2018-2019版高中化學(xué) 專題2 從海水中獲得的化學(xué)物質(zhì) 第一單元 氯、溴、碘及其化合物 第4課時學(xué)案 蘇教版必修1.doc
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第4課時 氧化劑和還原劑 [學(xué)習(xí)目標(biāo)定位] 1.會判斷氧化劑和還原劑,會比較氧化性、還原性的強弱。2.學(xué)會配平氧化還原反應(yīng)方程式的方法。 一、氧化劑和還原劑 1.寫出鋁粉與鹽酸溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式并用單線橋法標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目:________________________________________________________________________。 答案 2.上述反應(yīng)過程中,發(fā)生還原反應(yīng)的是_____________________________________________, 判斷的依據(jù)是________________________;發(fā)生氧化反應(yīng)的是________,判斷的依據(jù)是______________________。 答案 HCl 因為氫元素的化合價降低,得到電子 Al 因為鋁元素的化合價升高,失去電子 3.上述反應(yīng)中,氧化劑是________,表現(xiàn)出________性;還原劑是________,表現(xiàn)出________性。 答案 HCl 氧化 Al 還原 4.氧化性和還原性 (1)氧化性:氧化劑所表現(xiàn)出得電子的性質(zhì)。 (2)還原性:還原劑所表現(xiàn)出失電子的性質(zhì)。 (3)氧化性、還原性和元素化合價之間的關(guān)系。 (1)氧化還原反應(yīng)知識結(jié)構(gòu)圖示 (2)常見的氧化劑:濃硫酸、硝酸、氯化鐵、高錳酸鉀等; 常見的還原劑:鐵、鋁、氫氣、碳、一氧化碳等。 【例1】 分析下列反應(yīng)并按要求填空: (1)2Fe+3Cl22FeCl3 氧化劑是__________,還原劑是____________;發(fā)生氧化反應(yīng)的是__________,發(fā)生還原反應(yīng)的是__________。 (2)2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ 氧化劑是____________,還原劑是____________;被氧化的元素是__________,被還原的元素是__________。 (3)2H2S+SO2===3S↓+2H2O 氧化劑是____________,還原劑是____________;發(fā)生氧化反應(yīng)的是__________,被還原的元素是__________。 答案 (1)Cl2 Fe Fe Cl2 (2)KMnO4 KMnO4 KMnO4中的氧元素 KMnO4中的錳元素 (3)SO2 H2S H2S SO2中的硫元素 解析 解題關(guān)鍵是正確標(biāo)出各元素的化合價,根據(jù)化合價的升降和氧化劑、還原劑、氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)的概念,進行分析、解題。如:2Fe+3Cl22FeCl3反應(yīng)中,e→,F(xiàn)e失去電子,是還原劑,鐵元素被氧化,發(fā)生氧化反應(yīng),F(xiàn)eCl3是氧化產(chǎn)物;→,Cl2得到電子,是氧化劑,氯元素被還原,發(fā)生還原反應(yīng),F(xiàn)eCl3是還原產(chǎn)物。 方法點撥 氧化劑、還原劑判斷的基本思路 (1)正確標(biāo)出反應(yīng)前后變價元素的化合價。 (2)找出化合價變化(升降)與氧化還原反應(yīng)中各概念的對應(yīng)關(guān)系。 【例2】 已知反應(yīng): ①PbO2+4HCl===PbCl2+Cl2↑+2H2O, ②Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+, ③Cl2+2Fe2+===2Cl-+2Fe3+。 