EDTA的測(cè)定及黃銅片中鋅的標(biāo)定_第1頁
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EDTA的標(biāo)定及錫銅中鋅的測(cè)定實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.學(xué)習(xí)配制Ze+標(biāo)準(zhǔn)溶液,EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液;學(xué)會(huì)以六亞甲基四胺-鹽酸為緩沖溶液,二甲酚橙為指示劑標(biāo)定EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液;了解黃銅片的組成,學(xué)會(huì)銅合金的溶解方法;干擾離子的掩蔽方法;、掌握銅合金中Zn的測(cè)定方法實(shí)驗(yàn)原理:1.EDTA配置及標(biāo)定原理:⑴用EDTA二鈉鹽配制EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的原因:EDTA是四元酸,常用H4Y表示,是一種白色晶體粉末,在水中的溶解度很小,室溫溶解度為0.02g/100gH2O。因此,實(shí)際工作中常用它的二鈉鹽Na2H2Y^2H2O,Na2H2Y^2H2O的溶解度稍大,在22°C(295K)時(shí),每100g水中可溶解11.1g.⑵標(biāo)定EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的工作基準(zhǔn)試劑,基準(zhǔn)試劑的預(yù)處理;實(shí)驗(yàn)中以純金屬Zn為工作基準(zhǔn)試劑。預(yù)處理:稱量前一般應(yīng)先用稀鹽酸洗去氧化層,然后用水洗凈,烘干。⑶滴定用的指示劑是可以選用鉻黑T和二甲酚橙,本次實(shí)驗(yàn)選用二甲酚橙與后面黃銅中Zn的滴定的指示劑保持一致,減小誤差。二甲酚橙有6級(jí)酸式解離,其中HIn至HIn4-都是黃色,Hie-至la-62是紅色。HIn4- =H+ + HIn5- (pK=6.3)2a

黃色 紅色從平衡式可知,pH>6.3指示劑呈現(xiàn)紅色;pHV6.3呈現(xiàn)黃色。二甲酚橙與M"+形成的配合物都是紅紫色,因此,指示劑只適合在pHV6的酸性溶液中使用。測(cè)定Zn2+的適宜酸度為pH=5.5,終點(diǎn)時(shí),溶液從紅紫色變?yōu)榧凕S色?;瘜W(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí),完成以下反應(yīng):Mln+鈦丫2-?MY+H^4-⑷EDTA濃度計(jì)算公式:C(EDTA)=m/10MzVEDTA2?黃銅片中Zn測(cè)定原理: n⑴黃銅片的溶解:使用1:1的鹽酸和30%的H2O2溶解黃銅片Cu+H2O2+2HCl=CuCl2+2H2O⑵干擾離子的掩蔽:黃銅的主要成分是銅,鉛,錫,鋅還可能有少量鐵鋁等雜質(zhì)。在實(shí)驗(yàn)條件下Cu2+、Pb2+、Sn4+、Fe3+、Al3+等離子會(huì)干擾鋅的測(cè)定。可以用配位掩蔽、沉淀掩蔽、氧化還原掩蔽等方法,選擇在適當(dāng)?shù)膒H下,將待測(cè)離子之外的其他離子進(jìn)行化學(xué)掩蔽。采用的掩蔽方法如下:I。沉淀掩蔽法掩蔽Pb2+在微酸性溶液中,加入適量的氯化鋇和硫酸鉀溶液,使生成硫酸鋇沉淀,當(dāng)Ba2+的量超過Pb2+量10倍以上時(shí),Pb2+即會(huì)全部滲入硫酸鋇晶格中去,形成硫酸鉛鋇混晶沉淀,這種沉淀比單純的硫酸鉛沉淀穩(wěn)定得多。