第三章 化學實驗
化學是一門以實驗為基礎的科學,化學的許多重大發現和研究成果都是通過實驗得到的。學習化學的一個重要途徑是科學探究,實驗是科學探究的重要手段,可以培養我們進行科學研究工作中的動手能力和創新精神,具有理論課堂教學不可替代的作用。要學好化學就必須走進化學實驗室,做好化學實驗。
中學化學實驗主要包括兩大類:一類是基礎實驗〔包括常見儀器的使用,常見藥品的保存和使用,實驗室安全常識和環保常識,基本操作,常見物質(初中階段主要是氣體物質)的制備,物質的檢驗等〕;另一類是綜合實驗(物質的分離,實驗設計等)。
第一節 常見儀器及其基本操作
【考點說明】
1.知道常用的化學實驗儀器試管、滴管、酒精燈、燒杯、量筒、集氣瓶、漏斗、長頸漏斗、托盤天平、玻璃棒等的名稱、性質、用途。
2.知道常見藥品的保存和使用,實驗室安全常識和環保常識。
3.學會固體、液體藥品的取用,藥品的稱量,酒精燈的使用與加熱,儀器的洗滌,儀器的連接與裝配,溶液的配制,裝置氣密性的檢查,溶解、過濾、蒸發等一些重要的實驗基本操作。
【知識整理】
本章測試題
第四節 溶液
[考點說明]
1.初步掌握溶液和乳化的概念,認識溶液的特征。
2.通過實驗認識水溶液的一些性質。
3.認識溶液由溶質和溶劑組成,水是常用的溶劑。
4.認識飽和溶液和不飽和溶液的定義,以及相互轉化的條件。
5.學會溶質質量分數的計算及一定溶質質量分數的溶液的配制。
6.認識影響物質溶解性的因素。
7.認識溶解度的涵義及使用溶解度曲線。
8.溶液、溶解性結晶現象及其在生產生活中的應用。
[知識整理]
本節知識可歸納如下:
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飽和和不飽和溶液的意義在于指明“一定溫度”和“一定量的溶劑”,且可以相互轉化:
①降溫②加溶質③蒸發溶劑
不飽和溶液
飽和溶液
①加溶劑②升溫
溶解性是一種物質在另一種物質中的溶解能力,它與溶質、溶劑的性質有關,與外界的條件有關(如溫度),氣體物質還與壓強有關。
固體物質溶解度隨溫度變化可用溶解度曲線表示,利用該曲線可查找某溫度下某物質的溶解度,可利用根據曲線判斷某物質溶解度受溫度影響情況,也可以比較同溫度下不同物質的溶解度的大小等。
溶解度和溶質質量分數的關系:
溶解度
溶質的質量分數
區別
受溫度影響
不受溫度影響
指一定溫度下,
指溶液中所含溶質的質量分數
單位g
無單位
聯系
飽和溶液中溶質質量分數=×100%
溶液的酸堿性的表示方法:PH值,測定酸堿性用指示劑,測定酸堿度用PH測紙。
乳化是液體小液滴懸浮在水中形成的乳濁液,這一原理可以幫助我們理解清除油污的原理。
[經典例題]
例1,下列操作能改變硝酸鉀飽和溶液中質量分數的是( )
A、加硝酸鉀 B、加少量水 C、溫度不變蒸發水 D、升溫 E、降溫
【分析】該題條件為飽和溶液,可列表分析各組成的變化情況:
序號
溶質
溶劑
溶質質量分數
A
不變
不變
不變
B
不變
變大
變小
C
等比例減少
等比例減少
不變
D
不變
不變
不變
E
減少
不變
變小
【答案】B、E
例2,右圖為A、B兩種物質的溶解度曲線圖,回答下列問題:
⑴t
⑵t
⑶要從A和B的混合物中提純A,可采用__________方法。
【分析】兩曲線交點處是該物質的溶解度相等點;由圖可查,
t
【答案】⑴=;⑵不飽和;⑶降溫結晶。
[自主檢測]
第二節 物質的分類
[考點說明]
1.認識混合物、純凈物、單質、化合物、氧化物的定義,并學會區別物質的類別。
2.學會判斷酸、堿、鹽等各類化合物。
3.理解判斷有機物和無機物的依據;組成中含碳元素的為有機物,組成中不含碳元素的化合物為無機物,但要注意像CO、CO2、CaCO3這些物質,雖然含碳元素,但由于性質和結構和無機物相似,但仍屬于無機物。
[知識整理]
[經典例題]
