理化性質(zhì)

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物理性質(zhì)

重鉻酸鉀為橙紅色三斜晶系板狀結(jié)晶體。有苦味及金屬性味。密度2.676g/cm3。熔點398℃。稍溶于冷水，易溶于熱水，不溶于乙醇。

水中溶解度：0℃，4.3g；20℃，11.7g [5]

重鉻酸鉀不會吸濕潮解，也沒有水合物（不同于重鉻酸鈉）。

化學性質(zhì)

重鉻酸鉀是一種有劇毒的強氧化劑。加熱到241.6℃時三斜晶系轉(zhuǎn)變?yōu)閱涡本?，加熱約500℃時分解為三氧化二鉻、鉻酸鉀和氧氣。

4 K2Cr2O7 —500攝氏度→ 4 K2CrO4 + 2 Cr2O3 + 3 O2↑

重鉻酸鉀遇濃硫酸有紅色針狀晶體鉻酸酐析出，對其加熱則分解放出氧氣，生成硫酸鉻，使溶液的顏色由紅色變成綠色。

K2Cr2O7 + H2SO4 (濃) → K2SO4 + 2 CrO3 + H2O

4 CrO3 + 6 H2SO4 —Δ→ 2 Cr2(SO4)3 + 6 H2O + 3 O2↑

復分解反應(yīng)

在重鉻酸鉀的溶液中加入Ba2+、Pb2+或Ag+時，形成相應(yīng)的鉻酸鹽沉淀 [5]：

2 Ba2+ + Cr2O72- + H2O ? 2 BaCrO4↓ + 2H+

2 Pb2+ + Cr2O72- + H2O ? 2 PbCrO4↓ + 2H+

4 Ag+ + Cr2O72- + H2O ? 2 Ag2CrO4↓ + 2H+

重鉻酸鉀在水中水解，生成鉻酸和鉻酸鉀，因而具有酸性（pH約為5）。

K2Cr2O7 + H2O ? K2CrO4 + H2CrO4

因此重鉻酸鉀可以與堿性物質(zhì)反應(yīng)，產(chǎn)生鉻酸鹽。

K2Cr2O7 + 2 KOH → 2 K2CrO4 + H2O

K2Cr2O7 + 2 NaOH → K2CrO4 + Na2CrO4 + H2O

K2Cr2O7 + K2CO3 → 2 K2CrO4 + CO2↑

和濃、熱的氨水反應(yīng)，冷卻后得到復鹽：

K2Cr2O7 + 2 NH3·H2O(濃、熱) → 2 NH4KCrO4 + H2O [6]

氧化反應(yīng)

在酸性溶液中（此處以硫酸為例），重鉻酸鉀是強氧化劑，可以和許多還原性物質(zhì)反應(yīng)，Cr6+被還原為Cr3+ [5-6]：

原理：Cr2O72- + 8 H+ → 2 Cr3+ + 3 [O2-] + 4 H2O

與亞硫酸鹽反應(yīng)：K2Cr2O7 + 3 Na2SO3 + 4 H2SO4 → K2SO4 + 3 Na2SO4 + Cr2(SO4)3 + 4 H2O

K2Cr2O7 + 3 K2SO3 + 4 H2SO4 → 4 K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 4 H2O

與亞硝酸鹽反應(yīng)：K2Cr2O7 + 3 NaNO2 + 4 H2SO4 → 3 NaNO3 + K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 4 H2O

與硫代硫酸鈉反應(yīng)：4 K2Cr2O7 + 3 Na2S2O3 + 13 H2SO4 → 3 Na2SO4 + 4 K2SO4 + 4 Cr2(SO4)3 + 13 H2O

與草酸反應(yīng)：K2Cr2O7 + 3 H2C2O4 + 4 H2SO4 → K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 6 CO2↑ + 7 H2O

與碘化物反應(yīng)：K2Cr2O7 + 6 KI + 7 H2SO4 → 4 K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 3 I2↓ + 7 H2O