因此,可以有效地掩蔽Pb2+。II。 氧化還原、配位掩蔽法掩蔽CU2+在一定酸度(pH=2~6)下,Cu2+被硫脲還原成Cu+:8Cu2++CS(NH2)2+5H2O=8Cu++CO(NH2)2+SO/-+10H+Cu+再與硫脲形成配合物而被掩蔽。配位掩蔽法掩蔽Sn(IV)、Fe3+、Al3+用氟化鉀(或氟化銨)將Sn(IV)、Fe3+、Al3+形成氟的配合物(SnF62-、FeF63-、A1F63-)而加以掩蔽。Cxvx6539x103計(jì)算Zn的含量:W%=EDTA .9 X100%mCu主要儀器與試劑主要儀器:分析天平,250m燒杯,50mL滴定管,稱量瓶,移液管,干燥器,量筒,250mL容量瓶。主要試劑:黃銅片,二甲酚橙指示劑,30%H2O2,0.1mol?L-iHCl溶液,Na2H2Y.2H2O四.操作步驟: 22222操作注意事項(xiàng)0.1mol?L-iZn2+標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制:1.預(yù)處理:取適量鋅片放在100mL燒杯中,用O.lmolL1HCl溶液(自配)清洗1min,再用自來水、純水洗凈,烘干、冷卻。2?稱量:用直接稱量法在干燥小燒杯中準(zhǔn)確稱取0.15?0.2gZn,蓋好小表面皿。3.溶樣及配液:用滴管從燒杯口加入5mL1:1鹽酸,待Zn溶解后吹洗表面皿、杯壁,小心地將溶液轉(zhuǎn)移至250mL容量瓶中,用純水稀釋至標(biāo)線,搖勻。1?將鋅片放在酸中清洗1min,用玻棒攪動(dòng)。此時(shí)鋅片表面不應(yīng)有氣泡,否則鋅片表面被酸溶蝕,烘干后表面出現(xiàn)黑斑。用玻棒壓住鋅片倒去酸,小心加入自來水,玻棒攪動(dòng)、壓住鋅片倒去自來水,重復(fù)若干次洗去酸。再用純水蕩洗3次,盡量瀝干水。2.將洗凈的鋅片轉(zhuǎn)移至已烘干的100mL小燒杯中,在石棉網(wǎng)上用小火烘干,邊烘邊用干玻棒翻動(dòng)鋅片,直至全部干燥,停止加熱,放干燥器中冷卻。注意烘的時(shí)間不能長,避免鋅的氧化。0.01mol?L-1EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制:稱取計(jì)算量(1.68g)的EDTA二鈉鹽在燒杯中,加入適量水,攪拌溶解,轉(zhuǎn)移到試劑瓶中稀釋至500mLEDTA二鈉鹽溶解速度較慢,溶解需要一定時(shí)間。所以可以提前一周配制。EDTA不能直接在試劑瓶中溶解試劑。因固體溶解過程中有的有熱效應(yīng),試劑溶解速度慢,在燒杯中溶解,可攪拌,可加熱,使試劑全溶。以二甲酚橙為指示劑標(biāo)定EDTA溶液:移取25.00mLZn2+標(biāo)準(zhǔn)溶液,加水50mL,3-4滴二甲酚橙指示劑,10mL300g?L-1六亞甲基四胺溶液,用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,溶液由紅紫色變?yōu)榧凕S色即為終點(diǎn)。溶液從紅紫色變至橙色時(shí),說明已快到終點(diǎn),要1滴多搖,直到加1滴或半滴,搖動(dòng)后出現(xiàn)不帶紅的黃色,并能保持30s即為終點(diǎn)。黃銅片中鋅含量測(cè)定:1?溶樣:準(zhǔn)確稱取0.38?0.42g黃銅片試樣,置于100mL小燒杯中,蓋上表面皿,加5mL1:1HCl,2?3mL30%H2O2,放置。試樣溶完后,在通風(fēng)櫥內(nèi)加熱至大量小氣泡冒出,退火,反應(yīng)平穩(wěn)后繼續(xù)小火加熱分解剩余的h2o2,(否則會(huì)氧化二甲酚橙指示劑)冷卻,吹洗杯壁,玻棒,轉(zhuǎn)移至250ml容量瓶中,定容,搖勻。