則有關(guān)物質(zhì)(離子)的氧化性由強到弱的順序為( ) A.Cl2>Fe3+>Cu2+>PbO2 B.PbO2>Cl2>Fe3+>Cu2+ C.Fe3+>Cu2+>PbO2>Cl2 D.Cu2+>Fe3+>Cl2>PbO2 答案 B 解析 根據(jù)氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物的氧化性可知,①中PbO2>Cl2,②中Fe3+>Cu2+,③中Cl2>Fe3+,可得答案。 方法點撥 根據(jù)反應(yīng)方程式判斷氧化性、還原性的強弱: 氧化劑+還原劑===還原產(chǎn)物+氧化產(chǎn)物 氧化性:氧化劑>氧化產(chǎn)物 還原性:還原劑>還原產(chǎn)物 在比較氧化性、還原性相對強弱時,只要結(jié)合反應(yīng)中元素化合價的升降,正確判斷氧化劑與氧化產(chǎn)物、還原劑和還原產(chǎn)物,結(jié)合規(guī)律即可判斷。 二、氧化還原反應(yīng)方程式的配平 1.氧化還原反應(yīng)的配平方法 (1)標(biāo)價態(tài):標(biāo)出化合價發(fā)生變化的元素的化合價。 (2)列變化:列出升降變化的數(shù)值。 (3)配氧還:根據(jù)升降總值,配出氧化劑和還原劑前面的系數(shù)。 (4)得系數(shù):根據(jù)原子守恒配平其他物質(zhì)的系數(shù),配平后將單線號改為等號。 2.利用氧化還原反應(yīng)原理配平以下化學(xué)方程式: FeSO4+____KNO3+____H2SO4===____K2SO4+____Fe2(SO4)3+____NO↑+____H2O 答案 6 2 4 1 3 2 4 氧化還原反應(yīng)方程式的配平依據(jù)和步驟 (1)氧化還原反應(yīng)方程式配平的依據(jù)是電子守恒。 (2)氧化還原反應(yīng)方程式配平的步驟:標(biāo)價態(tài)、列變化、令相等、定系數(shù)。 【例3】 配平下列化學(xué)反應(yīng)方程式: (1)____NaClO3+____Na2SO3+____H2SO4===____Na2SO4+____ClO2↑+____H2O (2)____KIO3+____HI===________KI+____I2+____H2O (3)____Cl2+____KOH____KCl+____KClO3+____H2O (4)____NaClO3+____FeCl2+____HCl===____NaCl+____FeCl3+____H2O 答案 (1)2 1 1 2 2 1 (2)1 6 1 3 3 (3)3 6 5 1 3 (4)1 6 6 1 6 3 1.氧化還原反應(yīng)相關(guān)關(guān)系記憶口訣 升失氧還,降得還氧; 劑性一致,其他相反。 2.氧化還原反應(yīng)方程式的配平 兩條線上的總數(shù)相等:abc=mnq。 1.下列反應(yīng)中CO2作氧化劑的是( ) A.Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O B.CO2+C2CO C.2Fe2O3+3C4Fe+3CO2↑ D.CO+H2O(g)H2+CO2 答案 B 解析 CO2若在反應(yīng)中作氧化劑,則其所含碳元素的化合價降低。A選項中CO2中碳元素化合價無變化;B選項中CO2中碳元素化合價由+4價降低為+2價;C、D選項中CO2均為氧化產(chǎn)物。 2.下列變化必須加入還原劑才能實現(xiàn)的是( ) A.Cl2―→Cl- B.KClO3―→KCl C.H2SO4―→SO2 D.KI―→I2 答案 C 解析 Cl2―→Cl-可加水或加堿來實現(xiàn);KClO3―→KCl可通過MnO2催化分解來實現(xiàn);H2SO4―→SO2是還原反應(yīng),必須加還原劑;KI―→I2要加入氧化劑。 3.下列粒子既具有氧化性又具有還原性的是( ) A.Mg B.Al3+ C.Fe2+ D.Cl- 答案 C 4.在K2Cr2O7+14HCl===2KCl+2CrCl3+3Cl2↑+7H2O反應(yīng)中。 (1)________元素被氧化,________是氧化劑。 (2)________是氧化產(chǎn)物,________發(fā)生氧化反應(yīng)。 (3)在參加反應(yīng)的鹽酸中,起還原劑(被氧化)作用的HCl與起酸性作用的HCl的質(zhì)量比為________。 (4)用雙線橋法標(biāo)明電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目。 答案 (1)氯 K2Cr2O7 (2)Cl2 HCl (3)3∶4 (4) 5.(1)Na2SO3具有較強的還原性,在溶液中易被Cl2氧化成SO,常用作脫氯劑,該反應(yīng)的化學(xué)方程式是____________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)SO2被H2O2氧化的化學(xué)方程式為_______________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)工業(yè)上可用Cl2氧化NaClO2溶液制取ClO2,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 (1)Cl2+Na2SO3+H2O===Na2SO4+2HCl (2)SO2+H2O2===H2SO4 (3)Cl2+2NaClO2===2ClO2+2NaCl [對點訓(xùn)練] 題組一 氧化劑和還原劑的判斷 1.下列有關(guān)氧化還原反應(yīng)的敘述中正確的是( ) A.反應(yīng)中當(dāng)有一種元素被氧化時,一定有另一種元素被還原 B.反應(yīng)中不一定所有元素的化合價都發(fā)生變化 C.某元素從游離態(tài)變?yōu)榛蠎B(tài),該元素一定被氧化 D.氧化還原反應(yīng)中的反應(yīng)物,不是氧化劑,就一定是還原劑 答案 B 解析 一個氧化還原反應(yīng)中化合價升降的元素可能是同一種,也可能是兩種或多種,A項錯誤;氧化還原反應(yīng)中一定有元素化合價的升降,但不一定所有元素的化合價都發(fā)生變化,B項正確;金屬元素從游離態(tài)變?yōu)榛蠎B(tài),該元素一定被氧化,而非金屬元素從游離態(tài)變?yōu)榛蠎B(tài),可能被氧化,也可能被還原,C項錯誤;氧化還原反應(yīng)中的反應(yīng)物,有些既不是氧化劑,也不是還原劑,如Cl2與NaOH反應(yīng)中的NaOH既不是氧化劑,也不是還原劑,D項錯誤。 2.在下列反應(yīng)中,水既不作氧化劑又不作還原劑的氧化還原反應(yīng)是( ) A.2Na+2H2O===2NaOH+H2↑ B.C+H2O(g)CO+H2 C.CaO+H2O===Ca(OH)2 D.Cl2+H2OHCl+HClO 答案 D 解析 本題有兩個限制性條件:一是“水既不作氧化劑又不作還原劑”,排除A、B兩項;二是“氧化還原反應(yīng)”,排除C項。 3.下列變化中需加入氧化劑才能實現(xiàn)的是( ) A.H2S―→SO2 B.AsO―→AsO C.Cl2―→NaClO D.KMnO4―→O2 答案 A 解析 加入氧化劑才能實現(xiàn)的變化肯定是物質(zhì)所含元素化合價升高的變化,即肯定是氧化反應(yīng)。H2S―→SO2,S元素被氧化,需加入氧化劑(如O2);AsO―→AsO,As元素被還原應(yīng)加入還原劑;Cl2―→NaClO、KMnO4―→O2,氯、氧元素被氧化,但可以不加氧化劑而通過與熱堿反應(yīng)、加熱(分解)來實現(xiàn),如Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O、2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑。 4.