版领军高考化学真题透析专题32镁铝及其化合物高效演练.docx

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版领军高考化学真题透析专题32镁铝及其化合物高效演练

镁、铝及其化合物

1、化学与生产生活密切相关。

下列说法正确的是

A.阻燃剂Al（OH）3受热分解时放出能量

B.蚕丝、涤纶、棉花的主要成分均为蛋白质

C.油脂在长期贮存过程中与微生物、酶和空气中的氧气作用会发生酸败

D.硅太阳能电池与铜锌原电池工作时均由化学能转变为电能

【答案】C

【解析】阻燃剂Al（OH）3受热分解时吸收能量，使周围环境温度降低，A错误；蚕丝主要成分为蛋白质，涤纶、棉花的主要成分为纤维素，B错误；油脂中不饱和脂肪酸在酶和空气中的氧气作用下，氧化分解，酸败变质，C正确；硅太阳能电池是将太阳能转化为电能，铜锌原电池工作时，将化学能变为电能，D错误；正确选项C。

2、化学与社会、生活、科技有着密切的联系，下列说法正确的是

A.氯气和明矾都能用于自来水的杀菌消毒

B.蚕丝和棉花的组成元素相同，结构不同，因而性质不同

C.利用高纯硅制造的太阳能电池板可将光能直接转化为电能

D.用作舰载机降落拦阻索的特种钢缆，属于无机非金属材料

【答案】C

【解析】明矾中的铝离子发生水解生成氢氧化铝胶体，能够吸附水中的颗粒状杂质，达到净水目的，但不能杀菌消毒，氯气溶于水产生次氯酸，次氯酸具有强氧化性，能够杀菌消毒，A错误；蚕丝的主要成为为蛋白质，棉花的主要成分为纤维素，蛋白质含有N元素，组成元素不同；B错误；硅导电，利用高纯硅制造的太阳能电池板可将光能直接转化为电能，C正确；特种钢缆需要特别强的韧性和强度，耐高温抗腐蚀，是一种新型金属材料，D错误；正确选项C。

3、化学与生活密切相关。

下列说法不正确的是

A.氦气化学性质稳定、密度小，可用于填充飞艇、气球

B.镁铝合金质量轻、强度大，可用作高铁车厢材料

C.纳米铁粉有较强的物理吸附作用，可去除水体中的Cu2＋、Cd2＋、Hg2＋等重金属离子

D.K2FeO4是强氧化剂，还原产物铁离子水解生成氢氧化铁胶体，可作为净水剂

【答案】C

【解析】A、氦气是稀有气体，化学性质稳定、密度小与空气，可用于填充飞艇、气球，故A正确；B、镁铝合金质量轻、硬度大，可用作高铁车厢材料，故B正确；C、纳米铁粉可去除水体中的Cu2＋、Cd2＋、Hg2＋等重金属离子，是由于铁将其置换出来，而不是由于其较强的物理吸附作用，故C错误；D、K2FeO4是强氧化剂，还原产物是铁离子，铁离子水解生成氢氧化铁胶体，有吸附作用，可作为净水剂，故D正确；故选C。

4、化学在生活中有着广泛的应用，下列对应关系正确的是（）

A.SO2具有漂白性，可用SO2漂白食物

B.明矾、二氧化氯可作水杀菌消毒剂

C.地沟油中的“油”属于油脂，用地沟油可制造肥皂

D.碳酸钠能与盐酸反应，可用碳酸钠治疗胃酸过多

【答案】C

【解析】A.SO2具有漂白性，但是有毒，不能用SO2漂白食物，A不正确；B.明矾只是净水剂，没有杀菌消毒能力，不能用作杀菌消毒剂，B不正确；C.地沟油中的“油”属于油脂，用地沟油可制造肥皂，C正确；D.碳酸钠能与盐酸反应，但是其水溶液的碱性过强，不能用碳酸钠治疗胃酸过多，通常用碳酸氢钠，D不正确。

