2025年高考化学一轮复习(新高考版)大单元2 第5章 第19讲 硫及其氧化物_第1页
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第19讲硫及其氧化物[复习目标]1.了解硫的存在及其单质的性质和用途。2.掌握硫的氧化物的主要性质及应用。3.了解空气中SO2的测定及治理。考点一硫单质的性质1.硫元素的存在形态2.硫单质的物理性质俗称颜色状态溶解性水酒精CS2硫黄黄色晶体难溶微溶易溶思考(1)硫有S2、S4、S6、S8等多种单质,它们的关系是什么?加热时,S8转化为S6、S4、S2属于什么变化?(2)硫单质难溶于水,易溶于CS2,其原因是什么?提示(1)S2、S4、S6、S8属于同一元素的不同种单质,它们互为同素异形体,S8转化为S6、S4、S2属于化学变化。(2)硫单质、CS2均属于非极性分子,而H2O属于极性分子,根据“相似相溶”规律,非极性分子易溶于非极性分子形成的溶剂中。3.从化合价的角度认识硫单质的化学性质eq\o(S,\s\up6(-2))eq\o(,\s\up7(氧化性))eq\x(\o(S,\s\up6(0)))eq\o(→,\s\up7(还原性))eq\o(S,\s\up6(+4))1.硫在空气中燃烧的产物是SO2,在纯氧中燃烧的产物是SO3()2.硫与铁粉和铜粉分别反应,都可生成二价金属硫化物()答案1.×2.×硫及多硫化物的性质1.在下列反应中硫元素只表现氧化性的是()A.2Al+3Seq\o(=,\s\up7(△))Al2S3B.S+2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))2H2O+3SO2↑C.H2Seq\o(=,\s\up7(△))H2+SD.3S+6NaOHeq\o(=,\s\up7(△))2Na2S+Na2SO3+3H2O答案A解析A项,该反应中S的化合价由0价变为-2价,S只体现氧化性,正确;B项,该反应中S的化合价由0价、+6价变为+4价,S体现还原性和氧化性,错误;C项,该反应中S的化合价由-2价变为0价,S只体现还原性,错误;D项,该反应中S的化合价由0价变为-2价、+4价,S体现氧化性和还原性,错误。2.硫元素最常见和最稳定的一种同素异形体是黄色的正交α-型,1912年E.Beckmann由硫在碘中的冰点降低法测得它含有S8分子。1891年,M.R.Engel用浓盐酸和硫代硫酸盐的饱和溶液在0℃下作用首次制得了一种菱形的ε-硫,后来证明含有S6分子。下列说法正确的是()A.S6和S8分子都是由S原子组成,所以它们是一种物质B.S6和S8分子分别与铁粉反应,所得产物不同C.S6和S8分子分别与过量的氧气反应可以得到SO3D.等质量的S6和S8分子分别与足量的KOH溶液反应,消耗KOH的物质的量相同答案D解析S6和S8分子都是由S原子组成,但它们是不同的物质,互为同素异形体,故A错误;S6和S8是硫元素的不同单质,化学性质相似,因此它们分别与铁粉反应,所得产物相同,故B错误;不管氧气过量还是少量,S6和S8分子分别与氧气反应均得到SO2,故C错误;等质量的S6和S8分子,其硫原子的物质的量相同,因此它们分别与足量的KOH溶液反应,消耗KOH的物质的量相同,故D正确。3.单质硫与可溶性硫化物溶液作用生成多硫化物,如Na2S(aq)+(x-1)S=Na2Sx(x一般为2~6);多硫化物在酸性溶液中不稳定,易歧化;As2S3+2Na2S2(aq)=As2S5+2Na2S。下列说法错误的是()A.As2S3(其中As显+3价)是多硫化物B.As2S5是氧化产物C.Na2S2中阴、阳离子个数比为1∶2D.久置Na2S溶液遇酸可能变浑浊答案A解析由题干信息知,多硫离子Seq\o\al(2-,x)中S元素化合价为-eq\f(2,x)价>-2价,而As2S3中S元素为-2价,是正常硫化物,A错误;As2S3发生氧化反应生成氧化产物As2S5,B正确;Na2S2中阴、阳离子分别为Seq\o\al(2-,2)、Na+,个数比为1∶2,C正确;久置Na2S溶液被空气中氧气氧化后生成单质硫,S与Na2S溶液进一步反应生成多硫化物,多硫化物在酸性条件下易歧化,可能生成单质硫,溶液变浑浊,D正确。考点二二氧化硫和三氧化硫1.