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文檔簡介
常考化學(xué)計(jì)算題題型
題型1反應(yīng)熱計(jì)算
1.03氧化煙氣中S02、N0.r的主要反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:
①N0(g)+0a(g)=N02(g)+02(g)
AH=-200.9kJ-moP1
@N0(g)+102(g)=N02(g)
△H=-58.2kJ-mol-1
③SC)2(g)+O3(g)=SO3(g)+O2(g)
AH=-241.6kJmor1
則反應(yīng)3NO(g)+6(g)=3NO2(g)的
bH=kJ-mol-1
解析:利用蓋斯定律將①+②X2得:3NO(g)+O3(g)=3NO2(g)A//=-200.9
kJmor1+(-58.2kJmor,)X2=-317.3kJmoF^
答案:-317.3
2.己知下列兩個(gè)熱化學(xué)方程式:
Ha(g)+^O2(g)=H2O(l)
△”=一285kJ-moP1
C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(1)
\H=2220.0kJ-mor,
-1
已知:H2O(l)=H2O(g)AH=+44.0kJ-mol,寫出丙烷燃燒生成CO2和氣態(tài)
水的熱化學(xué)方程式:o
1
解析:C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(1)AH=-2220.0kJ-mol-,
1
H2O(l)=H2O(g)AH=+44.0kJ-mol-,用前式+4X后式得:C3H8(g)+
1-1
5O2(g)=3CO2(g)4-4H2O(g)AH=-2220.0kJ-mol_+4X44.0kJ-mol=-2
044.0kJmo「。
答案:C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(g)
AH=-2044.0kJ-moP1
3.已知下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:6C(s)+5H2(g)+3N2(g)+
9O2(g)=2C3H5(ONO2)3⑴AH1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)\H2
C(s)+O2(g)=CO2(g)\H3
則反應(yīng)4c3H5(ONO2)3(1)=12co2(g)+10H2O(g)+O2(g)+6N2(g)的AH為
(用AHi、△"、A"3表示)。
解析:根據(jù)蓋斯定律,12X第三個(gè)熱化學(xué)方程式+5X第二個(gè)熱化學(xué)方程式一2義
第一個(gè)熱化學(xué)方程式得:4C3H5(ONO2)3(1)=12co2(g)+10H2O(g)+O2(g)+6N2(g)
\H=12AH3+5AH2-2AHi。
答案:12A“3+5A"2—2AAI
4.⑴用CaS04代替Ch與燃料CO反應(yīng),既可提高燃燒效率,又能得到高純C02,
是一種高效、清潔、經(jīng)濟(jì)的新型燃燒技術(shù),反應(yīng)①為主反應(yīng),反應(yīng)②和③為副反
應(yīng)。
0|caS04(s)+CO(g)=^CaS(s)+CCh(g)
^H\=-47.3kJ-moP1
②CaSO“s)+CO(g)=CaO(s)+CO2(g)+SO2(g)
△“2=+210.5kJ-mol-1
@CO(g)=1c(s)+|cO2(g)
1
AW3=-86.2kJmor
反應(yīng)2CaSO4(s)+7CO(g)=CaS(s)+CaO⑸+6(:。2值)+€:6)+502仁)的AH=
(用AZ/i、和表示)”
(2)已知:
甲醇脫水反應(yīng)
