专题11 配位滴定法的概念与EDTA的配位特点 2027山东省《化工与环境类 (分析化学) 45分钟训练卷》(原卷版+解析版)
2026-09-23
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2027版山东省(春季高考)化工与环境类《分析化学》45分钟专题训练卷,试卷命题与山东省春季高考紧密相关,精选具有代表性和典型性的高考常考题。旨在帮助学生系统地复习和巩固化工与环境类理论知识,熟悉考试题型和命题规律,提高解题能力和应试技巧,为春季高考取得优异成绩打下坚实的基础,本训练卷适用于即将参加山东省春季高考化工与环境类的学生。45分钟专题训练卷,欢迎同学和老师们下载使用。
《分析化学》
四、配位滴定法
专题11 配位滴定法的概念与EDTA的配位特点
时间:45分钟 总分:100分
班级___________姓名__________学号__________成绩________
一、单项选择题(本大题共25小题,每题2分,共50分)
1. 关于乙二胺四乙酸及其配合物的配位特点,下列说法正确的是( )
A. EDTA通常以六个配位原子与金属离子形成一比一螯合物
B. EDTA通常以一个配位原子与金属离子形成一比一配合物
C. EDTA通常以两个配位原子与金属离子形成二比一配合物
D. EDTA通常以四个配位原子与金属离子形成一比二配合物
2. EDTA在水溶液中可以有七种存在型体,其中能与金属离子直接配位的是( )
A.
B.
C.
D.
3. EDTA 与金属离子形成配合物时,配位原子是( )
A. 仅N原子
B. N原子和O原子
C. 仅O原子
D. C原子和O原子
4. 下列配合物中,稳定性最大的是( )
A.
B.
C.
D.
5. 下列哪项不是硫酸镍中镍含量测定的必要步骤( )
A. 准确称取样品
B. 加入过量EDTA标准溶液
C. 直接加热蒸干
D. 滴定剩余EDTA
6. 在 EDTA 配位滴定中,若只考虑酸效应,当溶液的 pH 值增大时,滴定突跃范围( )
A. 先增大后减小
B. 减小
C. 不变
D. 增大
7. 在EDTA滴定中,下列有关酸效应的叙述中,正确的是( )
A. pH越大,酸效应系数越大
B. 酸效应系数越大,配合物的稳定性越大
C. 酸效应系数越小,配合物的稳定性越大
D. 酸效应系数越大,滴定曲线的突跃范围越大
8. 下列关于酸效应曲线的说法,错误的是( )
A. 可以用于选择合适的滴定 pH 范围
B. 曲线上金属离子位置越高,与 EDTA 形成的配合物越稳定
C. 酸效应曲线也叫林邦曲线
D. 可以通过酸效应曲线直接得到滴定终点时的 pH 值
9. 以下哪种因素会影响配位滴定的准确度( )
A. 溶液的 pH 值
B. 指示剂的用量
C. 干扰离子的存在
D. 溶液的 pH 值、指示剂的用量和干扰离子的存在
10. EDTA的有效浓度与酸度有关,它随着溶液酸度增大而( )
A. 增大
B. 减小
C. 不变
D. 先增大后减小
11. 在配位滴定中,主反应是指( )
A. 金属离子的水解反应
B. 金属离子与配位剂的反应
C. 配位剂的氧化还原反应
D. 配位剂与酸的反应
12. EDTA与金属离子形成螯合物时,所含的五元环数目为( )
A. 3个
B. 4个
C. 5个
D. 6个
13. 提高配位滴定选择性的方法中,“控制酸度法” 的适用条件是( )
A. 被测离子与干扰离子的 lgK (MY) 差值≥5
B. 被测离子与干扰离子的 lgK (MY) 差值 < 5
C. 干扰离子的浓度远大于被测离子
D. 被测离子易水解
14. 用 EDTA 滴定 Bi3+时,消除 Fe3+干扰宜采用( )
A. 加 NaOH
B. 加抗坏血酸
C. 加三乙醇胺
D. 加氰化钾
15. 在滴定分析中,配位掩蔽法是通过( )
