鋁及其化合物、鋁三角圖像問(wèn)題(教師版有答案)_第1頁(yè)
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1、【精品文檔】如有侵權(quán),請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除,僅供學(xué)習(xí)與交流鋁及其化合物、鋁三角圖像問(wèn)題(教師版有答案).精品文檔.鋁及其化合物、鋁三角圖像問(wèn)題1、鋁(1)物理性質(zhì):密度小熔點(diǎn)較低,硬度較小銀白色金屬。(3)化學(xué)性質(zhì):跟O2及其它非金屬反應(yīng):常溫下,在空氣中因生成氧化膜,具有抗腐蝕能力。4Al+3O22Al2O3 2Al+3SAl2S3跟某些氧化物:2Al+Fe2O32Fe+Al2O3 (鋁熱反應(yīng))跟水反應(yīng):2Al+6H2O 2Al(OH)3+3H2 (一般不反應(yīng),只有氧化膜被破壞后反應(yīng))跟酸的反應(yīng):2Al+6H+ 3Al3+ + 3H2(常溫下,在濃H2SO4、濃HNO3中鈍化)跟強(qiáng)堿溶液反應(yīng):2A

2、l+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H22、Al2O3(兩性氧化物):白色固體、熔點(diǎn)高(1)跟酸反應(yīng):Al2O3+6H+ 2Al3+3H2O (2)跟堿反應(yīng):Al2O3+2OH-AlO2+2H2O3、Al(OH)3 (兩性氫氧化物)Al(OH)3的兩性:Al(OH)3 + 3H+ Al3+ + 3H2O Al(OH)3 + OH AlO2 + 2H2OAl(OH)3顯兩性的內(nèi)在本質(zhì)是:H2O + H+ + AlO2-Al(OH)3Al3+ + 3OH-(1)物理性質(zhì):白色膠狀物質(zhì),難溶于水(2)受熱分解:2Al(OH)3 Al2O3+3H2O(3)Al(OH)3實(shí)驗(yàn)室制法:可溶性鋁鹽加

3、氨水:Al3+3NH3·H2OAl(OH)3+3NH4+可溶性偏鋁酸鹽與弱酸:AlO2+ H2CO3 +H2O Al(OH)3+ HCO3 3AlO2- +Al3+6H2O 4Al(OH)34、鋁鹽(1)Al3+與堿溶液反應(yīng):Al3+3OH-Al(OH)3(堿不足)Al3+4OH-AlO2-+2H2O(堿過(guò)量)(2)Al3+水解:Al3+3H2OAl(OH)3+3H+(3)明礬:Kal(SO4)212H2O是一種復(fù)鹽。常用作凈水劑:因其水解Al3+3H2OAl(OH)3(膠體)+3H+,能在水中吸附懸浮固體或色素形成沉淀,從而使水凈化,這就是膠體凈水的原理。5、偏鋁酸鈉(1)與強(qiáng)酸反

4、應(yīng):AlO2-+H+H2O Al(OH)3(酸不足) AlO2-+4H+ Al3+2H2O(酸過(guò)量)(2)與弱酸反應(yīng):AlO2-+ CO2 +2H2O Al(OH)3+ HCO3- AlO2-+ CO2 +3H2O Al(OH)3+ CO32-(二)鋁及其化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系CO2+H2OHClAlNaOH+H2OHClAl2O3NaOHHClO2AlCl3NaOHNaOHNaAlO2Al(OH)3(三)試劑的滴加順序不同產(chǎn)生的現(xiàn)象不同的反應(yīng)(1)NaOH和AlCl3:向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液,先出現(xiàn)白色沉淀后消失:Al3+3OH-Al(OH)3 Al(OH)3+OH-AlO2-+2