2cH30H(g)=CH30cH3(g)+H2O(g)
AHi=-23.9kJmol1
甲醇制烯崎的反應(yīng)
2cH30H(g)=C2H4(g)+2H20(g)
△“2=-29.1kJmor1
乙醇異構(gòu)化反應(yīng)
C2H50H(g)=CH30cH3(g)
AH3=+50.7kJmor'
則乙烯氣相直接水合反應(yīng)C2H4(g)+H2O(g)=C2H50H值)的
△H=kJ?moP'o
(3)已知:25°C、101kPa時(shí),Mn(s)+O2(g)=MnO2(s)
1-1
AH=-520kJmor,S(s)+O2(g)=SO2(g)AH=-297kJ-mol,Mn(s)+S(s)
1
+2O2(g)=MnSO4(s)AH=-1065kJ-rnoloSO2與MnCh反應(yīng)生成無水
MnSO4的熱化學(xué)方程式是o
解析:⑴根據(jù)蓋斯定律,可知①X4+②+③X2得A,=4AHI+AH2+2A〃3。
(2)將三個(gè)熱化學(xué)方程式依次編號為①、②、③,根據(jù)蓋斯定律,由①一②一③
得:C2H4(g)+H2O(g)=C2H50H(g)△"=-45.5kJmol-1o
⑶將題中三個(gè)熱化學(xué)方程式依次編號為①、②、③,根據(jù)蓋斯定律,③一①一
②得:
MnO?(s)+SO2(g)=MnSO4(s)
A/7=-l065kJmor'-(-520kJmo「)一(一297kJmo「)=-248kJmoF'o
答案:(1)4A〃I+A”2+2AH3
(2)-45.5
-1
(3)MnO2(s)+SO2(g)=MnSO4(s)△〃=-248kJ-moI
5.(2016.九江模擬)已知在常溫常壓下:
①2cH30H⑴+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)
AH=-1275.6kJ-mol-1
②2co(g)+O2(g)=2CO2(g)
△"=-566.0kJ-mol-1
③H2O(g)=H2O⑴
AH=-44.0kJmol-1
則甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為。
解析:根據(jù)蓋斯定律,(①一②+③X4):2可得:CHsOH(l)+O2(g)=CO(g)+
2H2O⑴,則:AH=[-1275.6kJ-mol1-(—566.0kJ-mor1)+4x(—44.0kJ-mol1)]^
=-442.8kJ-moP'o
1
答案:CH3OH(1)+O2(g)=CO(g)+2H2O(1)△”=-442.8kJ-moP
6.鐵及其化合物在日常生活、生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛,研究鐵及其化合物的應(yīng)用意義
重大?;卮鹣铝袉栴}:
已知高爐煉鐵過程中會(huì)發(fā)生如下反應(yīng):
①FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO2(g)AHi
i21
②Fe2O3(s)+5CO(g)=^Fe3O4(s)+5CO2(g)
③Fe3O4(s)+4CO(g)=3Fe(s)+4CO2(g)Mh
@Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3cCh(g)△以
則A%的表達(dá)式為(用含△*、NH"△力的代數(shù)式表示)。
2
解析:根據(jù)蓋斯定律,將所給的反應(yīng)②+③X?可得:Fe2O3(s?+3CO(g)=2Fe(s)
2
4-3co2(g),故AH4=A“2+3AH3o
2
答案:A"2+pH3
7.金屬缽可用鋁熱法制得。已知Al的燃燒熱為ckJ.mol!其余相關(guān)熱化學(xué)方
程式如下:
3MnO2(s)=Mn?O4(s)+02(g)
AHi=akJmol?