本题选C。

5、将打磨后的镁条放入盛有50mL蒸馏水的烧杯中，用pH传感器和浊度传感器监测溶液中pH和溶液浊度随时间的变化如图．下列有关描述正确的（　　）

A.实线表示溶液浊度随时间的变化

B.50s时向溶液中滴入酚酞试液，溶液变红

C.该实验是在常温下进行的

D.150s后溶液浊度下降是因为生成的Mg（OH）2沉降

【答案】D

【解析】A、随着反应进行，氢氧化镁沉降导致溶液浊度减小，而实线呈增大趋势，表示的应该为溶液的pH变化，故A错误；B、PH大于8时，酚酞呈红色，50s时溶液的pH小于8，滴入酚酞后溶液为无色，故B错误；C、常温下蒸馏水的pH=7，而图象中水的pH小于6.5，说明该实验不是在常温下进行的，故C错误；D、Mg（OH）2为难溶物，随着Mg（OH）2的沉降，溶液的浊度会下降，即150s后溶液浊度下降是因为生成的Mg（OH）2达到饱和后沉降，故D正确。

6、在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是

【答案】B

【解析】A、铁在高温条件下与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，选项A错误；B、氮气与氢气在高温高压及催化剂条件下合成氨，氨气在催化剂作用下催化氧化得到一氧化氮，转化均能实现，选项B正确；C、二氧化硅不能与水反应，选项C错误；D、蔗糖不能与银氨溶液发生银镜反应生成银，选项D错误。

答案选B。

7、下列物质的转化在给定条件下能实现的是

A.①③⑥B.③⑤⑥C.①④⑤D.③⑥

【答案】D

【解析】①氯化镁溶液蒸发结晶时水解产生氢氧化镁和盐酸，盐酸易挥发，无法得到无水氯化镁，故不能实现；②偏铝酸钠与足量盐酸反应生成氯化铝和水，无法得到氢氧化铝，故不能实现；③氨气催化氧化得到一氧化氮，一氧化氮氧化得到二氧化氮，二氧化氮在空气中氧化得到硝酸，可以实现；④氯气与铁点燃生成氯化铁而无法得到氯化亚铁，无法实现；⑤硫与氧气点燃条件下反应生成二氧化硫而不是生成三氧化硫，无法实现；⑥二氧化硅与氢氧化钠溶液反应得到硅酸钠溶液，硅酸钠溶液中通入二氧化碳产生硅酸，能实现；答案选D。

8、实验室用铝土矿制铝，需经过NaOH溶液溶解、过滤、通入CO2气体、过滤、灼烧、电解等步骤，下列图示能达到实验目的的是

A.制取CO2B.过滤C.灼烧A（OH）3D.电解熔融Al2O3

【答案】B

【解析】A.用分液漏斗，而不能用长颈漏斗盛稀盐酸，A错误；B.用过滤的方法可以除去不溶性杂质，装置图正确，B正确；C.应该在坩埚中灼烧A（OH）3固体，C错误；D.电解熔融Al2O3，阳极应该用惰性电极材料，而不能用活性电极材料铁，D错误；答案选B.

9、下列通过制取硫酸铝、氢氧化铝，获得氧化铝的装置和原理能达到实验目的的是

【答案】C

【解析】A．常温下浓硫酸能使铝钝化得不到硫酸铝，选项A错误；B．过量氢氧化钠与硫酸铝反应生成偏铝酸钠而得不到氢氧化铝，选项B错误；C．氢氧化铝不溶于水，可通过过滤与水分离，且过滤操作正确，选项C正确；D．灼烧固体用坩埚，不用蒸发皿，选项D错误。

答案选C。

10、根据如图转化关系判断下列说法不正确的是（反应条件已略去）

A.反应①②③④⑤均属于氧化还原反应

B.生成黑锰矿的反应中，3mol Mn 参加反应转移4mol 电子

C.生成等量的O2，反应③和④转移的电子数之比为1:

 2

D.反应⑤为铝热反应

【答案】B

【解析】A．①②③④⑤反应中均有元素的化合价变化，属于氧化还原反应，故A正确；B．Mn和O2反应生成黑锰矿，反应的化学方程式为：

3Mn+2O2=Mn3O4，氧元素化合价0价变化为-2价，则3molMn参加反应转移8mol电子据此计算电子转移数，故B错误；C．由6H2O2～3O2～6e-、2KClO3～3O2～12e-，生成等量的O2，反应③和④转移的电子数之比为1：

