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新版化學必修1課件:第4章 第4節(jié) 硫酸、硝酸和氨

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1、第四章 非金屬及其化合物第四節(jié)第四節(jié)硫酸、硝酸和氨硫酸、硝酸和氨 一、氨一、氨 杭州市一制冷車間發(fā)生氨氣泄漏 2004年4月20日上午10時,杭州市一制冷車間發(fā)生氨氣泄漏事件,整個廠區(qū)是白茫茫的一片,方圓數(shù)百米,空氣中彌漫著一股濃烈的刺激性氣味,進入廠區(qū)呼吸都感到困難。廠區(qū)內(nèi)寒氣逼人。市消防中心接到報案后立即制定方案,出動上百名消防隊員,十余量消防車 游離態(tài)游離態(tài)化合態(tài)化合態(tài)氮的固定氮的固定放電放電如:如:N2+O2 2NO N2+3H2 2NH3 人工固氮生物固氮高能固氮自然固氮氮的固定氮的固定【思考思考】1、為什么在氨氣泄漏時工廠里會寒氣逼人?2、如何吸收彌漫在空氣中的大量氨氣?3、被圍困

2、在污染區(qū)的群眾怎樣做才能不吸入氨氣? -氨氣的噴泉實驗氨氣的噴泉實驗實驗48:演示實驗演示實驗城市中常見的人造噴泉及火山爆發(fā)的原理與上述的原理相似。科學視野科學視野科目一考試 http:/ 2016年科目一模擬考試題科目二考試 http:/ 2016年科目二考試技巧、考試內(nèi)容、考試視頻(2)溶液為什么變?yōu)榧t色?)溶液為什么變?yōu)榧t色? (3)實驗成敗的關鍵是什么?)實驗成敗的關鍵是什么? (1)氨為什么會形成噴泉?)氨為什么會形成噴泉? 想想看:想想看:a.燒瓶干燥;燒瓶干燥;b.裝置的氣密性好;裝置的氣密性好;c.收集的氣體純度盡可能高。收集的氣體純度盡可能高。氨氣溶于水溶液顯堿性氨氣溶于水溶

3、液顯堿性 氨極易溶于水,使燒瓶內(nèi)外形成較氨極易溶于水,使燒瓶內(nèi)外形成較大的壓差;大的壓差;展示裝滿氨氣展示裝滿氨氣的燒瓶的燒瓶無色無色, , 有刺激性氣味的氣體;有刺激性氣味的氣體;你得出什么結(jié)論?易液化;易液化;冰塊氨氣液氨1. 1.氨氣的物理性質(zhì)氨氣的物理性質(zhì)極易溶于水極易溶于水(1:700)(1:700)。(一)氨的性質(zhì)(一)氨的性質(zhì)2、氨的化學性質(zhì)、氨的化學性質(zhì)(1 1)氨跟水反應)氨跟水反應顯弱堿性顯弱堿性NH 3H 2O =NH3 +H2O 一水合氨很不穩(wěn)定一水合氨很不穩(wěn)定 NH 3+H2O NH 3H 2O NH 3H 2O NH4 +OH- NH3極易溶于水。(1 :700),

4、所以所以氨水顯氨水顯_,既能使無色的酚,既能使無色的酚酞溶液變成酞溶液變成_,又能使?jié)駶櫟募t色的,又能使?jié)駶櫟募t色的石蕊試紙石蕊試紙_。NH3+H2O NH3H2O NH4+OH-NH3與水反應后有堿性物質(zhì)生成。與水反應后有堿性物質(zhì)生成。 大部分大部分NH3與水結(jié)合成與水結(jié)合成 NH3H2O, NH3H2O可以可以小部分電離小部分電離成成NH4+和和OH-。紅色紅色變藍變藍弱堿性弱堿性NH3H2O = NH3 + H2O氨水中的分子有:氨水中的分子有:H2O、NH3 和和 NH3H2O氨水中的離子有:氨水中的離子有:NH4+、H+ 和和 OH- 液氨液氨 是氨氣加壓或降溫后形成的液態(tài)物質(zhì),是氨