3MmOMs)+8Al(s)=9Mn(s)-J-4AhO3(s)
NHz=bkJmol1
則3MnO2(s)+4Al(s)=3Mn(s)+2A12Ch(s)AH=kJ?mo「(用含〃、
b、c的代數(shù)式表示)。
解析:Al燃燒熱的熱化學(xué)方程式編號為①,剩下兩個(gè)編號為②、③。根據(jù)蓋斯
14
定律,②+?X③一?X①可得:
3MnO2(s)+4Al(s)=3Mn(s)+2AbO3(s),則△H=(a+g。-gc)kJmol-L
答案:a+滎一/
8.朧可作為火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料,與氧化劑N2O4反應(yīng)生成N2和水蒸氣。
已知:①N2(g)+2O2(g)=N2O4⑴
AHi=-19.5kJmor1
②N2H4⑴+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)
-1
AH2=-534.2kJ-mol
寫出明和N2O4反應(yīng)的熱化學(xué)方程式o
解析:腑可作為火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料,與氧化劑N2O4反應(yīng)生成N2和水蒸氣,將方
程式②X2一①得腓和N2O4反應(yīng)的熱化學(xué)方程式2N2H4⑴+N2O4(l)=3N2(g)+
4H20(g)bH=-1048.9kJ-moF'c
答案:2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g)AH=一1048.9kJ-mol-1
9.金紅石(TiCh)制取單質(zhì)Ti,涉及的步驟:TiO2—>TiC1480(r^*ArTi
已知:?C(S)+O2(g)=CO2(g)
AH=-393.5kJ-mol1
②2co(g)+O2?=2cCh(g)
△月=-566kJ-moF1
③TiCh⑸+2Cl2(g)=TiC14(s)+O2(g)
△”=+141kJ-moF1
則:TiO2(s)+2Cb(g)+2C(s)=TiC14(s)+2CO(g)\H=°
解析:③+①X2—②得到TiO2(s)+2Cb(g)+2C(s)=TiC14(s)+2CO(g),所以AH
-1_11
=4-141kJ-mol+(-393.5kJmo「)X2-(-566kJ-mol)=-80kJ-mol-o
答案:一80kJmori
10.Bunsen熱化學(xué)循環(huán)制氫工藝由下列三個(gè)反應(yīng)組成:
?SO2(g)+h(g)+2H2O(g)=2HI(g)+H2so4。)
bH=akJ-mol-1
②2H2sCh⑴=2H2O(g)+2s02(g)+02(g)
kH=bkJ-mol1
③2HI(g)=H2(g)+l2(g)
A/7=ckJmol1
則:2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)
kH=kJ-moF1o
解析:①X2+②+③X2得2H2O(g)=2H2(g)+Ch(g),依據(jù)蓋斯定律A//=2A//i
+A“2+2A”3=(2a+b+2c)
答案:2a+、+2c
題型2微型化學(xué)計(jì)算
11.某工業(yè)廢水中N05的濃度為1.0X10-4molL-i,取此工業(yè)廢水5mL于試管
中,加水稀釋至500mL,向其中滴加硝酸銀溶液,則得到沉淀時(shí)所需硝酸銀溶
液的濃度至少為o[己知:Kp(AgN02)=2.0x10-8]
解析:加水稀釋后,c(NO2)=1.0X10-4mobL-1X5mL^500mL=1.0X
10-6molL_1,則c(Ag+)=2.0X10-84-(1.0X10-6)=0.02(molL-1)o
答案:0.02mol-L1
12.向lOOmLMnCb和BaCh的混合溶液中,滴加Na2c2。4溶液,當(dāng)MnC2O?2H2O
c(Ba2)
與BaC2O4兩種沉淀共存時(shí),。溫23=o[己知:/Csp(MnC2O4-2H2O)
=1.7xl0-7;Ksp(BaC2O4)=l.6Kl0-1
解析:向100mLMnCh和BaCh的混合溶液中,滴加Na2c2。4溶液,當(dāng)
MnCO4-2HO與BaCO4兩種沉淀共存時(shí),弁?=亍刎映%八、=
222c(Mir)A>p(MnC2O4-2H2O)
1.6><10_7_16
1.7X10-7=17°
答案:招
13.工業(yè)上凈化處理銘污染的方法之一是將含K2CF2O7的酸性廢水放入電解槽
內(nèi),加入適量的NaCl,以Fe和石墨為電極進(jìn)行電解。經(jīng)過一段時(shí)間后,生成