5、H2O向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液,開(kāi)始無(wú)現(xiàn)象后出現(xiàn)白色沉淀:Al3+4OH- AlO2-+2H2O Al3+3AlO2-+6H2O4Al(OH)3(2)NaAlO2和鹽酸:向NaAlO2溶液中滴加鹽酸,先出現(xiàn)白色沉淀后消失:NaAlO2+HCl+H2O Al(OH)3+NaCl Al(OH)3+3H+Al3+3H2O向鹽酸中滴加NaAlO2溶液,開(kāi)始無(wú)現(xiàn)象后出現(xiàn)白色沉淀:4HCl+NaAlO2 NaCl+AlCl3+2H2O AlCl3+3NaAlO2+6H2O4Al(OH)3+3NaCl(3)Na2CO3和鹽酸:向Na2CO3溶液中滴加鹽酸,開(kāi)始無(wú)現(xiàn)象,后產(chǎn)生氣泡:Na2CO3+HC

6、lNaCl+NaHCO3 NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2向鹽酸中滴加Na2CO3溶液,立即產(chǎn)生氣泡:Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2(4)鋁的氫氧化物沉淀的圖象: 氫氧化鋁沉淀量圖象大致可以分為如圖六類(lèi)。圖中縱坐標(biāo)均為Al(OH)3沉淀量,橫坐標(biāo)為加入試劑的體積(1)圖為向AlCl3溶液中滴人NaOH溶液(2)圖為向NaOH溶液中滴入AlCl3溶液(3)圖為向鹽酸酸化了的AlCl3溶液中滴入NaOH溶液(4)圖為向鹽酸中加入NaAlO2溶液(5)圖為向NaAlO2溶液中加入鹽酸(6)圖為向AlCl3溶液中滴入NaAlO2溶液(四)離子共存問(wèn)題:Al3+與OH-、S

7、2-、HS-、AlO2-、CO32-、HCO3-因雙水解反應(yīng)或生成沉淀而不能大量共存;AlO2-與H+、NH4+、Al3+、Fe3+等不能大量共存。(五)兩性物質(zhì)與物質(zhì)的兩性?xún)尚晕镔|(zhì)指即能與酸反應(yīng),又能與堿作用生成鹽和水的化合物,如Al2O3、ZnO、Zn(OH)2、Al(OH)3、氨基酸、蛋白質(zhì)等。物質(zhì)的兩性,如強(qiáng)堿弱酸鹽(NaHCO3、KHS、Na2HPO4等)、弱酸弱堿鹽(CH3COONH4、NH4HS)等,既能與強(qiáng)酸反應(yīng),又能與強(qiáng)堿作用,但只能說(shuō)這種物質(zhì)的性質(zhì)有兩性,不能將它們稱(chēng)為兩性物質(zhì),因?yàn)檫@些化合物不是由本身直接電離出的H+和OH-參加反應(yīng),并且生成物不全是鹽和水。Al既能與酸作

8、用,又能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng),但不屬于兩性物質(zhì),也不能說(shuō)它具有兩性,因?yàn)锳l與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)的本質(zhì)是:2Al+6H2O2Al(OH)3+3H2,Al(OH)3+NaOHNaAlO2+2H2O,兩式相加為:2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2,由以上反應(yīng)可知:Al不直接與NaOH溶液反應(yīng),Al仍然為金屬元素?!練w納】既能與強(qiáng)酸又能與強(qiáng)堿反應(yīng)的物質(zhì):金屬單質(zhì):Al;兩性氧化物:Al2O3;兩性氫氧化物Al(OH)3;弱酸的酸式鹽:NaHCO3、NH4HCO3等;弱酸銨鹽:(NH4)2CO3、(NH4)2S等。三、典型例題【例1】將等物質(zhì)的量的鎂和鋁相混合,取四份等質(zhì)量的該混合物分別加到足量的

9、下列溶液中,充分反應(yīng)后,放出氫氣最多的是( ) A3molL HCl B4molL HNO3 C8molL NaOH D18molL H2SO4【解析】通過(guò)比較鎂、鋁分別與酸堿作用的性質(zhì)及其定量關(guān)系求解令鎂、鋁各為lmol,與足量鹽酸反應(yīng)生成(1+1.5)molH2;與硝酸、濃硫酸反應(yīng)均不生成H:;鎂不與NaOH溶液反應(yīng),lmolAl與足量NaOH溶液反應(yīng)生成1.5molH2答案:A【歸納】這類(lèi)題只要通過(guò)比較鎂、鋁性質(zhì)的異同及其定量關(guān)系,便可迅速求解注意記住兩個(gè)定量關(guān)系:Mg2H+H2;AI3 H+OH-1.5 H2【例2】今用鋁、稀硫酸和氫氧化鈉溶液為原料,實(shí)驗(yàn)室制備一定量的氫氧化鋁分別采用