例1,現有C、H、O、Na、Cu、S六種元素,從中選出相關元素組成下列類別物質的化學式:(每一類各寫兩例)
⑴單質_____________ ⑵酸_____________ ⑶堿_____________
⑷鹽_____________ ⑸氧化物_____________ ⑹有機物_____________
【分析】上述六種元素的兩種或幾種元素可形成多種氧化物、酸、堿、鹽、有機物、單質,書寫時要正確把握各類物質的特征和概念,正確寫出化學式。
【答案】⑴O2、Cu;⑵H2SO4、H2CO3;⑶NaOH、Cu(OH)2;⑷Na2CO3、CuSO4;⑸H2O、Na2O;⑹CH4、C2H5OH
例2,下面是物質分類圖,請將“氧化物”、“化合物”、“單質”、“純凈物”、“鹽”等名詞填寫在適當的方框中:
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【答案】①混合物;②純凈物;③化合物;④單質;⑤氧化物;⑥鹽
例3,化學來自于生活,用于生活,下表是生活中常用物質溶液的PH值及主要成分的化學式:
編號
①
②
③
④
⑤
名稱
食醋
白酒
白糖水
石灰水
純堿溶液
主要成分
CH3COOH
C2H5OH
C12H22O11
Ca(OH)2
Na2CO3
溶液PH
3
7
7
11
10
試回答:
⑴將上表①~⑤中主要成分進行分類(填序號,下同):
屬于酸的是____________;屬于堿的是____________;屬于鹽的是____________;屬于有機物的是____________。
⑵當有人被蚊蟲(釋放一種酸性物質)叮咬后,為減輕疼痛,可在傷處涂____________。
⑶用久的鋁壺內有水垢(主要成分為CaCO3、Mg(OH)2可用____________少量多次清除。
【分析】這是集物質分類和性質的一道非,F實生活問題的習題,要求理解酸、堿、鹽、有機物的分類依據,來區別它們,并理解各類物質的性質,即酸和堿起中和反應,CaCO3、Mg(OH)2可與酸類物質反應。
【答案】⑴①、④、⑤、②③;⑵④或⑤;⑶①
[自主檢測]
第三節 物質的變化與性質
[考點說明]
1.認識化學變化的特征,理解反應現象和本質的聯系,從分子原子角度,理解化學變化的實質。
2.知道物質發生化學變化時,伴隨有能量的變化,認識通過化學反應獲得能量的重要性。
3.初步認識常見的化合反應、分解反應、置換反應和復分解反應,并解釋與日常生活相關的一些現象。
4.能用金屬活動順序表對有關的置換反應進行簡單的判斷,并能解釋日常生活中的一些現象。
5.認識質量守恒定律,能說明常見化學反應中的質量關系。
6.能正確書寫簡單的化學反應方程式,并進行簡單計算。
7.了解人們如何利用化學變化改善和提高自身的生活質量。
8.認識質量研究對于化學科學發展的重要意義。
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質量守恒定律:參加化學反應的各物質的質量總和等于反應后生成的各物質的質量總和。這是由于在化學反應中元素的種類、原子的個數和原子的質量均未發生改變。
金屬活動順序表:
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②只有排在前面的金屬(除K、Ca、Na)才能將排在后面的金屬從其鹽溶液中置換出來。
燃燒的條件:①可燃物;②與氧氣接觸;③溫度達到著火點。三者同時滿足。
爆炸:在有限的空間內,急速燃燒,短時間內聚積大量的熱,使氣體的體積迅速膨脹。
復分解反應的條件:有沉淀析出,或有氣體放出,或有水生成。
催化劑的特點:能改變化學反應的速率,催化劑本身在反應前后的質量和化學性質都沒有改變。
化學方程式的意義:體現反應物、生成物各是什么;各物質微粒個數比;各物質間質量比。
[經典例題]
