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人教版 高中 化学 必修 第一册
第四章 物质结构 元素周期律
P95主副族
元素周期表中，主族元素的族序数后标A,由短周期元素和长周期元素共同构成；副族元素的族序数后标B(除了第VⅢ族),完全由长周期元素构成。
P96新定义0族
稀有气体元素的原子最外层电子数为8（第一周期的氦最外层电子数为2），元素的化学性质不活泼，通常很难与其他物质发生化学反应，把它们的化合价定为0，因而叫做0族。周期表中有些族的元素有特别的名称，如第IA族（(除了氢）叫做碱金属元素，第VIA族叫做卤族元素等。
元素周期表的每个方格中，一般都标有元素的基本信息，如原子序数、元素符号、元素名称和相对原子质量等(如图4-4a)。根据需要，有的周期表方格中还标有质量数等信息(如图4-4b)。
把具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子叫做核素。质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称同位素（即同一元素的不同核素互称为同位素）。
天然存在的同位素，相互间保持一定的比率。元素的相对原子质量，就是按照该元素各种核素所占的一定百分比计算出来的平均值。许多元素都有同位素。
同位素中，有些具有放射性，称放射性同位素。同位素在生活、生产和科学研究中有着重要的用途。例如，考古时利用14C测定一些文物的年代，D和T用于制造氢弹，利用放射性同位素释放的射线育种、给金属探伤、诊断和治疗疾病等。
真题链接1.（2023·天津·高考真题）研究人员用同位素标记法研究了一个反应过程，如下：
①
②
关于这个反应，说法正确的是
A．反应①是置换反应
B．18O的核电荷数是18
C．18O与16O互为同素异性体
D．反应历程中中的O-O键没有发生断裂
【答案】D
2.（2023·广东·高考真题）科教兴国，“可上九天揽月，可下五洋捉鳖”。下列说法正确的是
A．“天舟六号”为中国空间站送去推进剂气，是第族元素
B．火星全球影像彩图显示了火星表土颜色，表土中赤铁矿主要成分为
C．创造了可控核聚变运行纪录的“人造太阳”，其原料中的与互为同位素
D．“深地一号”为进军万米深度提供核心装备，制造钻头用的金刚石为金属晶体
【答案】C
3.（2022·河北·高考真题）中子轰击X原子的核反应为X+n→Y+H，其中Y可用于测定文物年代。下列说法错误的是
A．原子半径：Y＞X B．YH的电子式为：
C．最高价含氧酸的酸性：Y＞X D．X与Y均能形成多种氢化物
【答案】C
4.（2021·天津·高考真题）核聚变发电有望成为解决人类能源问题的重要手段之一、氘()是核聚变反应的主要原料，下列有关叙述正确的是
A．的中子数为2 B．的核电荷数为1
C．是自然界中最轻的原子 D．是氢元素的一种同素异形体
【答案】B
5.（2021·湖北·高考真题）某离子液体的阴离子的结构如图所示，其中W、X、Y、Z、M为原子序数依次增大的短周期非金属元素，W是有机分子的骨架元素。下列说法正确的是
A. Z元素的最高价态为+7 B. 基态原子未成对电子数：W>Y
C. 该阴离子中X不满足8电子稳定结构 D. 最简单氢化物水溶液的pH：X>M
【答案】D
P98元素周期表的发展
1789年，拉瓦锡在《化学概要》一书中提出了第一个元素分类表。1829年，德国化学家德贝赖纳提出了“三素组”的概念，对于探寻元素性质的规律具有启发性。
1869年俄国化学家门捷列夫编制了第一张元素周期表(如图4-7)。
其实早在1864年，德国化学家迈尔在他的《现代化学理论》一书中已明确指出元素的相对原子质量的数值存在一种规律性，并画出了一张与门捷列夫第一张周期表十分相似的元素表。1870年，他又发表了一张比1869年门捷列夫发表的周期表更完整的元素周期表。