A. 生成沉淀来掩蔽干扰离子
B. 生成络合物来掩蔽干扰离子
C. 生成气体来掩蔽干扰离子
D. 生成氧化物来掩蔽干扰离子
16. 以配位滴定法测定时,消除、干扰最简便的方法是( )
A. 配位掩蔽法
B. 解蔽法
C. 控制酸度法
D. 沉淀分离法
17. 配位滴定中,若加入的掩蔽剂与干扰离子形成的配合物稳定性过低,会导致( )
A. 滴定突跃范围变大
B. 指示剂被封闭
C. 被测离子与掩蔽剂配位,导致结果偏低
D. 掩蔽效果不佳,干扰离子仍会影响滴定
18. 金属指示剂与金属离子反应的选择性要( )
A. 无选择性要求
B. 越低越好
C. 适中即可
D. 越高越好
19. 在时,铬黑与、离子形成的配位化合物的颜色是( )
A. 红色
B. 黄色
C. 黑色
D. 绿色
20. 用配位滴定法测定某试样中铝的含量时,终点时的颜色是( )
A. EDTA的颜色
B. 指示剂-金属配合物的颜色
C. 指示剂的颜色
D. EDTA-金属配合物的颜色
21. 在进行EDTA标准滴定溶液标定时,一般使用哪种指示剂( )
A. 酚酞
B. 甲基橙
C. 淀粉
D. 铬黑T
22. 在时,钙指示剂与水中离子形成的配合物的颜色是( )
A. 红色
B. 黄色
C. 蓝色
D. 绿色
23. 以下哪种金属指示剂常用于测定水的硬度( )
A. 酚酞
B. 铬黑T
C. 甲基橙
D. 淀粉
24. 欲用配位滴定法测定应采用的滴定方式为( )
A. 直接滴定法
B. 间接滴定法
C. 置换滴定法
D. 返滴定法
25. 某水样中含有多种金属离子,在时,加入三乙醇胺和铬黑T指示剂,用EDTA标准滴定溶液滴定,测得的是( )
A. 、总量
B. 、总量
C. 含量
D. 、、、总量
二、简答题(本大题共2小题,每题10分,共20分)
26. 用于配位滴定的反应必须符合哪些条件?
27. 简述EDTA在配位滴定中的配位特点,并说明影响其与金属离子反应的主要条件。
三、计算题(本大题共1小题,每题15分,共15分)
28. 在水样中仅含有 ,采用配位滴定法测定其含量。用浓度为 的 标准溶液 标定 EDTA 溶液,消耗 EDTA 溶液 。准确量取水样 ,用上述 EDTA 溶液滴定,消耗 。已知 与 EDTA 按物质的量之比 反应,。求:(1)EDTA 溶液的物质的量浓度。(2)水样中 的物质的量浓度。(3)以 计,水样的钙硬度是多少,结果用 表示。
四、综合应用题(本大题共1小题,每题15分,共15分)
29. 某水质检测实验室采用乙二胺四乙酸配位滴定法测定地下水中的钙、镁离子总量,并以碳酸钙的质量浓度表示水的硬度。实验步骤如下:称取经干燥处理的基准碳酸钙 0.2500 g,溶解后定容至 250.0 mL。移取该溶液 25.00 mL,在 pH 约为 10 的缓冲条件下,用待标定的乙二胺四乙酸溶液滴定,消耗乙二胺四乙酸溶液 20.00 mL,空白试验消耗 0.10 mL。另取地下水样 50.00 mL,在相同条件下滴定,消耗乙二胺四乙酸溶液 10.80 mL,空白试验消耗 0.10 mL。已知碳酸钙的摩尔质量为 100.09 g·mol-1,乙二胺四乙酸与金属离子的配位反应物质的量之比为 1∶1。(1)计算乙二胺四乙酸标准溶液的物质的量浓度。(2)计算该地下水样以碳酸钙计的硬度,结果用 mg· 表示。(3)说明本实验选择 pH 约为 10 的缓冲条件以及乙二胺四乙酸作为滴定剂的主要原因。
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《分析化学》
四、配位滴定法
专题11 配位滴定法的概念与EDTA的配位特点
时间:45分钟 总分:100分
班级___________姓名__________学号__________成绩________
一、单项选择题(本大题共25小题,每题2分,共50分)
