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文檔簡介
第3課時不同價態(tài)含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化
[核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)]1.了解含硫物質(zhì)在自然界中的存在與轉(zhuǎn)化。2.能從物質(zhì)類別及化合價的角度預(yù)測常見
含硫化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系。
一、自然界中硫的存在與轉(zhuǎn)化
1.自然界中硫的存在
(1)游離態(tài)的硫存在于火山口附近或地殼的巖層中。
(2)化合態(tài)的硫廣泛存在于動植物體內(nèi)和海洋、大氣、地殼中:
動植物體內(nèi)巖層深處和海底的無氧環(huán)境中地表附近的富氧環(huán)境中大氣層中
金屬硫化物,如黃鐵礦(FeS2)、硫酸鹽,如石膏(CaSO4·2H2O)、芒少量的H2S、SO2、
含硫蛋白質(zhì)等
黃銅礦(CuFeS2)等硝(Na2SO4·10H2O)等SO3等
2.自然界中不同價態(tài)含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化
寫出上述轉(zhuǎn)化的化學(xué)方程式:
①2H2S+3O22SO2+2H2O;
②2SO2+O22SO3;
③SO3+H2O===H2SO4;
④S+O2SO2。
1.判斷正誤
(1)由于-2價和+4價硫不穩(wěn)定,自然界中含硫物質(zhì)都以硫酸鹽的形式存在()
(2)在自然界中,空氣中的O2和H2O對硫的轉(zhuǎn)化起到重要的作用()
(3)大氣中存在大量的氧氣,因此自然界中硫的轉(zhuǎn)化都是氧化還原反應(yīng)()
(4)在巖層深處和海底無氧環(huán)境下,硫元素通常以硫酸鹽的形式存在()
(5)因為單質(zhì)硫易與氧氣反應(yīng),故自然界中不會存在游離態(tài)的硫()
答案(1)×(2)√(3)×(4)×(5)×
2.(2024·河北邯鄲高一月考)如圖是硫元素在自然界中的循環(huán)示意圖,下列說法不正確的是()
A.硫在自然界只有化合態(tài)
B.煤中含有硫元素,燃煤中加入生石灰可脫硫
C.硫具有弱氧化性,和變價金屬反應(yīng),通常將金屬氧化成低價態(tài)
D.硫化氫溶于水得到氫硫酸,氫硫酸是弱酸,能與堿、堿性氧化物反應(yīng)
答案A
二、實驗室中研究不同價態(tài)含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化
1.不同價態(tài)含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化
在含硫化合物的“價—類”二維圖中填寫相應(yīng)物質(zhì),并根據(jù)硫元素化合價的變化,分析各種物質(zhì)在反
應(yīng)中表現(xiàn)的是氧化性還是還原性。
設(shè)計實驗方案
預(yù)期轉(zhuǎn)化(價態(tài)變化)選擇試劑實驗操作和現(xiàn)象實驗結(jié)論
H2→二氧化硫、硫化氫、蒸將H2S和SO2通入水中,生成淡黃色沉淀SO2與H2S反應(yīng)
?20
SS餾水(或溶液變渾濁)生成單質(zhì)硫
O2→
+40
SS將SO2通入新制氯水中,溶液淺黃綠色褪二氧化硫在水溶
二氧化硫、新制氯水、
去;再向溶液中滴入氯化鋇溶液,產(chǎn)生白液中能被強(qiáng)氧化
O2→H2O4
+4+6BaCl2溶液
色沉淀劑氧化為
SSS
2?