门捷列夫编制的第一张元素周期表并不完整，如其中没有稀有气体元素。后来的化学发现终于使门捷列夫元素周期表变得完整。1905年，瑞士化学家维尔纳制成了现代形式的元素周期表。1913年，英国物理学家莫塞发现并证明了周期表中元素的原子序数等于原子的核电荷数，使人们对于元素周期表和元素周期律的认识更趋于完善。
真题链接1.（2022·湖南·高考真题）下列说法错误的是
A．氢键，离子键和共价键都属于化学键
B．化学家门捷列夫编制了第一张元素周期表
C．药剂师和营养师必须具备化学相关专业知识
D．石灰石是制造玻璃和水泥的主要原料之一
【答案】A
P101金属性强弱的判断：一般情况下，元素的金属性强弱可以从其单质与水(或酸)反应置换出氢的难易程度，以及它们的最高价氧化物的水化物——氢氧化物的碱性强弱来判断。
P102预测是在已有信息的基础上，依据一定规律和方法对未知事物所进行的一种推测。在化学研究中，可以根据物质的组成、结构和反应规律等，预测元素及其化合物的性质、可能发生的化学反应，并评估所作预测的合理性。
我们可以通过认识元素“位置”“结构”“性质”之间的内在联系，根据元素的“位置”“结构”特点预测和解释元素的性质。例如，钠与钾是 IA族元素，它们都能与水反应；铷与钠、钾属于同族元素，所以，可预测出铷也能与水反应。
P103非金属性强弱的判断：一般情况下，元素的非金属性强弱可以从其最高价氧化物的水化物的酸性强弱，或与氢气生成气态氢化物的难易程度及氢化物的稳定性来判断。
真题链接1.（2023·天津·高考真题）下列比较C和非金属性的方法，错误的是
A．元素的电负性
B．最高价氧化物的熔点
C．简单氢化物的热稳定性
D．最高价氧化物对应的水化物的酸性
【答案】B
2.（2023·重庆·高考真题）化合物X3Y7WR和X3Z7WR所含元素相同，相对分子质量相差7，1molX3Y7WR含40mol质子，X、W和R三种元素位于同周期，X原子最外层电子数是R原子核外电子数的一半。下列说法正确的是
A．原子半径：W＞R B．非金属性：X＞R
C．Y和Z互为同素异形体 D．常温常压下X和W的单质均为固体
【答案】A
3.（2022·重庆·高考真题）R、X、Y、Z均为短周期主族元素，Y与Z同主族且Z的原子序数大于Y。R和X的原子获得1个电子均可形成稀有气体原子的电子层结构，R的最高化合价为+1。1mol化合物RZY3X含58mol电子。下列说法正确的是
A．R与X形成的化合物水溶液呈碱性 B．X是四种元素中原子半径最大的
C．Y单质的氧化性比Z单质的弱 D．Z的原子最外层电子数为6
【答案】D
4（2022·湖南·高考真题）科学家合成了一种新的共价化合物(结构如图所示)，X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期元素，W的原子序数等于X与Y的原子序数之和。下列说法错误的是
A．原子半径： B．非金属性：
C．Z的单质具有较强的还原性 D．原子序数为82的元素与W位于同一主族
【答案】C
5.（2021·北京·高考真题）下列性质的比较，不能用元素周期律解释的是
A．酸性：HClO4＞H2SO3＞H2SiO3 B．碱性：KOH＞NaOH＞LiOH
C．热稳定性：H2O＞H2S＞PH3 D．非金属性：F＞O＞N
【答案】A
P111元素在周期表中的位置，反映了元素的原子结构和性质。在认识了元素周期律以后，可以根据元素在周期表中的位置推测其原子结构和性质，并研究元素性质的变化规律；也可以根据元素的原子结构推测其在周期表中的位置和性质。
由于周期表中位置靠近的元素性质相近，在一定区域内寻找元素、发现物质的新用途被视一种相当有效的方法。例如，在周期表中金属与非金属的分界处可以找到半导体材料，如硅、锗、镓等。半导体器件的研制正是开始于锗，后来发展到研制与它同族的硅。又如，通常农药所含有的氟、氯、硫、磷、砷等元素在周期表中位置靠近，对这个区域内的元素进行研究，有助于制造出新品种的农药，如由含砷的有机物发展成对人畜毒性较低的含磷有机物等。人们还在过渡元素中寻找制造催化剂和耐高温、耐腐蚀合金的元素。