Cr(OH)3和Fe(0H)3沉淀{已知Ksp[Fe(0H)3]=4.0義10—38,xsp[Cr(OH)3]=6.0X
10-3,}o在裝置中應(yīng)該用(填材料名稱)作電解池的陽極;已知電解
后的溶液中c(Fe3+)為2.0X1013molLl則溶液中以(3產(chǎn))為moLL,
解析:在裝置中應(yīng)用Fe作陽極,根據(jù)Ksp[Fe(0H)3]、^P[Cr(OH)3],則有*3+<=
ZCNDckOH-)_K$p[Cr(0H)3]
7
3+3==1.5X10,故1.5X107x2.0X
c(Fe)c(OH-)Asp[Fe(OH)3]
10-13mol-L-1=3.0X10-6molVo
答案:Fe3.0X106
14.N2O5是一種新型硝化劑,其性質(zhì)和制備受到人們的關(guān)注。一定溫度下,在
恒容密閉容器中N2O5可發(fā)生下列反應(yīng):
2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)AH>0
下表為該反應(yīng)在Ti溫度下的部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
t/s05001000
c(N2O5)/(mol-L')5.003.522.48
則500s內(nèi)NO2的平均生成速率為o
解析:500s內(nèi),Ac(N2O5)=(5.00-3.52)mol-L",=1.48molL-1,則Ac(NO2)=
-,-1
2XAC(N2O5)=2X1.48mol-L=2.96mol-L,代入。=石計(jì)笄。
答案:5.92X10-3molL-,s-,
15.若12.4gNa2X中含有0.4mol鈉離子,Na2X的摩爾質(zhì)量是,
X的相對原子質(zhì)量是o
解析:1molNa2X中含有2mol鈉離子,0.2molNa2X中含有0.4mol鈉離子,
則Na?X的摩爾質(zhì)量為M(Na2X)=:;/g=62gmol-1;X的相對原子質(zhì)量=62
XJ■11
—46=16。
答案:62gmol-116
16.XeO3是一種不穩(wěn)定的物質(zhì),具有強(qiáng)氧化性。在某一反應(yīng)體系中有反應(yīng)物和
生成物的微粒共6種,即Mi?+、MnO4、Xe、XeCh、H\H2Oo
(1)該反應(yīng)的離子方程式為。
⑵將適量的XeCh投入30mLO.lmol-L-1Mi?一的水溶液中,剛好完全反應(yīng)。此
時(shí)轉(zhuǎn)移電子數(shù)目為。將反應(yīng)后的溶液稀釋至90mL,所得溶液的
pl1=0
解析:(1)由題意可知,XeCh作氧化劑,Xe為還原產(chǎn)物,則Mi?+作還原劑,MnOi
為氧化產(chǎn)物,寫出方程式配平即可。
(2)Mi?+fMnOT,Mn的化合價(jià)由+2f+7,w(Mn2+)=0.03LX0.1molL-,=
0.003mol,轉(zhuǎn)移的〃(e一)=S003molX5=0.015mol,%(屋)=0。15心;由離子方
程式可知,〃(H+)=3〃(Mn2+)=3X0.003mol=0.009mol,。5)="需獸=
0.1molL-1,故pH=l。
21+
答案:(l)5XeOs+6Mn4-9H2O=6MnO4+5Xet+18H
(2)0.015NA1
17.200mL某溶液中含有的離子及其物質(zhì)的量如下:
離子H+K+NO,sor
物質(zhì)的量/mol0.50.10.60.15
該溶液中還含有的離子一定是下列中的(填字母序號),該離子的濃度
為。
A.AI3+B.cr
C.CIO-D.Fe2+
解析:由溶液中的電荷守恒可知,該溶液中還含有的離子是陽離子,由于Fe2+
在酸性條件下易被NO,氧化而不能大量存在,故該溶液中還含有的離子是AU+,
^[/z(NOI)+2/?(SC^-)-n(H+)一,(K+)]
|(0.6+2X0.15-0.5-0.1)mol
=0.5molL",o
答案:A0.5mol-L-1
18.已知K、Ka、Kw、心、&p分別表示化學(xué)平衡常數(shù)、弱酸的電離平衡常數(shù)、
水的離子積常數(shù)、鹽的水解平衡常數(shù)、難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù)。
(1)25°C時(shí),將。moll」的氨水與0.01moLL」的鹽酸等體積混合所得溶液中
c(NHi)=c(CD,則溶液顯___________(填“酸”“堿”或“中”)性;用含a
