高三化学硫酸工业制法总结

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最新高中化学-高三化学接触法制硫酸3 精品

最新高中化学-高三化学接触法制硫酸3 精品

第五单元硫酸工业第一节接触法制硫酸●教学目标1.使学生了解接触法制硫酸的化学原理、原料、生产流程和典型设备。

2.通过二氧化硫接触氧化条件的讨论,复习巩固关于化学反应速率和化学平衡的知识,训练学生应用理论知识分析和解决问题的能力。

●教学重点二氧化硫的接触氧化。

●教学难点SO2的接触氧化和SO3的吸收。

●教学方法讨论、分析、设疑、讲解。

●课时安排共两课时。

第一课时:工业上制硫酸的反应原理,原料及主要生产过程。

第二课时:SO2接触氧化的最佳反应条件的讨论及化工生产的工艺条件。

●教学用具投影仪、胶片、大屏幕接触室模型●教学过程第一课时[引言]我们知道,硫酸是中学化学实验中一种常用的试剂,同时,硫酸工业在国民经济中也占有重要的地位,是许多工业生产所用的重要原料,如化肥工业、有机合成工业、石油工业、金属工业、无机盐工业、原子能工业等都要消耗大量的硫酸,因而硫酸的消费量常视为一个国家工业发达水平的标志。

硫酸如此重要,工业上是如何生产硫酸的呢?这就是本章我们将要学习的内容。

[板书]第五单元硫酸工业[引言]硫酸是最早的工业产品之一。

硫酸的生产始于10世纪,发展至今,接触法制硫酸已成为一个成熟的工艺,被世界各国广泛采用。

下面,我们就来学习接触法制硫酸。

[板书]第一节接触法制硫酸[师]首先,请大家根据已学知识,来推测制取硫酸的反应原理。

并用化学方程式表示出来。

[教师板书]一、反应原理[学生思考,请一位同学上黑板书写][学生板书]1.S+O2===SO23.SO3+H2O===H2SO4[注,基本上所有同学都是写的以上反应][教师评讲]大家所写反应,实际上就是以硫为原料制取硫酸的反应原理。

从以上化学反应方程式可以看出,以硫为原料制取硫酸要经历三个反应历程:即首先是硫氧化为二氧化硫,然后再将二氧化硫进一步氧化为三氧化硫,最后,把得到的三氧化硫用水吸收即得硫酸。