加熱銅片和濃硫酸的混合物,生成有刺激濃硫酸被金O屬4銅
濃硫酸、銅片
H2O4→O2
+6+4性氣味的氣體還原為SO2
SS
總結(jié):硫元素常見的化合價有-2、0、+4、+6,可以通過氧化還原反應(yīng)實現(xiàn)不同價態(tài)含硫物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)
化。
低價態(tài)高價態(tài)
思考1欲制備Na2S2O3,從氧化還原角度分析,合理的是(填字母)。
A.Na2S+SB.Na2SO3+S
C.Na2SO3+Na2SO4D.SO2+Na2SO4
答案B
解析Na2S2O3中S元素化合價是+2價,從氧化還原的角度分析,反應(yīng)物中S元素的化合價必須分別大于
2和小于2,A中S元素化合價都小于2,C、D中S元素的化合價都大于2,故B符合題意。
思考2H2S是一種有臭雞蛋氣味的有毒氣體。H2S在少量的O2中燃燒生成硫單質(zhì),在足量的O2中
燃燒生成SO2,寫出相關(guān)的化學(xué)方程式:;。
答案2H2S+O22S+2H2O2H2S+3O22SO2+2H2O
(1)當(dāng)硫元素的化合價升高或降低時,一般升高或降低到其相鄰的價態(tài)。
(2)同一元素相鄰價態(tài)的微粒間不發(fā)生氧化還原反應(yīng)。如S和H2S、SO2和濃H2SO4。
(3)含硫物質(zhì)的連續(xù)氧化過程:
2.相同價態(tài)含硫物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化
總結(jié):相同價態(tài)的不同含硫物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化是通過與酸、堿反應(yīng)實現(xiàn)的,從左到右的轉(zhuǎn)化,加入堿可以
實現(xiàn);從右到左的轉(zhuǎn)化,加入酸可以實現(xiàn)。
思考3H2S能溶于水,水溶液叫氫硫酸,是二元弱酸,具有酸的通性。寫出NaOH溶液中通入少量
H2S氣體和足量H2S氣體反應(yīng)的離子方程
式:;。
-2---
答案H2S+2OH===S+2H2OH2S+OH===HS+H2O
1.判斷正誤
(1)將SO2通入氫硫酸中,若出現(xiàn)淡黃色渾濁,則證明SO2具有氧化性()
(2)硫化氫氣體與濃硫酸的反應(yīng)用雙線橋表示電子轉(zhuǎn)移為
()
(3)H2S與O2反應(yīng),氧氣不足生成單質(zhì)S,氧氣過量可以生成SO2()
(4)SO2+2H2S===3S+2H2O的反應(yīng)中H2S做氧化劑,SO2做還原劑()
答案(1)√(2)√(3)√(4)×
2.(2024·河北魏縣高一月考)在指定條件下,下列選項所示的含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化能實現(xiàn)的是()
A.FeS2SO2
B.SFe2S3
C.稀H2SO4SO2
D.SO2SO4
答案ANH42
解析S單質(zhì)氧化性較弱,與鐵反應(yīng)生成FeS,B錯誤;銅與稀硫酸不反應(yīng),C錯誤;SO2與過量氨水反應(yīng)
生成亞硫酸銨和水,D錯誤。
3.(2023·甘肅永昌期中)“價—類”二維圖是元素化合物學(xué)習(xí)的重要工具,部分含硫物質(zhì)的分類與相應(yīng)
硫元素的化合價關(guān)系如圖所示。下列說法錯誤的是()
A.將d轉(zhuǎn)化為e后溶液酸性增強(qiáng)
B.將足量的e加入含f的溶液中,可以聞到臭雞蛋氣味
C.將c通入含有a的溶液中,可以生成淡黃色固體
D.將f轉(zhuǎn)化為g需要加入氧化劑
答案B
解析由關(guān)系圖可知:a為H2S,b為S,c為SO2,d為H2SO3,e為H2SO4,f為亞硫酸鹽,g為硫酸鹽。d
為H2SO3,e為H2SO4,將d轉(zhuǎn)化為e后溶液酸性增強(qiáng),A項正確;將足量的H2SO4加入到含亞硫酸鹽的溶