10、如下化學(xué)方程式所表示的兩種方法: 2A1+3 H2SO4A12(SO4)3+ H2 A12(SO4)3+6NaOH2Al(OH)3+3Na2SO4。 2A1+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3 H2 2 NaAlO2+ H2SO4+2H2O2Al(OH)3+ Na2SO4 (1)請(qǐng)問(wèn)上述哪一種方法比較節(jié)約試劑?(提示:試從每生產(chǎn)2molAl(OH)3所耗費(fèi)的試劑用量予以說(shuō)明。)(2)原料相同,請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一種更為節(jié)約試劑的方法(以方程式表示,并說(shuō)明其可以最節(jié)約試劑的根據(jù))【解析】(1)根據(jù)題給的化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)關(guān)系,可直接判斷第種方法比較節(jié)約試劑(2)根據(jù)第種方法生成的A12(SO4)3

11、水解顯酸性,第種方法生成的NaAlO2水解顯堿性,讓這兩種鹽溶液相互反應(yīng),就可以減少堿和酸的用量,從而設(shè)計(jì)出第種方法答案: (1)第種方法比較節(jié)約試劑從化學(xué)方程式看出,同樣是制備2mol的AI(OH)3,方法所需原料為:2molAl,3molH2S04,6molNaOH;而方法所需為:2molAl,l mol H2SO4,2molNaOH (2)2A1+3 H2SO4A12(SO4)3+ H22A1+2NaOH+2 H2O2 NaAlO2+3 H2 A12(SO4)3+6 NaAlO2+12 H2O8Al(OH)3+3 Na2SO4 由方程式看出,制備8mol的AI(OH)3,所需原料為:8m

12、olAl,3mol H2SO4,6molNaOH相當(dāng)于制備2molAl(OH)3,所需量為:2molAl,34mol H2SO4,32molNaOH,其用量為最少【歸納】解這類(lèi)Al(OH)3沉淀量題(包括因滴加順序不同引起的不同現(xiàn)象),要注意應(yīng)用以下“鋁三角”定量轉(zhuǎn)化關(guān)系:【例3】下列各組溶液,只要用試管和膠頭滴管,不用任何試劑就可以鑒別的是( ) AKOH和A12(SO4)3 B稀H2SO4和NaHCO3 CCaCl2和Na2CO3 DBa(OH)2和NaHSO4【解析】不用任何試劑鑒別兩種物質(zhì)的溶液,若無(wú)法從溶液顏色上來(lái)鑒別,一般就考慮用不同的試劑滴加順序、產(chǎn)生不同的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的方法來(lái)鑒別A

13、組:若將KOH逐漸滴人A12(SO4)3溶液中,則先產(chǎn)生白色沉淀,后沉淀逐漸溶解;若將A12(SO4)3逐漸滴人KOH溶液中,則先無(wú)沉淀,后逐漸產(chǎn)生白色沉淀B組無(wú)論何種滴加順序,均立即產(chǎn)生氣泡C、D組無(wú)論何種滴加順序,均立即產(chǎn)生白色沉淀,且始終不溶解答案:A 【歸納】 不用任何試劑,只須利用不同的試劑滴加順序就能鑒別的兩種一組的無(wú)色溶液還有:鋁鹽溶液和KOH(或NaOH);偏鋁酸鹽和強(qiáng)酸溶液;碳酸鹽和較強(qiáng)酸溶液;亞硫酸鹽和硫酸(或鹽酸);亞硫酸(或磷酸)和Ca(OH)2或Ba(OH)2;AgNO3和氨水【例4】要使Ba2+、A13+、Cu2+、Mg2+、Ag+五種離子從溶液中逐一沉淀析出,選用

