(廣東專用)高考化學二輪復習 考前三個月 第一部分 專題3 化學基本理論7.doc_第1頁
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文檔簡介

學案7電化學基礎(chǔ)最新考綱展示1.了解原電池和電解池的工作原理,能寫出電極反應(yīng)式和電池反應(yīng)方程式。2.了解常見化學電源的種類及其工作原理。3.理解金屬發(fā)生電化學腐蝕的原因、金屬腐蝕的危害、防止金屬腐蝕的措施?;A(chǔ)回扣1按如圖所示裝置進行實驗,并回答下列問題。(1)判斷裝置的名稱:a池為_,b池為_。(2)鋅極為_極,cu2在溶液中向_(填“zn”或“cu”)極運動。(3)電極反應(yīng)式正極_,負極_。(4)若溶液x為滴有酚酞的kcl溶液石墨棒c1的電極反應(yīng)式為_,石墨棒c2附近發(fā)生的實驗現(xiàn)象為_,溶液中的k向_(填“c1”或“c2”)電極移動;當c2極析出224 ml 氣體(標準狀況時),鋅的質(zhì)量變化_(填“增加”或“減少”)_g,此時b中的溶液的體積為200 ml,則ph為_。(5)若溶液x為cuso4溶液(足量)b池中總反應(yīng)的離子方程式為_;反應(yīng)一段時間后,a池中cu電極增重3.2 g,要使b池溶液恢復到起始狀態(tài),向溶液中加入適量的_,其質(zhì)量為_g。答案(1)原電池電解池(2)負cu(3)cu22e=cuzn2e=zn2(4)2cl2e=cl2產(chǎn)生無色氣泡,溶液變紅c2減少0.6513(5)2cu22h2o2cuo24hcuo4(或cuco36.2)2如圖所示水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘,放置數(shù)天后觀察:(1)鐵釘在逐漸生銹,則鐵釘?shù)母g屬于_(填“化學”或“電化學”)腐蝕。(2)若試管內(nèi)液面上升,則原溶液呈_性,發(fā)生_腐蝕,正極反應(yīng)式為_。(3)若試管內(nèi)液面下降,則原溶液呈_性,發(fā)生_腐蝕,正極反應(yīng)式為_。答案(1)電化學(2)弱酸或中吸氧o22h2o4e=4oh(3)較強的酸析氫2h2e=h23正誤判斷,正確的打“”,錯誤的打“”(1)電解質(zhì)溶液導電是化學變化,金屬導電是物理變化()(2)電解法精煉銅時,用純銅作陽極()(3)在鍍件上鍍銅時,電鍍液中c(cu2)幾乎不變()(4)電解法精煉銅時,電解質(zhì)溶液中各離子濃度基本不變()(5)金屬作原電池的負極時被保護()(6)生活、生產(chǎn)中鋼鐵被腐蝕的原理主要是負極發(fā)生反應(yīng):fe3e=fe3()(7)電解飽和食鹽水時,電子的流向由負極外電路陰極食鹽水溶液陽極正極()(8)在濃硝酸中插入用導線連接的鋁板和銅板,鋁板為負極()(9)電鍍時只能用鍍層金屬作陽極()(10)工業(yè)上可用電解mgcl2、alcl3溶液的方法制取mg和al()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)題型1電化學原理的核心電極判斷與方程式的書寫1(2014廣東理綜,11)某同學組裝了如圖所示的電化學裝置,電極為al,其他均為cu,則()a電流方向:電極a電極b電極發(fā)生還原反應(yīng)c電極逐漸溶解d電極的電極反應(yīng):cu22e=cu答案a解析當多個池串聯(lián)時,兩電極材料活潑性相差大的作原電池,其他池作電解池,由此可知圖示中左邊兩池組成原電池,右邊組成電解池。a項,電子移動方向:電極a電極,電流方向與電子移動方向相反,正確;b項,原電池負極在工作中失電子,被氧化,發(fā)生氧化反應(yīng),錯誤;c項,原電池正極為得電子一極,銅離子在電極上得電子,生成銅單質(zhì),該電極質(zhì)量逐漸增大,錯誤;d項,電解池中陽極為非惰性電極時,電極本身失電子,形成離子進入溶液中,因為電極為正極,因此電極為電解池的陽極,其電極反應(yīng)式為cu2e=cu2,錯誤。