新增耐高温、耐腐蚀合金，体现了现代社会对新型材料的需求，也体现了化学材料在实际应用中的重要性，培养了学生化学学科核心素养中的科学态度与社会责任。
元素的化合价与原子的最外层电子数有密切的关系，所以，元素原子的最外电子层中的电子也叫价电子。有些元素的化合价与原子的次外层或倒数第三层的部分电子有关，这部分电子也叫价电子。
P113为方便起见，我们在元素符号周围用“ ”或“X”来表示原子的最外层电子（价电子），这种式子叫做电子式。
真题链接1.（2021·北京·高考真题）下列化学用语或图示表达不正确的是
A．N2的结构式：N≡N B．Na+的结构示意图：
C．溴乙烷的分子模型： D．CO2的电子式：
【答案】D
2.（2023·湖北·高考真题）化学用语可以表达化学过程，下列化学用语的表达错误的是
A. 用电子式表示的形成：
B. 用离子方程式表示溶于烧碱溶液：
C. 用电子云轮廓图表示H-H的s-sσ键形成的示意图：
D. 用化学方程式表示尿素与甲醛制备线型脲醛树脂：
【答案】D
P114新增分子结构模型，可以更加直观、具体地观察共价分子的空间结构
真题链接1.（2021·重庆·高考真题）次磷酸根()的球棍模型如图所示，下列说法错误的是
A．P的原子结构示意图为：
B．次磷酸根的电子式为：
C．次磷酸根的结构式为：
D．次磷酸分子式为：H3PO2
【答案】B
P115相邻原子之间强烈的相互作用叫做化学键。
1.（2022·湖南·高考真题）下列说法错误的是
A．氢键，离子键和共价键都属于化学键
B．化学家门捷列夫编制了第一张元素周期表
C．药剂师和营养师必须具备化学相关专业知识
D．石灰石是制造玻璃和水泥的主要原料之一
【答案】A
P123实验室突发事件的应对措施
1.烫伤和烧伤
轻微烫伤或烧伤时，可先用洁净的冷水处理，降低局部温度，然后涂上烫伤药膏（若有水泡，尽量不要弄破）。严重时需及时就医。
2.创伤
用药棉把份口清理干净（伤口处若有碎玻璃片，先要小心除去)，然后用双氧水或碘酒擦洗，最后用创可贴外敷。
3.酸或碱等腐蚀性试剂灼伤
如果不慎将酸沾到皮肤上，应立即用大量水冲洗，然后用3%~5%的 NaHCO3溶液冲洗；如果不慎将碱沾到皮肤上，应立即用大量水冲洗，然后涂上1%的硼酸。如果有少量酸（或碱）滴到实验桌上，应立即用湿抹布擦净，然后用水冲洗抹布。
4.着火
一旦发生火情，应立即切断室内电源，移走可燃物。如果火势不大，可用湿布或灭火毯覆盖火源以灭火；火势较猛时，应根据具体情况，选用合适的灭火器进行灭火，并立即与消防部门联系，请求救援。如果身上的衣物着火，不可慌张乱跑，应立即用湿布灭火；如果燃烧面积较大，应躺在地上翻滚以达到灭火的目的。
P116常见废弃物的处理方法
1.废液的处理
（1）对于酸、碱、氧化剂或还原剂的废液，应分别收集。在确定酸与碱混合、氧化剂与还原剂混合无危险时，可用中和法或氧化还原法，每次各取少量分次混合后再排放。
（2）对于含重金属（如铅、汞或镉等）离子的废液，可利用沉淀法进行处理。将沉淀物（如硫化物或氢氧化物等）从溶液中分离，并作为废渣处理；在确定溶波中不含重金属离子后，将溶液排放。
（3）对于有机废液，具有回收利用价值的，可以用溶剂萃取，分液后回收利用，或直接蒸馏，回收特定馏分。不需要回收利用的，可用焚烧法处理（注意：含卤素的有机废液焚烧后的尾气处理具有特殊性，应单独处理)。
2.废渣的处理
（1）易燃物如钠、钾、白磷等若随便丢弃易引起火灾，中学实验室中可以将未用完的钠、钾、白磷等放回原试剂瓶。
（2）强氧化剂如KMnO4、KClO3、Na2O2等固体不能随便丢弃，可配成溶液或通过化学反应将其转化为一般化学品后，再进行常规处理。
（3）对于实验转化后的难溶物或含有重金属的固体废渣，应当集中送至环保单位进一步处理。
