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近几年高考对非金属及其化合物的考查主要有以下几个方面:
以硫、硒、碲等氧族元素为载体,通过联系生活实际,以重大环境事件,新材料的研发与应用,结合
化学反应原理、氧化还原反应、离子反应方程式的书写等以综合题的形式来考查。
以氯、溴、碘单质及其化合物为载体考查其性质和用途,结合化学平衡、溶液中的电离平衡、离子浓
度等知识,来考查学生运用化学知识解决实际问题的能力。结合海水资源的综合利用,来考查新材料、新
工艺的应用等。
1.(2024·江苏·高考真题)在给定条件下,下列制备过程涉及的物质转化均可实现的是
A.HCl 制备:
溶液
和
B.金属Mg 制备:
溶液
C.纯碱工业:
溶液
D.硫酸工业:
2.(2024·北京·高考真题)硫酸是重要化工原料,工业生产制取硫酸的原理示意图如下。
下列说法不正确的是
第30 讲 非金属及其化合物制备流程与实验探究
(S、Se、Te、Cl、Br、I)
01 考情分析 02 真题精研 03 规律·方法·技巧 04 经典变式练
05 核心知识精炼 06 基础测评 07 能力提升
考情分析
真题精研
1
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A.I 的化学方程式:
B.Ⅱ中的反应条件都是为了提高
平衡转化率
C.将黄铁和换成硫黄可以减少废渣的产生
D.生产过程中产生的尾气可用碱液吸收
1.常见漂白剂的漂白原理比较
漂白剂
SO2
HClO、Na2O2、H2O2、O3
活性炭
漂白
原理
与某些有色物质化合生成无
色物质
将有色物质氧化为无色物质
吸附有
色物质
可逆性
可逆,加热恢复原色
不可逆,加热或久置不恢复原
色
不可逆
漂白
方式
化合型漂白
氧化型漂白
物理漂白
(吸附性)
漂白
对象
某些有色物质(指示剂除外)
有色有机物(包括指示剂)
有色物质
2.检验SO2和CO2同时存在的一般流程
SO2和CO2都能使澄清石灰水变浑浊,检验二者同时存在的一般流程如下:
流程设计
检验SO2⇒除去SO2⇒检验SO2是否除尽⇒检验CO2
选用试剂
品红溶液
酸性KMnO4溶液
品红溶液
澄清石灰水
预期现象
褪色
褪色
不褪色
变浑浊
3.从海水中提取物质的思路
海水中提取溴和碘的反应都是将其-1 价离子氧化成单质。涉及工业实际,最主要的问题是如何将大量海
水中分布的元素富集起来。溴的制取一般是氧化→吹出→吸收→再氧化的路线,碘一般是由海带提取,主
要过程是灼烧→溶解→过滤→氧化→萃取的路线。工艺模式如图所示:
规律·方法·技巧
2
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1.(2024·湖北·高考真题)过量
与以下
的溶液反应,下列总反应方程式错误的是
溶液
现象
化学方程式
A
产生淡黄色沉淀
B
溶液由棕黄色变浅绿色
C
溶液褪色,产生白色沉淀
D
(含酚酞)
溶液由红色变无色
A.A
B.B
C.C
D.D
2.(2024·安徽合肥·三模)微量元素硒在生命功能中扮演着举足轻重的角色。下列关于硒元素的说法错误
的是
A.硒属于元素周期表中的p 区元素
B.生命体中所含元素Se、O、N 的第一电离能:
C.