1. 关于乙二胺四乙酸及其配合物的配位特点,下列说法正确的是( )
A. EDTA通常以六个配位原子与金属离子形成一比一螯合物
B. EDTA通常以一个配位原子与金属离子形成一比一配合物
C. EDTA通常以两个配位原子与金属离子形成二比一配合物
D. EDTA通常以四个配位原子与金属离子形成一比二配合物
【答案】A
【解析】乙二胺四乙酸简称EDTA,其分子中含有2个氨基氮原子和4个羧基氧原子,这6个原子都可以提供孤电子对与金属离子配位,因此EDTA通常作为六齿配体使用;在配位滴定中,绝大多数金属离子与EDTA形成的是1:1的螯合物,即一个金属离子与一个EDTA分子结合,同时由于EDTA能与金属离子形成多个五元环,所以生成的螯合物稳定性较高。B项说EDTA只以一个配位原子与金属离子配位,不符合其六齿配体的特点;C项说形成二比一配合物,D项说以四个配位原子形成一比二配合物,均与EDTA的实际配位情况不符。因此正确答案为A。
2. EDTA在水溶液中可以有七种存在型体,其中能与金属离子直接配位的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】EDTA在水溶液中有多种酸碱存在形式,其中只有完全解离的能直接与金属离子配位形成稳定螯合物。
3. EDTA 与金属离子形成配合物时,配位原子是( )
A. 仅N原子
B. N原子和O原子
C. 仅O原子
D. C原子和O原子
【答案】B
【解析】EDTA分子中含有2个氨基N原子和4个羧基O原子,共6个配位原子。与金属离子配位时,EDTA通过N原子和O原子提供孤电子对,形成配合物,因此选B。
4. 下列配合物中,稳定性最大的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】金属-EDTA配合物稳定常数越大,配合物越稳定。lgK(ZnY2−)≈16.5,远大于CaY2−(10.69)、MgY2−(8.69)、BaY2−(7.86),故稳定性最大的是ZnY2−,选D。
5. 下列哪项不是硫酸镍中镍含量测定的必要步骤( )
A. 准确称取样品
B. 加入过量EDTA标准溶液
C. 直接加热蒸干
D. 滴定剩余EDTA
【答案】C
【解析】直接加热蒸干可能导致样品分解或引入误差,通常是通过滴定剩余EDTA来计算镍的含量。
6. 在 EDTA 配位滴定中,若只考虑酸效应,当溶液的 pH 值增大时,滴定突跃范围( )
A. 先增大后减小
B. 减小
C. 不变
D. 增大
【答案】D
【解析】只考虑酸效应时,pH增大,EDTA解离程度增大,的有效浓度增大,金属-EDTA配合物的条件稳定常数增大,滴定突跃范围随之增大。
7. 在EDTA滴定中,下列有关酸效应的叙述中,正确的是( )
A. pH越大,酸效应系数越大
B. 酸效应系数越大,配合物的稳定性越大
C. 酸效应系数越小,配合物的稳定性越大
D. 酸效应系数越大,滴定曲线的突跃范围越大
【答案】C
【解析】酸效应系数(αY (H))与 pH 呈负相关:pH 越大,αY (H) 越小,EDTA 的游离态浓度()越高,与金属离子形成的配合物稳定性越强。反之,酸效应系数越大,配合物稳定性越弱,滴定突跃范围越小。
8. 下列关于酸效应曲线的说法,错误的是( )
A. 可以用于选择合适的滴定 pH 范围
B. 曲线上金属离子位置越高,与 EDTA 形成的配合物越稳定
C. 酸效应曲线也叫林邦曲线
D. 可以通过酸效应曲线直接得到滴定终点时的 pH 值
【答案】D
【解析】酸效应曲线又称林邦曲线,可用于判断不同金属离子能否被准确滴定并选择适宜的滴定pH范围;曲线位置越高,表示相应金属-EDTA配合物越稳定。但酸效应曲线不能直接给出滴定终点时的pH值。
9. 以下哪种因素会影响配位滴定的准确度( )
A. 溶液的 pH 值