(1)取雙氧水的時(shí)候用定量加液器,防止雙氧水沾到皮膚上而腐蝕。h2o2—定要分解完全,否則會(huì)氧化我們的指示劑二甲酚橙。⑵用容量瓶配液轉(zhuǎn)移時(shí)用玻璃棒引流,燒杯和玻璃棒均要用水蕩洗二遍,且每蕩洗一邊都要轉(zhuǎn)移到容量瓶里。(1)加料的順序不可顛倒,即掩蔽的順序不能變(2)每加入一種掩蔽劑,要攪拌均勻,使之充分反應(yīng)。(3)掩蔽過程中出現(xiàn)的沉淀可以不出去,

掩蔽雜質(zhì)離子:加5mLBaCl2溶液,20mL飽和k2so4溶液,旋搖混勻。加1gnh4f,旋搖約1min。加20mL飽和硫脲,混勻。滴定:加15mL300g^L-1六亞甲基四胺,滴加3?4滴二甲酚橙指示劑,用0.01mol?L-1EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,溶液由紅紫色變?yōu)榧凕S色為終點(diǎn),15s不褪色。因沉淀顆粒較大,吸附少,對(duì)測(cè)定影響不大可忽略 。3.(1)控制pH在5.8—6.2左右,若pH>6,原來已被掩蔽的Cu2+解蔽(Cu+生成的合物解離,Cu+被空氣氧化),導(dǎo)致原來無色(但有白色沉淀)的溶液又變綠(或黃綠),因Cu2+封閉二甲酚橙,會(huì)使終點(diǎn)過渡色較長或終點(diǎn)不敏銳。當(dāng)pH>6.3,二甲酚橙指示劑本身為紅色而不能指示終點(diǎn)。若pH小了,則終點(diǎn)變色不敏銳。(2)絡(luò)合反應(yīng)比較慢,要慢滴快攪(3)滴完一份倒掉一份防止止F-腐蝕燒杯。五.實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析1.EDTA的標(biāo)定:序號(hào)123鋅片質(zhì)里mZ/g0.1812Zn鋅標(biāo)液的體積/mL25.0025.0025.00初讀數(shù)V,(EDTA)/mL0.000.000.00終讀數(shù)V2(EDTA)/mL25.7325.7625.77△V(EDTA)/mL25.7325.7625.77C(EDTA)/mol?L-10.010770.010760.01075C平均(EDTA)/molL-1(舍前)0.01076平均S1.000x10-5計(jì)算T1.000.001.00查表3-1的T(置信界限95%)1.15C—(EDTAj/molL-1(舍后)1.414x10-52?黃銅片中鋅的測(cè)定:序號(hào)1234mCu/g初體積V/ml終體積V/mlV/mlW%舍前平均W%ST舍后平均W%六.問題及思考題★思考題如何判斷過氧化氫是否除盡?如果溶解后過剩的過氧化氫未完全分解,將有何種影響?答:溶液中小而密的氣泡(02)變少,最后消失,繼而出現(xiàn)大而少的氣泡(水蒸氣),再加熱片刻(2?3min),可保證H2O2完全除去。如果沒有完全去除,它會(huì)氧化指示劑二甲酚橙。試述用六亞甲基四胺作緩沖溶液的基本原理。答:六亞甲基四胺為弱堿,pKb=8.87。結(jié)合一個(gè)質(zhì)子后形成質(zhì)子化六亞甲基四胺:(CH)N+H+=(CH)NH+264264質(zhì)子化六亞甲基四胺為弱酸,pKa=5.15。弱酸和它的共軛堿組成緩沖溶液,緩沖溶液的pH主要決定于pKa,當(dāng)cjc堿時(shí),pH=pKa=5.15,改變c酸、c堿的比例,緩沖溶液的pH可在p£±1的范圍調(diào)節(jié),因此,六亞甲基四胺-鹽酸緩沖溶液符合測(cè)定Ze+時(shí)pH=5.5的要求。 3實(shí)驗(yàn)中如何掩蔽干擾離子?