能被氧化成
D.硒与机体内氨基酸能通过离子键形成硒蛋白
一、硫及其化合物的性质
1.牢记SO2的四个性质
(1)酸性;(2)强还原性;(3)弱氧化性;(4)漂白性。
2.明辨三类漂白原理
(1)吸附型;(2)氧化型;(3)化合型。
3.掌握两个转化关系
(1)H2S――→SO2――→SO3――→H2SO4;
(2)S――→SO2――→SO3――→H2SO4
4.熟记以下重点化学方程式
(1)SO2+Ca(OH)2===CaSO3↓+H2O
(2)SO2+2H2S===3S↓+2H2O
(3)SO2+Cl2+2H2O===2HCl+H2SO4
经典变式练
核心知识精炼
3
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(4)2KMnO4+5SO2+2H2O===K2SO4+2MnSO4+2H2SO4
(5)2FeCl3+SO2+2H2O===FeCl2+FeSO4+4HCl
(6)Na2SO3+H2SO4===Na2SO4+H2O+SO2↑
(7)2Cu+2H2SO4(稀)+O2=====2CuSO4+2H2O
(8)Cu+2H2SO4(浓)=====CuSO4+SO2↑+2H2O。
(9)C+2H2SO4(浓)=====CO2↑+2SO2↑+2H2O。
5.注意硫酸与金属的反应的四种情况
(1)常温下浓硫酸使 Fe、Al 钝化,如加热或将浓硫酸稀释,则可以继续反应。
(2)浓硫酸与活泼金属(如Zn)反应,开始产生SO2,硫酸浓度变小后,产生H2。
(3)浓硫酸与不活泼金属(如Cu)反应,开始产生SO2(加热),浓度变小后,稀硫酸不再与Cu 反应。如1
mol Cu 与含2 mol H2SO4的浓硫酸充分反应,生成SO2小于1 mol。
(4)浓硫酸与金属的反应中既表现强氧化性又表现酸性。浓硫酸在与非金属的反应中只表现氧化性。
二、二氧化硒的性质
二氧化硒是一种氧化物,化学式为SeO₂,白色晶体,蒸气为绿色;熔点340~350℃,315℃时升华,密度
3.95 克/厘米(15℃),其酸性比亚硫酸弱。
与水反应
SeO₂+H₂O===H₂SeO₃
与过氧化氢反应
SeO₂+H₂O₂===H₂SeO₄
与氢氧化钠反应
SeO₂+2NaOH====Na₂SeO₃+H₂O
三、碲及其化合物的性质
工业上是从铜冶炼的电解铜的阳极泥中提取碲。含碲约3%的阳极泥干燥后在250℃下进行硫酸化焙烧,然
后在700℃使二氧化硒挥发,碲留在焙烧渣中。用水浸出硫酸铜,再用氢氧化钠溶液浸出,得到亚碲酸钠
溶液。浸出液用硫酸中和,生成粗氧化碲沉淀。两次重复沉淀氧化物,然后进行水溶液电解,可得含碲为
98%~99%的碲。
可由炼锌的烟尘中回收而得。
四、氯、溴、碘及其化合物的性质
1.特殊的颜色和状态:
Cl2——黄绿色气体
Br2——深红棕色液体
I2——紫黑色固体
2.特殊的成分:
4
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新制氯水中含三分子(Cl2、HClO、H2O)、四离子(Cl-、ClO-、H+、OH-)。熟记氯水的四个性质:氧化性、
酸性、漂白性和不稳定性。
3.区分两个漂白粉原理
(1)漂白原理:Ca(ClO)2+CO2+H2O===2HClO+CaCO3。
(2)失效原理:Ca(ClO)2+CO2+H2O===2HClO+CaCO3;
2HClO=====2HCl+O2↑。
4.氯气制备把握三个方面
(1)制取原理:
MnO2+4HCl(浓)=====MnCl2+Cl2↑+2H2O。
(2)除杂试剂:饱和食盐水、浓硫酸。
(3)尾气吸收原理:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。
5.熟记碘提取反应的离子方程式
(1)Cl2+2I-===I2+2Cl-