2，故C正确；D．反应⑤是铝与二氧化锰的反应，属于铝热反应，故D正确；故选B。

11、镁及其化合物在现代工业、国防建设中有着广泛的应用。

回答下列问题：

（1）单质镁在空气中燃烧的主要产物是白色的_____，还生成少量的______（填化学式）。

（2）CH3MgCl是一种重要的有机合成剂，其中镁的化合价为______，CH3MgCl水解时除生成甲烷外，还生成一种碱和一种盐。

写出该反应的化学方程式：

__________。

（3）Mg（OH）2是常用的阻燃材料。

以白云石（CaCO3、MgCO3，不考虑杂质）为原料制备Mg（OH）2和CaCO3工艺流程如下：

①溶解度：

Ca（OH）2_______（填“>”或“<”）Mg（OH）2。

②“煅烧”时称取27.6g白云石，高温加热到质量不再变化，收集到的CO2为6.72L（标准状况下），若工艺中不考虑Ca、Mg损失，则Mg（OH）2和CaCO3的质量分别为_________、____________。

【答案】MgOMg3N2+22CH3MgCl+2H2O=2CH4↑+MgCl2+Mg（OH）2>8.7g15g

【解析】试题分析：

（1）镁既能在氧气中燃烧又能在氮气中燃烧，氧气的氧化性比氮气强，所以单质镁在空气中燃烧的主要产物是白色的MgO，还生成少量的Mg3N2。

（2）CH3MgCl是一种重要的有机合成剂，其中镁的化合价为+2，CH3MgCl水解时除生成甲烷外，还生成一种碱和一种盐，则该碱一定是氢氧化镁，该盐一定是氯化镁，该反应的化学方程式为2CH3MgCl+2H2O=2CH4↑+MgCl2+Mg（OH）2。

（3）①氢氧化钙微溶于水，氢氧化镁难溶于水，所以溶解度：

Ca（OH）2>Mg（OH）2。

②“煅烧”时称取27.6g白云石，高温加热到质量不再变化，收集到的CO2为6.72L（标准状况下），则CO2的物质的量为0.3mol。

由碳元素守恒可得，n（CaCO3）+n（MgCO3）=0.3mol，100g/mol

n（CaCO3）+84g/mol

n（MgCO3）=27.6g，解之得n（CaCO3）=0.15mol，n（MgCO3）=0.15mol，若工艺中不考虑Ca、Mg损失，则Mg（OH）2的质量为58g/mol

0.15mol=8.7g、CaCO3的质量为100g/mol

0.15mol=15g。

12、某课外活动小组根据镁与CO2的反应设计实验探究镁与NO2的反应。

甲同学推测产物是MgO和N2；

乙同学推测产物除了MgO和N2外，固体中还可能含有Y。

该小组同学设计了以下装置探究镁与NO2反应的固体产物，并测定其组成。

（1）实验开始时，先关闭止水夹后打开弹簧夹，再打开分液漏斗活塞，当硬质玻璃管充满红综色气体后，打开止水夹，关闭弹簧夹，最后点燃酒精灯。

这样做的目的是_______________________________。

（2）装置B中的试剂可以选用________

A、浓硫酸B、无水氯化钙C、五氧化二磷D、碱石灰

（3）装置C中盛装氢氧化钠溶液的作用是：

___________________________________

（4）为保证生成气体体积的准确性，读取量筒刻度时应注意的问题是①气体恢复至室温再读数；②_______________________________；③______________________________。

（5）实验结束后，同学们将固体产物取出与水反应，发现有刺激性气味的气体产生，该气体能使湿润的石蕊试纸变蓝。

说明乙组同学推测正确，请写出Y与水反应的化学方程式_________________。

（6）若初始加入镁粉质量为3.6g，在足量的NO2中充分反应后，收集到N2体积为448mL（标准状况），则产物中MgO的质量是_________。

【答案】排除装置中空气，避免空气干扰BC吸收剩余NO2调整量筒中液面与D中水平视线与液体凹液面相切Mg3N2+H2O=3Mg（OH）2↓+2NH3↑4.8g

【解析】

（1）实验开始时，先关闭止水夹后打开弹簧夹，再打开分液漏斗活塞，当硬质玻璃管充满红综色气体后，打开止水夹，关闭弹簧夹，最后点燃酒精灯。

这样做可以排除装置中空气，避免空气干扰，故答案为：

排除装置中空气，避免空气干扰；

（2）装置A中浓硝酸与铜反应生成二氧化氮，生成的二氧化氮中混有水蒸气，装置B中的试剂需要除去其中的水蒸气，可以选用无水氯化钙和五氧化二磷等酸性固体干燥剂，故选BC；