B. 指示剂的用量
C. 干扰离子的存在
D. 溶液的 pH 值、指示剂的用量和干扰离子的存在
【答案】D
【解析】pH值影响EDTA的解离和金属离子的水解,指示剂用量不当会导致终点误差,干扰离子会与EDTA反应或封闭指示剂,因此三者都会影响配位滴定的准确度。
10. EDTA的有效浓度与酸度有关,它随着溶液酸度增大而( )
A. 增大
B. 减小
C. 不变
D. 先增大后减小
【答案】B
【解析】溶液酸度增大时,更易结合形成酸式形体,游离减小,因此EDTA的有效浓度减小。
11. 在配位滴定中,主反应是指( )
A. 金属离子的水解反应
B. 金属离子与配位剂的反应
C. 配位剂的氧化还原反应
D. 配位剂与酸的反应
【答案】B
【解析】配位滴定中,主反应是被测金属离子与配位剂之间形成配合物的反应;金属离子水解、配位剂与酸反应等属于副反应。
12. EDTA与金属离子形成螯合物时,所含的五元环数目为( )
A. 3个
B. 4个
C. 5个
D. 6个
【答案】C
【解析】EDTA以2个氨基N原子和4个羧基O原子共6个配位原子与金属离子配位,形成5个五元螯合环,螯合效应使配合物稳定性增大,故选C。
13. 提高配位滴定选择性的方法中,“控制酸度法” 的适用条件是( )
A. 被测离子与干扰离子的 lgK (MY) 差值≥5
B. 被测离子与干扰离子的 lgK (MY) 差值 < 5
C. 干扰离子的浓度远大于被测离子
D. 被测离子易水解
【答案】A
【解析】控制酸度法适用于 lgK (MY)-lgK (NY)≥5 的情况,利用不同离子滴定的最低 pH 差异实现分离,A 正确。
14. 用 EDTA 滴定 Bi3+时,消除 Fe3+干扰宜采用( )
A. 加 NaOH
B. 加抗坏血酸
C. 加三乙醇胺
D. 加氰化钾
【答案】B
【解析】抗坏血酸具有还原性,可将还原为,减弱其在EDTA滴定时的干扰,因此宜采用加抗坏血酸的方法。
15. 在滴定分析中,配位掩蔽法是通过( )
A. 生成沉淀来掩蔽干扰离子
B. 生成络合物来掩蔽干扰离子
C. 生成气体来掩蔽干扰离子
D. 生成氧化物来掩蔽干扰离子
【答案】B
【解析】配位掩蔽法是利用掩蔽剂与干扰离子生成稳定络合物,使干扰离子不能参与滴定反应,从而消除干扰。
16. 以配位滴定法测定时,消除、干扰最简便的方法是( )
A. 配位掩蔽法
B. 解蔽法
C. 控制酸度法
D. 沉淀分离法
【答案】C
【解析】控制酸度法:调节溶液pH(如pH≈5)使Pb2+能与EDTA定量配位,而Ca2+、Mg2+在此酸度下不能与EDTA配位,从而简便消除干扰,故选C。
17. 配位滴定中,若加入的掩蔽剂与干扰离子形成的配合物稳定性过低,会导致( )
A. 滴定突跃范围变大
B. 指示剂被封闭
C. 被测离子与掩蔽剂配位,导致结果偏低
D. 掩蔽效果不佳,干扰离子仍会影响滴定
【答案】D
【解析】掩蔽剂与干扰离子形成的配合物稳定性过低时,干扰离子不能被有效掩蔽,仍可能与 EDTA 或指示剂发生反应,从而影响滴定结果。因此会导致掩蔽效果不佳,干扰离子仍会影响滴定,D 正确。
18. 金属指示剂与金属离子反应的选择性要( )
A. 无选择性要求
B. 越低越好
C. 适中即可
D. 越高越好
【答案】D
【解析】金属指示剂应能选择性地与待测金属离子形成有色配合物,选择性越高,越能减少其他金属离子的干扰,使终点判断更准确。
19. 在时,铬黑与、离子形成的配位化合物的颜色是( )
A. 红色
B. 黄色
C. 黑色
D. 绿色
【答案】A
【解析】铬黑T在pH=8.0~10.0时本身呈蓝色,与Ca2+、Mg2+形成的配合物呈红色;终点时EDTA夺取金属离子,溶液由红色变为蓝色,故选A。
20. 用配位滴定法测定某试样中铝的含量时,终点时的颜色是( )
A. EDTA的颜色
B. 指示剂-金属配合物的颜色