5 K2Cr2O7(濃) + 6 KI —煮沸→ 8 K2CrO4 + Cr2O3 + 3 I2

與溴化物反應(yīng)：K2Cr2O7 + 6 KBr + 7 H2SO4 → 4 K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 3 Br2 + 7 H2O

與硫化物反應(yīng)：K2Cr2O7 + 3 H2S + 4 H2SO4 → K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 3 S↓ + 7 H2O

K2Cr2O7 + 3 Na2S + 7 H2SO4 → K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 3 S↓ + 3 Na2SO4 + 7 H2O

與二氧化硫反應(yīng)：K2Cr2O7 + 3 SO2 + H2SO4 → K2SO4·Cr2(SO4)3 + H2O

K2Cr2O7 + 3 SO2 + H2O → Cr2(SO4)3 + 2 KOH

......

因此，分析化學上重鉻酸鉀被用作氧化劑來測定二價鐵的含量：

K2Cr2O7 + 6 FeSO4 + 7 H2SO4 → 3 Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7 H2O

溶液出現(xiàn)橙色表明二價鐵完全氧化。

在高溫下，重鉻酸鉀可以被硫、碳等單質(zhì)還原 [6]：

K2Cr2O7 + S → Cr2O3 + K2SO4

K2Cr2O7 + 2 C → Cr2O3 + K2CO3 + CO↑

在有機化學中，重鉻酸鉀-硫酸溶液可以與葡萄糖反應(yīng)；如果加熱，還可以與蔗糖反應(yīng)。完全反應(yīng)的方程式為：

4 K2Cr2O7 + C6H12O6 + 12 H2SO4 → 4 K2SO4 + 4 Cr2(SO4)3 + 18 H2O + 6 CO2↑

8 K2Cr2O7 + C12H22O11 + 24 H2SO4 —Δ→ 8 K2SO4 + 8 Cr2(SO4)3 + 35 H2O + 12 CO2↑

重鉻酸鉀-硫酸可以將伯醇氧化成醛，若繼續(xù)反應(yīng)，則醛進一步被氧化為羧酸。以下是重鉻酸鉀在酸性環(huán)境下與乙醇的反應(yīng)，這個反應(yīng)也是當前酒駕測試的基本原理。

K2Cr2O7 + 3 CH3CH2OH + 4 H2SO4 → K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 3 CH3CHO + 7 H2O

K2Cr2O7 + 3 CH3CHO + 4 H2SO4 → K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 3 CH3COOH + 4 H2O

總的反應(yīng)方程式是：2 K2Cr2O7 + 3 CH3CH2OH + 8 H2SO4 → 2 K2SO4 + 2 Cr2(SO4)3 + 3 CH3COOH + 11 H2O

而叔醇的反應(yīng)則是先被硫酸脫水，再被重鉻酸鉀氧化。苯酚等酚類也能被酸化的重鉻酸鉀氧化，如產(chǎn)生黃色的對苯醌 [7]。

鹵素配合物的形成

重鉻酸鉀與稀鹽酸不反應(yīng)。

當鹽酸有足夠的濃度時，并不是所有的鹽酸都會解離成離子，重鉻酸根離子中的一個氧配體可以被一個氯配體取代。因此，重鉻酸鉀能在常溫下能與較濃的鹽酸反應(yīng)生成橘紅色的氯鉻酸鉀 [12]：