14、的試劑和加入的順序是( ) AH2SO4HClK2SNaOHCO2 BNaClNa2SO4Na2SNH3·H2OHCl CNaClNa2SO4H2SNaOHCO2 DNa2SNa2SO4NaClNaOHHCl【解析】逐項(xiàng)分析每種試劑(包括過(guò)量時(shí))只能沉淀一種離子的選項(xiàng)A組:H2SO4能沉淀Ba2+、Ag+兩種離子;B組:加入Na2S時(shí),能沉淀Al3+、Cu2+兩種離子;C組:能先后分別沉淀Ag+、Ba2+、Cu2+、Mg2+、A13+;D組:加人Na2S時(shí),能沉淀A13+、Cu2+、Ag+三種離子答案:C【歸納】解這類(lèi)題要采用符合“逐一沉淀”的篩選方法要注意:在加入強(qiáng)堿溶液時(shí),A13

15、+轉(zhuǎn)化為AlO2-,最后通人CO2,再把AlO2-轉(zhuǎn)化為Al(OH)3沉淀 【例5】在托盤(pán)天平兩邊各放一個(gè)盛有等質(zhì)量稀鹽酸(各含nmolHCl)的甲、乙兩個(gè)燒杯,調(diào)節(jié)天平達(dá)平衡,然后分別投入a mol Mg、b mol A1,充分反應(yīng)后,天平仍保持平衡(1)若天平兩邊酸均過(guò)量,則甲、乙兩邊凈增重分別為_(kāi)。(2)若天平兩邊金屬均過(guò)量,則甲、乙兩邊產(chǎn)生的H2的質(zhì)量_,所加金屬的質(zhì)量_。(3)若天平兩邊酸均用完,其中一邊金屬過(guò)量,則過(guò)量的金屬必為_(kāi),這是因?yàn)開(kāi)由此推出天平平衡的條件是(用含a、b、n的代數(shù)式表示,下同) _。(4)若天平一邊酸過(guò)量,另一邊金屬過(guò)量,則過(guò)量金屬必為_(kāi),此時(shí)滿(mǎn)足天平平衡的

16、條件是_【解析】根據(jù)天平兩邊只有“凈增重相等”,才能保持平衡的原理,依題意解答答案:(1)(242)a;(273)b (2)相等;也相等 (3)A1;生成等量H2所需A1的質(zhì)量比Mg的要小;24a-n=27b-n(4)A1;(24-2)a=27b-n【例6】鎂和鋁分別與等濃度、等體積的過(guò)量稀硫酸反應(yīng),產(chǎn)生氣體的體積(V)與時(shí)間(t)關(guān)系如右圖。反應(yīng)中鎂和鋁的( )A物質(zhì)的量之比為3:2 B質(zhì)量之比為3:2C摩爾質(zhì)量之比為2:3 D反應(yīng)速率之比為2:3答案:A四、基礎(chǔ)訓(xùn)練1、下列物質(zhì)中,常溫下與鋁不反應(yīng)的是( )A稀硝酸 B濃硫酸 C鹽酸 DCuSO4溶液2、鋁元素是金屬元素,某同學(xué)認(rèn)為鋁也有一

17、定的非金屬性。下列描述中,你認(rèn)為能支持該同學(xué)觀(guān)點(diǎn)的是( ) A鋁片能與鹽酸反應(yīng)生成氫氣B氫氧化鋁能溶于強(qiáng)堿溶液C氯化鋁溶液顯酸性D鋁能發(fā)生鋁熱反應(yīng)3、把Ba(OH)2溶液滴入明礬溶液中,使SO42全部轉(zhuǎn)化成BaSO4沉淀;此時(shí)鋁元素的主要存在形式是( )A、Al3+B、Al(OH)3C、AlO2D、Al3+和Al(OH)34、下列離子組一定能大量共存的是( ) A甲基橙呈黃色的溶液中:、 B石蕊呈藍(lán)色的溶液中:、 C含大量Al3+的溶液中:、 D含大量0H一的溶液中:、5、下列物質(zhì)中,既可與鹽酸反應(yīng),又可與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的是 ( ) Na2SiO3;AlCl3;NH4HCO3;Al2O3;N