液中,產(chǎn)生的是二氧化硫氣體,B項錯誤;將SO2通入含有H2S的溶液中,可以生成淡黃色固體S,C項
正確;f為亞硫酸鹽,g為硫酸鹽,將f轉(zhuǎn)化為g,化合物中S元素化合價升高,因此需要加入氧化劑,D
項正確。
含硫物質(zhì)的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化
1.(2024·浙江湖州高一段考)下列物質(zhì)的俗稱及其對應(yīng)的化學(xué)式不正確的是()
A.黃鐵礦FeS2
B.膽礬CuSO4·5H2O
C.芒硝Na2SO4·10H2O
D.石膏2CaSO4·H2O
答案D
解析石膏的主要成分是二水硫酸鈣,化學(xué)式為CaSO4·2H2O,故選D。
2.(2024·山西臨汾高一段考)在下列反應(yīng)中,硫元素表現(xiàn)出氧化性的是()
A.稀硫酸與鋅粒的反應(yīng)
B.濃硫酸與銅的反應(yīng)
C.硫化氫使氯水褪色
D.三氧化硫與水的反應(yīng)
答案B
解析H2SO4+Zn===ZnSO4+H2↑,S元素的化合價不變,不表現(xiàn)氧化性,A錯誤;
Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O,Cu元素的化合價升高,S元素的化合價降低,硫元素表現(xiàn)氧化
性,B正確;Cl2+H2S===S↓+2HCl,硫元素化合價升高,體現(xiàn)還原性,C錯誤;SO3+H2O===H2SO4,不屬
于氧化還原反應(yīng),D錯誤。
3.下列關(guān)于氫硫酸、亞硫酸、硫酸的敘述正確的是()
A.它們都是酸,因此彼此不發(fā)生反應(yīng)
B.只有亞硫酸可以露置在空氣中,其他酸不可以
C.鑒別三種酸溶液時,只要分別滴加BaCl2溶液即可
D.它們都是二元酸,酸性:H2S<H2SO3<H2SO4
答案D
解析氫硫酸能與亞硫酸、濃硫酸反應(yīng),A錯誤;H2S、H2SO3均可被空氣中的氧氣氧化,濃硫酸具有吸水
性,均不能露置在空氣中,B錯誤;向三種酸中加BaCl2溶液,只有H2SO4反應(yīng),不能對三者進(jìn)行完全鑒
別,C錯誤;它們都是二元酸,酸性:H2S<H2SO3<H2SO4,D正確。
4.(2024·昆明高一段考)在化工生產(chǎn)中,硫資源應(yīng)用廣泛,利用含硫物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化有利于實現(xiàn)硫資源
的綜合利用。如圖為硫及其化合物的“價—類”二維圖。
請回答以下問題。
(1)從硫元素化合價變化的角度分析,圖中既有氧化性又有還原性的物質(zhì)有,(填化學(xué)
式,任寫兩種)。
(2)工業(yè)上處理廢氣時,通過步驟Ⅰ和步驟Ⅱ?qū)轉(zhuǎn)化為CaSO4再利用。
①實現(xiàn)步驟Ⅰ的轉(zhuǎn)化所加試劑是(寫出一種即可)。
②實現(xiàn)步驟Ⅱ的轉(zhuǎn)化可選擇試劑(填字母)。
A.O2B.KIC.H2O2D.Na2S
(3)將H2S與SO2混合,可生成淡黃色固體。該反應(yīng)的氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比
為。
答案(1)SSO2(2)①CaO[或Ca(OH)2溶液]②AC(3)2∶1
解析根據(jù)硫及其化合物的“價-類”二維圖可知,X是S單質(zhì),Y是SO2,Z是H2SO4。
(1)圖中既有氧化性又有還原性的物質(zhì)應(yīng)該處在S元素的中間價態(tài),可以為S、SO2。(2)①步驟Ⅰ可以是
SO2被Ca(OH)2溶液吸收反應(yīng)產(chǎn)生CaSO3沉淀和H2O,SO2也可以與CaO反應(yīng)產(chǎn)生CaSO3。②步驟Ⅱ是
CaSO3轉(zhuǎn)化為CaSO4,在轉(zhuǎn)化過程中需要加入氧化劑,故選A、C。(3)SO2+2H2S===3S+2H2O,SO2為氧化