K2Cr2O7 + 2 HCl(較濃) → 2 KCrO3Cl + H2O

不過由于反應(yīng)存在平衡狀態(tài)，該反應(yīng)的產(chǎn)率不能達到100%。

如果和熱的濃鹽酸反應(yīng)，重鉻酸鉀會將鹽酸氧化，放出氯氣：

K2Cr2O7 + 14 HCl(濃) —Δ→ 2 CrCl3 + 2 KCl + 3 Cl2↑ + 7 H2O

在無水環(huán)境和濃硫酸的作用下，重鉻酸鉀的第二個氧配體也可以被鹵素取代，從而形成鉻酰鹽，如：

K2Cr2O7 + 2 CaF2 + 3 H2SO4(發(fā)煙) —Δ→ 2 CrO2F2 + 2 CaSO4 + K2SO4 + 3 H2O

K2Cr2O7 + 4 KCl(適量) + 3 H2SO4(過量) —Δ→ 2 CrO2Cl2↑ + 3 K2SO4 + 3 H2O

過氧化物的形成

重鉻酸鉀能和冷的過氧化氫反應(yīng)，形成深藍色且不穩(wěn)定的過氧化鉻（V）：

Cr2O72- + 4 H2O2 + 2 H+ → 2 CrO5 + 5 H2O

該化合物可以被乙醚或異戊醇萃取。

合成

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1.復分解法：將重鉻酸鈉(或制造重鉻酸鈉后的母液)稀釋加熱，加入理論量的氯化鉀(含KCl＞90%)進行復分解，反應(yīng)溫度為105℃～110℃，反應(yīng)溶液濃度控制在37～38°Bé，生成重鉻酸鉀溶液。加入少量氯酸鈉，用氫氧化鈉調(diào)整溶液pH值為5～6，再加入少量硫酸鋁使雜質(zhì)絮凝，經(jīng)澄清除去雜質(zhì)，將溶液冷卻結(jié)晶，再經(jīng)離心分離、洗滌、干燥，制得重鉻酸鉀成品 [8]。

分離后的母液，經(jīng)濃縮析出氯化鈉結(jié)晶，而重鉻酸鉀仍溶于液相。分離氯化鈉，并用熱洗液和熱水洗滌，洗液可與重鉻酸鉀母液合并進行蒸發(fā)。分離氯化鈉后的母液經(jīng)澄清除去不溶物，冷卻溶液可再次得到重鉻酸鈉結(jié)晶，二次母液可返回反應(yīng)器 [8]。

2.將硝酸鉀、碳酸鉀和三氧化二鉻均按一定的配比混合，將混合物加熱，之后冷卻到室溫，用熱水萃取。將溶液過濾，濾液用濃硫酸化，并將溶液一直加熱到結(jié)晶出現(xiàn)。冷卻后，析出重鉻酸鉀晶體，隨即離心分離。為進一步提純，結(jié)晶物在0℃～100℃以水為溶劑進行重結(jié)晶，然后在150℃～155℃下真空干燥即可 [8]。

3.將工業(yè)品重鉻酸鉀在水溶液中進行再結(jié)晶，然后過濾。于110 ℃下干燥的結(jié)晶，在瑪瑙研缽中研成細粉，再于120 ℃下干燥2 h。如需要更高純度，則可先在石英皿中重結(jié)晶3次，再用鉑皿重結(jié)晶3次。

4.將4g鉻鐵礦粉與4gNaNO3混勻，另取4g NaOH與4g Na2CO3于鐵坩堝中混勻。小火加熱至熔，然后把礦粉分幾次加入并不斷攪拌，以防熔物噴濺。礦粉加完后，逐漸加大火焰，灼燒半小時，證其自然冷卻。在熔塊快要干涸時用力攪拌，倒入燒杯中。附在坩堝內(nèi)的熔物加少量水，小火加熱至沸，取出的熔物轉(zhuǎn)入燒杯中。如此反復2～3次，熔物全部取出后，將燒杯加熱煮沸約20min，要不斷攪拌使熔塊溶解。然后吸濾，濾渣用水洗一次。濾液體積控制在40mL左右。滴加冰醋酸（約4mL～5mL）調(diào)濾液pH為7～8，使Fe(OH)3沉淀，加熱濃縮到溶液約為原體積2/3時，冷卻吸濾，沉淀為Fe(OH)3和NaAc·3H2O（回收），濾液轉(zhuǎn)入蒸發(fā)皿中。再用冰醋酸（約4mL）調(diào)至pH≈5，溶液由黃色轉(zhuǎn)為橙紅色。向制得的重鉻酸鈉溶液加入1.5g KCl，水溶加熱，蒸發(fā)至表面有晶膜出現(xiàn)，再調(diào)pH≈5，水冷卻，有大量晶體析出后吸濾。晶體是K2Cr2O7和NaAc·3H2O的混合物，轉(zhuǎn)入蒸發(fā)皿滴加沸水至全溶，令其冷卻，進行重結(jié)晶，吸濾得K2Cr2O7晶體。濾液回收。得到產(chǎn)品在50 ℃下烘干，稱重，計算產(chǎn)率 [8]。

