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第05讲-化学实验基础(强化训练)(解析版).docx

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第05讲 化学实验基础(强化训练)(二) 1.如图所示是分离混合物时常用的仪器,从左至右,对应的混合物分离操作方法正确的是(  ) A.蒸馏、分液、蒸发、过滤 B.蒸发、过滤、蒸馏、分液 C.蒸馏、过滤、蒸发、分液 D.蒸发、分液、蒸馏、过滤 答案:A  【解析】蒸馏烧瓶用于分离沸点相差较大的两种液体,对应的分离操作方法为蒸馏;分液漏斗用于分离两种不相溶的液体或用于分离在不同溶剂中溶解度不同的混合物,对应的分离操作方法为分液;蒸发皿用于可溶性固体和液体或可溶性固体混合物的分离,对应的分离操作方法为蒸发;普通漏斗用于分离不溶于液体的固体和液体,对应的分离操作方法为过滤。 2.《本草衍义》中对精制砒霜过程有如下叙述:“取砒之法,将生砒就置火上,以器覆之,令砒烟上飞着覆器,遂凝结累然下垂如乳,尖长者为胜,平短者次之。”文中涉及的操作方法是(  ) A.蒸馏 B.升华 C.干馏 D.萃取 答案:B  【解析】阅读文献抓住“将生砒就置火上,以器覆之,令砒烟上飞……凝结……”等关键词句。砒烟上飞——固态物质受热变成气态物质;凝结——气态物质凝华变成固态物质。蒸馏用于分离两种或多种互溶的液体混合物,根据液体沸点的不同进行分离,A项不符合题意;升华是指固态物质受热直接变成气态物质。即砒霜样品受热使有效成分三氧化二砷变成蒸气(升华),降温,蒸气凝华成固体,从而达到分离提纯砒霜的目的,B项符合题意;干馏是指煤等在隔绝空气的条件下加强热发生一系列化学变化的过程,砒霜提纯过程中有效成分没有发生变化,C项不符合题意;萃取是指用萃取剂将一种物质从其溶液中提取出来的过程,如用苯或四氯化碳萃取溴水中的溴(或碘水中的碘),D项不符合题意。 3.实验是化学研究的基础,下列装置或操作正确的是(  ) A.用①制备氢气并检验H2的可燃性 B.用装置②制备Cl2 C.用装置③陶瓷坩埚高温煅烧CaCO3固体 D.关闭活塞a,从b处加水,以检查装置④的气密性 答案:D  【解析】点燃可燃性气体前必须验纯,故A错误;氯气密度比空气大,应用向上排空气法收集,图中进气管太短,出气管太长,故B错误;高温下碳酸钙会腐蚀陶瓷坩埚,故C错误;关闭活塞a,从b处加水,如U形管两侧形成液面差且在一段时间内不变化,可说明气密性良好,能达到实验目的,故D正确。 4.某黑色粉末由两种物质组成,为鉴别其成分进行如下实验: ①取少量样品加入足量稀硝酸仍有部分黑色固体未溶解。 ②另取少量样品在空气中充分灼烧后,再加入足量稀盐酸并微热全部溶解。 该黑色粉末可能为(  ) A.FeO、C B.FeO、CuO C.Ag2O、MnO2 D.CuO、Cu2S 答案:A  【解析】C不溶于稀硝酸,FeO可溶于稀硝酸,FeO、C在空气中充分灼烧后,C生成二氧化碳,FeO生成氧化铁,氧化铁再加入足量稀盐酸并微热全部溶解,故A正确;FeO、CuO都溶于稀硝酸,故B错误;Ag2O与盐酸反应生成氯化银沉淀、MnO2与稀盐酸不反应,所以加入足量稀盐酸并微热不能溶解,故C错误;CuO、Cu2S都溶于稀硝酸,故D错误。 5.