下列說法正確的是( ) A.MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O,氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶4 B.2H2S+SO2===3S↓+2H2O中,氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1∶2 C.3S+6KOH===2K2S+K2SO3+3H2O中,被氧化和被還原的硫元素的物質(zhì)的量之比為2∶1 D.5NH4NO3===4N2+2HNO3+9H2O中,反應(yīng)中發(fā)生氧化反應(yīng)和發(fā)生還原反應(yīng)的氮原子的物質(zhì)的量之比為5∶3 答案 D 解析 A項,Mn元素化合價降低,Cl元素化合價升高,MnO2為氧化劑,HCl為還原劑,4 mol HCl中有2 mol Cl化合價不變,所以氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶2;B項, 2 mol H2S被氧化為2 mol S,1 mol SO2被還原為1 mol S,故氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為2∶1;C項,2 mol S被還原為2 mol K2S,1 mol S被氧化為1 mol K2SO3,被氧化和被還原的硫的物質(zhì)的量之比為1∶2;D項,+5價的N元素化合價降低到0價,-3價的N元素化合價升高至0價,根據(jù)化合價升高的總價數(shù)等于化合價降低的總價數(shù)可知,發(fā)生氧化反應(yīng)和發(fā)生還原反應(yīng)的N原子的物質(zhì)的量之比為5∶3。只有D項正確。 題組二 氧化性和還原性判斷及強弱比較 5.下列微粒中,只有氧化性的是( ) ①S2-?、贔e2+?、跢e3+?、躍?、軭+?、轒g A.①⑥ B.②④ C.③⑤ D.②④⑤⑥ 答案 C 解析 只有氧化性的微粒應(yīng)該處于最高價態(tài),符合題意的有Fe3+、H+。 6.根據(jù)反應(yīng)式:①2Fe3++2I-===2Fe2++I2,②Br2+2Fe2+===2Br-+2Fe3+,可判斷離子的還原性從強到弱的順序是( ) A.Br-、Fe2+、I- B.I-、Fe2+、Br- C.Br-、I-、Fe2+ D.Fe2+、I-、Br- 答案 B 解析 對于反應(yīng):還原劑+氧化劑===氧化產(chǎn)物+還原產(chǎn)物,有以下規(guī)律,氧化性:氧化劑>氧化產(chǎn)物;還原性:還原劑>還原產(chǎn)物。這是判斷物質(zhì)氧化性、還原性強弱的重要依據(jù)和常用方法。但解此類題目還有比較巧妙的方法,一般來說需要比較氧化性或還原性的兩種離子分別位于反應(yīng)方程式的左右兩側(cè),則氧化性或還原性:左>右,這就是所謂的比較氧化性或還原性的“左強右弱”規(guī)律。由反應(yīng)式①可知:I-還原性強于Fe2+;由反應(yīng)式②可知:Fe2+的還原性大于Br-,故還原性:I->Fe2+>Br-。 題組三 氧化還原反應(yīng)的綜合考查 7.Cu2O是赤銅礦的主要成分,Cu2S是輝銅礦的主要成分。銅的冶煉過程常發(fā)生反應(yīng):Cu2S+2Cu2O===6Cu+SO2↑,下列有關(guān)說法正確的是( ) A.該反應(yīng)中有三種元素的化合價發(fā)生了變化 B.每生成0.1 mol Cu,轉(zhuǎn)移0.2 mol電子 C.Cu2S在反應(yīng)中既是氧化劑又是還原劑 D.Cu既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物 答案 C 解析 題給反應(yīng)中元素化合價的變化:C2+2O===6u+O2↑,由此可見,反應(yīng)中化合價發(fā)生變化的元素為Cu和S元素;由 ―→u知,每生成0.1 mol Cu,轉(zhuǎn)移電子0.1 mol;Cu2S中Cu元素化合價降低、S元素化合價升高,因此Cu2S在反應(yīng)中既是氧化劑又是還原劑,Cu是還原產(chǎn)物,SO2為氧化產(chǎn)物。 8.宋代著名法醫(yī)學(xué)家宋慈的《洗冤集錄》中有“銀針驗毒”的記載,“銀針驗毒”的原理是4Ag+2H2S+O2===2X+2H2O,下列說法正確的是( ) A.X的化學(xué)式為AgS B.銀針驗毒時,空氣中氧氣失去電子 C.反應(yīng)中Ag和H2S均是還原劑 D.