(2)H2O2+2I-+2H+===I2+2H2O
6.熟记溴提取反应的离子方程式
(1)第一次被氧化Cl2+2Br-===Br2+2Cl-
(2)被还原:SO2+Br2+H2O===2Br-+SO+2H+
(3)第二次被氧化Cl2+2Br-===Br2+2Cl-
7.X-(卤素离子)的检验:
(1)沉淀法:加硝酸、硝酸银,产生沉淀的颜色为白色、淡黄色、黄色,则离子分别为Cl-、Br-、I-。
(2)置换萃取法:滴加氯水后,再滴加CCl4,若下层变为橙红色、紫红色,则离子分别为Br-、I-。
(3)置换淀粉法:滴加氯水后,再滴加淀粉溶液,若变蓝色,则离子为I-。
8.海水资源的开发利用:
(1)氯碱工业。
(2)海水提溴。
(3)海带中提碘。
1.(2024·北京·高考真题)下列方程式与所给事实不相符的是
A.海水提溴过程中,用氯气氧化苦卤得到溴单质:
基础测评
5
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B.用绿矾(
)将酸性工业废水中的
转化为
C.用
溶液能有效除去误食的
D.用
溶液将水垢中的
转化为溶于酸的
:
2.(2023·辽宁·高考真题)某小组进行实验,向
蒸馏水中加入
,充分振荡,溶液呈浅棕色,
再加入
锌粒,溶液颜色加深;最终紫黑色晶体消失,溶液褪色。已知
为棕色,下列关于颜色变
化的解释错误的是
选项
颜色变化
解释
A
溶液呈浅棕色
在水中溶解度较小
B
溶液颜色加深
发生了反应:
C
紫黑色晶体消
失
(
)的消耗使溶解平衡
右移
D
溶液褪色
与有色物质发生了置换反应
A.A
B.B
C.C
D.D
3.(2023·全国·高考真题)一些化学试剂久置后易发生化学变化。下列化学方程式可正确解释相应变化的
是
A
硫酸亚铁溶液出现棕黄色沉
淀
B
硫化钠溶液出现浑浊颜色变
深
C
溴水颜色逐渐褪去
D
胆矾表面出现白色粉末
A.A
B.B
C.C
D.D
6
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4.(2022·浙江·高考真题)下列反应的离子方程式不正确的是
A.盐酸中滴加
溶液:
B.
溶液中通入过量
:
C.乙醇与
酸性溶液反应:
D.溴与冷的
溶液反应:
5.(2024·全国·三模)硒(Se,原子序数为34)在电子工业中可用作光电管、太阳能电池等。某工业提取过
程将阳极泥(硒主要以Se 单质和Cu2Se 的形式存在)在空气中煅烧,可得铜、硒的氧化物,用二氧化硫还原
SeO2可得硒。Cu2Se 晶胞结构如图所示,下列说法错误的是
A.Cu2Se 晶胞中Se2-的配位数为8
B.SeO2分子是直线形分子
C.还原时,生成1molSe 反应转移4mol 电子
D.煅烧时,Cu2Se 可能发生反应:
6.(23-24 高三上·山东·开学考试)在实验室中,由含硒废料(主要含S、Se、
、CuO、ZnO、
等)
制取硒的流程如图:
下列说法错误的是
A.“分离”时得到含硫煤油的方法是分液
B.“酸溶”操作的目的是除去废料中的金属氧化物
7
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C.“浸取”后滤渣的主要成分是
D.“酸化”时发生反应的离子方程式:
7.(2024·安徽马鞍山·三模)碲(Te)被誉为尖端技术等工业的维生素。工业上常以粗铜精炼的阳极泥(主要
成分是
,含Ag、Au 等杂质)为原料提取碲并回收金属,Te 与S 同族,其工艺流程如图所示。
下列说法错误的是
A.粗铜精炼和电镀铜的阴极电极反应相同
B.每回收
理论上步骤①中转移电子数为
C.步骤②电解后的溶液可以参与循环
D.可以用硝酸分离出滤渣X 中的Au
8.(2024·上海·高考真题)萤石(