的代數(shù)式表示NH3H2O的電離平衡常數(shù)a=0
(2)25℃時(shí),H2s03HSO,+H'的電離常數(shù)Ka=lXl(T2moi.LR,則該溫度下
pH=3、c(HSOJ)=0.1molL-1的NaHSCh溶液中c(H2so3)=。
(3)高爐煉鐵中發(fā)生的反應(yīng)有:FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)A//<0
該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=;已知1100C時(shí),K=0.25,則
平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為;在該溫度下,若測得高爐中C(C02)=0.020
mol-Lc(CO)=0.1mol-L則此時(shí)反應(yīng)速率是o際v沏
(填"V”或”=
(4)已知高溫下Fe(0H)3和Mg(OH)2的卷分別為8.0X10-38、loxiO-H,向濃度
均為0.1mol-L-1的FeCb、MgCh的混合溶液中加入堿液,要使Fe3+完全沉淀而
Mg"不沉淀,應(yīng)該調(diào)節(jié)溶液pH的范圍是(已知1g2=0.3)。
解析:(1)根據(jù)電荷守恒得c(H+)+c(NH才)=c(C「)+c(OH—),因?yàn)閏(NH;)=
X001X,07
zNH+xZQH-x2-
C(cr),所以C(H+)=C(OH-),故溶液顯中性。心=+舟備,=丁力-------
c(NH3H20)^_1XOO1
10-9
=〃一0.01。
⑵由Ka="H,代人數(shù)據(jù)得C(H2so3)=0.()1molfo
C(H2紗、5)?"
(3)根據(jù)化學(xué)方程式可得K=窄察;設(shè)開始時(shí)c(CO)=〃molL「,平衡時(shí)c(C02)
=/?mol-L-1,則7^石=0.25,得。=5力,則平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為々100%=與
X100%=20%;Q=f^?=",;On:;L=02OV0.25,故。正逆。
<?(CO)0.1mol-L「
80X]0-38
3+3-333
(4)/rsp[Fe(OH)3]=c(Fe)-c(OH),Fe?,完全沉淀時(shí)c(OH")=,w-5—mol-L-,
得c(OH-)=2X10',1mol-L-1,pH^3.3,Mg(OH)2開始沉淀時(shí)c2(OH~)=
?0X]0一”
^-Q-j-----=1.0X10_10mol2L_2,得?Oir)=1X1(P5moi],pH=9,調(diào)節(jié)pH
范圍為3.3?9。
10-9
答案:(D中〃_00](2)0.01mol-L-1
(3)需黑20%>(4)3.3?9
19.一定量的CO2與足量的碳在體積可變的恒壓密閉容器中反應(yīng):C(s)+
CO2(g)2CO(g)o平衡時(shí),體系中氣體體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖所示:
o
o
o
o
O
已知:氣體分壓(P分)=氣體總壓(Pa)x體積分?jǐn)?shù)。
(1)650℃時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡后CO2的轉(zhuǎn)化率為
(2)800℃時(shí),反應(yīng)的總壓強(qiáng)為akPa,平衡常數(shù)Kp=。
解析:⑴設(shè)開始加入的CCh為1mol,轉(zhuǎn)化的為%mol,則生成ZtmolCO,剩余
義。。%,
(1-x)molCO2,因平衡時(shí)CO的體積分?jǐn)?shù)為40.0%,則1^100%=4
解得x=0.25,故CO2的轉(zhuǎn)化率為隼黑X100%=25.0%o
(2)800℃時(shí),p(CO)=0.93。kPa,
p(C02)=0.07。kPa,
1〃2(co)(0.93。)2一
Kp—p(CO2)_0.07a?124。。
答案:(1)25.0%(2)12.4〃
題型3物質(zhì)組成的計(jì)算
20.化合物甲和NaAlH4都是重要的還原劑。一定條件下金屬鈉和H2反應(yīng)生成
甲。甲與水反應(yīng)可產(chǎn)生H2,甲與A1C13反應(yīng)可得到NaAlH,。將4.80g甲加熱至
完全分解,得到金屬鈉和2.24L(已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況)的H.o甲的化學(xué)式為