5、氣加壓或降溫后形成的液態(tài)物質(zhì),液氨所含的微粒是液氨所含的微粒是NHNH3 3。所以:所以:氨水是混合物。氨水是混合物。所以:所以:液氨是純凈物。液氨是純凈物。 討論:討論: 氨水的主要成份有哪些?氨水的主要成份有哪些? 氨水與液態(tài)氨有何區(qū)別?氨水與液態(tài)氨有何區(qū)別?(2 2)氨跟酸的反應)氨跟酸的反應 NH3+HCl=NH4Cl (白煙)(白煙)NH3+HNO3=NH4NO3 (白煙)(白煙) 與揮發(fā)性的酸反應有白煙與揮發(fā)性的酸反應有白煙2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4 寫出上述反應的離子方程式寫出上述反應的離子方程式NH3+ H+=NH4+氨與氯化氫的反應沾有濃鹽酸的玻棒沾有濃氨水的玻

6、棒HClNH3現(xiàn)象:產(chǎn)生大量白煙NHNH3 3+HCl+HClNHNH4 4ClClNH4Cl不能 1.在反應中為什么會產(chǎn)生白煙? 揮發(fā)出的氨氣和氯化氫氣體在空中反應生成氯化銨固體小顆粒。 2.硫酸或磷酸與氨氣反應能否產(chǎn)生白煙? 這個反應叫做氨的催化氧化,這個反應叫做氨的催化氧化, 它是工業(yè)上制硝酸的基礎它是工業(yè)上制硝酸的基礎. 高溫高溫 4NH3+5O2=4NO+6H2O 催化劑催化劑-3-3+2+2(3 3)NHNH3 3具有還原性具有還原性 -3-3 (1)氮肥氮肥3、氨的用途、氨的用途:(3)化工原料化工原料(2)致冷劑致冷劑無機:生產(chǎn)硝酸、銨鹽和純堿等無機:生產(chǎn)硝酸、銨鹽和純堿等有機

7、:合成纖維、塑料、染料和尿素等有機:合成纖維、塑料、染料和尿素等HNO3+NONH3NONO2生產(chǎn)硝酸原理:生產(chǎn)硝酸原理:銨鹽銨鹽物理性質(zhì):物理性質(zhì):銨鹽都是晶體銨鹽都是晶體銨鹽都易溶于水銨鹽都易溶于水銨鹽的形成:NH3 + H+=NH4+銨鹽都不穩(wěn)定,受熱易分解銨鹽都不穩(wěn)定,受熱易分解銨鹽的化學性質(zhì)銨鹽的化學性質(zhì)(1)銨鹽受熱易分解銨鹽受熱易分解NH4Cl = NH3 + HClNH4HCO3 = NH3 +H2O +CO2(NH4)2CO3 = 2NH3 + H2O + CO2 (2)銨鹽與堿反應銨鹽與堿反應NH4NO3 + NaOH = NaNO3 +H2O +NH3 (NH4)2SO4

8、+2NaOH = Na2SO4+2H2O+2NH3 運用:運用:實驗室用來制實驗室用來制NH3、用于用于NH4+的檢驗的檢驗反應實質(zhì):反應實質(zhì):NH4+ OH=NH3+H2O銨鹽的用途銨鹽的用途大量的銨鹽用于生產(chǎn)氮肥大量的銨鹽用于生產(chǎn)氮肥硝酸銨用于制炸藥、氯化銨常用作印染硝酸銨用于制炸藥、氯化銨常用作印染和制干電池的原料,也可以用于金屬的和制干電池的原料,也可以用于金屬的焊接,以除去金屬表面的氧化物薄膜。焊接,以除去金屬表面的氧化物薄膜。種類化學式 含氮量性 狀銨態(tài)氮肥NH4HCO317.7%白色結(jié)晶,吸濕性白色結(jié)晶,吸濕性很強,易潮解,溶很強,易潮解,溶于水,弱堿性于水,弱堿性NH4Cl26