)与浓硫酸共热可制备HF 气体,写出该反应的化学方程式: ,
该反应中体现浓硫酸的性质是 。
A.强氧化性 B.难挥发性 C.吸水性 D.脱水性
9.(2023 高三·全国·专题练习)硒和碲在工业上有重要用途。在铜、镍、铅等电解工艺的阳极泥中硒、碲
主要以硒化物、碲化物及单质状态存在。一种从阳极泥中提取
和
的工艺流程如下:
8
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已知:碲酸钠
难溶,碲酸
可溶。工艺路线中可以循环利用的物质有 、
。
10.(2024·内蒙古包头·二模)碲(Te)是半导体、红外探测等领域的重要战略元素。从阳极泥或冶炼烟尘中
提取的粗二氧化碲中含有SeO2、PbO、CuO 等杂质。一种由粗二氧化碲提取纯碲的工艺流程如图所示。
回答下列问题:
(1)“浸出”步骤中,碲和硒两种元素分别转化为TeCl4和SeCl4。浸出温度控制在65℃左右,当温度超过
80℃时,碲的浸出率会小幅降低。降低的主要原因是 。
(2)粗二氧化碲与浓盐酸反应生成TeCl4的化学方程式为 。
(3)“净化”步骤中产生的滤渣主要含 (写化学式)和少量硒单质。
(4)化学反应的吉布斯自由能变
。SO2还原TeCl4和SeCl4的∆G 随温度
的变化曲线如下图所示。
则“还原除杂”步骤的温度不宜超过 K,该步骤控制在此温度以下的原因是 。
(5)“还原”步骤中产生碲单质的化学方程式为 。
(6)“还原”后的酸性还原尾液中含有少量未被还原的碲,加入还原剂
进行“尾还原”,可以产生粗碲,
提高碲的回收率。综合还原效率、工艺成本和环保因素,最合适的还原剂是 (填标号)。
A.铁粉 B.氢气 C.硫化钠
1.(2024·广东·高考真题)1810 年,化学家戴维首次确认“氯气”是一种新元素组成的单质。兴趣小组利
能力提升
9
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用以下装置进行实验。其中,难以达到预期目的的是
A
B
制备
净化、干燥
C
D
收集
验证
的氧化性
A.A
B.B
C.C
D.D
2.(2024·吉林·高考真题)下列实验方法或试剂使用合理的是
选项
实验目的
实验方法或试剂
A
检验
溶液中是否含有
溶液
B
测定
溶液中
用
溶液滴定
C
除去乙醇中少量的水
加入金属
,过滤
D
测定
溶液的
使用
试纸
A.A
B.B
C.C
D.D
3.(2024·浙江·高考真题)工业上将Cl2通入冷的
溶液中制得漂白液,下列说法不正确的是
A.漂白液的有效成分是
B. ClO-水解生成
使漂白液呈酸性
C.通入CO2后的漂白液消毒能力增强
D.
溶液比
溶液稳定
4.(2023·江苏·高考真题)实验室制取
的实验原理及装置均正确的是
10
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A.制取
B.除去
中的HCl
C.收集
D.吸收尾气中的
A.A
B.B
C.C
D.D
5.(2024·贵州·高考真题)贵州重晶石矿(主要成分
)储量占全国
以上。某研究小组对重晶石矿进
行“富矿精开”研究,开发了制备高纯纳米钛酸钡
工艺。部分流程如下:
下列说法正确的是
A.“气体”主要成分是
,“溶液1”的主要溶质是
B.“系列操作”可为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
C.“合成反应”中生成
的反应是氧化还原反应
D.“洗涤”时可用稀
去除残留的碱,以提高纯度
6.(2022·浙江·高考真题)下列推测不合理的是
A.相同条件下,Br2与PBr3反应比Cl2与PCl3反应难
B.OPBrCl2与足量H2O 作用生成2 种酸
C.相同条件下,与水反应由快到慢的顺序:OPBr3、OPCl3、OPF3