（3）二氧化氮能够污染空气，并且与水反应生成一氧化氮，影响氮气的体积的测定，装置C中盛装氢氧化钠溶液可以吸收为反应的NO2，故答案为：

吸收剩余的NO2；

（4）为保证生成气体体积的准确性，读取量筒刻度时应注意的问题是：

①气体恢复至室温再读数；②调整量筒中液面与D中水平；③视线与液体凹液面相切，故答案为：

调整量筒中液面与D中水平；视线与液体凹液面相切；

（5）实验结束后，同学们将固体产物取出与水反应，发现有刺激性气味的气体产生，该气体能使湿润的石蕊试纸变蓝，说明生成的气体为氨气，则固体产物中含有氮元素，根据参与反应的物质为镁和二氧化氮，可以判断固体产物为Mg3N2，Mg3N2与水反应的化学方程式为Mg3N2+H2O=3Mg（OH）2↓+2NH3↑，故答案为：

Mg3N2+H2O=3Mg（OH）2↓+2NH3↑；

（6）镁的物质的量=

=0.15mol，反应生成氧化镁或氮化镁，失去电子0.3mol，标准状况下，N2体积为448mL，物质的量=

=0.02mol，得到了电子0.02mol×8=0.16mol，根据得失电子守恒，生成Mg3N2

mol=0.01mol，根据镁原子守恒，生成的氧化镁为

mol=0.12mol，质量为0.12mol×40g/mol=4.8g，故答案为：

4.8g。

13、较活泼金属与硝酸反应，产物复杂。

如一定浓度的硝酸与镁反应，可同时得到NO、NO2、N2三种气体。

某同学欲用下列仪器组装装置来直接验证有NO、NO2生成并制取氮化镁。

（假设实验中每步转化均是完全的）

已知：

①NO2沸点是21.1℃、熔点是-11℃；NO的沸点是-151℃、熔点是-164℃；②氮化镁遇水会发生水解。

回答下列问题：

（1）为达到上述实验目的，所选用的仪器的正确连接方式是（_____）（填序号）。

a.A→D→C→F→B→F→Eb.A→C→D→F→B→F→E

c.A→F→C→D→F→B→Ed.A→F→D→C→F→B→E

（2）确定还原产物中有NO2的现象是______________________________，实验中两次使用装置F，第二次使用装置F的作用是____________________________________。

（3）实验前需先打开开关K，向装置内通CO2气体，其目的是____________，当_______________时停止通入CO2。

（4）实验过程中，发现在D中产生预期现象的同时，C中溶液颜色慢慢褪去，试写出C中反应的离子方程式_____________________。

（5）在A中反应开始时，某同学马上点燃B处的酒精灯，实验结束后通过测定发现B处的产品纯度不高，原因是______________________________________（用化学方程式回答）。

（6）验证B处有氮化镁生成的方法是_______________。

【答案】aD中有红棕色液体生成防止E中水蒸气进入B中，造成产物不纯排除装置内空气，防止干扰实验E中产生白色沉淀5NO+3MnO4-+4H+=3Mn2++5NO3-+2H2OCO2+2Mg

2MgO+C取B中固体少量于试管中，向其中加入少量水，若产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则B中有氮化镁生成

【解析】试题分析：

本题考查Mg与HNO3反应产物的探究以及Mg3N2的制备，涉及装置的连接、物质的检验、方程式的书写。

（1）根据题意“一定浓度的硝酸与Mg反应可同时得到NO、NO2、N2”，若有NO2生成则气体呈红棕色，根据已知①NO2、NO的熔沸点，在装置D中可将NO2冷凝为液态，可观察到装置D中有红棕色液体生成；利用NO具有还原性，用装置C中酸性KMnO4溶液验证NO；根据已知②Mg3N2遇水会发生水解，与Mg反应的N2必须是干燥的，气体在进入装置B之前必须用浓硫酸干燥N2，且要防止H2O（g）进入制备Mg3N2的装置；装置的连接顺序为：