2(2014浙江理綜,11)鎳氫電池(nimh)目前已經(jīng)成為混合動力汽車的一種主要電池類型。nimh中的m表示儲氫金屬或合金。該電池在充電過程中的總反應(yīng)方程式是:ni(oh)2m=nioohmh已知:6nioohnh3h2ooh=6ni(oh)2no下列說法正確的是()animh電池放電過程中,正極的電極反應(yīng)式為nioohh2oe=ni(oh)2ohb充電過程中oh離子從陽極向陰極遷移c充電過程中陰極的電極反應(yīng)式:h2ome=mhoh,h2o中的h被m還原dnimh電池中可以用koh溶液、氨水等作為電解質(zhì)溶液答案a解析a項,放電過程中,niooh得電子,化合價降低,發(fā)生還原反應(yīng),該項正確;b項,充電過程中發(fā)生電解池反應(yīng),oh從陰極向陽極遷移,該項錯誤;c項,充電過程中,陰極m得到電子,m被還原,h2o中的h化合價沒有發(fā)生變化,該項錯誤;d項,nimh在koh溶液、氨水中會發(fā)生氧化還原反應(yīng),該項錯誤。32014四川理綜,11(4)mno2可作超級電容器材料。用惰性電極電解mnso4溶液可制得mno2,其陽極的電極反應(yīng)式是_。答案mn22h2o2e=mno24h解析用惰性電極電解mnso4溶液制取mno2時,在陽極上mn2失電子后生成mno2,根據(jù)電荷守恒和原子守恒可得電極反應(yīng)式mn22h2o2e=mno24h。42014江蘇,20(1)將燒堿吸收h2s后的溶液加入如圖所示的電解池的陽極區(qū)進行電解。電解過程中陽極區(qū)發(fā)生如下反應(yīng):s22e=s(n1)ss2=s寫出電解時陰極的電極反應(yīng)式:_;電解后陽極區(qū)的溶液用稀硫酸酸化得到硫單質(zhì),其離子方程式可寫成_。答案2h2o2e=h22ohs2h=(n1)sh2s解析在陰極電解質(zhì)溶液是naoh,同時圖示顯示產(chǎn)生了h2,因此陰極發(fā)生的電極反應(yīng)為2h2o2e=h22oh;加入h2so4后,h與s反應(yīng)生成s和h2s。1原電池電極反應(yīng)式的書寫(1)一般電極反應(yīng)式的書寫(2)復雜電極反應(yīng)式的書寫復雜的電極反應(yīng)式總反應(yīng)式較簡單一極的電極反應(yīng)式如ch4堿性燃料電池負極反應(yīng)式的書寫:ch42o22oh=co3h2o總反應(yīng)式2o24h2o8e=8oh正極反應(yīng)式ch410oh8e=7h2oco負極反應(yīng)式2電解池電極反應(yīng)式的書寫步驟(一)原電池中電極的判斷及反應(yīng)式的書寫1小明同學在查閱資料時發(fā)現(xiàn)了一種電池結(jié)構(gòu)如圖所示,當光照在表面涂有氯化銀的銀片上時:agcl(s)ag(s)cl(agcl)cl(agcl)表示生成的氯原子吸附在氯化銀表面,接著cl(agcl)ecl(aq),若將光源移除,電池會立即恢復至初始狀態(tài)。下列說法中不正確的是(雙選)()aag電極是電池的負極b光照時,pt電極發(fā)生的反應(yīng)為cue=cu2c光照時,cl向ag電極移動d光照時,電池總反應(yīng)為agcl(s)cu(aq)ag(s)cu2(aq)cl(aq)答案ac解析光照時agcl得電子最終生成ag和cl,所以ag電極是正極;pt電極為負極發(fā)生失電子的反應(yīng),依據(jù)還原性強弱可知cue=cu2,兩式相加可知d選項正確;由陰離子由負極移動可知c選項錯誤。2固體氧化燃料電池(sofc)的工作原理如圖所示,已知電池中電解質(zhì)為熔融固體氧化物,o2可以在其中自由移動。