劑,H2S為還原劑,則氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為2∶1。
課時對點(diǎn)練[分值:100分]
(選擇題1~12題,每小題6分,共72分)
題組一自然界中硫的轉(zhuǎn)化
1.(2024·河南南召高一檢測)硫元素在自然界中的循環(huán)如圖所示。下列說法錯誤的是()
A.硫是動植物體內(nèi)蛋白質(zhì)的組成元素之一
B.大氣中的二氧化硫最終回到海洋并很快與其他礦物形成煤、石油
C.地殼中的硫化物轉(zhuǎn)化為硫酸鹽的過程是硫的氧化過程
D.含硫礦物的冶煉是大氣污染中SO2的主要來源之一
答案B
解析大氣中的SO2最終回到海洋并與其他礦物形成煤、石油是一個非常緩慢的過程,故選B。
2.下列有關(guān)硫元素循環(huán)的說法不合理的是()
A.煤、石油中的硫元素燃燒時能生成SO2
B.動物尸體腐敗過程產(chǎn)生的H2S氣體會進(jìn)入大氣
C.循環(huán)過程中硫元素既發(fā)生氧化反應(yīng)又發(fā)生還原反應(yīng)
D.大氣中的硫元素會全部轉(zhuǎn)化成H2SO4變成酸雨
答案D
題組二硫元素的“價—類”二維圖
3.(2023·安徽阜陽高一期中)如圖是硫元素的“價—類”二維圖,圖中箭頭表示物質(zhì)之間的相互轉(zhuǎn)化。下列
有關(guān)說法錯誤的是()
A.c、f、g分別轉(zhuǎn)化為d、e、h的反應(yīng)都可以是化合反應(yīng)
B.a與c可以發(fā)生氧化還原反應(yīng),且氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶2
C.c與過氧化鈉反應(yīng)得到的產(chǎn)物是g和O2
D.b存在于火山口附近或地殼的巖層中
答案C
解析硫的+4價氧化物、酸及鹽轉(zhuǎn)化為+6價相應(yīng)化合物都可以通過氧氣氧化,這些反應(yīng)都是化合反應(yīng),A
項正確;硫化氫與二氧化硫反應(yīng)生成硫和水:SO2+2H2S===3S+2H2O,反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量
之比為1∶2,B項正確;過氧化鈉具有氧化性,SO2具有還原性,SO2與過氧化鈉反應(yīng)生成硫酸鈉,C項
錯誤;游離態(tài)的硫存在于火山口附近或地殼的巖層中,D項正確。
4.在“價—類”二維圖中融入“杠桿模型”,可直觀辨析部分物質(zhì)轉(zhuǎn)化及其定量關(guān)系。如圖所示,圖中的
字母分別代表硫及其常見化合物,下列推斷不合理的是()
A.b、d、f既具有氧化性又具有還原性
B.硫酸型酸雨的形成過程涉及b到c的轉(zhuǎn)化
C.d與c在一定條件下反應(yīng)可生成b或a
D.d在加熱條件下與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)生成e和f,且n(e)∶n(f)=2∶1
答案C
解析根據(jù)“價—類”二維圖可知,a為H2S,b為H2SO3,c為H2SO4,d為S單質(zhì),e為-2價的硫化物,f
為+4價亞硫酸鹽,g為+6價的硫酸鹽。b為H2SO3,d為S,f為亞硫酸鹽,其中S元素都處于中間價態(tài),
既有氧化性又有還原性,A正確;酸雨形成涉及H2SO3轉(zhuǎn)化為H2SO4,B正確;d為S,S在加熱條件下與
強(qiáng)堿溶液反應(yīng)生成硫化物和亞硫酸鹽,兩者物質(zhì)的量之比為2∶1,D正確。
題組三含硫物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化
5.(2023·石家莊高一期末)下列關(guān)于不同價態(tài)含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化實驗中,硫元素的化合價變化合理的是()