解析:由4.80g甲加熱至完全分解,得到金屬鈉和2.24L(已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況)的
H2,可推斷金屬鈉和H2反應(yīng)生成的甲為NaH,NaH與水反應(yīng)生成NaOH和H2,
NaH與A1C13反應(yīng)可得到NaAIH4o
答案:NaH
21.在空氣中燃燒COC2O4生成鉆氧化物和CCh,測得充分煨燒后固體質(zhì)量為2.41
g,CO2的體積為1.344L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),則鉆氧化物的化學(xué)式為o
_1344L
解析:〃(CO2)=k^----尸?=().06mo1,根據(jù)COC2O4的組成可知Co物質(zhì)的量為
2.2.AL-IT1O1
0.03mol,其質(zhì)量為機(jī)(Co)=0.03mol義59g-mo「=1.77g,設(shè)牯氧化物的化學(xué)式
為COAOV,根據(jù)元素的質(zhì)量比可得59"16),=1.77g:(2.41g-1.77g),解得x:y
=3:4,所以鉆氧化物的化學(xué)式為CO3O4。
答案:CO3O4
22.PbCh在加熱過程發(fā)生分解的失重曲線如下圖所示,已知失重曲線上的〃點(diǎn)
樣品失重4.0%(即樣品起饕上曙體質(zhì)量X100%)的殘留固體。若a點(diǎn)固體
組成表示為PbQr或mPbChwPbO,列式計(jì)算x值和機(jī):〃值
A2—x2—x
答案:根據(jù)PbO2=^=PbO.r+^-O2t,有下一X32=239X4.0%,x=2~
239X4.0%
~16-F.4
。42
根據(jù)"bg,Pb。,則鬻解解-
-6-3
O.
23.0.80gCuS05H20樣品受熱脫水過程的熱重曲線(樣品質(zhì)量隨溫度變化的曲
線)如圖所示。
080------------1
?0.68..............十
怛
057..............|-------------------1
0511-----------------------------1—.
0102113258
溫度汽
請回答下列問題:
(1)試確定200C時(shí)固體物質(zhì)的化學(xué)式(要求寫出推斷過程)。
(2)若在0.1molL-1硫酸銅溶液中通入過量H2s氣體,使C/+完全沉淀為CuS,
此時(shí)溶液中的H'濃度為mobL^o
解析:(1)200℃時(shí)恒重為0.57g,共失水0.80g-0.57g=0.23g,寫出失水方程
式,列出物質(zhì)之間的關(guān)系式即可計(jì)算。(2)Cu2++H2S=CuSl+2H+,所以
C(H+)=2C(CU2+)=2X0.1mol-L-1=0.2mol-L-,o
答案:(1)CUSO4-5H2O=^=/?H2O+CUSO4(5-H)H2O
25018〃
0.80g0.80g-0.57g=0.23g
25018〃初出/
0.80g—0.23g'解得24
則此時(shí)固體物質(zhì)的化學(xué)式為CUSO4-H2O
(2)0.2
題型4有關(guān)電化學(xué)的定量計(jì)算
24.納米級CU2O由于具有優(yōu)良的催化性能而受到科學(xué)家的不斷關(guān)注,下列為制
取CU2O的三種方法:
方法I用碳粉在高溫條件下還原CuO
方法H電解法,原理為2Cu+H2O里鯉CsO+H2t
方法m用脫(N2H4)還原新制的CU(OH)2
⑴工業(yè)上常用方法ii和方法in制取emo而很少用方法I,其原因是o
(2)方法II利用離子交換膜控制電解液中OH一的濃度而制備納米CU2O,裝置如圖
所示,該電池的陽極反應(yīng)式為;電解一段時(shí)間,當(dāng)陰極產(chǎn)生的氣體
體積為112mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)時(shí),停止電解,通過離子交換膜的陰離子的物質(zhì)的量為
molo(離子交換膜只允許OFT通過)
⑶方法HI為加熱條件下用液態(tài)腓(N2H4)還原新制的CU(OH)2來制備納米級
CU2O,同時(shí)放出N2O生成1molN2時(shí),生成CU2O的物質(zhì)的量為。
解析:(1)用碳粉在高溫條件下
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