C. 指示剂的颜色
D. EDTA-金属配合物的颜色
【答案】C
【解析】配位滴定中,终点前金属离子与金属指示剂形成指示剂-金属配合物,溶液显该配合物的颜色;到达终点时,EDTA 与金属离子形成更稳定的配合物,夺取指示剂-金属配合物中的金属离子,使指示剂游离出来,因此溶液显指示剂本身的颜色。故选 C。
21. 在进行EDTA标准滴定溶液标定时,一般使用哪种指示剂( )
A. 酚酞
B. 甲基橙
C. 淀粉
D. 铬黑T
【答案】D
【解析】铬黑T是EDTA滴定中常用的金属指示剂,特别是在滴定金属离子如钙、镁、锌、镍等时。
22. 在时,钙指示剂与水中离子形成的配合物的颜色是( )
A. 红色
B. 黄色
C. 蓝色
D. 绿色
【答案】A
【解析】在pH=12时,钙指示剂与Ca2+形成红色配合物;滴定终点时游离指示剂呈蓝色,故选A。
23. 以下哪种金属指示剂常用于测定水的硬度( )
A. 酚酞
B. 铬黑T
C. 甲基橙
D. 淀粉
【答案】B
【解析】水的硬度主要由、引起,常在条件下用EDTA滴定,并以铬黑T作金属指示剂。
24. 欲用配位滴定法测定应采用的滴定方式为( )
A. 直接滴定法
B. 间接滴定法
C. 置换滴定法
D. 返滴定法
【答案】B
【解析】SO42−不能与EDTA直接配位,通常先使其与过量Ba2+生成BaSO4沉淀,再通过测定相关金属离子的量间接求得SO42−含量,故采用间接滴定法。
25. 某水样中含有多种金属离子,在时,加入三乙醇胺和铬黑T指示剂,用EDTA标准滴定溶液滴定,测得的是( )
A. 、总量
B. 、总量
C. 含量
D. 、、、总量
【答案】A
【解析】pH=10时三乙醇胺可掩蔽少量Fe3+、Al3+,铬黑T可指示Ca2+、Mg2+与EDTA的滴定,故测得的是Ca2+、Mg2+总量,选A。
二、简答题(本大题共2小题,每题10分,共20分)
26. 用于配位滴定的反应必须符合哪些条件?
【答案】反应必须定量完成、反应必须迅速、必须有适当的指示剂确定滴定终点、金属离子与EDTA形成的配合物要有足够的稳定性、干扰离子必须消除或掩蔽、滴定反应必须可逆、滴定曲线要有明显的突跃范围。
【解析】配位滴定反应应满足以下条件:第一,金属离子与配位剂的反应必须定量完成,且具有确定的化学计量关系,以保证滴定结果准确;第二,反应应迅速,使滴定过程中体系能够及时达到平衡,减少终点判断误差;第三,金属离子与EDTA形成的配合物应具有足够大的稳定常数,使反应能够充分进行;第四,必须有适当的金属指示剂,且指示剂与金属离子形成的配合物颜色应与游离指示剂颜色有明显差异,以便准确确定滴定终点;第五,应消除或掩蔽其他金属离子等干扰离子,避免其与EDTA或指示剂发生反应;第六,滴定反应应具有可逆性,使体系能够建立稳定、可重复的平衡;第七,滴定曲线在化学计量点附近应有明显的突跃范围,从而保证终点能够被准确判断。
27. 简述EDTA在配位滴定中的配位特点,并说明影响其与金属离子反应的主要条件。
【答案】(1)EDTA含有多个配位原子,通常以六齿配体形式与金属离子配位,形成环状螯合物。
(2)EDTA与多数金属离子形成的配合物组成比较稳定,金属离子与EDTA的反应物质的量比通常为一比一。
(3)EDTA的配位能力受溶液酸度影响,适宜的酸度有利于形成有效配体,并应根据金属离子的性质选择合适的缓冲溶液和滴定条件。
(4)实际滴定时还应考虑金属离子之间的共存干扰及配合物稳定性,以保证反应具有选择性和较明确的终点。
【解析】EDTA配位滴定的核心是利用其多齿配位和螯合作用,使金属离子与EDTA通常按一比一反应。溶液酸度会影响EDTA的有效配位形态和配合物的条件稳定常数,因此需要控制适宜的pH,并结合稳定性和干扰情况选择滴定条件。
三、计算题(本大题共1小题,每题15分,共15分)