例1,“化學反應的綠色化”要求原料物質所有的原子完全被利用,全部轉入期望的產品中,下列反應類型中一定符合“綠色化”要求的是( )
A、分解反應 B、化合反應 C、置換反應 D、復分解反應
【分析】該題重點在于“原料物質中所有的原子完全被利用,全部轉入產品中”以上四種類型中一定將反應物中所有原子轉入產品的只有化合反應,而其它反應類型均生成兩種或兩種以上的物質,且不一定都是期望的產品,只有期一種產物為期望產品。
【答案】B
例2,關于化學反應A+B=C+D的下列說法中,正確的是( )
A、如A、B各取
B、A和B的質量比一定等于C和D的質量比。
C、如A、C為單質,B、D為化合物,該反應不一定是置換反應。
D、如C和D分別為鹽和水,該反應不一定是中和反應。
【分析】質量守恒定律是指參加反應各物質的質量之和等于生成的各物質質量之和,且各物質的質量比由各微粒的相對質量和計算數決定,故A、B不正確;在C答案中符合置換反應的定義;而D答案中中和反應一定要酸和堿的反應,能生成鹽和水的反應較多,如鐵銹和稀鹽酸反應就生成鹽和水。
【答案】D
例3,在一個密閉的容器內,有X、Y、Z、Q四種物質,在一定條件下充分反應,測得反應前各物質的質量如下:
物質
X
Y
Z
Q
反應前質量/g
2
2
84
5
反應后質量/g
待測
24
0
14
試推斷該密閉容器中發生的化學反應類型為( )
A、分解反應 B、化合反應 C、置換反應 D、復分解反應
【分析】該題首先要從各物質的質量來判斷反應物和生成物,從數據分析得Z物質反應前后質量為零,故是反應物,Y和Q質量均增加,故為生成物,但Z消耗
【答案】A
[自主檢測]
第一章 化學基本概念和原理
從化學的角度認識物質,就必須了解和掌握一些重要的化學基本概念和原理,這是學好化學的基礎。它有助于我們用微觀的、定量的觀點認識形態各異的物質的組成、分類、變化;有助于我們從結構上認識物質的性質、用途,并對物質作出鑒定;有助于我們逐步建立“世界是物質組成的”、“物質是變化的”、“物質是多樣性的”等觀點。根據新課程標準的要求,本章將從物質的組成、分類、變化與性質、溶液四個方面復習初中階段重要的基本概念和原理。
第一節 物質的組成
[考點說明]
1.記住一些常見元素的名稱和符號,認識碳、氫、氧、氮等與人類的關系,從組成上識別氧化物,區分純凈物和混合物、單質和化合物、有機物和無機物,并形成在化學變化過程中元素種類不變的觀念。
2.認識物質的微粒性,認識分子、原子、離子等都可以構成物質,知道原子由原子核和核外電子構成,初步認識核外電子在化學變化中的作用,知道原子可以結合成分子,同一元素的原子和離子可以互相轉化。
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[知識整理]
[經典例題]
例1,3N2↑+2CO2↑+4H2O↑,下列說法不正確的是:
A、偏二甲基肼中原子個數比為C:H:N=1:4:1
B、參加反應的物質中只含有C、H、N、O四種元素
C、在宇宙中(失重條件下)比地球還難做過濾實驗
D、該反應中只有氫元素的比合價沒有發生改變
【分析】該題考查三個基本問題,其一是物質由元素組成,參加反應的兩種物質中只含有C、H、O、N四種元素,且每個偏二甲基肼分子中含有2個碳原子、8個氫原子、2個氮原子,個數比為1:4:1;其二考查一個非常正式的科普知識,太空中物質沒有質量,故過濾操作無法進行;其三考查在化學反應中元素比合價的變化,除氮元素從存在化合物中全部轉變為單質中氮元素外(單質中比合價為零),其它碳、氫、氧元素均還存在于化合物中,故D答案有錯。
【答案】D
例2,如圖所示,把充滿紅棕色二氧化氮氣體和無色氫氣的集氣瓶中間玻璃片抽走,使兩瓶口密合在一起(不要振蕩),可觀察到A中兩瓶氣體的顏色很快趨于一致(兩者不反應),而B中需要長時間才能達到同樣的效果。觀察對比實驗現象,由此可得到那些結論?
