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第四章物质结构元素周期律测试题一、选择题1.下面叙述不正确的是A.S2-的结构示意图: B.的质子数为138C.中子数为18的氯原子: D.的中子数是262.人类对微观本质的认识。经历了漫长的探究过程,下列说法错误的是A.道尔顿提出了原子学说,认为原子不能被创造,在化学反应中不可再分B.卢瑟福提出了带核的原子结构模型C.汤姆生发现了原子中电子的存在D.20世纪初诞生的波粒二象性规律,认为电子的运动遵循经典力学原理3.碳纳米点(CQDs)/氮化碳(C3N4)纳米复合物是一种新型光催化剂,可用于光分解水的反应,其原理如图所示。下列说法错误的是A.C3N4是无机非金属材料B.总反应属于吸热反应C.阶段Ⅰ和阶段Ⅱ均有非极性键的断裂与形成D.此过程实现了太阳能向化学能的转化4.下列关于元素周期表的说法中不正确的是A.元素周期表中第一、二、三周期为短周期B.周期表里,元素所在的周期序数等于其原子核外电子层数C.周期表里,主族元素所在的族序数等于其原子的最外层电子数D.周期表有7个主族,7个副族,1个0族,1个第VIII族,共有16纵行5.38Sr(锶)的87Sr、86Sr稳定同位素在同一地域土壤中87Sr/86Sr值不变。土壤生物中87Sr/86Sr值与土壤中87Sr/86Sr值有效相关。测定土壤生物中87Sr/86Sr值可进行产地溯源。下列说法不正确的是A.87Sr和86Sr互为同位素B.87Sr和86Sr含有的中子数分别为49和48C.同一地域产出的同种土壤生物中87Sr/86Sr值相同D.87Sr和86Sr的化学性质不相同6.下列顺序正确的是A.酸性HNO3>H3PO4>HClO4 B.还原性F->Cl->S2-C.稳定性:H2O>HF>H2S D.原子半径:Na>Mg>O7.既能跟盐酸又能跟氢氧化钠溶液反应的物质是A.MgO B.HNO3 C.Al(OH)3 D.CaCO38.下列物质既含离子键又含共价键的是A.H2 B.NH4Cl C.CO2 D.K2O9.“嫦娥一号”卫星完成的四大科学目标之一是探测下列14种元素的含量和分布:K、Th(钍)、U(铀)、O、Si、Mg、Al、Ca、Fe、Ti(钛)、Na、Mn、Cr(铬)、Gd(钆)。这14种元素原子的最外层电子数是奇数的主族元素有A.2种 B.3种 C.4种 D.5种10.北京冬奥会使用了更节能环保的CO2跨临界直冷制冰技术。下列关于CO2的说法正确的是A.结构式:O-C-O B.电子式:C.分子构型:直线形 D.球棍模型:11.下列离子方程式书写正确的是A.金属铝溶于氢氧化钠溶液:B.向溶液中滴加氨水:C.向碳酸钠溶液中加入溶液:D.向稀溶液中滴加溶液:12.下列关于Rb的说法错误的是()A.与反应比Na更剧烈B.与能剧烈反应并释放出C.Rb是极强的还原剂D.RbOH的碱性比同浓度的NaOH弱二、非选择题13.卤素性质的递变规律及原因从F→I,电子层数逐渐增多,原子半径逐渐增大,原子核对最外层电子的引力逐渐,原子得电子能力逐渐,非金属性逐渐。14.原子的电子式元素符号周围标明元素原子的最外层电子,每个方向不能超过2个电子。当最外层电子数小于或等于4时以单电子分布,多于4时多出部分以电子对分布。例如:镁原子:;碳原子:;氧原子:;氖原子:。15.元素周期律(1)内容:元素的性质随着原子序数的递增而呈变化。(2)实质:元素性质的周期性变化是元素原子的的必然结果。(3)同周期从左到右的结构与性质的递变性原子结构核电荷数电子层数原子半径性质化合价元素的金属性和非金属性离子的氧化性、还原性气态氢化物的稳定性、还原性最高价氧化物对应的水化物的酸碱性16.