下表中的实验操作、现象和结论均正确的是(  ) 选项 实验操作 实验现象 结论 A 将浓硫酸滴到蔗糖中并搅拌 固体变黑膨胀 浓硫酸仅体现脱水性 B 将稀硫酸逐滴滴入Na2CO3溶液中 开始无气泡产生 二者不反应 C 向某溶液中加入浓NaOH溶液并加热,在试管口用湿润的红色石蕊试纸检验 试纸变蓝 原溶液中含有NH4+ D 向氢氧化铁胶体中滴加氯化铵饱和溶液 产生沉淀 沉淀为FeCl3 答案:C  【解析】将浓硫酸滴到蔗糖表面,固体变黑体现浓硫酸的脱水性,膨胀时C与浓硫酸发生氧化还原反应生成气体,体现浓硫酸的强氧化性,故A错误;将稀硫酸逐滴滴入Na2CO3溶液中,开始无气泡产生时发生反应:Na2CO3+H2SO4NaHCO3+NaHSO4,故B错误;湿润的红色石蕊试纸变蓝,则反应生成了氨气,原溶液中含有NH4+,故C正确;氢氧化铁胶体遇电解质溶液发生聚沉,沉淀为氢氧化铁,故D错误。 6.进行化学实验时,必须规范操作,强化安全意识,防止发生事故。下列做法存在安全隐患或说法错误的是(  ) ①若不慎将浓盐酸沾在皮肤上,应立即用浓NaOH溶液清洗  ②稀释浓硫酸时,将浓硫酸慢慢倒入水中,并不断搅拌 ③实验室制取氯气时,没设计尾气吸收装置  ④做金属钠的实验时,剩余的钠放回原试剂瓶  ⑤金属钠着火时,用泡沫灭火器扑灭  ⑥NaOH浓溶液溅在皮肤上,立即用稀硫酸清洗 A.①③⑤⑥ B.②④ C.①④⑥ D.③④⑤ 答案:A  【解析】①浓盐酸沾到皮肤上,可以用NaHCO3溶液清洗,不能用腐蚀性强的NaOH溶液清洗,错误;②正确,无安全隐患;③氯气有毒,不进行尾气处理,会污染环境且易使人中毒;④正确,金属钠很活泼,随意丢弃会引起火灾。应放回原试剂瓶;⑤金属钠易与水反应,钠着火后生成的Na2O2易与水、CO2反应,故钠着火不能用泡沫灭火器扑灭,应用沙子盖灭,错误;⑥NaOH浓溶液溅在皮肤上,若立即用稀硫酸清洗,酸碱中和放热,会加重对皮肤的损伤,应先用大量水冲洗,再涂上2%的硼酸,错误。 7.下列实验过程中的相关操作正确的是(  ) 选项 实验 操作 A 检验Fe(NO3)2晶体是否变质 将样品溶于稀硫酸,滴入几滴KSCN溶液 B 验证Mg(OH)2和Fe(OH)3的Ksp大小 取2 mL 1.0 mol·L-1 NaOH溶液,先滴3滴1.0 mol·L-1 MgCl2溶液,再滴3滴1.0 mol·L-1 FeCl3溶液 C 比较醋酸和碳酸酸性的强弱 pH计分别伸入0.1 mol·L-1 CH3COONa溶液和0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液,读取pH D 测定中和反应的反应热 混合前分别用冲洗干净的温度计测量 50 mL 0.50 mol·L-1 HCl溶液与50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液的温度 答案:D 【解析】检验Fe(NO3)2晶体是否变质,应将样品溶于蒸馏水,滴入几滴KSCN溶液,观察溶液是否变红色,若将样品溶于稀硫酸,则发生反应:3Fe2++4H++NO===3Fe3++NO↑+2H2O,会对Fe3+的检验产生干扰,A项错误;验证Mg(OH)2和Fe(OH)3的Ksp的大小是通过沉淀的相互转化实现的,可向饱和Mg(OH)2溶液中滴入3滴0.1 mol·L-1 FeCl3溶液,而若要得到饱和Mg(OH)2溶液,应将NaOH溶液滴入MgCl2溶液中,否则NaOH过量,干扰实验结果,B项错误;用pH计测定相同浓度的CH3COONa、Na2CO3溶液的pH,比较的是CH3COO-、CO的水解程度,得出的是CH3COOH、HCO的酸性强弱,C项错误;测定中和热时,为保证50 mL 0.50 mol·L-1的盐酸完全被NaOH溶液中和,应采用50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液,同时混合前分别测定盐酸和NaOH溶液的温度,并取平均值,D项正确。 