二氧化硫(1)物理性质色、味、态密度溶解性无色、有刺激性气味的有毒气体比空气的大易溶于水,通常状况下,1体积的水溶解约40体积的SO2(2)化学性质按要求完成下列化学方程式:SO2eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al\co1(酸性氧化,物的通性)\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(与H2O反应:SO2+H2OH2SO3,与NaOH足量反应:2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O)),氧化性:SO2+2H2S=3S+2H2O,\a\vs4\al\co1(还,原,性)\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(与O2反应:2SO2+O2\o(,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))2SO3,与Cl2和H2O反应:Cl2+SO2+2H2O=2HCl+H2SO4)),漂白性:可使品红溶液等有色物质褪色生成不稳定的无色物质))(3)实验室制法①固体Na2SO3与较浓H2SO4反应,化学方程式为Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O。②铜与浓H2SO4混合加热,化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4+SO2↑+2H2O。2.三氧化硫(1)物理性质熔点:16.8℃,沸点:44.8℃,常温常压下为液态,标准状况下为固态。(2)化学性质三氧化硫具有酸性氧化物的通性,主要反应如下:3.硫的氧化物对环境的影响(1)硫的氧化物的来源、危害及治理(2)硫酸型酸雨的形成过程4.三类漂白剂的比较类型原理举例特点氧化型将有机色质内部“生色团”破坏掉次氯酸及盐、过氧化物、O2等不可逆、持久加合型与有色物质内部“生色团”“化合”成无色物质SO2可逆、不持久吸附型将有色物质吸附而褪色活性炭物理变化1.标准状况下,2.24LSO3中含有硫原子数为NA()2.将SO2通入紫色石蕊溶液中,紫色石蕊溶液先变红后褪色()3.SO2使滴有酚酞的NaOH溶液褪色,体现了SO2的漂白性()4.SO2和Cl2等物质的量混合后通入装有湿润的有色布条的集气瓶中,漂白效果更好()5.SO2、漂白粉、活性炭、Na2O2都能使红墨水褪色,其原理相同()答案1.×2.×3.×4.×5.×一、SO2的制取与性质探究1.某研究性学习小组用如图装置制取少量二氧化硫并探究其某些性质。(1)装置A发生反应的化学方程式为_______________________________________________________________________________________________________________________________。(2)实验过程中,装置B、C中发生的现象分别是______________________________________、______________________;这些现象分别说明SO2具有的性质是________________________和______________________________________________;装置B中发生反应的离子方程式为_______________________________________________________________________________。(3)装置D的目的是探究SO2与品红反应的可逆性,请写出实验操作及现象:_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)尾气可采用________________溶液吸收。答案(1)Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O(2)溶液蓝色变浅直至褪色无色溶液中出现黄色浑浊还原性氧化性SO2+2H2O+I2=SOeq\o\al(2-,4)+2I-+4H+(3)品红溶液褪色后,关闭分液漏斗的活塞,点燃酒精灯加热,溶液恢复为红色(4)NaOH(答案合理即可)2.