48.P117一些化学品安全使用标识
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第四章 物质结构 元素周期律
P95主副族
元素周期表中，主族元素的族序数后标A,由短周期元素和长周期元素共同构成；副族元素的族序数后标B(除了第VⅢ族),完全由长周期元素构成。
P96新定义0族
稀有气体元素的原子最外层电子数为8（第一周期的氦最外层电子数为2），元素的化学性质不活泼，通常很难与其他物质发生化学反应，把它们的化合价定为0，因而叫做0族。周期表中有些族的元素有特别的名称，如第IA族（(除了氢）叫做碱金属元素，第VIA族叫做卤族元素等。
元素周期表的每个方格中，一般都标有元素的基本信息，如原子序数、元素符号、元素名称和相对原子质量等(如图4-4a)。根据需要，有的周期表方格中还标有质量数等信息(如图4-4b)。
把具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子叫做核素。质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称同位素（即同一元素的不同核素互称为同位素）。
天然存在的同位素，相互间保持一定的比率。元素的相对原子质量，就是按照该元素各种核素所占的一定百分比计算出来的平均值。许多元素都有同位素。
同位素中，有些具有放射性，称放射性同位素。同位素在生活、生产和科学研究中有着重要的用途。例如，考古时利用14C测定一些文物的年代，D和T用于制造氢弹，利用放射性同位素释放的射线育种、给金属探伤、诊断和治疗疾病等。
真题链接1.（2023·天津·高考真题）研究人员用同位素标记法研究了一个反应过程，如下：
①
②
关于这个反应，说法正确的是
A．反应①是置换反应
B．18O的核电荷数是18
C．18O与16O互为同素异性体
D．反应历程中中的O-O键没有发生断裂
2.（2023·广东·高考真题）科教兴国，“可上九天揽月，可下五洋捉鳖”。下列说法正确的是
A．“天舟六号”为中国空间站送去推进剂气，是第族元素
B．火星全球影像彩图显示了火星表土颜色，表土中赤铁矿主要成分为
C．创造了可控核聚变运行纪录的“人造太阳”，其原料中的与互为同位素
D．“深地一号”为进军万米深度提供核心装备，制造钻头用的金刚石为金属晶体
3.（2022·河北·高考真题）中子轰击X原子的核反应为X+n→Y+H，其中Y可用于测定文物年代。下列说法错误的是
A．原子半径：Y＞X B．YH的电子式为：
C．最高价含氧酸的酸性：Y＞X D．X与Y均能形成多种氢化物
4.（2021·天津·高考真题）核聚变发电有望成为解决人类能源问题的重要手段之一、氘()是核聚变反应的主要原料，下列有关叙述正确的是
A．的中子数为2 B．的核电荷数为1
C．是自然界中最轻的原子 D．是氢元素的一种同素异形体
5.（2021·湖北·高考真题）某离子液体的阴离子的结构如图所示，其中W、X、Y、Z、M为原子序数依次增大的短周期非金属元素，W是有机分子的骨架元素。下列说法正确的是
A. Z元素的最高价态为+7 B. 基态原子未成对电子数：W>Y
C. 该阴离子中X不满足8电子稳定结构 D. 最简单氢化物水溶液的pH：X>M
P98元素周期表的发展
1789年，拉瓦锡在《化学概要》一书中提出了第一个元素分类表。1829年，德国化学家德贝赖纳提出了“三素组”的概念，对于探寻元素性质的规律具有启发性。
1869年俄国化学家门捷列夫编制了第一张元素周期表(如图4-7)。
其实早在1864年，德国化学家迈尔在他的《现代化学理论》一书中已明确指出元素的相对原子质量的数值存在一种规律性，并画出了一张与门捷列夫第一张周期表十分相似的元素表。1870年，他又发表了一张比1869年门捷列夫发表的周期表更完整的元素周期表。