8.下列实验中,所采取的分离方法与对应原理都正确的是(  ) 选项 目的 分离方法 原理 A 分离溶于水中的碘 乙醇萃取 碘在乙醇中的溶解度较大 B 分离乙酸乙酯和乙醇 分液 乙酸乙酯和乙醇的密度不同 C 除去KNO3固体中混杂的NaCl 重结晶 NaCl在水中的溶解度很大 D 除去丁醇中的乙醚 蒸馏 丁醇与乙醚的沸点相差较大 答案:D  【解析】乙醇与水互溶,不能作萃取剂,A错误。乙酸乙酯与乙醇互溶,不能用分液的方法分离,B 错误。除去硝酸钾中的氯化钠可用重结晶的方法,是由于氯化钠在水中的溶解度受温度变化的影响较小,故C错误。乙醚和丁醇互溶,但沸点相差较大,可用蒸馏的方法进行分离,D正确。 9.下列设计的实验方案能达到实验目的是(  ) A.制备干燥的NH3:加热浓氨水,将生成的气体通过盛有浓硫酸的洗气瓶 B.提纯含有少量HCl的CO2:将混合气体依次通过盛有饱和碳酸钠溶液、浓硫酸的洗气瓶 C.检验食盐中是否含有碘酸钾:取少量的食盐溶液,加稀硫酸酸化,再滴入淀粉溶液,观察实验现象 D.探究温度对化学平衡移动的影响:将盛有NO2和N2O4混合气体的烧瓶,先后置于冷水和热水中,观察烧瓶中气体颜色的变化 答案:D  【解析】氨气能与硫酸反应生成硫酸铵,应用碱石灰干燥,A错误; 二者均能与饱和碳酸钠溶液反应,不能用饱和碳酸钠溶液除杂,应用饱和碳酸氢钠溶液来除杂,B错误;碘单质遇淀粉试液变蓝色,碘酸钾中不含碘单质,C错误;温度改变,NO2和N2O4之间的化学平衡会向吸热或放热方向移动,能达到实验目的,D正确。 10.为提纯下列物质(括号中为杂质),所选除杂试剂和分离方法都正确的是(  ) 选项 被提纯的物质(杂质) 除杂试剂 分离方法 A NH3 (H2O) 碱石灰 洗气 B H2O(Br2) CCl4 萃取分液 C KCl固体(I2) KOH溶液 加热 D MgCl2溶液(FeCl2) NaOH溶液 过滤 答案:B  【解析】用碱石灰除去氨气中的水蒸气称为干燥,不能称为洗气,A项错误;用四氯化碳作萃取剂,通过萃取、分液除去水中溶解的溴,B项正确;正确的做法是直接加热使I2挥发,C项错误;MgCl2和FeCl2的混合液中加入NaOH溶液,Mg2+和Fe2+都生成沉淀,D项错误。 11.下列图示装置正确且能达到实验目的的是(  ) 答案:D 【解析】收集氨气的试管用橡胶塞塞住会使试管内压强增大,不便于收集,应改用棉花,A项错误;氨气易溶于水发生倒吸,所以通氨气的导管不能插入液面以下,二氧化碳溶解度相对较小,通二氧化碳的导管可插入液面以下,B项错误;氯化铵受热时先分解为氯化氢和氨气,遇冷后氯化氢和氨气化合,碘受热升华,遇冷凝华也附着在烧瓶底部,无法分离,C项错误;若气密性良好,从水准管注水后,装置中气体压强大于外界大气压,从而会使水准管与量气管有稳定的液面高度差,D项正确。 12.下列叙述Ⅰ和Ⅱ均正确并有因果关系的是(  ) 选项 叙述Ⅰ 叙述Ⅱ A KNO3的溶解度大 用重结晶法除去KNO3中混有的NaCl B BaSO4难溶于酸 用盐酸和BaCl2溶液检验SO42- C NH3能使酚酞溶液变红 NH3可用于设计喷泉实验 D Ca(OH)2能制成澄清石灰水 可配制2.0 mol·L-1的Ca(OH)2溶液 答案:B  【解析】A中的两个陈述均正确,但用重结晶法除去KNO3中混有的NaCl主要是利用二者溶解度受温度影响不同的原理。B中利用了常见难溶性钡盐中只有BaSO4难溶于酸的原理,正确。C中NH3溶于水呈碱性与NH3可做喷泉实验没有关系,NH3可做喷泉实验是因为NH3极易溶于水。D中叙述Ⅱ错误,Ca(OH)2是微溶物质,不可能配制出2.0 mol·L-1的Ca(OH)2溶液。 