9、.2%白色或淡黃色結(jié)晶,白色或淡黃色結(jié)晶,有吸濕性,溶于水,有吸濕性,溶于水,酸性酸性. .NH4NO335%白色結(jié)晶,易潮解,白色結(jié)晶,易潮解,結(jié)硬塊,溶于水,結(jié)硬塊,溶于水,微酸性,微酸性,(NH4)2SO421.2%白色粒狀結(jié)晶,吸白色粒狀結(jié)晶,吸濕性不大,不易結(jié)濕性不大,不易結(jié)塊塊氮氮 肥肥氯化銨的妙用 防火布 將一塊普通的棉布浸在氯化銨的飽和溶液中,片刻之后,取出晾干就成防火布了。將這塊經(jīng)過化學處理的布用火柴點,不但點不著,而且還冒出白色的煙霧。 科學視野科學視野 原來,經(jīng)過這種化學處理的棉布(防火布)的表面附滿了氯化銨的晶體顆粒,氯化銨這種物質(zhì),它有個怪脾氣,就是特別怕熱,一遇熱就

10、會發(fā)生化學變化,分解出兩種不能燃燒的氣體,一種是氨氣,另一種是氯化氫氣體。 這兩種氣體把棉布與空氣隔絕起來,棉布在沒有氧氣的條件下當然就不能燃燒了。當這兩種氣體保護棉布不被火燒的同時,它們又在空氣中相遇,重新化合而成氯化銨小晶體,這些小晶體分布在空氣中,就象白煙一樣。實際上,氯化銨這種化學物質(zhì)是很好的防火能手,戲院里的舞臺布景、艦艇上的木料等,都經(jīng)常用氯化銨處理,以求達到防火的目的。為什么在氨氣泄漏現(xiàn)場會寒氣逼人?為什么在氨氣泄漏現(xiàn)場會寒氣逼人?消防隊員應該如何除去白茫茫的氨氣?消防隊員應該如何除去白茫茫的氨氣?附近居民怎樣做才能避免受傷?附近居民怎樣做才能避免受傷? 液氨氣化吸收熱量 噴水,

11、使氨氣轉(zhuǎn)化為氨水防化兵在水幕的保護下,一點一點接近氨氣罐防化兵在水幕的保護下,一點一點接近氨氣罐 用濕毛巾捂住鼻孔呼吸,盡快逃離現(xiàn)場(二)(二)NH3的實驗室制法的實驗室制法 原理:加熱銨鹽與堿的固體混合物 如:將固體NH4Cl與Ca(OH)2混合加熱,即得到NH3n2NH4Cl+Ca(OH)2 = CaCl2+2H2O+2NH3n討論:討論:nNH3如何收集?如何收集?n如何檢驗如何檢驗NH3已經(jīng)收滿?剩余的已經(jīng)收滿?剩余的NH3如何處理?如何處理?n若要制備干燥的若要制備干燥的NH3 ,可用什么作干燥劑?,可用什么作干燥劑?目錄目錄NHNH3 3的實驗室制法的實驗室制法(1 1)原料:)原

12、料:NHNH4 4Cl CaCl Ca(OHOH)2 2(2 2)原理:)原理: 2NH2NH4 4Cl+Ca(OH)Cl+Ca(OH)2 2=2NH=2NH3 3+2H+2H2 2O+CaClO+CaCl2 2(3 3)制取裝置:)制取裝置: 固固加熱裝置固固加熱裝置棉花的作用:棉花的作用:防止空氣對流防止空氣對流(4 4)收集裝置:)收集裝置: 向下排空氣法向下排空氣法(5 5)檢驗:)檢驗: a a:使?jié)駶櫟姆犹嚰堊兗t:使?jié)駶櫟姆犹嚰堊兗t b b:遇濃鹽酸產(chǎn)生大量的白煙:遇濃鹽酸產(chǎn)生大量的白煙(6 6)尾氣處理:用水吸收)尾氣處理:用水吸收NHNH3 3要得到干燥的氨氣,常用試劑有哪

13、些?要得到干燥的氨氣,常用試劑有哪些?CaOCaO、堿石灰等堿性干燥劑、堿石灰等堿性干燥劑無水無水CaClCaCl2 2不能用來干燥不能用來干燥NHNH3 3(形成(形成CaClCaCl2 2.8NH.8NH3 3) )NHNH3 3H H2 2O O很不穩(wěn)定,受熱就會分解:很不穩(wěn)定,受熱就會分解:一水合氨是弱堿,能使酚酞試液變紅。NHNH3 3H H2 2O ONHNH3 3+H+H2 2O O氨水是弱堿氨水是弱堿氨水呈弱堿性。氨水呈弱堿性。液氨是弱堿液氨是弱堿NH3H2O是弱堿是弱堿二、硫酸和硝酸的氧化性二、硫酸和硝酸的氧化性目錄目錄思考與交流 1、硫酸、硝酸、鹽酸都是酸,、硫酸、硝酸、鹽