[讲述]世界上硫酸的生产主要以硫为原料,用硫作原料时杂质少,生产比较简单,成本要比其他原料低得多。

硫酸的工业制法三个方程式

硫酸的工业制法三个方程式

硫酸的工业制法三个方程式
硫酸是一种重要的化工原料,在工业上有几种制备方法。

其中最常见的三种制法分别为铁硫矿氧化法、硫三氧化二硫催化剂法和硫酸盐矿石法。

首先是铁硫矿氧化法,其化学方程式为,2FeS2 + 7O2 + 2H2O → 2FeSO4 + 2H2SO4。

这个过程中,铁硫矿(黄铁矿)被氧化成硫酸铁和硫酸。

其次是硫三氧化二硫催化剂法,其化学方程式为,2SO2 + O2 → 2SO3。

这个过程中,二氧化硫被氧化成三氧化硫,而后者溶于水形成硫酸。

最后是硫酸盐矿石法,其化学方程式为,CaSO4 + 2C + O2 → 2CO2 + 2CO + 2SO2 + CaS。

这个过程中,硫酸盐矿石(石膏)经过还原反应生成二氧化硫,再经过催化氧化反应生成硫三氧化二硫,最终形成硫酸。

这三种工业制法分别从硫化物、二氧化硫和硫酸盐矿石出发,通过不同的化学反应途径最终制得硫酸。

这些方程式展示了硫酸的
工业制备过程,每个方程式都代表着不同的反应路径和条件。

希望这些信息能够满足你的需求。

硫酸的工业制法

硫酸的工业制法

硫酸的工业制法硫酸硫酸盐一、硫酸的工业制法——接触法1、接触法制硫酸的生产原理及工业设备生产阶段化学方程式工业设备生产原理(1)SO2的制取与净化4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2沸腾炉扩大接触面(矿石粉碎)(2)SO2氧化成SO32SO2 + O22SO3接触室热交换(3)SO3的吸收和硫酸的生成SO2 + H2O = H2SO4实际是用浓H2SO4吸收吸收塔逆流吸收2、尾气的吸收,可用氨水吸收2NH3 + H2O + SO2 = (NH4)2SO3NH3 + H2O + SO2 = NH4HSO3将生成物用稀硫酸处理后,可制得化肥(NH4)2SO4,并回收了SO2。

3、生产简要流程4、有关物质纯度、转化率、产率的计算物质的纯度不纯物中所含纯物质的质量不纯物质的总质量100%5、多步递进反应的关系式计算法遇有多步递进反应(即前一步反应的产物就是后一步反应的反应物)的计算时,可用关系式法一步求解。

此种方法的关键,是根据各步反应的化学方程式,找出起始原料与最终产物之间的物质的量之比,列出相应的关系式,然后按常规方法求解。

二、浓硫酸的特性硫酸的化学性质跟它的浓度有密切的关系。

稀硫酸具有酸类的通性(H+的性质),而浓硫酸中存在大量未电离的硫酸分子,因而浓硫酸除具有酸类的通性外,还具有吸水性、脱水性和强氧化性等特性。

1、浓硫酸的吸水性。

浓硫酸具有吸收附着在物质表面或内部的湿存水和吸收结晶水的性能。

其原因是硫酸分子极易与水分子化合成一系列稳定的水合物:H2SO4·nH2O(n = 1,2,4,6,8)。

同时放出大量的热。

这些水合物很稳定。

利用浓H2SO4的吸水性,可以做干燥剂。

浓H2SO4能干燥H 2、O 2、CO 等中性气体,也能干燥SO 2、Cl 2、CO 2、HCl 、HF 等酸性气体;但不能干燥NH 3等碱性气体,也不能干燥HBr 、HI 、H 2S 等有强还原性的气体。

2、浓硫酸的脱水性。

高三化学工业流程题目总结(带答案)

高三化学工业流程题目总结(带答案)

2.下图所示的装置是仿照工业制备硫酸的工艺流程设计出来的,用于探究工业上为何采用98.3%的浓硫酸吸收三氧化硫。

(1)写出工业上用FeS2制取SO2的化学方程式。

(2)写出上图中部分装置的作用:甲:①混合SO2和O2;②;丙和丁:。

(3)若丁装置在反应过程中出现气泡,不久就出现了白雾,而丙装置一直没有明显变化,产生这种现象的可能原因是:①丙中插入浓硫酸溶液的导管插得太深,使两个吸收瓶内的压强差较大,导致SO3从丁的水中冒了出来,与水形成酸雾;②(4)上图装置中的甲和乙部分、丙和丁部分分别与工业制取硫酸的装置相对应,甲和乙相当于;丙和丁相当于。

(5)在硫酸工业制法中,下列生产操作与说明生产操作的主要原因二者都正确的是A.硫铁矿燃烧前需要粉碎,因为大块的硫铁矿不能在空气中燃烧B.从沸腾炉出来的炉气需净化,因为炉气中二氧化硫会与杂质反应C.二氧化硫氧化为三氧化硫时需使用催化剂,这样可以提高二氧化硫的转化率D.三氧化硫用98.3%的浓硫酸吸收,目的是防止形成酸雾,以提高三氧化硫的吸收效率3.氨在国民经济中占有重要的地位。