13.实验室有一份混有少量碳酸钙杂质的碳酸钡样品。分离并提纯碳酸钡的实验步骤如图1所示,Ba(OH)2和Ca(OH)2的溶解度曲线如图2所示。 图1 图2 下列有关分析错误的是(  ) A.步骤Ⅰ所需的主要仪器是酒精喷灯、铁坩埚、泥三角、玻璃棒等 B.步骤Ⅱ中过滤时的温度对实验无影响 C.上述过程中涉及分解、化合、复分解反应 D.步骤Ⅲ中,当观察到红色刚好消失时,即可停止通CO2 答案:B  【解析】A项,考生易忽略CaCO3、BaCO3在高温下能与SiO2反应,并且忽略温度对实验的影响而判断错误。灼烧需要高温,所以选用酒精喷灯,CaCO3、BaCO3在高温下能与SiO2反应,所以不能用瓷坩埚,而用铁坩埚,铁坩埚置于泥三角上,灼烧时用玻璃棒搅拌使其受热均匀,正确。B项,过滤的目的是分离Ba(OH)2和Ca(OH)2,根据溶解度曲线可知应趁热过滤,所以过滤与温度有关,错误。C项,步骤Ⅰ发生的是分解反应、BaO、CaO与水发生化合反应、Ba(OH)2溶液中通入CO2发生的是复分解反应,正确。D项,当观察到红色刚好消失时,说明Ba(OH)2已与CO2完全反应生成BaCO3沉淀,则可停止通CO2,正确。 14.茶叶中铁元素的检验可经以下四个步骤完成,各步骤中选用的实验用品不能都用到的是(  ) A.将茶叶灼烧灰化,选用①、②和⑨ B.用浓硝酸溶解茶叶灰并加蒸馏水稀释,选用④、⑥和⑦ C.过滤得到滤液,选用④、⑤和⑦ D.检验滤液中的Fe3+,选用③、⑧和⑩ 答案:B  【解析】灼烧需要坩埚(①)、泥三角(⑨)和酒精灯(②),A项不符合题意;溶解、稀释时不需要用容量瓶(⑥),B项符合题意;过滤需要烧杯(④)、漏斗(⑤)和玻璃棒(⑦),C项不符合题意;检验Fe3+需用试管(③)、KSCN溶液(⑧)、胶头滴管(⑩),D项不符合题意。 15.下列实验中,所选装置不合理的是(  ) A.分离Na2CO3溶液和CH3COOC2H5,选④ B.粗盐提纯,选①和② C.用CCl4提取碘水中的碘,选③ D.用FeCl2溶液吸收Cl2,选⑤ 答案:A  【解析】A项,Na2CO3溶液和CH3COOC2H5分层,应选择装置③,不能利用蒸馏分离,错误;B项,粗盐提纯,可溶解后过滤、蒸发,则选择装置①和②,正确;C项,用CCl4提取碘水中的碘,选择萃取装置,即装置③,正确;D项,用FeCl2溶液吸收Cl2,选择洗气装置,即装置⑤,导管长进短出,正确。 16.下列实验中,所采取的分离方法与对应原理都正确的是(  ) 选项 实验目的 分离方法 原理 A 重结晶提纯苯甲酸 将粗品水溶、过滤、蒸发、结晶 苯甲酸的溶解度随温度变化较大 B 除去乙醇中少量的乙酸 加入足量生石灰蒸馏 乙醇和乙酸钙的沸点相差较大 C 除去KNO3固体中的NaCl 冷却热饱和溶液重结晶 NaCl在水中的溶解度很大 D 分离乙酸乙酯和乙醇 用分液漏斗分液 乙酸乙酯和乙醇的密度不同 答案:B  【解析】重结晶提纯苯甲酸时,应将粗品制成其热饱和溶液,趁热过滤,再冷却结晶,洗涤晶体,A项错误;用重结晶法除去KNO3固体中的NaCl是因为KNO3在水中的溶解度受温度的影响大,C项错误;乙酸乙酯和乙醇互溶,不能采取分液的方法分离,D项错误。 17.