18、aHSO4 A B C D答案:1、B 2、B 3、C 4、D 5、D 6、在下圖中,橫坐標(biāo)為向一定量的某溶液中加入某種物質(zhì)的量,縱坐標(biāo)為生成沉淀的量。從圖中,選擇適合表中各題要求的序號(hào)填入表中溶液加(或通入)物質(zhì)序號(hào)飽和石灰水通入過(guò)量CO2AlCl3溶液加入過(guò)量濃氨水含少量NaOH的NaAlO2溶液通入過(guò)量CO2含少量NaOH的NaAlO2溶液逐滴加入稀鹽酸MgCl2、AlCl3混合溶液逐滴加入NaOH溶液至過(guò)量NaOH溶液逐滴加入Al2(SO4)3溶液至過(guò)量稀硫酸溶液逐滴加入NaAlO2溶液至過(guò)量含少量鹽酸的AlCl3溶液逐滴加入KOH溶液至過(guò)量答案:A B F D E C F G7、含鋁

19、90的鋁合金15g與40mL6molL鹽酸充分反應(yīng),合金中其它成分不反應(yīng)。過(guò)濾除去不溶物,并將濾液稀釋到200mL,取出稀釋液l0mL,加入03molL的氨水使Al3+完全沉淀。(1)鋁和鹽酸反應(yīng)生成的氫氣有多少L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)?(2)使Al3+完全沉淀所需的氨水要多少mL?答案:(1)1.68L (2)40mLm(g) D E F C 31 34 36 VNaOH(mL)100 V(mL) D E F C 31 34 36 VNaOH(mL)8、有AlCl3和MgCl2的固體混合物,取一定量的該混合物加水溶解配成溶液,實(shí)驗(yàn)測(cè)知Cl-的物質(zhì)的量為0.70摩爾,如向該混合溶液中逐滴加入8.00mo

20、l/L的氫氧化鈉溶液(密度為1.27g/mL),加入氫氧化鈉溶液的體積(V)和沉淀的質(zhì)量(m)有右圖所示的關(guān)系。求:(1)原NaOH溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 。(2)AlCl3和MgCl2的物質(zhì)的量分別是多少?(3)另取64.70克該混合物溶于水,要使沉淀質(zhì)量最大,需要加入8.00mol/L的氫氧化鈉溶液多少毫升?答案:(1)25.2 (2)0.1mol 0.2mol (3)175mL 9、將Mg和Al粉末均勻混合,加入到100mL某濃度的硫酸中,產(chǎn)生氫氣的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況下 )與加入粉末的質(zhì)量關(guān)系如右圖所示:(1)硫酸物質(zhì)的量濃度是 mol·L- 1 。(2)當(dāng)硫酸溶液為350mL ,固體粉

21、末為33.3g時(shí),充分反應(yīng)后產(chǎn)生的氣體體積為 L(S.T.P)(3)原固體混合物中Mg和Al的物質(zhì)的量之比為 。答案:(1)5 mol·L- 1 (2)33.6L (3)7:2 五、拓展訓(xùn)練1、某濃度的硝酸與過(guò)量鐵粉反應(yīng)時(shí)生成了4.48LN2O氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況下),若改與鋁反應(yīng)(生成NO氣體),則最后可溶解的鋁的質(zhì)量是 ( ) A13.5g B9g C27g D8.9g2、鋁、鈹(Be)及其化合物具有相似的物理、化學(xué)性質(zhì),如其氯化物分子內(nèi)鍵型相同,故其氯化物晶體的熔點(diǎn)都較低。已知反應(yīng):BeCl2+Na2BeO2+2H2O2NaCl+2Be(OH)2能完全進(jìn)行,則下列推斷中不正確的是(

22、) ABe(OH)2既能溶于鹽酸,又能溶于NaOH溶液BBeCl2溶液的pH<7,將其蒸干并灼燒后得到的殘留物為BeOCNa2BeO2溶液的pH>7,將其蒸干并灼燒后得到的殘留物為BeOD雖然BeCl2的水溶液導(dǎo)電性強(qiáng),但熔融態(tài)的BeCl2卻不能被電解3、把鋁粉與Fe3O4的混合物,分為兩等份。前一份在高溫下恰好完全反應(yīng),之后將生成物與足量鹽酸充分反應(yīng);后一份直接加入足量NaOH溶液充分反應(yīng)。前后兩種情況下生成的氣體在同溫同壓下的體積比是( )A. 1:1 B. 3:4 C. 9:8 D. 4:34、將一定質(zhì)量的鎂和鋁的混合物投入100 mL鹽酸中,固體全部溶解后,向所得溶液中加入