将SO2气体分别通入下列五种溶液中:回答下列问题:(1)试管①中的实验现象:酸性KMnO4溶液__________,证明SO2具有__________性。(2)试管②中的实验现象:石蕊溶液_________________________________________________。(3)试管③中______________(填“能”或“否”)观察到沉淀。(4)试管④中能产生白色沉淀,该沉淀是__________________(填化学式,下同)。(5)试管⑤中能产生白色沉淀,该沉淀是_____________________________________________,用离子方程式表示产生沉淀的过程:________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)褪色还原(2)变红(3)否(4)BaSO4(5)BaSO3SO2+2OH-=SOeq\o\al(2-,3)+H2O、Ba2++SOeq\o\al(2-,3)=BaSO3↓二、CO2、SO2混合气体中各成分的检验3.如图是检验某无色气体A是SO2和CO2的混合气体的装置图,按要求回答下列问题:(1)B中加入的试剂是________,作用是______________________________________________。(2)C中加入的试剂是__________,作用是_____________________________________________________________________。(3)D中加入的试剂是________________,作用是______________________________________________________________。(4)实验时,C中应观察到的现象是__________________________________________________________________________。答案(1)品红溶液检验SO2(2)酸性KMnO4溶液除去SO2并检验SO2是否除尽(3)澄清石灰水检验CO2(4)酸性KMnO4溶液的颜色变浅但不褪成无色解析检验二氧化硫用品红溶液,吸收二氧化硫用酸性KMnO4溶液,检验二氧化碳用澄清石灰水;在检验二氧化碳之前,必须除尽二氧化硫,因为二氧化硫也能使澄清石灰水变浑浊。C装置的作用是除去SO2并检验SO2是否除尽,所以酸性高锰酸钾溶液颜色变浅,但不能褪成无色,若褪成无色则不能证明二氧化硫已除尽。(1)SO2具有漂白性,但不能漂白酸碱指示剂,如紫色石蕊溶液中通入SO2,溶液变红,但不褪色。(2)检验SO2和CO2同时存在的一般流程SO2和CO2都可使澄清石灰水变浑浊,检验二者同时存在的一般流程为检验SO2⇒除去SO2⇒检验SO2是否除尽⇒检验CO2。1.正误判断,正确的打“√”,错误的打“×”。(1)向盛有SO2水溶液的试管中滴加几滴品红溶液,振荡,加热试管,通过观察溶液颜色变化,来探究SO2具有漂白性(2022·江苏,11B)()(2)SO2可漂白纸浆,不可用于杀菌、消毒(2021·湖南,2C)()(3)可用澄清石灰水检验SO2气体(2020·天津,6B)()(4)温室气体是形成酸雨的主要物质(2022·全国甲卷,7B)()(5)用石灰石-石膏法对燃煤烟气进行脱硫,同时可得到石膏(2022·浙江6月选考,8D)()(6)燃煤中加入CaO可以减少酸雨的形成及温室气体的排放(2017·全国卷Ⅲ,7C)()答案(1)√(2)×(3)×(4)×(5)√(6)×2.(2022·江苏,4)实验室制取少量SO2水溶液并探究其酸性,下列实验装置和操作不能达到实验目的的是()A.用装置甲制取SO2气体B.用装置乙制取SO2水溶液C.用装置丙吸收尾气中的SO2D.用干燥pH试纸检验SO2水溶液的酸性答案C解析60%硫酸和NaHSO3(s)可发生反应:H2SO4+2NaHSO3=Na2SO4+2SO2↑+2H2O,因此装置甲可以制取SO2气体,A正确;气体通入液体时“长进短出”,装置乙可以制取SO2水溶液,B正确;SO2不与饱和NaHSO3溶液发生反应,因此装置丙不能吸收尾气中的SO2,C错误;SO2水溶液显酸性,可用干燥的pH试纸检验其酸性,D正确。