A.圖Ⅰ:0價→+2價
B.圖Ⅱ:0價→+6價
C.圖Ⅲ:+4價→+6價
D.圖Ⅳ:+6價→+4價
答案C
解析鐵與硫加熱生成硫化亞鐵,硫元素化合價從0價變?yōu)?2價,A項錯誤;硫與氧氣反應(yīng)生成二氧化硫,
硫元素化合價從0價變?yōu)?4價,B項錯誤;FeCl3溶液中通入SO2,生成FeCl2、H2SO4、HCl,硫元素從+4
價變?yōu)?6價,C項正確;加熱CuSO4·5H2O,硫元素的化合價不變,D項錯誤。
6.下列有關(guān)硫及其化合物的說法正確的是()
A.SO2、H2SO3均具有還原性,故濃H2SO4均能氧化SO2和H2SO3
B.H2S與濃H2SO4在不同的條件下反應(yīng)的氧化產(chǎn)物只能是SO2
C.單質(zhì)氧化物酸或堿鹽,能按照上述轉(zhuǎn)化關(guān)系直接轉(zhuǎn)化的可以是硫元素
D.硫黃制備硫酸經(jīng)歷兩步:SSO3H2SO4
答案C
解析A項,SO2、H2SO3雖然有還原性,但與濃H2SO4之間不能發(fā)生氧化還原反應(yīng),因為+4價硫與+6價
硫之間無中間價;B項,氧化產(chǎn)物可能是S或SO2;D項,S與O2的燃燒反應(yīng)只生成SO2,不能生成SO3。
7.(2024·甘肅天水月考)X(鹽)和Y(酸)反應(yīng),可放出有氣味的氣體Z,Z跟過量NaOH溶液反應(yīng)又得到X,Z
氧化的最終產(chǎn)物為氣體W,氣體W溶于水又得到Y(jié),則X和Y是()
①Na2S和稀H2SO4②Na2SO3和鹽酸③Na2S和鹽酸④Na2SO3和稀H2SO4
A.只有①B.①②C.②③D.①④
答案D
解析②Na2SO3和鹽酸反應(yīng)生成SO2氣體,SO2與過量NaOH溶液反應(yīng)能生成Na2SO3;SO2在催化劑作用
下被O2氧化生成SO3,SO3溶于水生成H2SO4,不符合題中轉(zhuǎn)化關(guān)系;③Na2S和鹽酸反應(yīng)生成H2S氣體,
H2S與過量NaOH溶液反應(yīng)能生成Na2S;H2S與O2反應(yīng)先生成SO2,繼續(xù)被氧化,最終生成SO3,SO3溶
于水生成H2SO4,不符合題中轉(zhuǎn)化關(guān)系。
8.在指定條件下,下列選項所示的物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化能實現(xiàn)的是()
A.Cu2S(s)Cu(s)
B.Cu(s)Fe(s)
C.Cu(s)CuS(s)
D.Cu(s)SO2(g)
答案D
解析高溫條件下,Cu2S與O2反應(yīng)生成Cu2O、SO2氣體,A錯誤;Fe2具有較強(qiáng)氧化性,與Cu反
43
應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe2+Cu===2FeSO4+CuSO4,B錯誤;S的氧化性(SO較弱),常溫下與Cu不反應(yīng),加
(SO4)3
熱條件下反應(yīng)生成Cu2S,C錯誤;濃硫酸具有強(qiáng)氧化性,加熱條件下濃H2SO4能與Cu反應(yīng)生成CuSO4、
SO2和H2O,D正確。
9.(2024·海口高一段考)下列物質(zhì)中,既能與硫化氫反應(yīng)又能使溴水褪色的是()
①硫化鉀溶液;②二氧化硫;③硫酸銅溶液;④燒堿溶液
A.①②③B.①②④
C.③④D.②③④
答案B
2-
解析①H2S為二元弱酸,可與K2S溶液反應(yīng)生成KHS,S具有還原性,能被溴水氧化而使溴水褪色;②
SO2與H2S反應(yīng)生成單質(zhì)S,也能與溴單質(zhì)反應(yīng)生成硫酸和溴化氫;③CuSO4可以與H2S反應(yīng)生成CuS沉
淀,但是與溴水不反應(yīng);④燒堿可以與H2S反應(yīng)生成Na2S,也可以與溴水反應(yīng)生成溴化鈉和溴酸鈉,故選