蔡老师经常研究元素周期表,下表是元素周期表的一部分,请按每题的要求回答下列有关问题:族周期IAIIAIIIAIVAVAVIAVIIA02①②3③④⑤⑥⑦⑧⑨4⑩⑪⑫(1)写出下列元素名称(填汉字):①,⑥,⑦。(2)在这些元素中,最活泼的金属元素是,最活泼的非金属元素是,最不活泼的元素是。(填元素名称,填汉字)(3)在这些元素的最高价氧化物对应水化物中,酸性最强的是,碱性最强的是,呈两性的氢氧化物是。(填名称,汉字)17.原子序数由小到大排列的四种短周期元素X、Y、Z、W,四种元素的原子序数之和为32,在周期表中X是原子半径最小的元素,Y、Z左右相邻,Z、W位于同主族。(1)X元素符号是。(2)Z、W形成的气态氢化物的稳定性>(写化学式)。(3)由X、Y、Z、W四种元素中的三种组成的一种强酸,该强酸的稀溶液能与铜反应,离子方程式为。(4)由X、Y、Z、W四种元素组成的一种离子化合物A,已知①1molA能与足量NaOH浓溶液反应生成标准状况下44.8L气体。②A能与盐酸反应产生气体,该气体能与氯水反应,写出该气体与氯水反应的离子方程式。(5)由X、Y、Z、W和Fe五种元素组成的相对分子质量为392的化合物B,1molB中含有6mol结晶水。对化合物B进行如下实验:①取B的溶液加入过量浓NaOH溶液并加热,产生白色沉淀和无色刺激性气味气体;过一段时间白色沉淀变为灰绿色,最终变为红褐色。②另取B的溶液,加入过量,溶液产生白色沉淀,加盐酸沉淀不溶解。由实验①、②推知B的化学式为。18.冰雪天气中常使用融雪剂,某种融雪剂主要成分的化学式为,X、Y为周期表1-20号内的元素,其阳离子和阴离子的电子层结构相同,且1mol含有54mol电子。(1)该融雪剂化学式是;X与氢元素形成的化合物的电子式是。(2)元素D、E原子的最外层电子数是其电子层数的2倍,D与Y相邻,D的单质易溶于D与E形成的一种液态化合物,该液态化合物分子的结构式为;D所在族元素的氢化物中,沸点最低的是。(3)元素W与Y同周期,其单质晶体结构类似于金刚石;元素Z的单质分子中有3个共价键;W与Z能形成一种新型无机非金属材料,其化学式是。19.元素周期表、元素周期律在学习、研究和生产实践中有很重要的作用。下表列出了a~g7种元素在周期表中的位置。族周期IAIIAIIIAIVAVAVIAVIIA02a3bcde4fg(1)a的元素符号是。(2)b、c的最高价氧化物对应的水化物(氢氧化物)中,碱性较弱的是(填化学式)。(3)非金属性e强于g,用原子结构解释原因,得电子能力e大于g。(4)下列对f及其化合物的推断中,正确的是(填字母)。A.f的最高化合价为+6价B.f的氢化物的稳定性弱于d的氢化物的稳定性C.f的最高价氧化物对应的水化物属于碱(5)单质c与b的最高价氧化物的水化物反应的化学方程式为。20.碘是生命体的必需元素,请根据如下有关碘及其化合物的性质,回答下列问题:(1)实验室中制取少量碘的反应为KI+CuSO4→CuI↓+K2SO4+I2(未配平)。此反应生成1molI2时转移的电子数是。(2)单质碘与氟气反应可制得IF5,实验表明液态IF5具有一定的导电性,研究人员发现产生这一现象的原因可能是IF5的自偶电离(如:2H2O⇋H3O++OH-),则电离生成的+1价阳离子为,-1价阴离子为。(3)设计以下实验方案判断加碘食盐中碘的存在形式为I-或IO3-或I-和IO3-同时存在。请对以下实验方案进行预测和分析。首先取试样加水溶解,分成三份试样:①第一份试样加酸酸化后,加入淀粉溶液,溶液变蓝,说明试样中同时存在I-和IO3-,该过程反应的离子方程式为。②第二份试样加酸酸化后,加入淀粉溶液无变化,再加溶液,溶液变蓝,说明试样中存在I-。③第三份试样加酸酸化后,如果直接使试纸变蓝,说明试样中存在IO3-。21.无水四氯化锡用途很广。某化学兴趣小组利用锡渣废料(主要成分为Sn和SnO)制备。熔融的Sn与反应生成,同时会有少量生成,部分反应装置如图所示。