3.(2021·北京,6)室温下,1体积的水能溶解约40体积的SO2。用试管收集SO2后进行如下实验。对实验现象的分析正确的是()A.试管内液面上升,证明SO2与水发生了反应B.试管中剩余少量气体,是因为SO2的溶解已达饱和C.取出试管中的溶液,立即滴入紫色石蕊试液,溶液显红色,原因是:SO2+H2OH2SO3,H2SO3H++HSOeq\o\al(-,3),HSOeq\o\al(-,3)H++SOeq\o\al(2-,3)D.取出试管中溶液,在空气中放置一段时间后pH下降,是由于SO2挥发答案C4.(2021·广东1月适应性测试,14)推理是一种重要的能力。打开分液漏斗活塞,进行如图所示的探究实验,对实验现象的预测及分析错误的是()A.试管内CCl4层溶液褪色,说明Br2具有氧化性B.试管中的红色花瓣褪色,说明SO2具有漂白性C.试管中产生大量气泡,说明Na2SO3被氧化产生SO3D.一段时间后试管内有白色沉淀,说明有SOeq\o\al(2-,4)生成答案C解析锥形瓶内发生反应:Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O,产生的SO2进入到试管中,CCl4层溶液褪色,发生反应:SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr,证明Br2具有氧化性,A项正确;试管中花瓣褪色,说明SO2可以漂白花瓣中的有色物质,证明SO2具有漂白性,B项正确;试管中产生大量气泡是锥形瓶中产生的SO2进入到试管中引起的,Na2SO3与H2SO4发生复分解反应,C项错误;试管中Br2可将SO2氧化,生成H2SO4和HBr,SOeq\o\al(2-,4)可以和Ba2+结合生成不溶于酸的白色沉淀,D项正确。课时精练1.下列关于硫的叙述正确的是()A.硫的非金属性较强,在自然界中只以化合态存在B.可用水溶解过滤分离硝酸钾和硫黄的混合物C.硫与金属或非金属反应时都作氧化剂D.硫的氧化性比氯气强答案B解析硫的非金属性虽然较强,但在自然界中的存在形态既有化合态又有游离态,故A错误;硝酸钾易溶于水,而硫难溶于水,所以可用水溶解过滤分离硝酸钾和硫黄的混合物,故B正确;硫与金属反应时作氧化剂,与非金属反应时既可作氧化剂,也可作还原剂,故C错误;硫的非金属性比氯弱,所以硫的氧化性比氯气弱,故D错误。2.下列说法错误的是()A.残留在试管内壁上的硫可用热的NaOH溶液除去B.硫单质与变价金属反应时一般生成低价态的金属硫化物C.汞蒸气有毒,实验室里不慎洒落一些汞,可撒上硫粉进行处理D.单质硫或含硫物质燃烧时,氧气少量时生成SO2,氧气足量时生成SO3答案D3.下列有关硫及其化合物的说法或描述正确的是()A.硫黄矿制备硫酸经历两步:Seq\o(→,\s\up7(O2/点燃))SO3eq\o(→,\s\up7(H2O))H2SO4B.酸雨与土壤中的金属氧化物反应后,硫元素以单质的形式进入土壤中C.在燃煤中加入石灰石可减少SO2的排放,发生的反应为2CaCO3+2SO2+O2eq\o(=,\s\up7(高温))2CO2+2CaSO4D.土壤中的闪锌矿(ZnS)遇到硫酸铜溶液转化为铜蓝(CuS),说明CuS很稳定,不具有还原性答案C解析硫元素以硫酸盐的形式进入土壤,B项错误;CuS中S的化合价为-2价,具有还原性,D项错误。4.(2023·豫北名校高三调研)正交硫(也称菱形硫、斜方硫)与单斜硫是硫元素的两种常见单质,均由S8分子(结构如图所示)组成,两者结构中S8分子的排列方式不同,相互之间可以转化:单斜硫eq\o(,\s\up7(<95.6℃),\s\do5(>95.6℃))正交硫。下列有关说法错误的是()A.正交硫与单斜硫互为同素异形体B.S8分子中每个“S”均满足8电子结构C.正交硫转化为单斜硫发生了化学变化D.正交硫与单斜硫均完全燃烧生成SO2时,单斜硫放出的能量多答案D解析正交硫与单斜硫都是由硫元素组成的单质,所以两者互为同素异形体,A正确;由结构示意图可知,S8分子中每个硫原子与2个硫原子形成共价键,则每个硫原子均满足8电子稳定结构,B正确;同素异形体之间的转化属于化学变化,C正确。