下列有关气体的检验正确的是 (  ) 选项 实验操作及现象 实验结论 A 将某气体点燃,火焰呈淡蓝色,气体产物通过无水硫酸铜,无水硫酸铜变蓝色 该气体一定是H2 B 将某无色气体通入硝酸银溶液中,有白色沉淀生成,继续通入该气体,溶液变澄清 该气体一定是NH3 C 某有刺激性气味的气体能使鲜花褪色 该气体一定是Cl2 D 把红棕色气体通入水中,水溶液显酸性 该气体一定是NO2 答案:B  【解析】CH4、H2点燃时火焰均呈淡蓝色,均可产生水,产物中的水蒸气能使无水硫酸铜变蓝,A项错误;NH3溶于水生成NH3·H2O,NH3·H2O与硝酸银反应生成白色沉淀AgOH,继续通入NH3反应生成[Ag(NH3)2]OH,可溶于水,B项正确;SO2、Cl2均能使鲜花褪色,C项错误;溴蒸气溶于水生成了HBr和HBrO,水溶液也显酸性,D项错误。 18.下列实验中,对于杂质(括号中的物质为杂质)的检验和除杂方法均正确的是 (  ) 选项 目标物质与杂质 检验方法 除杂方法 A FeCl2(FeCl3) 滴入KSCN溶液 通入过量氯气 B Cl2(HCl) 通入AgNO3溶液中 通入饱和NaCl溶液中 C KNO3(NaCl) 焰色反应(透过蓝色钴玻璃) 重结晶 D NaCl(NH4Cl) 在试管中加热 加热 答案:D  【解析】检验方法正确,除杂方法中氯气氧化的是目标物质,A项错误;氯气溶于水也能生成Cl-,检验方法错误,除杂方法正确,B项错误;检验钠元素不需要钴玻璃,C项错误;在试管中加热,氯化铵分解,在试管口重新化合,可以观察到试管口有白色物质,也可以使二者分离,D项正确。 19.如图表示从固体混合物中分离X的两种方案,则下列说法合理的是 (  ) A.可以选用方案1分离碳酸氢钠中含有的氯化铵 B.方案1中残留物应该具有的性质是受热易挥发 C.方案2中加入的试剂一定能与除X外的物质发生化学反应 D.方案2中加入NaOH溶液可以分离出SiO2和Fe2O3混合物中的Fe2O3 答案:D  【解析】碳酸氢钠加热分解,A错误;加热后得到的残留物一定是固体或难挥发的液体,B错误;加入的试剂可以是水且不一定发生化学反应,C错误;二氧化硅能与氢氧化钠溶液反应生成能溶于水的硅酸钠,进而分离出氧化铁,D正确。 20.下列实验操作能达到实验目的的是(  ) 选项 实验目的 实验操作 A 除去Cu中少量的CuO 加入稀硝酸溶解、过滤、洗涤及干燥 B FeCl3废蚀刻液(含FeCl2、FeCl3、CuCl2、HCl)制备FeCl2溶液 废蚀刻液中加入过量铁粉,充分搅拌、过滤 C 检验碳与浓硫酸反应的气态产物中含SO2和CO2 将产生的气体依次通入澄清石灰水和品红溶液 D 分离苯萃取溴水的水层和有机层 先放出水层,然后换一个烧杯再放出有机层 答案:B  【解析】Cu和CuO都能与稀硝酸反应,故A错误;在废蚀刻液中加入过量铁粉,Fe能与FeCl3、CuCl2、HCl反应,均生成FeCl2,将生成的铜及过量的铁粉过滤除去,可以得到FeCl2溶液,故B正确;澄清石灰水也能吸收二氧化硫,因此需要先检验二氧化硫,后检验二氧化碳,故C错误;用苯萃取溴水后的水层和有机层,应该先放出水层,然后将有机层从上口倒出,故D错误。 21.三氯化硼(BCl3)常用作有机合成的催化剂,也可用于制取乙硼烷(B2H6),遇水能够发生水解反应。某兴趣小组设计如图所示装置,用单质硼与氯气反应制备三氯化硼。 已知:BCl3的熔点为-107.3 ℃,沸点为12.5 ℃;SiCl4的熔点为-70 ℃,沸点为57.6 ℃。 (1)装置的连接顺序为A、_____________________________________________、F。 (2)装置D的作用是_________________ ,装置F可用一个盛装________(填试剂名称)的干燥管代替。 (3)实验过程中,应先点燃A处的酒精灯,当观察到____________________时再点燃B处的酒精灯。 