應(yīng)用領(lǐng)域

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1.用于生產(chǎn)鉻明礬、氧化鉻綠、鉻黃顏料。搪瓷工業(yè)用它與長石粉、石英砂等混合后煅燒成琺瑯粉，作綠色的著色劑。用于調(diào)制火柴藥頭，起氧化防潮作用。用作輕革的鞣革劑。媒介染料染色和印花用作媒染劑。制合成香料用作氧化劑。用于電焊條、印刷油墨，金屬鈍化。用作有機合成的氧化劑和催化劑及醫(yī)藥品的原料 [9]。

2.用作采油酸化壓裂液增稠劑、堵水，調(diào)剖劑的交聯(lián)劑，常與聚合物一起配合使用 [9]。

3.用作強氧化劑、分析試劑，制煙火，顏料及用于鞣革等方面 [9]。

4.由于重鉻酸鉀具有強氧化性，在表面處理中重鉻酸鉀曾被大量用于鋁及合金的弱堿性化學氧化。這種化學氧化膜層多用于非重要件的防護處理，或用于涂裝的底層處理以提高涂層和基體金屬的結(jié)合力。但弱堿性化學氧化需要在較高的溫度下進行，同時六價鉻毒性較大，現(xiàn)已較少采用 [9]。

5.用于銀的浸亮以及鋅、銀、鉛錫合金、銅及其合金、不銹鋼的化學鈍化或電解鈍化等溶液中 [9]。

6.用作緩蝕劑、金屬鈍化劑、殺菌防腐劑等。還用于電鍍、醫(yī)藥等工業(yè) [9]。

7.用于皮革、火柴、印染、化學、電鍍等工業(yè) [9]。

8.化學需氧量檢測。

毒理

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人體暴露與毒性：在涉及822名健康成年志愿者的研究中，我們發(fā)現(xiàn)，在410名男性中有2%的人，而在412名女性中有1.5%的人，對石油中0.5%的重鉻酸鉀表現(xiàn)出了陽性斑貼試驗反應(yīng)。而在另一項為期5年的臨床測試中，對2981名患者進行了測試，結(jié)果顯示，男性對鉻酸鹽的敏感性頻率為6.8%，女性則為2.8%。但值得注意的是，在499名患有職業(yè)性手部濕疹的患者中，這一比例顯著上升，男性達到20%，女性則為8% [10]。

當人體與灰塵或液體形態(tài)的重鉻酸鉀接觸時，極易在皮膚、指甲根、指關(guān)節(jié)、指蹼、手背和前臂的破損處引發(fā)潰瘍，如鉻孔、鉻瘡或酸咬傷。更為嚴重的是，若眼睛接觸到重鉻酸鉀，可能會導致嚴重損傷，甚至喪失視力。此外，重鉻酸鉀還能使培養(yǎng)的人成纖維細胞中的姐妹染色單體交換頻率大幅提升 [10]。

動物實驗：我們發(fā)現(xiàn)重鉻酸鉀對豚鼠具有超敏性，單次口服劑量55mg/kg即可誘發(fā)其反應(yīng)，此劑量相對于人體而言具有較高的全身毒性。當豚鼠的總口服劑量達到90mg～115mg/kg時，其免疫反應(yīng)會受到至少6周的抑制。對于豚鼠和兔子，單次皮下注射的致死劑量分別為10mg和20mg。此外，對兔子進行的實驗顯示，單劑量皮下注射0.8mg～2mg的重鉻酸鉀會導致腎炎 [10]。