【分析】本題要求從宏觀和微觀角度分析判斷實驗結論,A瓶中由于NO2的密度大于H2,下沉速度大于B瓶,加上分子在不斷運動,而B瓶中僅僅依靠分子的不斷運動,故A瓶兩種氣體易均勻混合,而B瓶速度較慢。
【答案】⑴NO2的密度大于H2的密度;⑵分子在不斷運動,增大分子間的間隔。
例3,用數字和符號表示:
⑴2個氮原子______;⑵2個氫分子______;⑶2個鈉離子______;
⑷2個硫酸根離子______;⑸氯化鎂中鎂元素為正二價______。
【分析】原子、分子、離子的符號和元素比合價是最基本的化學用語。在使用過程中要注意它們各自的表示方式,特別要注意離子符號應在元素符號的右上角表示,用n+或n-表示(n=1時,不寫出來),化合價應寫在元素或原子團的正上方,用+n或-n表示。
【答案】⑴2N;⑵2H2;⑶2Na+;⑷2SO42-;⑸
[自主檢測]
本章測試題
廚房里的化學
家庭廚房實際上就是一個化學世界,炊具、燃料、調味品等都是化學物質,它們的背后蘊含有豐富的化學知識。讓我們通過下面的練習去探究廚房里的化學吧!
第一部分:炊具與化學
1、國際上推廣使用中國的鐵鍋,這是因為( )
A.導熱性能好 B.價格便宜
C.鐵中含有有機物必含的碳元素 D.易使食物中含人體所需的鐵元素
2、家庭廚房中的很多日常用品都是由金屬材料制成的,你認為下列哪種做法(或說法)不合理的是( )
A.鋁鍋比較耐用,是因為鋁鍋表面有一層致密的氧化物薄膜。鋁鍋一般不用來盛放醋、酸梅湯等
B.為防止菜刀生銹,通常將菜刀用完后洗凈、擦干
C.用不銹鋼制成的廚房日用品不易生銹。這是因為在普通鋼中添加入鉻、鎳等合金元素改變了鋼鐵內部結構
D.銅具有紫紅色的金屬光澤,用銅制的鍋看起來美觀,盡管它易產生少量有毒的銅銹,但由于銅的傳熱能力次于銀,所以銅還是做炊具的首選材料
3、用過的鐵質菜刀,放置一晝夜,會出現銹蝕現象,其原因是 。為了防止菜刀生銹,可以采取的一種方法是 。
4、⑴鋁、鐵常用于制作炊具,主要利用它的 性。
⑵常溫下鋁是一種活潑金屬,但鋁卻有較強的抗腐蝕性,其原因是 。
⑶檸檬汁、食醋的pH 7(選填“大于”、“小于”或“等于”),它不宜用鋁鍋、鋁杯盛放的原因是 。世界衛生組織1989年正式將鋁確定為食品污染物而加以控制.鋁的有毒形態是A13+,家庭使用鋁制炊具(鋁鍋、鋁鏟、鋁勺等)時,應注意 。
5、經研究發現,長期使用我國發明的鐵鍋炒菜做飯,可有效地減少缺鐵性貧血的發生,原因是 ;如果在炒菜時加入適量的食用醋,補鐵效果會更好,理由是 。
第二部分:燃料與化學
1、燃燒柴禾時,通常把柴禾架空一些,才能燃燒得更旺,這是因為( )
A.散熱的速度加 B.聚集的熱量增加
C.柴禾的著火點降低 D.柴禾與空氣的接觸面積增大
2、日常生活中生煤爐時,我們有如下經驗,,先引燃紙和木材,其目的是 ,把煤做成蜂窩狀利于燃燒,其原因是 。
3、你家中做飯時使用的燃氣是 。為了防止燃氣泄漏造成危險,可以在家中安裝報警器。根據使用燃氣(提示:管道煤氣的主要成分是H2、CH4、CO;罐裝液化石油氣的主要成分是C3H8、C4H10等)的情況,你家中安裝的報警器的位置應該是