5.下列关于SO2、SO3的说法正确的是()A.SO2与SO3均为极性分子B.SO3能与水形成分子间氢键C.SO3分子中S的杂化方式为sp3D.SO2分子中键角小于SO3分子中的键角答案D解析SO2分子中S原子为sp2杂化,孤电子对数为1,分子空间结构为V形,SO2为极性分子,SO3分子中S原子为sp2杂化,孤电子对数为0,分子空间结构为平面三角形,SO3为非极性分子,A、C错误;SO3遇水迅速反应生成硫酸,SO3与H2O不能形成分子间氢键,但H2SO4与H2O能形成分子间氢键,B错误。6.根据SO2通入不同溶液中的实验现象,所得结论不正确的是()实验现象结论A含HCl、BaCl2的FeCl3溶液产生白色沉淀SO2有还原性BH2S溶液产生黄色沉淀SO2有氧化性C酸性KMnO4溶液紫色溶液褪色SO2有漂白性DNa2SiO3溶液产生胶状沉淀酸性:H2SO3>H2SiO3答案C解析A项,溶液中SO2被FeCl3氧化生成SOeq\o\al(2-,4),再与BaCl2反应产生白色沉淀,体现了SO2的还原性;B项,SO2与H2S溶液发生反应:SO2+2H2S=3S↓+2H2O,体现了SO2的氧化性;C项,SO2使酸性KMnO4溶液褪色,体现了SO2的还原性;D项,SO2与Na2SiO3溶液反应产生胶状沉淀,根据强酸制弱酸,则酸性:H2SO3>H2SiO3。7.如图是研究二氧化硫性质的微型实验装置(实验时用另一表面皿扣在上面)。现用75%硫酸溶液和亚硫酸钠晶体反应制取SO2气体并进行实验,实验现象很明显。下列说法错误的是()A.品红溶液褪色B.紫色石蕊溶液先变红后褪色C.酸性KMnO4溶液紫色褪去D.含酚酞的NaOH溶液红色变浅答案B解析SO2能漂白品红,不能漂白指示剂,SO2是酸性氧化物,与水反应生成亚硫酸,能使紫色石蕊溶液变红但不会褪色,A项正确,B项错误;SO2具有还原性,能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应,使酸性KMnO4溶液紫色褪去,C项正确;SO2能与NaOH溶液反应生成亚硫酸钠和水,能使含酚酞的NaOH溶液红色变浅,D项正确。8.为确定某纯净的气体Q的成分,进行了如下几种实验,其中不正确的是()选项操作及现象结论A闻Q气味(有刺激性)eq\o(→,\s\up7(通入))酸性KMnO4溶液(褪色)Q一定是SO2B闻Q气味(有刺激性)eq\o(→,\s\up7(通入))澄清石灰水(变浑浊)Q可能是SO2CQeq\o(→,\s\up7(通入))品红溶液(褪色)eq\o(→,\s\up7(△))变红色Q一定是SO2DQeq\o(→,\s\up7(通入))紫色石蕊溶液(先变红后褪色)Q一定不是SO2答案A解析硫化氢、二氧化硫等均能被高锰酸钾氧化,由现象可知Q不一定是SO2,故A错误。9.SO2属于大气污染物,可用H2与SO2在加热条件下反应消除SO2的污染,其反应原理可分为两步,过程如图所示。下列说法正确的是()A.SO2排放到空气中会形成pH≈5.6的酸雨B.可用CuSO4溶液检验是否有气体X生成C.在100~200℃时发生的是置换反应D.工业上可用浓硝酸处理尾气中的SO2答案B解析酸雨的pH<5.6,A错误;气体X为H2S,能与CuSO4溶液反应生成黑色的硫化铜沉淀,所以可用CuSO4溶液检验是否有气体X生成,B正确;在100~200℃时发生的反应为2H2S+SO2eq\o(=,\s\up7(100~200℃))3S+2H2O,不是置换反应,C错误;若用浓硝酸处理工业尾气中的SO2,会产生含氮元素的大气污染物(即氮的氧化物),D错误。10.向酸化的KI溶液中通入SO2,溶液变黄并出现浑浊,发生反应Ⅰ:SO2+4H++4I-=2I2+S↓+2H2O,继续通入SO2,溶液变为无色,发生反应Ⅱ:I2+SO2+2H2O=SOeq\o\al(2-,4)+4H++2I-。下列说法错误的是()A.SO2、I2的氧化性强弱与外界条件有关B.每生成0.1molSOeq\o\al(2-,4),整个过程中转移0.4mol电子,同时消耗0.2molKIC.该过程的总反应为3SO2+2H2O=2SOeq\o\al(2-,4)+S↓+4H+D.