已知:①Sn、SnO、、有关物理性质如下表所示。物质颜色、状态熔点/℃沸点/℃Sn银白色固体2322260SnO蓝黑色粉末1080分解1080分解无色晶体246652无色液体-33114②极易水解生成。③当时,Sn存在形式为沉淀;当时,Sn存在形式为。回答下列问题:(1)盛放试剂b的仪器名称是,该装置中发生反应的离子方程式为。(2)制备的相关试剂和操作正确的是(填字母)。A.试剂a为稀盐酸B.试剂b为固体C.试剂c为浓硫酸D.试剂d为饱和食盐水E.f口为出水口F.试剂g可选用NaOH溶液(3)温度计控制温度t的范围为。(4)根据实验要求,若要完成该实验,需在上图虚线框中画出装置所缺少的仪器和所需试剂(即冷却装置与尾气处理装置之间的仪器);若没有该装置,可能会发生的副反应的化学方程式为。(5)因氯化亚锡()用途广泛,在无机工业中用作还原剂(易被氧化为)。该兴趣小组又用三颈烧瓶内的剩余物质制备,向三颈烧瓶中加入适量的浓盐酸并充分搅拌,加热到一定温度,一段时间后,冷却至室温,过滤,向滤液中加入少许单质锡,调节,在气流下进行蒸发浓缩,冷却结晶得氯化亚锡晶体。①在制备时,向三颈烧瓶中通入的目的是。②调节的原因是。22.ClO2是一种强氧化性气体(高浓度时呈红黄色,低浓度时呈黄色),在消毒和果蔬保鲜等方面应用广泛。某兴趣小组通过下图所示装置(夹持装置略)对其进行制备、收集、吸收并制取NaClO2。(1)图中装置有一明显错误,请指出。(2)D中吸收ClO2后生成NaClO2、NaHCO3和。(3)E中溶液变蓝,(填“能”或“不能”)说明ClO2在D装置中未被充分吸收,理由是。(4)提高ClO2吸收率的方法有。A.加快滴加稀硫酸的速度B.减缓滴加稀硫酸的速度C.装置D、E中长导管口加装多孔球泡【参考答案】一、选择题1.B解析:A.S是16号元素,S2-是S原子获得2个电子形成的,S2-核外电子排布是2、8、8,所以S2-的结构示意图:,A正确;B.原子符号左下角为质子数,左上角为质量数,的质子数为56,质量数是138,B错误;C.原子符号左下角为质子数,左上角为质量数,Cl是17号元素,原子核内质子数是17,中子数为18的氯原子质量数是17+18=35,可表示为:,C正确;D.表示的质子数是22,中子数是26的Ti原子,D正确;故合理选项是B。2.D解析:A.道尔顿提出了原子学说,认为原子不能被创造,在化学反应中不可再分,A正确;B.卢瑟福通过α粒子散射实验,提出了带核的原子结构模型,B正确;C.汤姆生发现了原子中电子的存在,C正确;D.20世纪初诞生的波粒二象性规律,认为电子的运动既有波动性又有粒子性,和经典力学原理不同,D错误;故选D。3.C解析:A.C3N4属于新型无机非金属材料,A项正确;B.其总反应为水分解为氢气和氧气,属于吸热反应,B项正确;C.阶段Ⅰ为O-H键(极性共价键)的断裂,H-H键和O-O键(非极性共价键)的形成,没有非极性共价键的断裂,C项错误;D.该过程利用太阳能光解水,实现了太阳能向化学能的转化,D项正确;故选C。4.D解析:A.元素周期表共7个周期,其中第一、二、三周期为短周期,A正确;B.周期表里周期是根据原子的电子层数确定的,元素所在的周期序数等于其原子核外电子层数,B正确;C.周期表里主族序数等于其原子的最外层电子数,C正确;D.周期表有7个主族,7个副族,1个0族,1个第VIII族(有3列),共有18纵行,D错误;故选D。5.D解析:A.87Sr和86Sr是质子数相同、中子数不同的原子,互为同位素,故A正确;B.87Sr和86Sr含有的中子数分别为87-38=49和86-38=48,故B正确;C.87Sr、86Sr是38Sr的稳定同位素,同一地域产出的同种土壤生物中87Sr/86Sr值相同,故C正确;D.87Sr和86Sr核外电子排布相同,所以化学性质相同,故D错误;选D。