23、NaOH溶液,生成沉淀的物質(zhì)的量與加入NaOH溶液的體積關(guān)系如右圖所示。若不考慮金屬和鹽酸反應(yīng)時(shí)HCl的揮發(fā),則下列說(shuō)法正確的是( ) (雙選) A鎂和鋁的總質(zhì)量為9 gB生成的氫氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為11.2LC鹽酸的物質(zhì)的量濃度為6 mol/LDNaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為5 mol/L5、實(shí)驗(yàn)室將9g鋁粉跟一定量的金屬氧化物粉末混合形成鋁熱劑。發(fā)生鋁熱反應(yīng)之后,所得固體中含金屬單質(zhì)為18g,則該氧化物粉末可能是( )(雙選) A B和 C和 D 和FeO6、甲、乙兩燒杯中分別裝有相同體積、相同pH的氨水和NaOH溶液,各加入10mL 01 溶液,兩燒杯中都有沉淀生成。下列判斷正確的是(

24、)(雙選)A甲中沉淀一定比乙中的多 B甲中沉淀可能比乙中的多C甲中沉淀一定比乙中的少 D甲中和乙中的沉淀可能一樣多7、已知Ba(AlO2)2可溶于水。右圖表示的是向A12(SO4)3溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液時(shí),生成沉淀的物質(zhì)的量y與加入Ba(OH)2的物質(zhì)的量x的關(guān)系。下列有關(guān)敘述正確的是( )Aab時(shí)沉淀的物質(zhì)的量:A1(OH)3比BaSO4多Bcd時(shí)溶液中離子的物質(zhì)的量:AlO2比Ba2多Cad時(shí)沉淀的物質(zhì)的量:BaSO4可能小于A1(OH)3Dde時(shí)溶液中離子的物質(zhì)的量:Ba2可能等于OH8、在MgCl2和AlCl2的混和溶液中滴加某濃度的NaOH溶液,生成沉淀的物質(zhì)的量和加入N

25、aOH的物質(zhì)的量的關(guān)系如右圖:其中縱坐標(biāo)表示生成沉淀的物質(zhì)的量,橫坐標(biāo)表示入NaOH的物質(zhì)的量。在以上過(guò)程中,n(Mg2+)/n(Al3+)的關(guān)系正確的是 ( )(雙選) An1/(n2-n1) B2n4/(n4-2n1)C3n1/(n3-2n1) D(2n3-2n4)/(n4-n3)9、將足量的CO2不斷通入KOH、Ba(OH)2、KAlO2的混合溶液中,生成沉淀與通入CO2的量的關(guān)系可表示為On(沉淀)V(CO2)On(沉淀)V(CO2)On(沉淀)V(CO2)On(沉淀) (沉淀)V(CO2)ABCD答案:1、A 2、C(B選項(xiàng)中,因?yàn)槁然X水解生成了HCl,加熱過(guò)程中HCl揮發(fā),促進(jìn)水解,蒸干后是氫氧化鋁,灼燒后為氧化鋁,Be可以類(lèi)推。但是C選項(xiàng)中,因?yàn)槠X酸鈉水解產(chǎn)生的是氫氧化鈉和氫氧化鋁,兩個(gè)都不是揮發(fā)性物質(zhì),水解是微弱的,所以蒸干、灼燒后仍為偏鋁酸鈉,Be可以類(lèi)推。) 3、B 4、AD 5、AD 6、BD 7、B 8、AC 9、C六、課后作業(yè)1、兩種金屬混合粉末15g,與足量的鹽酸反應(yīng)時(shí)生成11.2L氫氣(標(biāo)準(zhǔn)狀況),符合上述情況的金屬混合

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