该反应过程中KI作催化剂答案B解析由反应Ⅰ可知,SO2的氧化性强于I2,由反应Ⅱ可知,I2的氧化性强于SO2,故可说明SO2、I2的氧化性强弱与外界条件有关,A正确;由反应Ⅱ可知,每生成0.1molSOeq\o\al(2-,4),转移电子为0.2mol,同时生成0.2molI-,反应0.1molI2,由反应Ⅰ可知生成0.1molI2消耗0.2molI-,转移电子为0.2mol,故整个过程中转移0.4mol电子,不消耗KI,B错误;由题干信息可知,反应Ⅰ+2反应Ⅱ可得该过程的总反应为3SO2+2H2O=2SOeq\o\al(2-,4)+S↓+4H+,C正确;由C项分析可知,该反应过程中KI作催化剂,D正确。11.多硫化物是指含有硫硫键的化合物,在电池、橡胶等多种工业中均有重要用途,其结构如图。下列推测不正确的是()A.黄铜矿CuFeS2中不存在类似多硫化物的硫硫键B.多硫化物盐在酸性条件下不稳定,可生成硫黄和硫化氢C.天然橡胶硫化生成多硫链后,可以优化橡胶的性能D.在钠-硫高能电池中,Na2S5作负极反应物答案D解析CuFeS2中铜显+2价,铁显+2价,硫显-2价,为普通的S2-,不存在S—S,A正确;多硫化物盐中硫元素显负价,处于-2价和0价的中间价态,在酸性条件下可以发生歧化反应生成硫黄和硫化氢,B正确;天然橡胶硫化生成多硫链后,可以增强橡胶的韧性、强度、弹性和化学稳定性,C正确;在钠-硫高能电池中,金属钠作负极,则Na2S5作正极反应物,D不正确。12.葡萄酒中常加入亚硫酸盐作为食品添加剂,为检测某葡萄酒样品中亚硫酸盐的含量(通常以酒样中SO2的量计),某研究小组设计了如下实验(已知还原性:SOeq\o\al(2-,3)>I->Cl-)。下列说法不正确的是()A.若试剂A选择氯水,则试剂B可选择NaOH标准液B.通入N2和煮沸的目的是将产生的气体从溶液中全部赶出C.葡萄酒中加亚硫酸盐的主要目的是防止葡萄酒氧化,利用了亚硫酸盐的还原性D.若试剂A选择碱液,调节吸收后溶液为中性,则试剂B可选择I2标准液答案A解析二氧化硫具有还原性,可以被氯水氧化为硫酸,但是氯水也可以和氢氧化钠反应,所以试剂B不能选择NaOH标准液,A错误;若试剂A选择碱液,可以和二氧化硫反应得到亚硫酸盐或亚硫酸氢盐,该盐可以被碘单质氧化为硫酸盐,试剂B可选择I2标准液,D正确。13.(2023·深圳模拟)“以废治废”是基于“绿色化学”观念治理污染的思路。用工业废碱渣(主要成分为Na2CO3)吸收烟气中的SO2,得到亚硫酸钠(Na2SO3)粗品。其流程如图:(1)为加快工业废碱渣中Na2CO3的溶解,可采取的措施是_________________________(写出一种即可)。(2)过程①进行的操作是__________________________________________________________。(3)上述流程中,加入NaOH后,发生反应的化学方程式为_____________________________。(4)亚硫酸钠粗品中含有少量Na2SO4,原因是_________________________________________________________________________________________________________________________。(5)设计实验证明亚硫酸钠粗品中含有少量Na2SO4的方案:在一支试管中,加入少量亚硫酸钠粗品,用适量蒸馏水溶解,_______________________________________________________________________________________________________________________________________,出现白色沉淀,则证明含有Na2SO4。答案(1)搅拌(或粉碎、加热)(2)过滤(3)NaHSO3+NaOH=Na2SO3+H2O(4)Na2SO3具有较强还原性,易被空气中的氧气氧化(5)加入过量盐酸,再加入BaCl2溶液14.碳、硫的含量对钢铁性能影响很大,其含量的一种测定方法是将钢样中碳、硫转化为气体,再用测碳、测硫装置进行测定。实验流程如图:(1)煅烧装置中采用纯氧

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