下列有關(guān)說法合理的是()a電極b為電池負極,電極反應(yīng)式為o24e=2o2b固體氧化物的作用是讓電子在電池內(nèi)通過c若h2作為燃料氣,接觸面上發(fā)生的反應(yīng)為h2oh2e=hh2od若c2h4作為燃料氣,接觸面上發(fā)生的反應(yīng)為c2h46o212e=2co22h2o答案d解析負極應(yīng)該發(fā)生氧化反應(yīng),b極應(yīng)為電池正極,a錯;電子在外電路中通過,o2通過固體氧化物定向移動,b錯;燃料在接觸面上與o2反應(yīng),失去電子,c錯、d正確。3(2014德州模擬)如圖是某同學設(shè)計的一個簡易的原電池裝置,回答下列問題。(1)若a為鎂、b為cucl2,則正極材料為_,負極上的電極反應(yīng)式為_。(2)若a為鎂、b為naoh,則mg極上發(fā)生_(填“氧化”或“還原”)反應(yīng),負極上的電極反應(yīng)式為_。(3)若a為銅、b為濃硝酸,則電流的方向為_,正極上的電極反應(yīng)式為_。(4)上述事實表明,確定原電池中電極的類型時,不僅要考慮電極材料本身的性質(zhì),還要考慮_。答案(1)almg2e=mg2(2)還原al3e4oh=alo2h2o(3)鋁銅2hnoe=h2ono2(4)電解質(zhì)的性質(zhì)解析(1)鎂、鋁均能與cucl2溶液反應(yīng),但鎂比鋁活潑,故鎂失去電子作負極。(2)鋁能與naoh溶液反應(yīng)而鎂不能,鋁作負極失去電子變成alo,電極反應(yīng)式為al3e4oh=alo2h2o。(3)常溫下鋁在濃硝酸中發(fā)生鈍化,故銅失去電子作負極,正極上是no得到電子生成no2。(二)組合裝置中電極判斷與反應(yīng)式書寫4如圖所示裝置中,a、b都是惰性電極,通電一段時間后(電解液足量),a極附近溶液顯紅色。下列說法正確的是()aa是負極,b是正極bcuso4溶液的ph逐漸減小c銅電極上的反應(yīng)式為cu2e=cu2d向nacl溶液中加入一定量的鹽酸,能使溶液與原來溶液完全一樣答案c解析a、b都是惰性電極,通電一段時間后,a極附近溶液顯紅色可知a是電解池的陰極,b是電解池的陽極,所以x為電源的負極,y為電源的正極;電解cuso4溶液,陽極是cu棒,不是惰性電極,所以cu失電子生成cu2進入溶液中,該電解池實質(zhì)上是電鍍池,所以cuso4溶液的ph幾乎不變;恢復溶液時的原則:失去什么加什么,所以向nacl溶液中應(yīng)該通入一定量的hcl氣體。5某興趣小組設(shè)計如下微型實驗裝置。實驗時,先斷開k2,閉合k1,兩極均有氣泡產(chǎn)生;一段時間后,斷開k1,閉合k2,發(fā)現(xiàn)電流表a指針偏轉(zhuǎn)。下列有關(guān)描述正確的是()a斷開k2,閉合k1時,總反應(yīng)的離子方程式為2h2clcl2h2b斷開k2,閉合k1時,石墨電極附近溶液變紅c斷開k1,閉合k2時,銅電極上的電極反應(yīng)式為cl22e=2cld斷開k1,閉合k2時,石墨電極作正極答案d解析解答本題時應(yīng)特別注意,金屬cu在電解池和原電池中作何種電極。當斷開k2,閉合k1時為電解池,由于兩極都有氣泡冒出,故相當于惰性電極電解飽和食鹽水,故銅作陰極而石墨作陽極,陽極反應(yīng)為2cl2e=cl2,電解池總反應(yīng)的離子方程式為2cl2h2oh2cl22oh,a、b均錯;當斷開k1,閉合k2時組成原電池,銅作負極而石墨作正極,銅電極的電極反應(yīng)式為cu2e=cu2,故c錯而d正確。6在下列裝置中,mso4和nso4是兩種常見金屬的易溶鹽。