28. 在水样中仅含有 ,采用配位滴定法测定其含量。用浓度为 的 标准溶液 标定 EDTA 溶液,消耗 EDTA 溶液 。准确量取水样 ,用上述 EDTA 溶液滴定,消耗 。已知 与 EDTA 按物质的量之比 反应,。求:(1)EDTA 溶液的物质的量浓度。(2)水样中 的物质的量浓度。(3)以 计,水样的钙硬度是多少,结果用 表示。
【答案】(1)由 与 EDTA 按 反应,。(2)水样中 的物质的量浓度为 。(3)以 计的钙硬度为 。
【解析】Ca2+与EDTA按1∶1反应。标定时c(EDTA)=(0.01000×25.00)/24.80=0.01008 mol/L;水样中c(Ca2+)=(0.01008×12.60)/50.00=0.002540 mol/L。以CaCO3计硬度为0.002540×100.09×1000=254.2 mg/L。
四、综合应用题(本大题共1小题,每题15分,共15分)
29. 某水质检测实验室采用乙二胺四乙酸配位滴定法测定地下水中的钙、镁离子总量,并以碳酸钙的质量浓度表示水的硬度。实验步骤如下:称取经干燥处理的基准碳酸钙 0.2500 g,溶解后定容至 250.0 mL。移取该溶液 25.00 mL,在 pH 约为 10 的缓冲条件下,用待标定的乙二胺四乙酸溶液滴定,消耗乙二胺四乙酸溶液 20.00 mL,空白试验消耗 0.10 mL。另取地下水样 50.00 mL,在相同条件下滴定,消耗乙二胺四乙酸溶液 10.80 mL,空白试验消耗 0.10 mL。已知碳酸钙的摩尔质量为 100.09 g·mol-1,乙二胺四乙酸与金属离子的配位反应物质的量之比为 1∶1。(1)计算乙二胺四乙酸标准溶液的物质的量浓度。(2)计算该地下水样以碳酸钙计的硬度,结果用 mg· 表示。(3)说明本实验选择 pH 约为 10 的缓冲条件以及乙二胺四乙酸作为滴定剂的主要原因。
【答案】
(1)基准碳酸钙溶液中25.00 mL所含碳酸钙的物质的量为 n(CaCO3)=(0.2500 g÷100.09 g·mol-1)×(25.00 mL÷250.0 mL)=2.498×10-4 mol。扣除空白后,乙二胺四乙酸溶液的实际消耗体积为20.00 mL−0.10 mL=19.90 mL。根据乙二胺四乙酸与金属离子的物质的量之比为1∶1,乙二胺四乙酸标准溶液的物质的量浓度为 c(EDTA)=2.498×10-4 mol÷(19.90×10-3 L)=1.255×10-2 mol·。
(2)样品滴定时乙二胺四乙酸溶液的净消耗体积为10.80 mL−0.10 mL=10.70 mL。50.00 mL地下水样中钙、镁离子的总物质的量为n=(1.255×10-2 mol·mol。以碳酸钙计的硬度为 ρ=[(1.343×10-4 mol×100.09 g·mol-1)÷(50.00×10-3 L)]×1000=268.8 mg·。
(3)选择pH约为10的缓冲条件,是因为该pH有利于乙二胺四乙酸以适宜的配位形式与Ca2+、Mg2+形成稳定配合物,同时有利于金属指示剂正常显色并获得清晰的滴定终点。乙二胺四乙酸含有多个配位原子,能与金属离子形成稳定的多齿螯合物,且与金属离子通常具有确定的1∶1物质的量关系,适合用于定量滴定。
【解析】扣除空白后,基准液和水样的EDTA体积分别为19.90 mL和10.70 mL。由1∶1反应得c(EDTA)=2.498×10^-4/19.90×10^-3=1.255×10^-2 mol/L,硬度为1.255×10^-2×10.70×10^-3×100.09/50.00×10^-3×1000=268.8 mg/L。pH约10利于配合物形成、指示剂显色和终点判断;EDTA可与金属离子形成稳定的1∶1螯合物,适合定量滴定。
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