14、酸都是酸,它們在組成上用什么特點?它們在組成上用什么特點? 它們都是酸,在水溶液中電離出它們都是酸,在水溶液中電離出H+,硫酸、,硫酸、硝酸是含氧酸,鹽酸是無氧酸;硫酸是二元硝酸是含氧酸,鹽酸是無氧酸;硫酸是二元酸,硝酸和鹽酸是一元酸酸,硝酸和鹽酸是一元酸2、這些特點與酸的通性有什么關系?、這些特點與酸的通性有什么關系?用電離方程式表示。用電離方程式表示。 在水溶液中都電離出氫離子在水溶液中都電離出氫離子HA=H+A(一)硫酸的性質(zhì)(一)硫酸的性質(zhì) 1.【思考】稀硫酸和濃硫酸的性質(zhì)有何不同?濃H2SO4的物理性質(zhì)A.色態(tài):無色、粘稠的油狀液體B.沸點:約338難揮發(fā)酸(高沸點酸)C.密度:1.

15、84g/cm3高密度酸D.溶解性:跟水任意比互溶,溶解放出大量熱。 兩高:沸點、密度高 兩大:溶解度、溶解放熱量大目錄目錄2.你對濃硫酸知多少?你對濃硫酸知多少?(1)濃硫酸在稀釋時應注意什么問題?)濃硫酸在稀釋時應注意什么問題?應將濃硫酸沿燒杯壁向水中應將濃硫酸沿燒杯壁向水中慢慢慢慢注入,并用注入,并用玻璃棒不斷玻璃棒不斷攪拌攪拌。(2)實驗室制)實驗室制HCl氣體是用以下反應制備,你能氣體是用以下反應制備,你能說明反應進行的理由嗎?說明反應進行的理由嗎?H2SO4(濃濃) +NaCl = NaHSO4 + HCl 微熱微熱H2SO4(濃濃) +2NaCl = Na2SO4 + 2HCl 強

16、熱強熱注:高沸點酸制低沸點酸,難揮發(fā)性酸制易注:高沸點酸制低沸點酸,難揮發(fā)性酸制易揮發(fā)性酸揮發(fā)性酸3.濃硫酸的特性:濃硫酸的特性:1) 吸水性吸水性:能吸收水份能吸收水份可干燥與它不反應的氣體可干燥與它不反應的氣體O2、H2、N2、CO2、SO2、HClCl2、 思考:思考:1.能用濃硫酸干燥能用濃硫酸干燥H2S、NH3氣體嗎?氣體嗎?2.將硫酸銅晶體投入濃硫酸中將硫酸銅晶體投入濃硫酸中,有何現(xiàn)象有何現(xiàn)象?2)、脫水性、脫水性濃硫酸與木屑、棉花、紙屑反應濃硫酸與木屑、棉花、紙屑反應濃硫酸與蔗糖反應濃硫酸與蔗糖反應濃硫酸能按水的組成比脫去有機物中的氫和氧元素濃硫酸能按水的組成比脫去有機物中的氫和

17、氧元素a.濃硫酸沾到衣服上應如何處理濃硫酸沾到衣服上應如何處理?b.濃硫酸沾到皮膚上應如何處理濃硫酸沾到皮膚上應如何處理?濃硫酸的吸水性與脫水性有何區(qū)別濃硫酸的吸水性與脫水性有何區(qū)別?實驗:將濃硫酸慢慢加入蔗糖中,并用玻 璃棒攪拌現(xiàn)象:現(xiàn)象: 蔗糖變黑,體積膨脹,變成疏松多蔗糖變黑,體積膨脹,變成疏松多孔的海綿狀,并放出有刺激性氣味孔的海綿狀,并放出有刺激性氣味的氣體的氣體原因:原因:C12H22O11 濃硫酸能將蔗糖中的濃硫酸能將蔗糖中的H和和O按原子個數(shù)比按原子個數(shù)比2:1脫去形成脫去形成水,使蔗糖生成炭水,使蔗糖生成炭問題探究1、寫出蔗糖遇濃硫酸發(fā)生的化學方程式: C12H22O11 1