答:參見實(shí)驗(yàn)原理。能否先加硫脲,后加氟化物?答:不能。若先加硫脲,則還原劑硫脲將Fe3+、Sn(IV)還原為低價(jià)Fe2+、Sm+,由于F-形成的配合物為離子型金屬離子的電荷越高形成的配合物越穩(wěn)定,因此金屬離子電荷的降低,使Fe2+、Sn2+不能被F-有效掩蔽而干擾Zn2+的測(cè)定(Fe2+,p=0.8;Fe3+,片=5.18,P2=9.07,P3=12.1;Sn2+,札=9.5;Sn(IV),P=25)。 1 36加入掩蔽劑后如未混勻,對(duì)實(shí)驗(yàn)有何影響?答:如果沒有混勻,掩蔽不完全,滴定時(shí)就會(huì)消耗過多的EDTA使得測(cè)得的鋅的含量偏高。本實(shí)驗(yàn)中鋅的測(cè)定條件是什么?當(dāng)用純鋅作基準(zhǔn)物質(zhì)試劑標(biāo)定EDTA溶液時(shí),采用何種指示劑,為什么?答:在本實(shí)驗(yàn)中,以二甲酚橙為指示劑,pH=5.5的條件下測(cè)定鋅,由于標(biāo)定應(yīng)與被測(cè)物的測(cè)定條件一致,所以用純鋅作基準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)定EDTA時(shí)需在pH=5.5的條件下,以二甲酚橙為指示劑重新標(biāo)定EDTA溶液。這樣做是為了減少在不同PH條件下,用不同指示劑引起的系統(tǒng)誤差。4、在“EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液配制與標(biāo)定”實(shí)驗(yàn)中,已測(cè)定EDTA標(biāo)準(zhǔn)液的濃度,為什么還要重新標(biāo)定?答:在“錫青銅中鋅的測(cè)定”中,以二甲酚橙為指示劑,pH=5.5的條件下測(cè)定鋅,由于標(biāo)定應(yīng)與被測(cè)物的測(cè)定條件一致,所以需在pH=5.5的條件下,以二甲酚橙為指示劑重新標(biāo)定EDTA溶液。減少在不同PH條件下,用不同指示劑引起的系統(tǒng)誤差。5說明二甲酚橙指示劑使用的最適宜pH范圍,滴定時(shí)終點(diǎn)的顏色變化。答:(1)二甲酚橙有6級(jí)酸式解離,其中HIn至HIn4-都是黃色,Him-至Ins-是紅色。62HIn4- =H+ + HIn5- (pK=6.3)2a黃色 紅色從平衡式可知,pH>6.3指示劑呈現(xiàn)紅色;pHV6.3呈現(xiàn)黃色。二甲酚橙與Mn+形成的配合物都是紅紫色,因此,指示劑只適合在pHV6的酸性溶液中使用。測(cè)定Zn2+的適宜酸度為pH=5.5,其他Mn+離子測(cè)定時(shí)要求的pH值如下:pHVl,ZrO2+;pH=1?2(HNO),Bi3+;pH=2.5?3.5(HNO),Th4+;pH=5?6,La3+、Pb2+、Cd2+、Hg2+、Te3+;⑵終點(diǎn)時(shí),溶液從紅紫色變?yōu)榧凕S色?;瘜W(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí),完成以下反應(yīng):

