熱后固體的質(zhì)量b偏小,故CuS的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大。(4)根據(jù)以上分析可知,銅與濃硫酸反應(yīng)需要控制溫度不能過高,加熱時(shí)間不宜太長(zhǎng)。答案(1)bd(2)防倒吸將反應(yīng)后的溶液沿?zé)诰従彽谷胨校羧芤鹤兯{(lán),則有Cu2+存在(3)(6a-6b)/a偏大(4)溫度不宜過高,時(shí)間不宜過長(zhǎng)11.(2021·遼寧撫順聯(lián)考)硫酰氯(SO2Cl2)是一種重要的化工試劑,實(shí)驗(yàn)室合成硫酰氯的實(shí)驗(yàn)裝置如下圖所示:已知:①SO2(g)+Cl2(g)eq\o(,\s\up7(催化劑))SO2Cl2(l)ΔH=-97.3kJ/mol;②硫酰氯通常條件下為無色液體,熔點(diǎn)為-54.1℃,沸點(diǎn)為69.1℃,在潮濕空氣中“發(fā)煙”;100℃以上開始分解,生成二氧化硫和氯氣,長(zhǎng)期放置也會(huì)發(fā)生分解?;卮鹣铝袉栴}:(1)裝置甲為儲(chǔ)氣裝置,用于提供氯氣,則儀器A中盛放的試劑為________________________________________________________________________。裝置丙中活性炭的作用是__________。(2)在上圖方框內(nèi)畫出所缺裝置,并注明相關(guān)試劑的名稱。(3)氯磺酸(ClSO3H)加熱分解,也能制得硫酰氯與另外一種物質(zhì),該反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________________________________________,分離產(chǎn)物的方法是(填字母)___________________________________________________________________。A.重結(jié)晶B.過濾C.蒸餾 D.萃取(4)為提高本實(shí)驗(yàn)中硫酰氯的產(chǎn)率,在實(shí)驗(yàn)操作中需要注意的事項(xiàng)有________(填序號(hào))。①先通冷凝水,再通氣②控制氣流速率,宜慢不宜快③若三頸燒瓶發(fā)燙,可適當(dāng)降溫④加熱三頸燒瓶(5)在無活性炭存在的條件下SO2與Cl2也可發(fā)生反應(yīng),現(xiàn)將SO2、Cl2按照一定比例通入水中,請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證二者是否恰好完全反應(yīng):________________________________________________________________________________________________________________________________________________(簡(jiǎn)要描述實(shí)驗(yàn)步驟、現(xiàn)象和結(jié)論)。儀器自選,供選擇試劑:滴加酚酞的氫氧化鈉溶液、碘化鉀溶液、淀粉溶液、品紅溶液。解析(1)根據(jù)題意,裝置甲為儲(chǔ)氣裝置,用于提供氯氣,儀器A用于將氯氣由甲裝置排入乙裝置,所以氯氣在儀器A中盛放的試劑中溶解度要小,以減少損失,則儀器A中盛放的試劑為飽和食鹽水;根據(jù)化學(xué)反應(yīng)SO2(g)+Cl2(g)eq\o(,\s\up7(催化劑))SO2Cl2(l),從實(shí)驗(yàn)裝置丙中可以看出,活性炭沒參加反應(yīng),只能是作催化劑。(2)因?yàn)榱蝓B仍诔睗窨諝庵小鞍l(fā)煙”,所以制備硫酰氯的氯氣必須是干燥的,則乙裝置為干燥裝置,應(yīng)用濃硫酸干燥氯氣。(3)根據(jù)題意,ClSO3H→SO2Cl2,ClSO3H的系數(shù)為2,根據(jù)反應(yīng)前后原子個(gè)數(shù)守恒,差2個(gè)H、1個(gè)S、4個(gè)O,即H2SO4,所以反應(yīng)的化學(xué)方程式為2ClSO3Heq\o(=,\s\up7(△))SO2Cl2+H2SO4,SO2Cl2為液體,沸點(diǎn)比較低,H2SO4為液體,沸點(diǎn)較高,它們不分層,可以利用沸點(diǎn)不同進(jìn)行蒸餾分離,答案選C。(4)Cl2具有氧化性,SO2以還原性為主,SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl,提高產(chǎn)率可以采取措施:控制氣流速率,宜慢不宜快;若三頸燒瓶發(fā)燙,可適當(dāng)降溫;先通冷凝水,冷凝回流副產(chǎn)物和產(chǎn)品,再進(jìn)行實(shí)驗(yàn),答案選①②③。(5)SO2和Cl2恰好反應(yīng)生成硫酸和鹽酸,若SO2或Cl2剩余,SO2和氯氣均能使品紅溶液褪色,所以取少量反應(yīng)后的溶液于試管中,滴加品紅溶液振蕩,若溶液褪色,則二者未恰好完全反應(yīng);若不褪色,則二者恰好完全反應(yīng)。答案(1)飽和食鹽水催化劑(2)eq\a\vs4\al()(濃硫酸)(3)2ClSO3Heq\o(=,\s\up7(△))SO2Cl2+H2SO4C(4)①②③(5)取少量反應(yīng)后的溶液于試管中,滴加品紅溶液振蕩,若溶液褪色,則二者未恰好完全反應(yīng);若不褪色,則二者恰好完全反應(yīng)12.(2021·安徽蚌埠第一次質(zhì)檢)亞硝酰氯(ClNO)是有機(jī)物合成中的重要試劑,可由NO與Cl2在常溫常壓下反應(yīng)得到。ClNO部分性質(zhì)如下:黃色氣體,熔點(diǎn):-59.6℃,沸點(diǎn):-6.4℃,遇水易水解。已知:HNO2既有氧化性又有還原性;AgNO2微溶于水,能溶于硝酸:AgNO2+HNO3=AgNO3+HNO2。(1)利用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ裝置制備原料氣NO和Cl2:①寫出利用裝置Ⅰ制備氯氣的離子反應(yīng)方程式:_______________________________________________________________________________________________________。②利用上述裝置制備NO時(shí),Ⅱ中盛裝物質(zhì)為________(寫化學(xué)式)。(2)利用以下裝置在常溫常壓下制備ClNO:①裝置連接順序?yàn)閍→_________________________________________________(按氣流自左向右方向,用小寫字母表示)。②為使NO和Cl2恰好完全反應(yīng)生成ClNO,理論上通入NO和Cl2兩種氣體的流速比為________。③裝置Ⅸ的作用是______________________________________________________。④裝置Ⅷ吸收尾氣時(shí),有同學(xué)認(rèn)為尾氣中的某種氣體不能完全被吸收,為了充分吸收尾氣,可將尾氣與________(氣體)同時(shí)通入NaOH溶液中。⑤王水是濃鹽酸和濃硝酸的混酸,一定條件下混酸可生成ClNO和Cl2,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________________________________________________________________________________________________________________________________。⑥設(shè)計(jì)驗(yàn)證ClNO與H2O完全反應(yīng)后的溶液中存在Cl-和HNO2的實(shí)驗(yàn)步驟:取少量反應(yīng)后的溶液于試管中,_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(限選試劑如下:AgNO3溶液,稀硝酸,KMnO4溶液)解析(1)①二氧化錳和濃鹽酸在加熱條件下反應(yīng)生成氯化錳、氯氣和水,其反應(yīng)的離子方程式為MnO2+4H++2Cl-eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())Mn2++Cl2↑+2H2O。②用I制取NO,則反應(yīng)物應(yīng)該是銅和稀硝酸,因?yàn)橄跛峋哂袚]發(fā)性

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