A→D→C→F→B→F→E，答案选a。

（2）根据上述分析，确定还原产物中有NO2的现象是：

装置D中有红棕色液体生成。

Mg3N2遇水会发生水解，实验中两次使用装置F，第一次使用装置F的作用是：

干燥N2；第二次使用装置F的作用是：

防止E中H2O（g）进入B中，使Mg3N2不纯。

（3）由于NO能与O2反应生成NO2，会影响NO2、NO的验证，实验开始前要排出装置中空气，所以实验前先打开开关K，向装置内通CO2气体，其目的是：

排除装置内空气，防止干扰实验；当观察到装置E的Ba（OH）2溶液中产生白色沉淀时，表明装置中空气已经排尽，停止通入CO2。

（4）装置D中观察到有红棕色液体出现，装置C中溶液颜色慢慢褪去，说明酸性KMnO4溶液将NO氧化成NO3-，同时MnO4-被还原成Mn2+，反应可写成NO+MnO4-→NO3-+Mn2+，N元素的化合价由+2价升至+5价，Mn元素的化合价由+7价降至+2价，根据得失电子守恒配平为5NO+3MnO4-→5NO3-+3Mn2+，结合原子守恒、电荷守恒，写出离子方程式为5NO+3MnO4-+4H+=5NO3-+3Mn2++2H2O。

（5）在A中反应开始时，马上点燃B处的酒精灯，Mg与CO2发生置换反应生成MgO和C，导致实验结束后B处制得的Mg3N2纯度不高，Mg与CO2反应的化学方程式为2Mg+CO2

2MgO+C。

（6）Mg3N2遇水发生水解生成Mg（OH）2和NH3，检验有Mg3N2生成只要检验B处固体中加水产生NH3即可，验证B处有Mg3N2生成的方法是：

取B中固体少量于试管中，向其中加入少量水，若产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则B中有氮化镁生成。

14、化学兴趣小组对某品牌牙膏中摩擦剂的成分及其含量进行探究：

查阅资料：

①该牙膏摩擦剂由碳酸钙、氢氧化铝组成；

②牙膏中其它成分遇到盐酸时无气体产生。

I．摩擦剂中氢氧化铝的定性检验

取适量牙膏样品，加水充分搅拌、过滤。

（1）往滤渣中加入过量NaOH溶液，部分滤渣溶解，过滤后，向滤液中先通入过量二氧化碳，发生反应的离子方程式为__________，再加入过量稀盐酸，此时观察到的现象是______________。

II.牙膏样品中碳酸钙的定量测定

利用如图所示装置（图中夹持仪器略去）进行实验，充分反应后，测定C中生成的BaCO3沉淀质量，以确定碳酸钙的质量分数。

依据实验过程回答下列问题:

（2）装置C中生成BaCO3的离子反应方程式为________。

（3）装置D的仪器名称为________，其作用是_________。

（4）下列各项措施中，可以提高实验测定准确度的是_______（选填下列字母序号）。

a.在加入盐酸之前，应排净装置内的CO2气体

b.滴加盐酸不宜过快

c.在A~B之间增添盛有浓硫酸的洗气装置

d.在B~C之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置

（5）实验中准确称取8.00g样品三份，进行三次测定，测得BaCO3平均质量为3.94g。

则样品中碳酸钙的质量分数为_________。

（6）另有同学认为可以采用测定装置C在吸收CO2前后的质量差的方法（CO2全部被吸收），也能确定碳酸钙的质量分数，但实验证明按此方法测定的结果明显___（填“偏高”或“偏低”），分析原因为_______。

【答案】AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3 ↓+ HCO3-沉淀溶解，同时有气体产生CO2+ Ba2++2OH-=BaCO3 ↓+ H2OU形管防止空气中CO2进入装置C，影响实验测定准确度ab 25%偏高装置B中的水蒸气和氯化氢气体会进入装置C

【解析】试题分析：

本题考查牙膏摩擦剂成分Al（OH）3的检验和CaCO3含量的测定，涉及离子方程式的书写、实验现象的描述、定量测定实验和误差分析。

I.