在精子活性實驗中，我們使用不同濃度的重鉻酸鉀處理雄性小鼠的精子，并觀察到隨著劑量的增加，精子活力和頂體反應(yīng)均顯著下降。當這些處理過的精子用于與雌性小鼠的卵母細胞進行體外受精時，結(jié)果顯示IVF (In Vitro Fertilization， 體外受精) 成功率明顯降低，胚胎雙細胞階段的發(fā)育停滯率增加，且囊胚形成被延遲。尤為引人注目的是，來自重鉻酸鉀處理精子的囊胚大多數(shù)都出現(xiàn)了孵化失敗，內(nèi)部細胞質(zhì)量和滋養(yǎng)外胚層（TE）也明顯減少。進一步的研究還發(fā)現(xiàn)，重鉻酸鉀處理的雄性小鼠精子數(shù)量減少，睪丸卵泡受損嚴重 [10]。

當懷孕的雌性兔子在妊娠第6天～18天暴露于含有三價鉻或六價（重鉻酸鉀）化合物的飲用水中時，胚胎毒性和胎兒毒性作用明顯。這兩種化合物都導致了侏儒癥、扭結(jié)和短尾的出現(xiàn)，并顯著減少了存活胎兒的數(shù)量。在六價鉻暴露組中，吸收鉻的雌性數(shù)量顯著增加。同時，兩組的胎兒都出現(xiàn)了內(nèi)臟異常，如肺發(fā)育不全、心臟肥大、胸腔內(nèi)出血以及擴張的鼻孔和腦側(cè)腦室等問題。此外，骨骼異常，如胸骨和尾骨數(shù)量減少，也在兩組中均有記錄，并且，在六價暴露的雌性中，頂骨和頂間骨的骨化減少現(xiàn)象顯著增加 [10]。

生態(tài)毒性：重鉻酸鉀對海膽胚胎發(fā)育具有阻斷作用。在水蚤試驗中，重鉻酸鉀的24小時EC50為0.35 mg/L，EC0為0.11mg/L，而標稱21天未觀察到的效果濃度為0.018mg/L。在鯉魚的靜態(tài)系統(tǒng)中，重鉻酸鉀的96小時LC50值估計為375.8mg/L [10]。

泄漏應(yīng)急處理

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隔離泄漏污染區(qū)，限制出入。建議應(yīng)急處理人員戴自給正壓式呼吸器，穿防毒服。勿使泄漏物與有機物、還原劑、易燃物或金屬粉末接觸。

少量泄漏：用潔凈的鏟子收集于干燥、潔凈、有蓋的容器中。也可以用大量水沖洗，洗水稀釋后放入廢水系統(tǒng)。

大量泄漏：收集回收或運至廢物處理場所處置 [11]。

防護措施

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呼吸系統(tǒng)防護：可能接觸其粉塵時，應(yīng)該佩戴頭罩型電動送風過濾式防塵呼吸器。必要時，佩戴自給式呼吸器（SCBA）。

眼睛防護：呼吸系統(tǒng)防護中作防護。

身體防護：穿聚乙烯防毒服。

手防護：戴橡膠手套。

其他：工作完要及時淋浴更衣。保持良好的衛(wèi)生習慣 [11]。

急救措施

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眼睛接觸：首先，檢查受害者是否佩戴隱形眼鏡，若有，務(wù)必小心取下。緊接著，用大量清水持續(xù)沖洗受害者的眼睛，沖洗時間應(yīng)達到20到30分鐘，確保沖洗過程中受害者眼球不斷轉(zhuǎn)動。在沖洗的同時，立即聯(lián)系醫(yī)院或毒物控制中心，尋求專業(yè)指導。請注意，未經(jīng)醫(yī)生明確指示，切勿在眼睛中涂抹任何軟膏、油或藥物。即使眼睛未出現(xiàn)明顯的發(fā)紅或刺激癥狀，也應(yīng)盡快將受害者送往醫(yī)院接受進一步檢查和治療 [11]。

皮膚接觸：一旦皮膚接觸到重鉻酸鉀，應(yīng)立即用大量清水沖洗受影響區(qū)域，并迅速脫下并隔離所有受污染的衣服，避免進一步接觸。隨后，使用肥皂和清水輕輕清洗受影響的皮膚區(qū)域，確保去除所有殘留物。即使皮膚未出現(xiàn)發(fā)紅或刺激等癥狀，也應(yīng)立即聯(lián)系醫(yī)院或中毒控制中心，并盡快將受害者送往醫(yī)院接受專業(yè)治療 [11]。