现在约有80%的氨用来制造化肥,其余的用作生产其他化工产品的原料。

例如,农业上使用的氮肥如尿素、硝酸铵、磷酸铵、硫酸铵、氯化铵、氨水以及各种含氮混合肥料和复合肥料,都是以氨为原料制成的;氨氧化法制硝酸是工业上制硝酸的主要方法。

(1)下图是合成氨和利用氨制取硝酸、纯碱的简要流程示意图:设备A的名称是,设备B的名称是。

(2)硝酸厂的尾气中含有NO和NO2等污染物,籽了防止污染大气可以用纯碱溶液吸收从吸收塔中放出的尾气,发生的反应如下:Na2CO3+2NO2====NaNO2+NaNO3+CO2但在实际生的中这种方法处理后尾气中的氮的氧化物含量仍难以降到排放标准,历此,也常利用各种燃料气中的甲烷等将氮的氧化物还原为空气主要成分而除去。

写出甲烷与NO2反应的化学反应方程式:。

(3)常压法生产出的硝酸浓度低,尾气中氮的氧化物含量高,对环境会有严重污染。

高三化学高考必记的化学方程式

高三化学高考必记的化学方程式

高三化学高考必记的化学方程式一、非金属元素的反应1. 卤族元素(1)氯气H 2+Cl 2=====点燃2HCl2Fe +3Cl 2=====点燃2FeCl 3Cl 2+H 2O===HCl +HClO2NaOH +Cl 2===NaClO +NaCl +H 2O2Ca(OH)2+2Cl 2===Ca(ClO)2+CaCl 2+2H 2O6FeBr 2+3Cl 2===4FeBr 3+2FeCl 3(氯气少量)2FeBr 2+3Cl 2===2FeCl 3+2Br 2(氯气过量)[活学巧用] 氯水成分复杂,性质多样:强酸性——H +的性质;杀菌、漂白性——HClO 的性质;强氧化性——Cl 2的性质。

氯气溶于水,但不溶于饱和食盐水,因此可用饱和食盐水除去Cl 2中的HCl 。

Cl 2与NaOH 溶液的反应被用于实验室除去多余的Cl 2,常出现在框图推断中。

[易错警示] 氯气与FeBr 2溶液反应时,一定要注意二者量的关系,Cl 2首先氧化的是Fe 2+,然后氧化Br -;但Cl 2与FeI 2溶液反应时,首先氧化的是I -,然后氧化Fe 2+。

根据得失电子守恒可得出相应反应的离子方程式,如等物质的量的Cl 2与FeBr 2在溶液中反应时,其离子方程式为2Fe 2++2Cl 2+2Br -===2Fe 3++4Cl -+Br 2。

(2)含氯化合物2HClO=====光照2HCl +O 2↑Ca(ClO)2+CO 2+H 2O===CaCO 3↓+2HClONaClO +2HCl===NaCl +Cl 2↑+H 2OMnO 2+4HCl(浓)=====△MnCl 2+Cl 2↑+2H 2O[活学巧用] HClO 可作漂白剂和杀菌剂是由于HClO 具有强氧化性,长时间放置的氯水易变质是由于HClO 在光照条件下极易分解,所以新制的氯水需避光保存。

(3)卤素单质间的置换反应Cl 2+2NaBr===Br 2+2NaClCl 2+2NaI===I 2+2NaClBr 2+2KI===2KBr +I 2[活学巧用] 以上反应可用于比较Cl 2、Br 2、I 2氧化性(非金属性)的强弱或与CCl 4、淀粉溶液相结合用于溶液中Br -、I -的检验。

硫酸的工业制法

硫酸的工业制法

硫酸的工业制法硫酸硫酸盐一、硫酸的工业制法——接触法1、接触法制硫酸的生产原理及工业设备生产阶段化学方程式工业设备生产原理(1)SO2的制取与净化4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2沸腾炉扩大接触面(矿石粉碎)(2)SO2氧化成SO32SO2 + O22SO3接触室热交换(3)SO3的吸收和硫酸的生成SO2 + H2O = H2SO4实际是用浓H2SO4吸收吸收塔逆流吸收2、尾气的吸收,可用氨水吸收2NH3 + H2O + SO2 = (NH4)2SO3NH3 + H2O + SO2 = NH4HSO3将生成物用稀硫酸处理后,可制得化肥(NH4)2SO4,并回收了SO2。