每生成1 mol X,反應(yīng)轉(zhuǎn)移2 mol e- 答案 D 解析 根據(jù)配平的化學(xué)方程式可知X的化學(xué)式為Ag2S,A錯誤;由方程式知銀針失去電子,空氣中氧氣得到電子,B錯誤;根據(jù)化合價變化可知,反應(yīng)中Ag作還原劑,C錯誤;反應(yīng)中生成2 mol Ag2S,轉(zhuǎn)移4 mol e-,由此推知D正確。 9.一定條件下氨氣和氧化銅可以發(fā)生如下反應(yīng):2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O,對此反應(yīng)的分析合理的是( ) A.該反應(yīng)屬于置換反應(yīng) B.NH3被氧化為N2 C.反應(yīng)體現(xiàn)了金屬銅的還原性 D.每生成1 mol H2O就伴隨著1 mol電子轉(zhuǎn)移 答案 B 解析 A項,單質(zhì)與化合物反應(yīng)生成新的單質(zhì)和新的化合物的反應(yīng)是置換反應(yīng),該反應(yīng)不是置換反應(yīng);B項,在反應(yīng)中NH3中-3價的N元素變?yōu)镹2中0價的N元素,化合價升高被氧化;C項,在反應(yīng)中CuO中+2價的Cu元素變?yōu)閱钨|(zhì)Cu中的0價,化合價降低被還原,CuO作氧化劑,體現(xiàn)了CuO的氧化性;D項,在反應(yīng)2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O中,每生成3 mol H2O轉(zhuǎn)移6 mol電子,故生成 1 mol H2O時轉(zhuǎn)移2 mol電子。 10.已知反應(yīng):①Cl2+2KBr===2KCl+Br2,②KClO3+6HCl(濃)===3Cl2↑+KCl+3H2O,③2KBrO3+Cl2===Br2+2KClO3。下列說法正確的是( ) A.反應(yīng)①②③都有單質(zhì)生成,所以都是置換反應(yīng) B.氧化性由強到弱的順序為KBrO3>KClO3>Cl2>Br2 C.反應(yīng)②中還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比為6∶1 D.③中1 mol還原劑反應(yīng)則氧化劑得到電子的物質(zhì)的量為2 mol 答案 B 解析 一種單質(zhì)與一種化合物反應(yīng)生成另一種單質(zhì)和另一種化合物的反應(yīng)稱為置換反應(yīng),故反應(yīng)②不是置換反應(yīng),A項錯誤;根據(jù)氧化劑的氧化性強于氧化產(chǎn)物的氧化性,由題意可知,氧化性的強弱順序為KBrO3>KClO3>Cl2>Br2,B項正確;反應(yīng)②中參加反應(yīng)的HCl為6 mol,其中作還原劑的HCl為5 mol,故還原劑HCl與氧化劑KClO3的物質(zhì)的量之比為5∶1,C項錯誤;在氧化還原反應(yīng)中得失電子守恒,反應(yīng)③中還原劑為Cl2,根據(jù)反應(yīng)前后氯元素化合價的變化,1 mol Cl2參加反應(yīng)失去10 mol電子,D項錯誤。 [綜合強化] 11.從下列各組反應(yīng)中,對比判斷哪種粒子的氧化性最強,哪種粒子的還原性最強。 (1)鐵釘浸入CuSO4溶液后,表面會附有紅色物質(zhì);銅絲浸入AgNO3溶液后,表面會附有銀白色物質(zhì),則Cu、Fe、Ag中,________(填化學(xué)式,下同)還原性最強;Cu2+、Fe2+、Ag+中,__________氧化性最強。 (2)鐵釘在氯氣中被銹蝕成棕黃色物質(zhì)FeCl3,而在鹽酸中生成淡綠色溶液(FeCl2溶液)。則氯氣分子、氯離子、氫離子中____________具有氧化性,__________氧化性最強。 答案 (1)Fe Ag+ (2)H+、Cl2 Cl2 解析 (1)由反應(yīng)Fe+CuSO4===FeSO4+Cu可知,氧化性Cu2+>Fe2+,還原性Fe>Cu;由Cu+2AgNO3===2Ag+Cu(NO3)2可知,氧化性Ag+>Cu2+,還原性Cu>Ag,故Fe的還原性最強,Ag+的氧化性最強。 (2)因Cl2、H+都能將鐵氧化,被還原為Cl-、H2,所以Cl2、H+具有氧化性;由Fe被Cl2、H+氧化的程度可知,Cl2氧化性最強。 12.化學(xué)實驗中,如使其步驟中的有害產(chǎn)物作為另一步驟的反應(yīng)物,形成一個循環(huán),就可不再向環(huán)境排放該種有害物質(zhì)。