(填“上面”或“下面”)原因是
。
4、在一個通風良好、燃燒正旺的煤爐的煤層上方常會觀察到有藍色火焰產生,這是因為在煤層上方有 在燃燒。此時煤爐中發生了三個不同的化學反應,其化學方程式是: 、 、
5、空氣的污染與人們使用的燃料有很大的關系,人類也一直在努力研究和改善所使用的燃料。
①20世紀60年代以前,我國城市家庭以煤為燃料,在冬季經常發生煤氣中毒事件,其原因可能是 ;
②到20世紀70年代,雖然仍以煤為主,但已將“蜂窩煤”取代了“煤球”,請用所學化學知識說明這種變化的好處 。
③到了20世紀80至90年代,液化石油氣和管道煤氣又取代了“蜂窩煤”,請說出使用液化石油氣和管道煤氣的注意點:
④隨著“西氣東輸”的全線貫通,許多用戶用上了天然氣。天然氣的主要成分是__________,其燃燒的化學方程式為 ;天然氣在第一次通過管道輸送到用戶時,必須將管道內注滿氮氣,主要目的是 ;天然氣本身是一種無色無味的氣體,但在使用時常在天然氣中加入少量有特殊氣味的乙硫醇。加入乙硫醇的作用是 。
⑤燃燒液化石油氣、煤氣和天然氣都要用到燃氣灶。燃氣灶是由灶體、進氣管、進風管、開關等部件組成。使用液化石油氣(主要成分是C3H8和C4H10)的用戶,在改用天然氣作燃料時,需對燃氣灶加以改造,你的改造方法是 ,其理由是 。
6、沼氣是當今農村已開發和使用的潔凈的氣體燃料之一,使用沼氣是解決農村能源不足問題的一條重要途徑。右圖是沼氣的產生和應用示意圖。
⑴圖示過程中發生的能量轉化是:
⑵打開沼氣灶的開關,沼氣能自動噴出,從氣壓的角度分析是由于________________。
⑶沼氣中除含有甲烷外,還含有二氧化碳及少量的氫氣、氮氣、硫化氫、一氧化碳、水蒸氣等。沼氣略帶臭味,你分析臭味可能來自_______________氣體。
⑷從安全方面考慮,使用沼氣時一定要防止沼氣中混入________________。
7、液化石油氣作為燃料,已普遍進入家庭,它是含有下列物質的混合物,在常壓下,這些物質的沸點如下表所示:
物質名稱
乙烷
丙烷
丁烷
戊烷
己烷
沸點/℃
-88.6
-42.2
-0.5
36.1
69.2
在常溫下使用至無氣體放出時,鋼瓶中常剩余一些液態物質,這些物質最有可能是( )
A.乙烷、丙烷和丁烷 B.乙烷和丙烷
C.只有乙烷 D.戊烷和己烷
第三部分:調味品與化學
1、廚房中的下列物質與水混合,不能形成溶液的是
A.食鹽 B.食醋 C.純堿 D.花生油
2、食鹽、食醋、純堿均是家庭廚房中常用的物質,利用這些物質,能夠完成的實驗是( )
①檢驗自來水中是否含有氯離子 ②除去熱水瓶中的水垢 ③區分食鹽和食醋 ④制無殼雞蛋
A、①② B、①③ C、①④ D、②③④
3、廚房內有一瓶無標簽的無色液體,經①聞氣味②嘗味道,初步確定為醋酸。取此液體少量倒在杯子中,分別加入③純堿和④一枚鐵釘,兩個杯子中均產生氣泡,進一步證明其為醋酸。根據上述信息回答下列問題:
⑴①②與③④分別根據物質的 、 性質來作判斷。
⑵你認為③④兩個實驗是根據酸類的哪些性質設計的?