當k閉合時,so從右到左通過交換膜移向m極,下列分析正確的是()a溶液中c(m2)減小bn的電極反應(yīng)式:n=n22ecx電極上有h2產(chǎn)生,發(fā)生還原反應(yīng)d反應(yīng)過程中y電極周圍生成白色膠狀沉淀答案c解析當k閉合時,根據(jù)so的移向,可判斷m極為負極,n極為正極,y為陽極,x為陰極,電極反應(yīng)式分別為負極:m2e=m2,正極:n22e=n;陽極:2cl2e=cl2,陰極:2h2e=h2。在x極(陰極)附近發(fā)生al33oh=al(oh)3,只有c項正確。題型2新型電源的工作原理1(2014北京理綜,8)下列電池工作時,o2在正極放電的是()a鋅錳電池b氫燃料電池c鉛蓄電池d鎳鎘電池答案b解析鋅錳電池中,正極反應(yīng):2mno22h2o2e=2mnooh2oh,mno2在正極放電,a錯誤;氫燃料電池中,正極反應(yīng)(酸性條件下):o24h4e=2h2o,o2在正極放電,b正確;鉛蓄電池中,正極反應(yīng):pbo24hso2e=pbso42h2o,pbo2在正極放電,c錯誤;鎳鎘電池中,正極反應(yīng):nioohh2oe=ni(oh)2oh,niooh在正極放電,d錯誤。2(2014天津理綜,6)已知:鋰離子電池的總反應(yīng)為lixcli1xcoo2clicoo2鋰硫電池的總反應(yīng)為2lisli2s有關(guān)上述兩種電池說法正確的是()a鋰離子電池放電時,li向負極遷移b鋰硫電池充電時,鋰電極發(fā)生還原反應(yīng)c理論上兩種電池的比能量相同d下圖表示用鋰離子電池給鋰硫電池充電答案b解析鋰離子電池放電時,為原電池,陽離子li移向正極,a錯誤;鋰硫電池充電時,為電解池,鋰電極發(fā)生還原反應(yīng)生成li,b正確;電池的比能量是指參與電極反應(yīng)的單位質(zhì)量的電極材料放出電能的多少,兩種電池材料不同,顯然其比能量不同,c錯誤;由圖可知,鋰離子電池的電極材料為c和licoo2,應(yīng)為該電池放電完全所得產(chǎn)物,而鋰硫電池的電極材料為li和s,應(yīng)為該電池充電完全所得產(chǎn)物,故此時應(yīng)為鋰硫電池給鋰離子電池充電的過程,d錯誤。3(2014新課標全國卷,12)2013年3月我國科學家報道了如圖所示的水溶液鋰離子電池體系。下列敘述錯誤的是()aa為電池的正極b電池充電反應(yīng)為limn2o4=li1xmn2o4xlic放電時,a極鋰的化合價發(fā)生變化d放電時,溶液中l(wèi)i從b向a遷移答案c解析圖示所給出的是原電池裝置。a項,由圖示分析,金屬鋰易失電子,由原電池原理可知,含有鋰的一端為原電池的負極,即b為負極,a為正極,故正確;b項,電池充電時為電解池,反應(yīng)式為原電池反應(yīng)的逆反應(yīng),故正確;c項,放電時,a極為原電池的正極,發(fā)生還原反應(yīng)的是錳元素,鋰元素的化合價沒有變化,故不正確;d項,放電時為原電池,鋰離子應(yīng)向正極(a極)遷移,故正確。1(2014豐臺一模)一種太陽能電池的工作原理如下圖所示,電解質(zhì)為鐵氰化鉀k3fe(cn)6和亞鐵氰化鉀k4fe(cn)6的混合溶液,下列說法不正確的是()ak移向催化劑bb催化劑a表面發(fā)生的化學反應(yīng):fe(cn)64e=fe(cn)63cfe(cn)在催化劑b表面被氧化d該池溶液中的fe(cn)64和fe(cn)63濃度基本保持不變答案c解析根據(jù)電子的流向,左電極為負極,右電極為正極,k移向正極,a項正確;負極反應(yīng)式為fe(cn)64e=fe(cn)63,正極反應(yīng)式為fe(cn)63e=fe(cn)64,b、d項正確;fe(cn)63在催化劑b表面被還原,c項錯誤。2(2013新課標全國卷,11)“zebra”蓄電池的結(jié)構(gòu)如圖所示,電極材料多孔ni/nicl2和金屬鈉之間由鈉離子導體制作的陶瓷管相隔。