18、2C+11H2O2、蔗糖分子中含有水,濃硫酸將水吸去使它、蔗糖分子中含有水,濃硫酸將水吸去使它生成炭而變黑,這種說法對嗎?試分析。生成炭而變黑,這種說法對嗎?試分析。不對,因為蔗糖分子中沒有水不對,因為蔗糖分子中沒有水2H2SO4(濃濃)+Cu=CuSO4+2H2O+SO2練習并討論:練習并討論:3)與銅反應:與銅反應:強氧化性強氧化性分析上述反應中電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目,指出氧化劑分析上述反應中電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目,指出氧化劑和還原劑,并分析濃硫酸在上述反應中體現(xiàn)的性質(zhì)。和還原劑,并分析濃硫酸在上述反應中體現(xiàn)的性質(zhì)。+60+2+4失去失去2e-得到得到2e-氧化劑:氧化劑:H2SO4 還原劑:

19、還原劑:Cu 加熱時,濃硫酸能與大多數(shù)金屬反應加熱時,濃硫酸能與大多數(shù)金屬反應(Au、Pt除外除外) ,一般沒有氫氣生成,通常生成一般沒有氫氣生成,通常生成SO2氣體。氣體。書P95實驗4-8 銅與濃硫酸的反應現(xiàn)象:現(xiàn)象:有氣體產(chǎn)生,此氣體使品紅溶液褪有氣體產(chǎn)生,此氣體使品紅溶液褪色或紫色的石蕊試液變紅色或紫色的石蕊試液變紅反應后溶液倒入少量的水中,溶液反應后溶液倒入少量的水中,溶液呈藍色呈藍色反應原理:反應原理:Cu+2H2SO4 (濃)(濃)= CuSO4+SO2+2H2O濃硫酸與碳的反應:濃硫酸與碳的反應:C+2H2SO(濃)(濃)= CO2+2SO2 +2H2O4)與非金屬反應與非金屬

20、反應C + 2H2SO4(濃濃) = 2SO2 + CO2+ 2H2O思考并討論:思考并討論:請設計實驗方案,驗證碳和濃硫酸反應的產(chǎn)物請設計實驗方案,驗證碳和濃硫酸反應的產(chǎn)物加熱時,濃硫酸也能與某些非金屬反應(加熱時,濃硫酸也能與某些非金屬反應(S、C等)等)儀器連接如下儀器連接如下說明:應首先用無水硫酸銅驗證水,然后用品說明:應首先用無水硫酸銅驗證水,然后用品紅驗證二氧化硫,再用高錳酸鉀氧化多余的二紅驗證二氧化硫,再用高錳酸鉀氧化多余的二氧化硫,接著再次驗證二氧化硫是否全部被氧氧化硫,接著再次驗證二氧化硫是否全部被氧化,最后才驗證二氧化碳?;詈蟛膨炞C二氧化碳。驗證碳和濃硫酸反應的產(chǎn)物驗證

21、碳和濃硫酸反應的產(chǎn)物如何檢驗濃硫酸與碳反應生成的各種產(chǎn)物?如何檢驗濃硫酸與碳反應生成的各種產(chǎn)物? 無水硫酸銅、品紅、酸性高錳酸鉀或溴水、品紅、澄清的石灰水注意:硫酸分子中的硫元素的化合價為注意:硫酸分子中的硫元素的化合價為 價,處于硫元素所有化合價中的價,處于硫元素所有化合價中的 價價態(tài),在氧化還原反應中化合價只能態(tài),在氧化還原反應中化合價只能 ,表現(xiàn)表現(xiàn) ,濃硫酸被還原一般得到的產(chǎn)物為濃硫酸被還原一般得到的產(chǎn)物為 。+6最高最高降低降低氧化性氧化性SO2 常溫下,濃硫酸可用鐵槽車或鋁槽常溫下,濃硫酸可用鐵槽車或鋁槽車運輸,這是因為常溫下,濃硫酸可車運輸,這是因為常溫下,濃硫酸可使鐵或鋁的表面