、
⑶產生的氣體物質從分類看,它們的分別是 、
4、廚房中有兩杯無色液體,其中一杯是食鹽水,另一杯是食醋,區別它們的方法有多種,請你簡要寫出其中的兩種方法。(不要求寫具體的操作和現象)
方法一:
方法二:
5、食醋(含醋酸)、精鹽(NaCl)、堿面(Na2CO3)、蔗糖(C12H22O11)都是廚房常備物品。
⑴專家介紹,用堿性溶液浸泡蔬菜可降低蔬菜殘留農藥的毒性。因此,浸泡新鮮蔬菜時,可往清水里加入適量的 ;
⑵松花皮蛋外面料灰中有純堿、食鹽、生石灰、草木灰(含碳酸鉀)等,因此食用皮蛋時常有澀味,為了減輕澀味,可將皮蛋醮上適量的 。
⑶若要確定廚房中某白色固體是食鹽還是堿面,可用 檢驗,若該白色固體是堿面,檢驗時將觀察到的現象是 。
⑷將一大塊蔗糖放入裝有半杯水的杯子中,一段時間后蔗糖溶解了,且杯中液面低于剛放蔗糖時杯中的液面,該現象說明 、 (填分子的性質)。攪拌上述溶液并分成三等份,品嘗三份溶液,發現三者一樣甜。該現象說明溶液具有 性。
6、閱讀材料并回答問題:
材料一:通常食醋中約含3%∽5%的醋酸。醋酸的化學式為CH3COOH,在溫度高于16.6 ℃時是一種無色液體,易溶于水,醋酸具有酸的通性。
材料二:鈣是人體的一種常用元素,人們每日必須攝入一定量的鈣。動物的骨頭中含有磷酸鈣,但磷酸鈣難溶于水,卻能跟酸反應生成可溶性的鈣鹽。
⑴在10 ℃時,醋酸的狀態是 ;
⑵生活中能否用鋁制品來盛放食醋? ,原因 ;
⑶人們在熬骨頭湯時,常常會加入少量食醋,這樣做的理由是 。
7、使用工業用鹽烹飪食物導致亞硝酸鈉中毒的事件時有發生。亞硝酸鈉外觀酷似食鹽且有咸味,肉眼很難區分。通過查閱資料得到以下信息:
亞硝酸鈉(NaNO2)
氯化鈉(NaCl)
水溶性
易溶、15 ℃溶解度81.5 g
易溶、15 ℃溶解度35.8 g
潮解性
易潮解
不易潮解
熔 點
271 ℃
801 ℃
沸 點
320 ℃分解、放出臭味氣體
1 413 ℃
與鹽酸反應
放出紅棕色的氣體NO2
無反應
水溶液酸堿性
堿性
中性
請你結合以上資料,并結合已有化學知識,用三種方法鑒別亞硝酸鈉和氯化鈉:
方 案
選取的試劑和方法
實驗現象和結論
1
2
3
8、味精是烹制菜肴時常用的調味品,其主要成分是谷氨酸鈉。谷氨酸鈉有鮮味,易溶于水。小陽發現某品牌味精包裝上標注“谷氨酸鈉的含量≥80%,NaCl含量≤20%”。他想測定此味精中NaCl的含量(谷氨酸鈉的存在不影響NaCl的性質)。
⑴下面是他所做實驗的有關步驟,請補全實驗步驟:
① 稱取該味精樣品5.0 g,并溶于蒸餾水;
②加入過量的 溶液;
③過濾;
④用蒸餾水反復洗滌沉淀多次;
⑤將沉淀烘干,稱量,得到固體質量為2.87 g。
⑵根據上述實驗步驟回答下列有關問題:
①過濾操作所需要的儀器除燒杯、鐵架臺(帶鐵圈)、玻璃棒外,還需要
②檢驗沉淀是否洗凈的方法是
③此樣品中NaCl的質量分數為 ;是否符合其包裝上標注的標準?
⑶味精的鮮味與溶液的酸堿度有關,當pH為6~7時鮮味最強;味精的鮮味還與溫度有關,其水溶液經120℃以上長時間加熱,不僅鮮味消失,而且對人體有害,試想一想,使用味精時應注意什么問題?(答兩點即可) 、
9、家庭廚房實際上就是一個化學世界,“柴米油鹽醬醋糖”等都是化學物質。請回答:
⑴加碘鹽就是在食鹽中加入一定量的碘酸鉀(KIO3),國家規定1 000 g 加碘鹽中含0.034 g 碘酸鉀,即1 000 g 加碘鹽相當于含 g 碘元素(保留到小數點后三位);
⑵白糖和紅糖的主要成分都是蔗糖(C12H22O11)。用 可將紅糖脫色變成白糖,這利用了該物質的 性;
⑶食醋不慎滴到大理石臺面上,會使其失去光澤,變得粗糙。這是因為食醋中的
與大理石發生了化學反應;
⑷炒菜時油鍋中的油不慎著火,可迅速用鍋蓋蓋滅,滅火的原理是 。
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