MIn+MIn+H2Y2-fMY+H2【n4-6為什么選用六亞甲基四胺-鹽酸作為緩沖溶液?答:六亞甲基四胺為弱堿,pKb=8.87。結(jié)合一個(gè)質(zhì)子后形成質(zhì)子化六亞甲基四胺:(CH)N+H+=(CH)NH+264264質(zhì)子化六亞甲基四胺為弱酸,pKa=5.15。弱酸和它的共軛堿組成緩沖溶液,緩沖溶液的pH主要決定于pKa,當(dāng)c酸:=c堿時(shí),pH=pKa=5.15,改變c酸、c堿的比例,緩沖溶液的pH可在pKa±1的范圍調(diào)節(jié),因此,六亞甲基四胺-鹽酸緩沖溶液符合測(cè)定Zn2+時(shí)pH=5.5的要求 37在鹽酸-六亞甲基四胺緩沖溶液中,只加了六亞甲基四胺,HC1從哪里來?答:雖然在溶液中只加了六亞甲基四胺,未同時(shí)加HCl溶液,但溶解錫青銅試樣時(shí)加了過量HCl,所以溶液中同時(shí)存在HCl與六亞甲基四胺,六亞甲基四胺與HCl反應(yīng)生成(CH)NH+,它與過量的六264亞甲基四胺組成了(CH)NH+-(CH)N緩沖對(duì)。因此,在高酸度的溶液中加入六亞甲基四胺,就組264264成了緩沖溶液,可使溶液的pH穩(wěn)定在5?6的范圍內(nèi)。二甲酚橙為指示劑時(shí),如何確定終點(diǎn)?答:在化學(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí),由于HY2-奪取Mln(紅紫)中的Zn2+而釋放出指示劑Hie-(黃色),因此近終點(diǎn)時(shí),隨著滴定劑的逐滴加入,溶液的顏色從紅紫f橙(紅紫與黃的中間色)f紅的成分繼續(xù)減少f終點(diǎn)的黃色。當(dāng)?shù)温潼c(diǎn)暫時(shí)黃色,溶液出現(xiàn)橙色表示已近終點(diǎn),要1滴多攪,如仍有透紅的現(xiàn)象,則終點(diǎn)未到,小心滴加半滴,多攪動(dòng),直至純黃。注意:近終點(diǎn)要1滴多攪,否則終點(diǎn)易過,因過了終點(diǎn)溶液仍是黃色。怎樣稱取錫青銅試樣?答:⑴如試樣是很小的顆粒,放在稱量瓶中用減量法稱量。⑵如試樣是螺旋狀的銅絲,則在電子天平上用直接稱量法稱量。將小稱量紙折成盒狀,稱量,按去皮鍵顯示“O.OOOOg”后,用鑷子取試樣放在稱量紙上,直至質(zhì)量在0.13g-0.16g的范圍內(nèi),關(guān)上天平門,稱量,記錄。取出稱量紙將試樣小心轉(zhuǎn)移到錐形瓶內(nèi)(要保證試樣轉(zhuǎn)移入錐形瓶內(nèi),不能灑落在外)。10銅試樣轉(zhuǎn)移到錐形瓶內(nèi),有些試樣沾在錐形瓶壁,如何處理?答:利用加酸的機(jī)會(huì),將銅試樣帶到瓶底,若用洗瓶吹洗,會(huì)降低酸與h2O2的濃度,使反應(yīng)速度減11、為什么H2O2溶液要用定量加液器加?怎樣加?答:由于質(zhì)量百分比大于30%的H2O2溶液會(huì)灼傷皮膚(呈白色),所以用定量加液器加。加液器由塑料瓶與試管組成,手捏塑料瓶使流出的溶液至試管的標(biāo)線即可。因試管已成傾斜狀態(tài),轉(zhuǎn)移溶液時(shí),先將試管口靠在錐形瓶口,再稍傾斜塑料瓶就行,否則溶液會(huì)倒在容器外。如萬一不小心,H2O2沾到手上,立即用水沖洗干凈,灼燒的白色皮膚過幾天也會(huì)脫落。12、加入5mL1:1HCl、2?3mL30%H2O2后,為什么待Cu反應(yīng)完后才加熱?答:由于有氧化劑HO存在,銅試樣溶解在HCl和HO混合溶液中,有氣泡產(chǎn)生,溶液逐漸變綠,因此不加熱反應(yīng)就可完成。反應(yīng)后再加熱可以減少溶劑水的損失。13加熱的目的是什么,加熱過程的注意事項(xiàng)有哪些?答:⑴銅溶解完后,加熱的目的是除H2O2,H2O2=H2O+I,2A⑵注意事項(xiàng):加熱時(shí),錐形瓶決不能塞上塞子,否則會(huì)因瓶內(nèi)壓力增加而沖出塞子,甚至錐形瓶也炸裂。H2O2受熱分解放出02,可看到大量小而密的氣泡產(chǎn)生,此時(shí)把煤氣燈移去,以免反應(yīng)過于激烈溶液濺失。待大部分02放出后,繼續(xù)用小火加熱使H2O2完全分解,記?。