（1）根据资料，该牙膏摩擦剂中的CaCO3、Al（OH）3都难溶于水，滤渣中含CaCO3、Al（OH）3，滤渣中加入过量NaOH，Al（OH）3溶解，反应的化学方程式为Al（OH）3+NaOH=NaAlO2+2H2O，滤渣部分溶解，过滤后得到含NaAlO2的滤液；向滤液中通入过量的CO2，发生反应的离子方程式为CO2+AlO2-+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-。

再加入过量稀盐酸，NaHCO3和Al（OH）3都与HCl反应，反应的化学方程式为NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑、Al（OH）3+3HCl=AlCl3+3H2O，再加入过量稀盐酸，观察到的现象是：

沉淀溶解，同时有气体产生。

II.

（2）根据实验装置和资料，摩擦剂中只有CaCO3与HCl反应产生气体，CaCO3与盐酸反应生成CaCl2、H2O和CO2，CO2通入装置C中与足量Ba（OH）2反应生成BaCO3，反应的离子方程式为CO2+Ba2++2OH-=BaCO3↓+H2O。

（3）装置D的仪器名称为U形管。

本题的实验原理是：

通过测量C中生成的BaCO3沉淀的质量确定CaCO3的质量分数；为了减小实验误差，要保证生成BaCO3的CO2全来自牙膏摩擦剂中的CaCO3与盐酸的反应；U形管中盛放的碱石灰的作用是：

防止外界空气中的CO2进入装置C，影响实验测定的准确度。

（4）a项，在加入盐酸之前，排尽装置内的CO2气体，可保证与足量Ba（OH）2反应的CO2全来自CaCO3，可提高实验测定的准确度；b项，若滴加盐酸过快，产生CO2的速率过快，CO2不能完全被Ba（OH）2溶液吸收，产生实验误差，滴加盐酸不宜过快可提高实验测定的准确度；c项，装置B、C都为水溶液中的反应，在A~B之间增添盛有浓硫酸的洗气装置不能提高实验测定的准确度；d项，由于盐酸具有挥发性，从装置B中导出的CO2中含有HCl（g）和H2O（g），若在B~C之间增添盛有饱和NaHCO3溶液的洗气装置，HCl会与NaHCO3反应产生CO2，这部分CO2也被Ba（OH）2溶液吸收，会使实验的准确度偏低，在B~C之间增添盛有饱和NaHCO3溶液的洗气装置不能提高实验测定的准确度；可以提高实验测定准确度的是ab，答案选ab。

（5）根据C守恒，n（CaCO3）=n（BaCO3）=

=0.02mol，m（CaCO3）=0.02mol

100g/mol=2g，样品中碳酸钙的质量分数为

100%=25%。

（6）由于盐酸具有挥发性，从装置B中导出的CO2中含有HCl（g）和H2O（g）；若采用测定装置C在吸收CO2前后的质量差的方法，由于HCl（g）和H2O（g）也能被Ba（OH）2溶液吸收，导致测得的CaCO3的质量偏高，使测定的结果明显偏高。

15、铝氢化钠（NaAlH4）是有机合成的重要还原剂，其合成路线如图所示。

（1）已知AlCl3的熔点为190℃，沸点为178℃，在潮湿的空气中易水解。

某实验小组利用下图中装置制备无水AlCl3。

①写出圆底烧瓶中发生反应的离子方程式:

______________________________。

②按气流方向连接各仪器接口，顺序为a→____→b→c→______________。

（填接口字母）。

③装置F中应盛装的试剂是________，装置D的作用是____________________。

（2）AlCl3与NaH反应时，需先将AlCl3溶于有机溶剂，再将得到的溶液滴加到NaH粉末中，此反应中NaH的转化率较低，其原因可能是______________________________________。

（3）通过测定铝氢化钠与水反应生成氢气的体积来测定铝氢化钠样品的纯度。

①铝氢化钠与水反应的化学方程式为___________________________________。

②设计如下四种装置测定铝氢化钠样品的纯度（杂质只有氢化钠）。

从简约性、准确性考虑，最恰当的装置是_____（填编号）。

【答案】5Cl-+ClO3-+6