22、生成一層致密的氧化使鐵或鋁的表面生成一層致密的氧化膜,阻止了內(nèi)部金屬與濃硫酸進一步膜,阻止了內(nèi)部金屬與濃硫酸進一步反應,這種現(xiàn)象叫做反應,這種現(xiàn)象叫做鈍化。鈍化。硫酸車槽硫酸車槽 【思考】濃硫酸具有強氧化性,稀硫酸是否有氧化性?如果有,其氧化性與濃硫酸的氧化性有何不同?濃硫酸與稀硫酸比較:稀H2SO4:由H+和SO42-構(gòu)成弱氧化性(由H+體現(xiàn))可與活潑金屬反應生成H2 濃H2SO4:由H2SO4分子構(gòu)成強氧化性(由 S 體現(xiàn)) 加熱時可與大多數(shù)金屬和某些非金加熱時可與大多數(shù)金屬和某些非金屬反應,通常生成屬反應,通常生成SO2 練習練習:下列現(xiàn)象反映了硫酸的哪些主要性質(zhì)下列現(xiàn)象反映了硫酸的哪些

23、主要性質(zhì) (1)濃硫酸滴在木條上,過一會兒,木條變黑。濃硫酸滴在木條上,過一會兒,木條變黑。 (2)敞口放置濃硫酸時,質(zhì)量增加。敞口放置濃硫酸時,質(zhì)量增加。 (3)鋅粒投入稀硫酸中,有氣泡產(chǎn)生。鋅粒投入稀硫酸中,有氣泡產(chǎn)生。 (4)把銅片放入濃硫酸里加熱,有氣體產(chǎn)生。把銅片放入濃硫酸里加熱,有氣體產(chǎn)生。 (5)利用濃硫酸和食鹽固體反應可制利用濃硫酸和食鹽固體反應可制HCL氣體。氣體。 (6)濃硫酸不能用來干燥硫化氫氣體。濃硫酸不能用來干燥硫化氫氣體。 (7)利用硫化亞鐵跟稀硫酸反應可制利用硫化亞鐵跟稀硫酸反應可制H2S氣體。氣體。答案:答案: (1)脫水性脫水性 (2) 吸水性吸水性 (3)

24、酸性酸性 (4)酸性和強氧化性酸性和強氧化性 (5)難揮發(fā)性難揮發(fā)性 (6)強氧化性強氧化性 (7)強酸性強酸性(二)硝酸的性質(zhì):(二)硝酸的性質(zhì): 1.物理性質(zhì):無色,易揮發(fā)、有刺激性氣味的液體,能以任意比溶于水,含HNO3 98%的硝酸發(fā)煙硝酸2.化學性質(zhì)化學性質(zhì):(1)酸性)酸性(略)(略)(2)氧化性:)氧化性: 與金屬反應(除與金屬反應(除Au和和 Pt外)外)Cu + 4HNO3(濃)濃) = Cu(NO3)2 + 2NO2 +2H2O3Cu + 8HNO3(?。┫。?= 3 Cu(NO3)2 + 2NO +4H2O注意:注意:Fe 和和Al遇到冷的濃硝酸被鈍化,被氧化成一層致密的

25、氧化膜,與濃硫酸遇到冷的濃硝酸被鈍化,被氧化成一層致密的氧化膜,與濃硫酸一樣。一樣。氧化性:濃硝酸氧化性:濃硝酸稀硝酸稀硝酸(3)不穩(wěn)定性:硝酸不穩(wěn)定,見光易分解:)不穩(wěn)定性:硝酸不穩(wěn)定,見光易分解:4HNO3(濃)濃) = 2H2O +4NO2 +O2因此,硝酸要保存在棕色瓶里,并置于陰涼的地方因此,硝酸要保存在棕色瓶里,并置于陰涼的地方光光硝酸的氧化性強至可以氧化大多數(shù)金屬,除硝酸的氧化性強至可以氧化大多數(shù)金屬,除Au、 Pt外,外,如果把如果把濃硝酸濃硝酸和和濃鹽酸濃鹽酸按照按照1:3的體積比混合(即王的體積比混合(即王水),就可以氧化所有的金屬。水),就可以氧化所有的金屬。3、硝酸的用途:制化肥、農(nóng)藥、炸藥、染料、鹽等、硝酸的用途:制化肥、農(nóng)藥、炸藥、染料、鹽等

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