阂』?,以防止溶液燒干。此時(shí)人不要離開。建議:平行測(cè)定的試樣在溶樣時(shí)盡量條件相同,如加的酸量、溶樣后的體積大致相等,便于后續(xù)pH的調(diào)節(jié)。14如H202還未趕完,溶液體積已很小,但未燒干,怎么辦?答:等錐形瓶稍冷后,補(bǔ)加稀鹽酸10mL。冷后加是為了避免熱的錐形瓶遇冷的酸而破裂15如何判斷H2O2已除凈,冷卻時(shí)為什么不能塞上塞子?答:(1)溶液中小而密的氣泡(o2)變少,最后消失,繼而出現(xiàn)大而少的氣泡(水蒸氣),再加熱片刻(2?3min),可保證HO^完全除去。⑵如果塞上塞子冷卻,,會(huì)因瓶內(nèi)壓力變小而打不開塞子。16若H2O2未除凈,對(duì)測(cè)定有何影響?答:h2O2會(huì)氧化二甲酚橙呈紫紅色,導(dǎo)致無法判斷終點(diǎn)。17說明錫青銅的組成,有哪些離子干擾Zn2+的測(cè)定?答:錫青銅的主要成分是銅、鉛、錫、鋅,還可能有少量鐵、鋁等雜質(zhì),在實(shí)驗(yàn)條件下CU2+、Pb2+、Sn(IV)、Fe3+、AW等離子均干擾鋅的測(cè)定。實(shí)驗(yàn)中如何掩蔽干擾離子?答:⑴沉淀掩蔽法掩蔽Pb2+⑵氧化還原、配位掩蔽法掩蔽Cu2+⑶配位掩蔽法掩蔽Sn(IV)、Fe3+、Al3能否先加硫脲后加氟化物?答:不能。若先加硫脲,則還原劑硫脲將Fe3+、Sn(IV)還原為低價(jià)Fe2+、Sn2+,由于F-形成的配合物為離子型金屬離子的電荷越高形成的配合物越穩(wěn)定,因此金屬離子電荷的降低,使Fe2+、Sn2+不能被F-有效掩蔽而干擾Zn2+的測(cè)定(Fe2+,p=0.8;Fe3+,片=5.18, =9.07,札=12.1;Sn2+,P=9.5;Sn(IV),p=25)0 '36為什么每加一種掩蔽劑后均要旋搖錐形瓶,使固體溶解或溶液混合均勻?答:使待掩蔽的Mn+能與掩蔽劑充分反應(yīng),而被掩蔽完全,不干擾Zn2+的測(cè)定。加硫脲后,溶液帶黃綠色,為什么?答:溶液的pH不在2?6的范圍內(nèi),使CU2+掩蔽不徹底而顯色;若CU2+完全掩蔽,溶液應(yīng)無色。21、 若加六亞甲基四胺后,溶液的pH不在5.5左右,對(duì)測(cè)定有何影響?答:①若pH>6,原來已被掩蔽的Cu2+解蔽(Cu+生成的配合物解離,Cu+被空氣氧化),導(dǎo)致原來無色(但有白色沉淀)的溶液又變綠(或黃綠),因Cu2+封閉二甲酚橙,會(huì)使終點(diǎn)過渡色較長或終點(diǎn)不敏銳。當(dāng)pH>6.3,二甲酚橙指示劑本身為紅色而不能指示終點(diǎn)。②若pH小了,則終點(diǎn)變色不敏銳22、 怎樣檢查溶液的pH,怎樣調(diào)節(jié)溶液pH"5.5?答:⑴加入六亞甲基四胺后,旋搖錐形瓶,使溶液混合均勻,用5.4?7.0的精密pH試紙檢查溶液的pH值.取一塊試紙,在錐形瓶口上方,用玻棒沾少許試液,接觸試紙,觀察試紙的顏色,并與色階板對(duì)照確定pH.用洗瓶將試紙上的試液吹入瓶內(nèi)。⑵若pHV5.5,則加1mL六亞甲基四胺,混勻后,測(cè)溶液的pH。若pH仍小于5.5,則繼續(xù)加1mL六亞甲基四胺,搖勻后測(cè)pH,直到符合要求:試紙的顏色介于5.4?5.8之間(取中間色)。若溶液的pH高了,則滴加1:1鹽酸調(diào)節(jié)。由于溶液內(nèi)已有緩沖對(duì),加六亞甲基四胺后,溶液pH變化較慢,所以1mL、1mL的加。pH調(diào)好后,玻棒用洗瓶吹洗后取出。當(dāng)?shù)谝环菰囈旱膒

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