6.D【分析】同周期从左到右,金属性减弱,非金属性变强,元素的电负性变强;同主族由上而下,金属性增强,非金属性逐渐减弱,元素电负性减弱;解析:A.非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,酸性HClO4>HNO3>H3PO4>,A错误;B.非金属性越强对应简单离子的还原性越弱,还原性F-<Cl-<S2-,B错误;C.非金属性越强,其简单氢化物稳定性越强,稳定性:HF>H2O>H2S,C错误;D.电子层数越多半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小;原子半径:Na>Mg>O,D正确;故选D。7.C解析:A.氧化镁和氢氧化钠不反应,A错误;B.硝酸和盐酸不反应,B错误;C.氢氧化铝是两性氢氧化物,既能与盐酸反应,又能与氢氧化钠溶液反应,C正确;D.碳酸钙与氢氧化钠不反应,D错误;故选C。8.B解析:A.H2是非金属单质,其中只含有共价键,故A不选;B.NH4Cl是离子化合物,含有离子键,铵根离子中N原子和H原子之间是共价键,故B选;C.CO2是共价化合物,其中只含有共价键,故C不选;D.K2O是离子化合物,只含有离子键,故D不选;故选B。9.B解析:这14种元素原子是主族元素有K、O、Si、Mg、Al、Ca、Na;K、O、Si、Mg、Al、Ca、Na中最外层电子数是奇数为最外层电子数是奇数K、Al、Na;故选B。10.C解析:A.二氧化碳分子中碳原子与氧原子之间分别共用2对电子对,以达到稳定结构,其结构式为:O=C=O,A错误;B.二氧化碳分子中碳原子与氧原子之间分别共用2对电子对,以达到稳定结构,电子式表示为:,B错误;C.二氧化碳中心C原子采用sp2杂化方式,所以分子构型为直线形,C正确;D.为二氧化碳分子的比例(空间充填模型),不是球棍模型,D错误;故选C。11.C解析:A.金属铝溶于氢氧化钠溶液的离子方程式为:,A项错误;B.NH3·H2O是弱电解质,不能拆,正确的离子方程式为:,B项错误;C.向碳酸钠溶液中加入CaCl2溶液,离子方程式为:,C项正确;D.向稀H2SO4溶液中滴加Ba(OH)2溶液,离子方程式为:,D项错误;答案选C。12.D解析:B.Rb和Na都位于元素周期表的IA族,根据同主族元素从上到下结构和性质的递变规律,Rb的金属性比Na的强,因此Rb与反应比Na更剧烈,故A不选;B.由的性质推断出与能剧烈反应生成RbOH并释放出,故B不选;C.铷原子失电子能力比钠原子的强,故Rb是极强的还原剂,故C不选;D.金属性,元素的金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的碱性越强,所以RbOH的碱性比同浓度的NaOH强,故选D。二、非选择题13.减小减弱减弱解析:同一主族元素,从F→I,原子序数逐渐增大,原子核外电子层数逐渐增多,原子半径逐渐增大,原子核对最外层电子的引力逐渐,导致原子获得电子的能力逐渐减弱,故元素的非金属性逐渐减弱。14.解析:镁原子最外层有2个电子,电子式为;碳原子最外层电子数是4个,电子式为;氧原子最外层电子数是6个,电子式为;氖原子最外层电子数是8个,电子式为。15.(1)周期性(2)核外电子排布周期性变化(3)逐渐增大相同逐渐减小最高正化合价由+1→+7(O、F除外),负价从-4到-1金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强阳离子氧化性逐渐增强,阴离子还原性逐渐减弱稳定性逐渐增强、还原性逐渐减弱碱性逐渐减弱,酸性逐渐增强解析:(1)物质的结构决定物质的性质,元素的性质是原子结构变化的反映。