D.PBr3与足量C2H5OH 作用可得到P(OC2H5)3
7.(2024·全国·高考真题)对于下列过程中发生的化学反应,相应离子方程式正确的是
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A.试管壁上的银镜用稀硝酸清洗:
B.工业废水中的
用
去除:
C.海水提溴过程中将溴吹入
吸收塔:
D.用草酸标准溶液测定高锰酸钾溶液的浓度:
8.(2023·广东·高考真题)按图装置进行实验。将稀硫酸全部加入Ⅰ中的试管,关闭活塞。下列说法正确
的是
A.Ⅰ中试管内的反应,体现
的氧化性B.Ⅱ中品红溶液褪色,体现
的还原性
C.在Ⅰ和Ⅲ的试管中,都出现了浑浊现象
D.撤掉水浴,重做实验,Ⅳ中红色更快褪去
9.(23-24 高三上·吉林四平·阶段练习)一种从工业电解精炼铜的阳极泥(含有
等)中提取硒的过程如图所示。
下列说法正确的是
12
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A.电解精炼铜时纯铜作阳极
B.甲酸还原
反应的化学方程式为
C.“焙烧”时,
与
反应每消耗
,转移
电子
D.用得到的银可制得氯化银(晶胞如图所示),氯化银晶胞中
周围最近且等距离的
的数目为6
10.(23-24 高三上·江苏徐州·阶段练习)元素周期表中VIA 族元素单质及其化合物有着广泛应用。O2可
用作氢氧燃料电池的氧化剂;O3具有杀菌、消毒、漂白等作用。硫有多种单质,如S2
4、S6、S8等,用
硫黄熏蒸中药材的传统由来已久。硫与氧气反应制得的SO2可用来生产H2SO4,硫酸及硫酸盐是重要化工
原料;H2S 是一种易燃的有毒气体(燃烧热为
-1),是制取多种硫化物的原料;用SO2与SeO2(白
色晶体)的水溶液反应可制备硒,硒(34Se)是一种半导体材料。碲(52Te)的单质及其化合物在电子、冶金、材
料等领域有广阔的发展前景,工业上以电解强碱性Na2TeO3溶液制备Te。下列说法正确的是
A.S2、S4、S6、S8互为同位素
B.SO2中S 原子杂化轨道类型为sp2
C.34Se 核外电子排布式为
2
4
D.H2S 和H2O 的空间构型相同,且均为非极性分子
11.(23-24 高三上·山东淄博·阶段练习)由含硒废料(主要含S、Se、
、CuO、ZnO、
等)在实
验室中制取硒的流程如图所示。下列说法错误的是( )
13
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A.“分离”时得到含硫煤油的方法是过滤,“浸取”所得油渣主要成分为
B.“酸溶”操作的目的是除去废料中的金属氧化物
C.
与
(硫代硒酸根)空间结构均为四面体形,二者为组成相同的异构体
D.“酸化”时发生反应的离子方程式:
12.(2024·辽宁朝阳·二模)碲被誉为金属性最强的非金属,某科研小组从碲渣(主要含有Cu2Te )中提取粗
碲的工艺流程如图所示。下列有关说法错误的是
已知:①“焙烧”后,碲主要以TeO2形式存在;②TeO2微溶于水,易溶于强酸和强碱。
A.“焙烧”后铜以Cu2O 形式存在
B.“碱浸”后过滤用到的主要仪器有:烧杯、漏斗、玻璃棒
C.“酸化”后生成Te(SO4)2
D.“还原”后,溶液的酸性减弱
13.(2024·山东菏泽·模拟预测)现有某工业废渣[主要含碲(
),锑(
)、砷(
)等元素的化合物],一种
回收工艺流程如图所示,下列说法错误的是
(已知常温下,
的各级电离常数为:
,
,
)
A.若碱浸液含
,则滤液中
元素最主要的存在形式为
B.“氯盐酸浸”时,通入
的目的是氧化元素锑
14
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C.生成
的化学方程式为
D.流程中盐酸可循环利用