下列關(guān)于該電池的敘述錯誤的是()a電池反應(yīng)中有nacl生成b電池的總反應(yīng)是金屬鈉還原三價鋁離子c正極反應(yīng)為nicl22e=ni2cld鈉離子通過鈉離子導體在兩電極間移動答案b解析結(jié)合蓄電池裝置圖,利用原電池原理分析相關(guān)問題。a項,負極反應(yīng)為nae=na,正極反應(yīng)為nicl22e=ni2cl,故電池反應(yīng)中有nacl生成;b項,電池的總反應(yīng)是金屬鈉還原二價鎳離子;c項,正極上nicl2發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)為nicl22e=ni2cl;d項,鈉在負極失電子,被氧化生成na,na通過鈉離子導體在兩電極間移動。3液體燃料電池相比于氣體燃料電池具有體積小等優(yōu)點。一種以液態(tài)肼(n2h4)為燃料的電池裝置如圖所示,該電池以空氣中的氧氣為氧化劑,以koh溶液為電解質(zhì)溶液。下列關(guān)于該電池的敘述正確的是()ab極發(fā)生氧化反應(yīng)ba極的反應(yīng)式為n2h44oh4e=n24h2oc放電時,電流從a極經(jīng)過負載流向b極d其中的離子交換膜需選用陽離子交換膜答案b解析由圖知左側(cè)n2h4生成n2,發(fā)生氧化反應(yīng),則a為負極,右側(cè)空氣中的氧氣得電子,發(fā)生還原反應(yīng),則b為正極。負極消耗oh,正極產(chǎn)生oh,因而用oh維持電荷守恒,起導電作用。題型3電解規(guī)律的不尋常應(yīng)用1(2014海南,3)以石墨為電極,電解ki溶液(含有少量的酚酞和淀粉)。下列說法錯誤的是()a陰極附近溶液呈紅色 b陰極逸出氣體c陽極附近溶液呈藍色 d溶液的ph變小答案d解析以石墨為電極,電解ki溶液,發(fā)生的反應(yīng)為2ki2h2o2kohh2i2(類似于電解飽和食鹽水),陰極產(chǎn)物是h2和koh,陽極產(chǎn)物是i2。由于溶液中含有少量的酚酞和淀粉,所以陽極附近的溶液會變藍(淀粉遇碘變藍),陰極附近的溶液會變紅(溶液呈堿性),a、b、c正確;由于電解產(chǎn)物有koh生成,所以溶液的ph逐漸增大,d錯誤。22014重慶理綜,11(4)一定條件下,如圖所示裝置可實現(xiàn)有機物的電化學儲氫(忽略其他有機物)。導線中電子移動方向為_。(用a、d表示)生成目標產(chǎn)物的電極反應(yīng)式為_。該儲氫裝置的電流效率_。(生成目標產(chǎn)物消耗的電子數(shù)/轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)100%,計算結(jié)果保留小數(shù)點后1位)答案adc6h66h6e=c6h1264.3%解析由圖可知,苯轉(zhuǎn)化為環(huán)己烷的過程是加氫過程,發(fā)生還原反應(yīng),故為陰極反應(yīng),所以a為電源的負極,b為電源的正極。電子從負極流向陰極,即ad。該裝置的目標是從苯到環(huán)己烷實現(xiàn)儲氫,電極反應(yīng)式為c6h66h6e=c6h12。陽極反應(yīng)式為2h2o4e=o24h,生成2.8 mol氧氣,失去11.2 mol電子。電解過程中通過陰、陽極的電子數(shù)目相等,即陰極得到電子也為11.2 mol。陰極除生成環(huán)己烷外,還生成h2:2h2e=h2,由題意可知,2n(h2)6n(c6h12)11.2 mol,10 moln(h2)10%10 mol24%n(c6h12);解得n(h2)2 mol,n(c6h12)1.2 mol,故生成1.2 mol c6h12時轉(zhuǎn)移電子1.2 mol67.2 mol,電流效率100%64.3%。32014新課標全國卷,27(4)h3po2也可用電滲析法制備。“四室電滲析法”工作原理如圖所示(陽膜和陰膜分別只允許陽離子、陰離子通過):寫出陽極的電極反應(yīng)式_。