元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性的变化;(2)物质的结构决定物质的性质,元素的性质的周期性变化是元素原子的核外电子排布周期性变化的必然结果;(3)同周期从左到右的结构与性质的递变性关系:对于元素的原子结构:同周期从左到右,元素原子的核电荷数逐渐增大;原子核外电子层数相同;原子半径逐渐减小;元素性质:同周期从左到右,元素的化合价中最高正化合价由+1→+7(O、F除外),负价从-4到-1;元素的金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强;元素原子失去电子形成的阳离子的氧化性逐渐增强,元素的原子获得电子形成的阴离子还原性逐渐减弱;元素形成的简单气态氢化物的稳定性逐渐增强;物质的还原性逐渐减弱;金属元素形成的最高价氧化物对应的水化物的碱性逐渐减弱;非金属元素形成的最高价氧化物对应的水化物的酸性逐渐增强。16.(1)氮硅硫(2)钾氟氩(3)高氯酸氢氧化钾氢氧化铝【分析】根据表格中各元素的位置可知,①为氮元素,②为氟元素,③为钠元素,④为镁元素,⑤为铝元素,⑥为硅元素,⑦为硫元素,⑧为氯元素,⑨为氩元素,⑩为钾元素,⑪为钙元素,⑫为溴元素,据此进行分析。解析:(1)由分析可知,①为氮,⑥为硅,⑦为硫。(2)最活泼的金属为金属性最强的元素,表格中钾金属性最强;最活泼的非金属为非金属性最强的元素,表格中氟的非金属性最强;稀有气体最不活泼,表格中氩最不活泼。(3)非金属性越强,最高价含氧酸酸性越强,由于氟没有最高正价,故最高价含氧酸酸性最强的是高氯酸;元素金属性越强,最高价氧化物对应的水化物碱性越强,故碱性最强的是氢氧化钾;呈两性的氢氧化物是氢氧化铝。17.(1)H(2)(3)(4)(5)解析:原子序数由小到大排列的四种短周期元素X、Y、Z、W,在周期表中X是原子半径最小的元素,则X为H元素;Z、W位于同主族,设Z的原子序数为x,则W的原子序数为x+8,Y、Z左右相邻,Y的原子序数为x−1,由四种元素的原子序数之和为32,则,解得x=8,即Y为N元素,Z为O元素,W为S元素,M元素与X同主族,与W同周期,则M为Na。(1)分析可知X为H元素,故答案为H;(2)非金属性越强,氢化物越稳定,非金属性O>S,故氢化物越稳定H2O>H2S;故答案为H2O,H2S;(3)由H、N、O、S四种元素中的三种组成的一种强酸,该强酸的稀溶液能与铜反应,该酸为HNO3,Cu越稀硝酸反应得到硝酸铜、NO与水,反应离子方程式为;故答案为;(4)由H、N、O、S四种元素组成的一种离子化合物A,则A为铵盐;1molA能与足量NaOH浓溶液反应生成标准状况下44.8L气体,即氨气为2mol,即1molA含有2mol铵根离子;A能与盐酸反应产生气体B,该气体能与氯水反应,B为二氧化硫,可推知A为(NH4)2SO3,B为SO2;SO2与氯水反应的离子方程式为;故答案为;(5)由H、N、O、S和Fe五种元素组成的相对分子质量为392的化合物B,1molB中含有6mol结晶水。向B的溶液中加入过量浓NaOH溶液并加热,产生白色沉淀和无色有刺激性气味的气体,白色沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色,说明B中含有Fe2+和,另取少量B的溶液,向其中加入过量BaCl2溶液时产生白色沉淀,再加入稀盐酸沉淀不溶解,说明B中含有;结合B的相对分子质量和结晶水个数可知B的化学式为;故答案为。18.(1)CaCl2(2)S=C=SH2S(3)Si3N4解析:X、Y为周期表1-20号内的元素,某种融雪剂主要成分的化学式为,其阳离子和阴离子的电子层结构相同,且1mol含有54mol电子,可知其阳离子和阴离子的电子数都是18,则X是Ca元素、Y是Cl元素。(1)根据以上分析,X是Ca元素、Y是Cl元素,该融雪剂化学式是CaCl2;Ca与氢元素形成的化合物CaH2是离子化合物,电子式是。