例如下圖中: (1)在上述有編號的步驟中,需用還原劑的是________(填編號,下同),需用氧化劑的是____________。 (2)完成步驟①的化學(xué)方程式,用單線橋法標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目: Na2Cr2O7+6KI+14HCl===2CrCl3+2NaCl+6KCl+3I2+________。 答案 (1)①?、堍? (2) ===2CrCl3+2NaCl+6KCl+3I2+7H2O 解析 先分析圖中各步元素化合價的變化,然后進行判斷。其中鉻元素的化合價升高的有:④( Cl3―→Na2O4)、⑥(NaO2―→Na2O4),需與氧化劑反應(yīng);鉻元素的化合價降低的有:①(Na22O7―→Cl3),需與還原劑反應(yīng);鉻元素化合價無變化的有②③⑤。 13.儲氫納米碳管的成功研制體現(xiàn)了科技的進步。用電弧法合成的碳納米管常伴有大量的雜質(zhì)——碳納米顆粒。這種碳納米顆??捎醚趸瘹饣ㄌ峒儭F浞磻?yīng)中的反應(yīng)物和生成物有C、CO2、H2SO4、K2Cr2O7、K2SO4、Cr2(SO4)3和H2O七種。 (1)請用上述物質(zhì)填空,并配平化學(xué)方程式: C+________+H2SO4===________+________+Cr2(SO4)3+H2O (2)上述反應(yīng)中氧化劑是________(填化學(xué)式),被氧化的元素是________(填元素符號)。 (3)H2SO4在上述反應(yīng)中表現(xiàn)出來的性質(zhì)是________(填字母)。 A.氧化性 B.氧化性和酸性 C.酸性 D.還原性和酸性 答案 (1)3 2 K2Cr2O7 8 3 CO2↑ 2 K2SO4 2 8 (2)K2Cr2O7 C (3)C 解析 綜合所給物質(zhì)的化合價和反應(yīng)的部分化學(xué)方程式可知,該反應(yīng)中氧化劑為K2Cr2O7,還原產(chǎn)物為Cr2(SO4)3,還原劑為C,氧化產(chǎn)物為CO2。由 ―→O2、K2C2O7―→2(SO4)3變化過程中得失電子守恒,配平得3C+2K2Cr2O7+8H2SO4===3CO2↑+2K2SO4+2Cr2(SO4)3+8H2O。顯然,H2SO4在反應(yīng)中表現(xiàn)酸性。 14.某反應(yīng)中反應(yīng)物與生成物有:AsH3、H2SO4、KBrO3、K2SO4、H3AsO4、H2O和一種未知物質(zhì)X。 (1)已知KBrO3在反應(yīng)中得到電子,則該反應(yīng)的還原劑是________。 (2)已知0.2 mol KBrO3在反應(yīng)中得到1 mol電子生成X,則X的化學(xué)式為________。 (3)根據(jù)上述反應(yīng)可推知________(填字母)。 a.氧化性:KBrO3>H3AsO4 b.氧化性:H2AsO4>KBrO3 c.還原性:AsH3>X d.還原性:X>AsH3 (4)將氧化劑和還原劑及配平后的化學(xué)計量數(shù)填入下列方框中,并標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目。 + 答案 (1)AsH3 (2)Br2 (3)ac (4) 解析 (1)得到電子的物質(zhì)是氧化劑。KBrO3得到電子,則KBrO3是氧化劑。那么還原劑只能是題目所提供的AsH3,AsH3中As元素為-3價,反應(yīng)后變?yōu)镠3AsO4。 (2)氧化還原反應(yīng)中得失電子守恒。0.2 mol KBrO3在反應(yīng)中得1 mol電子,則1 mol KBrO3得5 mol電子,即反應(yīng)后Br的化合價降低5價,降為0價,故另一物質(zhì)為Br2。 (3)氧化還原反應(yīng)的基本規(guī)律:氧化劑的氧化性強于氧化產(chǎn)物、還原劑的還原性強于還原產(chǎn)物。- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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