分析產(chǎn)品室可得到h3po2的原因_。早期采用“三室電滲析法”制備h3po2:將“四室電滲析法”中陽極室的稀硫酸用h3po2稀溶液代替。并撤去陽極室與產(chǎn)品室之間的陽膜,從而合并了陽極室與產(chǎn)品室。其缺點是產(chǎn)品中混有_雜質(zhì)。該雜質(zhì)產(chǎn)生的原因是_。答案2h2o4e=o24h陽極室的h穿過陽膜擴散至產(chǎn)品室,原料室的h2po穿過陰膜擴散至產(chǎn)品室,二者反應(yīng)生成h3po2poh2po或h3po2被氧化解析陽極發(fā)生氧化反應(yīng),在反應(yīng)中oh失去電子,電極反應(yīng)式為2h2o4e=o24h。h2o放電產(chǎn)生h,h進入產(chǎn)品室,原料室的h2po穿過陰膜擴散至產(chǎn)品室,二者發(fā)生反應(yīng):hh2poh3po2。如果撤去陽膜,h2po或h3po2可能被氧化。42014山東理綜,30(1)離子液體是一種室溫熔融鹽,為非水體系。由有機陽離子、al2cl和alcl組成的離子液體作電解液時,可在鋼制品上電鍍鋁。鋼制品應(yīng)接電源的_極,已知電鍍過程中不產(chǎn)生其他離子且有機陽離子不參與電極反應(yīng),陰極電極反應(yīng)式為_。若改用alcl3水溶液作電解液,則陰極產(chǎn)物為_。答案負4al2cl3e=al7alclh2解析在鋼制品上電鍍鋁,故鋼制品應(yīng)作陰極,與電源的負極相連;因為電鍍過程中“不產(chǎn)生其他離子且有機陽離子不參與電極反應(yīng)”,al元素在熔融鹽中以al2cl和alcl形式存在,則電鍍過程中負極上得到電子的反應(yīng)是4al2cl3e=al7alcl;在水溶液中,得電子能力:hal3,故陰極上發(fā)生的反應(yīng)是2h2e=h2?!傲c”突破電解池(1)分清陰、陽極,與電池正極相連的為陽極,與電源負極相連的為陰極,兩極的反應(yīng)為“陽氧陰還”。(2)剖析離子移向,陽離子移向陰極,陰離子移向陽極。(3)注意放電順序。(4)書寫電極反應(yīng)式,注意得失電子守恒。(5)正確判斷產(chǎn)物陽極產(chǎn)物的判斷首先看電極,如果是活性電極作陽極,則電極材料失電子,電極溶解(注意:鐵作陽極溶解生成fe2,而不是fe3);如果是惰性電極,則需看溶液中陰離子的失電子能力,陰離子放電順序為s2ibrcloh(水)含氧酸根f。陰極產(chǎn)物的判斷直接根據(jù)陽離子的放電順序進行判斷:aghg2fe3cu2hpb2fe2zn2h(水)al3mg2na(6)恢復原態(tài)措施電解后有關(guān)電解質(zhì)溶液恢復原態(tài)的問題應(yīng)該用質(zhì)量守恒法分析。一般是加入陽極產(chǎn)物和陰極產(chǎn)物的化合物,但也有特殊情況,如用惰性電極電解cuso4溶液,cu2完全放電之前,可加入cuo或cuco3復原,而cu2完全放電之后,應(yīng)加入cu(oh)2或cu2(oh)2co3復原。(一)應(yīng)用電解原理制備物質(zhì)1下圖為efc劍橋法用固體二氧化鈦(tio2)生產(chǎn)海綿鈦的裝置示意圖,其原理是在較低的陰極電位下,tio2(陰極)中的氧解離進入熔鹽,陰極最后只剩下純鈦。下列說法中正確的是()a陽極的電極反應(yīng)式為2cl2e=cl2b陰極的電極反應(yīng)式為tio24e=ti2o2c通電后,o2、cl均向陰極移動d石墨電極的質(zhì)量不發(fā)生變化答案b解析電解質(zhì)中的陰離子o2、cl向陽極移動,由圖示可知陽極生成o2、co、co2,所以電極反應(yīng)為2o24e=o2,o2與石墨反應(yīng)生成co、co2,a、c、

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