(2)元素D、E原子的最外层电子数是其电子层数的2倍,D与Y相邻,则D是S元素、E是C元素,S的单质易溶于CS2,CS2分子的结构式为S=C=S;分子结构相似,相对分子质量越大,沸点越高,S所在族元素的氢化物中,H2O能形成氢键,沸点较高,所以沸点最低的是H2S。(3)元素W与Cl同周期,其单质晶体结构类似于金刚石,则W是Si元素;元素Z的单质分子中有3个共价键,Z是N元素;Si与N能形成一种新型无机非金属材料,Si显+4价、N显-3价,所以其化学式是Si3N4。19.(1)N(2)Al(OH)3(3)最外层电子数e与g相同,电子层数e小于g,原子半径e小于g(4)AB(5)2Al+2H2O+2NaOH=2NaAlO2+3H2↑【分析】根据各元素在周期表中的位置可知,元素a、b、c、d、e、f、g分别是N、Na、Al、S、Cl、Se、Br,由此作答。解析:(1)元素a在第二周期第VA,故a为N。(2)金属性:Na>Al,碱性:NaOH>AI(OH)3。(3)因e和g同一主族,最外层电子数e与g相同,电子层数e小于g,原子半径e小于g,对最外层电子的吸引能力e大于g,故非金属性e强于g;(4)S和Se的最高正价都为+6价,二者同主族,性质相似,但非金属性S>Se,Se的氢化物的稳定性弱于S的氢化物的稳定性,故AB正确。Se的最高价氧化物对应的水化物属于酸,酸性比H2SO4弱,C不正确。(5)铝单质溶于氢氧化钠溶液生成偏铝酸钠和氢气,其化学方程式为:2Al+2H2O+2NaOH=2NaAlO2+3H2↑。20.2NAIF4+IF6-5I-+IO3-+6H+=3I2+3H2OFeCl3湿润淀粉-KI【分析】(1)该反应中I元素化合价由-1价变为0价;(2)根据水的电离方程式确定IF5电离方程式,从而确定其阴离子;(3)①碘离子具有还原性、碘酸根离子具有强氧化性,试样加酸酸化,如果加淀粉溶液后试样溶液变蓝,说明有碘单质生成,则存在碘离子和碘酸根离子;②试样酸化后,然后向溶液中加入氧化剂,如果加入淀粉溶液后试样溶液变蓝,说明试样中存在I-;③试样酸化后,如果直接使淀粉碘化钾试纸变蓝色,就说明含有碘酸根离子.解析:(1)该反应中I元素化合价由−1价变为0价,则生成1molI2时转移的电子数是2NA,故答案为:2NA;(2)根据水的电离方程式知,IF5电离方程式为2IF5⇌IF4++IF6-,电离生成的+1价阳离子为IF4+,阴离子为IF6-,故答案为:IF4+;IF6-;(3)①碘离子具有还原性、碘酸根离子具有强氧化性,试样加酸酸化,如果加淀粉溶液后试样溶液变蓝,说明有碘单质生成,则存在碘离子和碘酸根离子,离子反应方程式为5I-+IO3-+6H+=3I2+3H2O,故答案为:5I-+IO3-+6H+=3I2+3H2O;②试样酸化后,然后向溶液中加入氧化剂,如FeCl3,如果加入淀粉溶液后试样溶液变蓝,说明试样中存在I−,故答案为:FeCl3;③试样酸化后,如果直接使淀粉碘化钾试纸变蓝色,则碘离子被氧化生成碘单质,就说明原溶液含有碘酸根离子,故答案为:湿润淀粉−KI。21.(1)圆底烧瓶4H++2Cl-+MnO2Mn2++Cl2↑+2H2O(2)BF(3)232~652℃(4)SnCl4+(x+2)H2O=SnO2⋅xH2O+4HCl(5)排尽装置内空气,防止Sn2+被氧化防止Sn2+转化为Sn(OH)2沉淀解析:某化学兴趣小组利用锡渣废料(主要成分为Sn和SnO)制备SnCl4。熔融的Sn与Cl2反应生成SnCl4,同时会有少量SnCl2生成。结合装置图可知,三颈烧瓶左侧的装置用来制取和提纯Cl2,三颈烧瓶中Sn和Cl2反应制备SnCl4,三颈烧瓶右侧的装置用来收集SnCl4,由于SnCl4的沸点相对较
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