14.(23-24 高三下·四川成都·开学考试)工业上利用冶炼烟尘(主要成分有
等)回收
的工艺流程如下:
已知:①水溶液中各形态铅的分布系数
与溶液
的关系如图2 所示。
PbS
②
为难溶于水的沉淀。
③
是酸性氧化物,
是两性氧化物。
回答下列问题:
(1)滤渣1 的主要成分是 (填化学式);碱浸时通常在 (填序号)材料的反应器中进行。
A.铝 B.玻璃 C.铁 D.塑料
(2)碱浸时,
溶液对元素浸出率的影响如图3 所示,实际生产中所用
溶液的浓度为
g/L,浓度不能过大的原因是 ;硫化时,加入
发生反应的离子方程式为 。
(3)精制I 时控制
的范围为5.5~6.5,
过低导致
中会混有Se 和黄色固体杂质,原因是
15
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(用离子方程式表示)。
(4)精制II 后的滤液可循环使用,应当导入 (填操作单元的名称)操作中。
(5)测定粗硒样品中硒的含量:称
粗硒样品,用浓
将样品中的Se 氧化得到
,生成的
加入硫酸酸化的KI 溶液中充分反应,加入淀粉溶液,用
的
标准溶液滴定至终点
时消耗
(杂质不参与反应)。测定原理为
;
。滴定终点的现象是 ,粗硒样品中硒的质量分数为 。
15.(2022·北京·高考真题)某小组同学探究不同条件下氯气与二价锰化合物的反应
资料:
i.Mn2+在一定条件下被Cl2或ClO-氧化成MnO2(棕黑色)、
(绿色)、
(紫色)。
ii.浓碱条件下,
可被OH-还原为
。
iii.Cl2的氧化性与溶液的酸碱性无关,NaClO 的氧化性随碱性增强而减弱。
实验装置如图(夹持装置略)
序
号
物质a
C 中实验现象
通入Cl2前
通入Cl2后
I
水
得到无色溶液
产生棕黑色沉淀,且放置后不发生变化
Ⅱ
5%NaOH 溶液
产生白色沉淀,在空气中缓慢变成棕
黑色沉淀
棕黑色沉淀增多,放置后溶液变为紫色,
仍有沉淀
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Ⅲ
40%NaOH 溶
液
产生白色沉淀,在空气中缓慢变成棕
黑色沉淀
棕黑色沉淀增多,放置后溶液变为紫色,
仍有沉淀
(1)B 中试剂是 。
(2)通入Cl2前,Ⅱ、Ⅲ中沉淀由白色变为黑色的化学方程式为 。
(3)对比实验I、Ⅱ通入Cl2后的实验现象,对于二价锰化合物还原性的认识是 。
(4)根据资料ii,Ⅲ中应得到绿色溶液,实验中得到紫色溶液,分析现象与资料不符的原因:
原因一:可能是通入Cl2导致溶液的碱性减弱。
原因二:可能是氧化剂过量,氧化剂将
氧化为
。
①化学方程式表示可能导致溶液碱性减弱的原因 ,但通过实验测定溶液的碱性变化很小。
②取Ⅲ中放置后的1mL 悬浊液,加入4mL40%NaOH 溶液,溶液紫色迅速变为绿色,且绿色缓慢加深。溶
液紫色变为绿色的离子方程式为 ,溶液绿色缓慢加深,原因是MnO2被 (填“化学
式)氧化,可证明Ⅲ的悬浊液中氧化剂过量;
③取Ⅱ中放置后的1mL 悬浊液,加入4mL 水,溶液紫色缓慢加深,发生的反应是 。
④从反应速率的角度,分析实验Ⅲ未得到绿色溶液的可能原因 。
16.(2024·甘肃·高考真题)某兴趣小组设计了利用
和
生成
,再与
反应制备
的方案:
(1)采用下图所示装置制备
,仪器a 的名称为 ;步骤I 中采用冰水浴是为了 ;
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(2)步骤Ⅱ应分数次加入
,原因是 ;
(3)步骤Ⅲ滴加饱和
溶液的目的是 ;
(4)步骤Ⅳ生成
沉淀,判断
已沉淀完全的操作是 ;
(5)将步骤Ⅴ中正确操作或现象的标号填入相应括号中 。
A.蒸发皿中出现少量晶体
B.使用漏斗趁热过滤
C.利用蒸发皿余热使溶液蒸干
D.用玻璃棒不断搅拌
E.等待蒸发皿冷却
18