吸入：如果不慎吸入重鉻酸鉀的氣體或粉塵，應(yīng)立即離開污染區(qū)域，轉(zhuǎn)移到空氣新鮮的地方，并盡量深呼吸新鮮空氣。如出現(xiàn)喘息、咳嗽、呼吸急促或口腔、喉嚨、胸部灼熱等癥狀，應(yīng)立即聯(lián)系醫(yī)生，并準備將受害者送往醫(yī)院。對于進入可能存在重鉻酸鉀污染的未知區(qū)域的救援人員，應(yīng)提供適當?shù)暮粑Ｗo設(shè)備，如自給式呼吸器（SCBA），確保他們的安全 [11]。

攝入：重鉻酸鉀攝入體內(nèi)是極其危險的。一旦懷疑或確認攝入，應(yīng)立即聯(lián)系醫(yī)院或毒物控制中心，并尋找活性碳、蛋清或牛奶備用。同時，準備好一杯鹽水，以備醫(yī)療顧問建議誘發(fā)嘔吐時使用。注意，通常不建議在醫(yī)生指導之外自行誘發(fā)嘔吐。如果受害者意識清醒且未出現(xiàn)抽搐，可給予受害者一杯活性碳（如有）、牛奶或打好的蛋清，并立即送往醫(yī)院。若受害者出現(xiàn)抽搐或失去意識，確保受害者氣道暢通，將其側(cè)臥，頭部低于身體，避免引起嘔吐，并立即送往醫(yī)院接受緊急治療 [11]。

安全信息

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安全術(shù)語

S45：In case of accident or if you feel unwell， seek medical advice immediately (show the lable where possible).

發(fā)生事故時或感覺不適時，立即求醫(yī)（可能時出示標簽）。

S53：Avoid exposure - obtain special instructions before use.

避免接觸，使用前獲得特別指示說明。

S60：This material and/or its container must be disposed of as hazardous waste.

該物質(zhì)及其容器必須作為危險廢物處置。

S61：Avoid release to the environment. Refer to special instructions/Safety data sheets.

避免釋放到環(huán)境中，參考特別指示/安全收據(jù)說明書。

風險術(shù)語

R8：Contact with combustible material may cause fire.

與可燃物料接觸可能引起火災。

R21：Harmful in contact with skin.

與皮膚接觸是有害的。

R25：Toxic if swallowed.

吞食有毒。

R26：Very toxic by inhalation.

吸入有極高毒性。

R34：Causes burns.

引起灼傷。

R42/43：May cause sensitization by inhalation and skin contact.

吸入和皮膚接觸可能引起過敏。

R45：May cause cancer.

可能致癌。

R46：May cause heritable genetic damage.

可能造成不可逆的遺傳損害。

R48/23：Toxic : danger of serious damage to health by prolonged exposure through inhalation.

有毒的：經(jīng)吸入長期接觸有嚴重損害健康的危險。

R50/53：Very toxic to aquatic organisms， may cause long-term adverse effects in the aquatic environment.

對水生生物有極高毒性，可能在水生環(huán)境中造成長期不利影響。

R60：May impair fertility.

可能損傷生育力。

R61：May cause harm to the unborn child.

可能對未出生嬰兒造成危害 [9]。

危險性類別

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氧化性固體，類別2；

急性毒性-經(jīng)口，類別3*；

急性毒性-吸入，類別2*；

皮膚腐蝕/刺激，類別1B；

嚴重眼損傷/眼刺激，類別1；

呼吸道致敏物，類別1；

皮膚致敏物，類別1；

生殖細胞致突變性，類別 1B；

致癌性，類別1A；

生殖毒性，類別1B；

特異性靶器官毒性-一次接觸，類別3；

（呼吸道刺激）特異性靶器官毒性-反復接觸，類別1；

危害水生環(huán)境-急性危害，類別1；

危害水生環(huán)境-長期危害，類別1 [4]。

分類

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化學物質(zhì) — 純凈物 — 化合物 — 鹽 — 重鉻酸鹽 — 重鉻酸鉀

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