门捷列夫编制的第一张元素周期表并不完整，如其中没有稀有气体元素。后来的化学发现终于使门捷列夫元素周期表变得完整。1905年，瑞士化学家维尔纳制成了现代形式的元素周期表。1913年，英国物理学家莫塞发现并证明了周期表中元素的原子序数等于原子的核电荷数，使人们对于元素周期表和元素周期律的认识更趋于完善。
真题链接1.（2022·湖南·高考真题）下列说法错误的是
A．氢键，离子键和共价键都属于化学键
B．化学家门捷列夫编制了第一张元素周期表
C．药剂师和营养师必须具备化学相关专业知识
D．石灰石是制造玻璃和水泥的主要原料之一
P101金属性强弱的判断：一般情况下，元素的金属性强弱可以从其单质与水(或酸)反应置换出氢的难易程度，以及它们的最高价氧化物的水化物——氢氧化物的碱性强弱来判断。
P102预测是在已有信息的基础上，依据一定规律和方法对未知事物所进行的一种推测。在化学研究中，可以根据物质的组成、结构和反应规律等，预测元素及其化合物的性质、可能发生的化学反应，并评估所作预测的合理性。
我们可以通过认识元素“位置”“结构”“性质”之间的内在联系，根据元素的“位置”“结构”特点预测和解释元素的性质。例如，钠与钾是 IA族元素，它们都能与水反应；铷与钠、钾属于同族元素，所以，可预测出铷也能与水反应。
P103非金属性强弱的判断：一般情况下，元素的非金属性强弱可以从其最高价氧化物的水化物的酸性强弱，或与氢气生成气态氢化物的难易程度及氢化物的稳定性来判断。
真题链接1.（2023·天津·高考真题）下列比较C和非金属性的方法，错误的是
A．元素的电负性
B．最高价氧化物的熔点
C．简单氢化物的热稳定性
D．最高价氧化物对应的水化物的酸性
2.（2023·重庆·高考真题）化合物X3Y7WR和X3Z7WR所含元素相同，相对分子质量相差7，1molX3Y7WR含40mol质子，X、W和R三种元素位于同周期，X原子最外层电子数是R原子核外电子数的一半。下列说法正确的是
A．原子半径：W＞R B．非金属性：X＞R
C．Y和Z互为同素异形体 D．常温常压下X和W的单质均为固体
3.（2022·重庆·高考真题）R、X、Y、Z均为短周期主族元素，Y与Z同主族且Z的原子序数大于Y。R和X的原子获得1个电子均可形成稀有气体原子的电子层结构，R的最高化合价为+1。1mol化合物RZY3X含58mol电子。下列说法正确的是
A．R与X形成的化合物水溶液呈碱性 B．X是四种元素中原子半径最大的
C．Y单质的氧化性比Z单质的弱 D．Z的原子最外层电子数为6
4（2022·湖南·高考真题）科学家合成了一种新的共价化合物(结构如图所示)，X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期元素，W的原子序数等于X与Y的原子序数之和。下列说法错误的是
A．原子半径： B．非金属性：
C．Z的单质具有较强的还原性 D．原子序数为82的元素与W位于同一主族
5.（2021·北京·高考真题）下列性质的比较，不能用元素周期律解释的是
A．酸性：HClO4＞H2SO3＞H2SiO3 B．碱性：KOH＞NaOH＞LiOH
C．热稳定性：H2O＞H2S＞PH3 D．非金属性：F＞O＞N
P111元素在周期表中的位置，反映了元素的原子结构和性质。在认识了元素周期律以后，可以根据元素在周期表中的位置推测其原子结构和性质，并研究元素性质的变化规律；也可以根据元素的原子结构推测其在周期表中的位置和性质。
由于周期表中位置靠近的元素性质相近，在一定区域内寻找元素、发现物质的新用途被视一种相当有效的方法。例如，在周期表中金属与非金属的分界处可以找到半导体材料，如硅、锗、镓等。半导体器件的研制正是开始于锗，后来发展到研制与它同族的硅。又如，通常农药所含有的氟、氯、硫、磷、砷等元素在周期表中位置靠近，对这个区域内的元素进行研究，有助于制造出新品种的农药，如由含砷的有机物发展成对人畜毒性较低的含磷有机物等。人们还在过渡元素中寻找制造催化剂和耐高温、耐腐蚀合金的元素。