B。
10.幾種含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化如下圖(部分反應(yīng)條件略去),下列判斷不正確的是()
A.①中,試劑a可以是Cu
B.②中,需要確保NaOH溶液足量
C.③中,生成1molNa2S2O3時,轉(zhuǎn)移4mol電子
D.③中,將S換為Cl2,氧化產(chǎn)物為Na2SO4
答案C
解析由反應(yīng)Na2SO3+S===Na2S2O3可知,生成1molNa2S2O3時,轉(zhuǎn)移2mol電子,故選C。
11.在實驗室進(jìn)行鐵粉和硫粉混合加熱的實驗,產(chǎn)物又進(jìn)行了系列實驗,流程如圖。下列說法正確的是
()
A.氣體A和D含有同一物質(zhì),且均為氧化產(chǎn)物
B.硫元素一共參加了2個氧化還原反應(yīng)
C.沉淀F可以和NaOH溶液在加熱的條件下反應(yīng)
D.若固體B中加濃硫酸,發(fā)生反應(yīng)時被氧化的和被還原的均為同一種元素
答案C
解析由題圖知,氣體A中SO2是氧化產(chǎn)物,氣體D中SO2是還原產(chǎn)物,A項錯誤;鐵粉和硫粉反應(yīng)生成
FeS,S和O2反應(yīng)生成SO2,H2S和H2SO4(濃)反應(yīng)生成S、SO2和H2O,反應(yīng)中S元素化合價都發(fā)生改變,
故硫元素一共參加了3個氧化還原反應(yīng),B項錯誤;沉淀F是S,S與NaOH溶液在加熱條件下反應(yīng)生成
Na2S、Na2SO3和H2O,C項正確;固體B為FeS,F(xiàn)eS和濃硫酸反應(yīng)生成Fe2(SO4)3、S、SO2和H2O,其中
被氧化的元素為Fe和S,被還原的元素為S,D項錯誤。
12.(2024·福州高一期中)天然氣中含有少量H2S等氣體,在酸性溶液中T.F菌可實現(xiàn)催化脫硫,其原理如圖
所示。下列說法錯誤的是()
A.①②均為氧化還原反應(yīng)
B.每處理1molH2S,消耗O211.2L
C.反應(yīng)前后Fe2濃度基本保持不變
D.脫硫過程的總S反O應(yīng)43為2H2S+O2===2S+2H2O(反應(yīng)條件省略)
答案B
13.(16分)Ⅰ.如圖是硫元素的“價—類”二維圖及含硫物質(zhì)相互轉(zhuǎn)化的部分信息。
(1)A的化學(xué)式為。
(2)C有毒,寫出實驗室用足量的NaOH溶液吸收C的化學(xué)方程式:。
Ⅱ.某小組同學(xué)設(shè)計實驗實現(xiàn)幾種價態(tài)硫元素的轉(zhuǎn)化。
可選用的實驗藥品如下:①Na2SO3溶液;②濃硫酸;③Na2S溶液;④稀硫酸;⑤酸性KMnO4溶液;⑥品
紅溶液;⑦銅片。
實驗序號預(yù)期轉(zhuǎn)化選擇試劑證明實現(xiàn)轉(zhuǎn)化的現(xiàn)象
ⅰ→
+4+6
ⅱSS①③④淡黃色沉淀
?!冖撷?/p>
+6+4
SS
(3)實驗ⅰ選擇的試劑是(填序號),證明實現(xiàn)轉(zhuǎn)化的現(xiàn)象是,該轉(zhuǎn)化利
用了Na2SO3的性。
(4)實驗ⅱ實現(xiàn)了+4價和-2價S向0價S的轉(zhuǎn)化,寫出該轉(zhuǎn)化反應(yīng)的離子方程式:。
每生成3mol硫單質(zhì),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為NA。
(5)證明實現(xiàn)實驗ⅲ轉(zhuǎn)化的現(xiàn)象是。
答案(1)H2S(2)SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O(3)①⑤酸性KMnO4溶液褪色還原
2-+
(4)+2S+6H===3S↓+3H2O4
2?
(5)S品O紅3溶液褪色
解析(1)A是硫的氫化物,硫元素呈-2
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