答案:(1)E、C、B、D (2)冷却和收集三氯化硼 碱石灰 (3)装置F中试剂瓶内充满黄绿色气体 【解析】由A装置出来的Cl2中含有氯化氢和水蒸气,首先要通过E装置,除去氯化氢,再通过C装置,除去水蒸气,纯净的Cl2进入B装置参与反应,用D装置收集三氯化硼,所以装置的连接顺序为A、E、C、B、D、F;实验过程中,先点燃A处酒精灯,当观察到装置F中试剂瓶内充满黄绿色气体时,说明已经把装置中的空气排尽了,再点燃B处酒精灯。 22.草酸钴是制作氧化钴和金属钴的原料。一种利用含钴废料(主要成分为Co2O3,含少量Fe2O3、Al2O3、CaO、MgO、碳及有机物等)制取CoC2O4的工艺流程如下: (1)“550 ℃焙烧”的目的是  。  (2)“浸出液”的主要成分是  。  (3)“钴浸出”过程中,Co3+转化为Co2+,反应的离子方程式为            。  (4) “净化除杂1”过程中,先在40~50 ℃时加入H2O2,其作用是             (用离子方程式表示);再升温至80~85 ℃,加入Na2CO3溶液,调pH至4.5,“滤渣1”的主要成分是         。  (5)“净化除杂2”可将钙、镁离子转化为沉淀过滤除去,若所得滤液中c(Ca2+)=1.0×10-5 mol·L-1,则滤液中c(Mg2+)为      [已知Ksp(MgF2) =7.35×10-11、Ksp(CaF2) =1.05×10-10]。  (6)为测定制得产品的纯度,现称取1.00 g样品,将其用适当试剂转化,得到草酸铵[(NH4)2C2O4]溶液,再用过量稀硫酸酸化,用0.100 0 mol·L-1 KMnO4溶液滴定,达到滴定终点时,共用去KMnO4溶液26.00 mL,则草酸钴样品的纯度为         。  答案:(1)除去碳和有机物  (2)NaAlO2(或NaAlO2和NaOH)  (3)2Co3++SO32-+H2O2Co2++SO42-+2H+ (4)2Fe2++2H++H2O22Fe3++2H2O Fe(OH) 3 (5)7.0×10-6 mol·L-1 (6)95.55% 23.三盐(3PbO·PbSO4·H2O,相对分子质量为990)可用作聚氯乙烯的热稳定剂, 不溶于水。以200.0 t铅泥(主要成分为PbO、Pb及PbSO4等)为原料制备三盐的工艺流程如图所示。 已知:Ksp(PbSO4)=1.82×10-8;Ksp(PbCO3)=1.46×10-13。 回答下列问题: (1)加Na2CO3溶液转化的目的是        。  (2)酸溶时,不直接使用H2SO4溶液的原因可能是       ;铅与硝酸在酸溶过程中发生反应的离子方程式为      。  (3)流程中可循环利用的物质是    ;洗涤操作时,检验过滤2所得沉淀是否洗涤干净的方法是              。  (4)当沉淀转化达平衡时,滤液1中c(SO42-)与c(CO32-)的比值为      。  (5) 50~60 ℃时合成三盐的化学方程式为                ;若得到纯净干燥的三盐99.0 t,假设铅泥中的铅元素有80%转化为三盐,则铅泥中铅元素的质量分数为    。  答案:(1)将PbSO4转化为PbCO3,提高铅的利用率 (2)生成的PbSO4为难溶物,阻碍反应持续进行 3Pb+8H++2NO3-3Pb2++2NO↑+4H2O (3)HNO3 取少量最后一次的洗涤液于试管中,向其中滴加盐酸酸化的BaCl2溶液,若不产生白色沉淀,则表明沉淀已洗涤干净 (4)1.25×105 (5)4PbSO4+6NaOH3Na2SO4+3PbO·PbSO4·H2O+2H2O  51.75%
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