新增耐高温、耐腐蚀合金，体现了现代社会对新型材料的需求，也体现了化学材料在实际应用中的重要性，培养了学生化学学科核心素养中的科学态度与社会责任。
元素的化合价与原子的最外层电子数有密切的关系，所以，元素原子的最外电子层中的电子也叫价电子。有些元素的化合价与原子的次外层或倒数第三层的部分电子有关，这部分电子也叫价电子。
P113为方便起见，我们在元素符号周围用“ ”或“X”来表示原子的最外层电子（价电子），这种式子叫做电子式。
真题链接1.（2021·北京·高考真题）下列化学用语或图示表达不正确的是
A．N2的结构式：N≡N B．Na+的结构示意图：
C．溴乙烷的分子模型： D．CO2的电子式：
2.（2023·湖北·高考真题）化学用语可以表达化学过程，下列化学用语的表达错误的是
A. 用电子式表示的形成：
B. 用离子方程式表示溶于烧碱溶液：
C. 用电子云轮廓图表示H-H的s-sσ键形成的示意图：
D. 用化学方程式表示尿素与甲醛制备线型脲醛树脂：
P114新增分子结构模型，可以更加直观、具体地观察共价分子的空间结构
真题链接1.（2021·重庆·高考真题）次磷酸根()的球棍模型如图所示，下列说法错误的是
A．P的原子结构示意图为：
B．次磷酸根的电子式为：
C．次磷酸根的结构式为：
D．次磷酸分子式为：H3PO2
P115相邻原子之间强烈的相互作用叫做化学键。
1.（2022·湖南·高考真题）下列说法错误的是
A．氢键，离子键和共价键都属于化学键
B．化学家门捷列夫编制了第一张元素周期表
C．药剂师和营养师必须具备化学相关专业知识
D．石灰石是制造玻璃和水泥的主要原料之一
P123实验室突发事件的应对措施
1.烫伤和烧伤
轻微烫伤或烧伤时，可先用洁净的冷水处理，降低局部温度，然后涂上烫伤药膏（若有水泡，尽量不要弄破）。严重时需及时就医。
2.创伤
用药棉把份口清理干净（伤口处若有碎玻璃片，先要小心除去)，然后用双氧水或碘酒擦洗，最后用创可贴外敷。
3.酸或碱等腐蚀性试剂灼伤
如果不慎将酸沾到皮肤上，应立即用大量水冲洗，然后用3%~5%的 NaHCO3溶液冲洗；如果不慎将碱沾到皮肤上，应立即用大量水冲洗，然后涂上1%的硼酸。如果有少量酸（或碱）滴到实验桌上，应立即用湿抹布擦净，然后用水冲洗抹布。
4.着火
一旦发生火情，应立即切断室内电源，移走可燃物。如果火势不大，可用湿布或灭火毯覆盖火源以灭火；火势较猛时，应根据具体情况，选用合适的灭火器进行灭火，并立即与消防部门联系，请求救援。如果身上的衣物着火，不可慌张乱跑，应立即用湿布灭火；如果燃烧面积较大，应躺在地上翻滚以达到灭火的目的。
P116常见废弃物的处理方法
1.废液的处理
（1）对于酸、碱、氧化剂或还原剂的废液，应分别收集。在确定酸与碱混合、氧化剂与还原剂混合无危险时，可用中和法或氧化还原法，每次各取少量分次混合后再排放。
（2）对于含重金属（如铅、汞或镉等）离子的废液，可利用沉淀法进行处理。将沉淀物（如硫化物或氢氧化物等）从溶液中分离，并作为废渣处理；在确定溶波中不含重金属离子后，将溶液排放。
（3）对于有机废液，具有回收利用价值的，可以用溶剂萃取，分液后回收利用，或直接蒸馏，回收特定馏分。不需要回收利用的，可用焚烧法处理（注意：含卤素的有机废液焚烧后的尾气处理具有特殊性，应单独处理)。
2.废渣的处理
（1）易燃物如钠、钾、白磷等若随便丢弃易引起火灾，中学实验室中可以将未用完的钠、钾、白磷等放回原试剂瓶。
（2）强氧化剂如KMnO4、KClO3、Na2O2等固体不能随便丢弃，可配成溶液或通过化学反应将其转化为一般化学品后，再进行常规处理。
（3）对于实验转化后的难溶物或含有重金属的固体废渣，应当集中送至环保单位进一步处理。
48.P117一些化学品安全使用标识
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