3、生产简要流程4、有关物质纯度、转化率、产率的计算物质的纯度不纯物中所含纯物质的质量不纯物质的总质量100%5、多步递进反应的关系式计算法遇有多步递进反应(即前一步反应的产物就是后一步反应的反应物)的计算时,可用关系式法一步求解。

此种方法的关键,是根据各步反应的化学方程式,找出起始原料与最终产物之间的物质的量之比,列出相应的关系式,然后按常规方法求解。

二、浓硫酸的特性硫酸的化学性质跟它的浓度有密切的关系。

稀硫酸具有酸类的通性(H+的性质),而浓硫酸中存在大量未电离的硫酸分子,因而浓硫酸除具有酸类的通性外,还具有吸水性、脱水性和强氧化性等特性。

1、浓硫酸的吸水性。

浓硫酸具有吸收附着在物质表面或内部的湿存水和吸收结晶水的性能。

其原因是硫酸分子极易与水分子化合成一系列稳定的水合物:H2SO4·nH2O(n = 1,2,4,6,8)。

同时放出大量的热。

这些水合物很稳定。

利用浓H2SO4的吸水性,可以做干燥剂。

浓H2SO4能干燥H 2、O 2、CO 等中性气体,也能干燥SO 2、Cl 2、CO 2、HCl 、HF 等酸性气体;但不能干燥NH 3等碱性气体,也不能干燥HBr 、HI 、H 2S 等有强还原性的气体。

2、浓硫酸的脱水性。

工业制硫酸知识点总结

工业制硫酸知识点总结

工业制硫酸知识点总结硫酸是一种重要的化学品,广泛应用于工业生产、农业、医药和化工等领域。

本文将就工业制硫酸的原理、工艺流程、设备及应用进行详细的介绍。

一、硫酸的原理硫酸(H2SO4)是无机酸的一种,化学式为H2SO4,是一种强酸,能与金属及其氢氧化物反应,产生相应的硫酸盐。

硫酸是一种重要的化学品,被广泛用于冶金、化工、建筑、医药等领域。

硫酸的生产是通过硫磺和二氧化硫制备而来。

硫磺是一种硫的化合物,为黄色晶体,常用于硫酸的生产过程中。

二氧化硫气体是一种无色有刺激性气体,在自然界和化工过程中都会产生。

硫磺和二氧化硫都是硫酸生产的主要原料,下面我们将介绍工业生产硫酸的工艺流程。

二、工业制硫酸的工艺流程1、重铬酸氧化法重铬酸氧化法是一种工业上常用的硫酸生产方法,其主要原理是利用重铬酸将二氧化硫氧化成硫酸。

具体工艺流程如下:(1)原料准备:将硫磺熔化形成硫磺熔剂,同时将铬酸、水和稀硫酸等原料准备好。

(2)氧化反应:将熔化的硫磺与空气混合,得到含有二氧化硫的气体。

将气体送入氧化反应器中,添加铬酸,利用氧化反应将二氧化硫转变成硫酸。

(3)产品提取:对反应产生的混合物进行蒸馏、结晶和过滤,提取纯净的硫酸产品。

2、氧化法氧化法是另一种工业上常用的硫酸制备方法,其主要原理是利用氧气氧化二氧化硫,生成硫酸。

具体工艺流程如下:(1)原料准备:将硫磺熔化,形成硫磺熔剂。

同时将空气净化,得到纯净的氧气。

(2)氧化反应:将硫磺熔剂与氧气加热混合,得到含有二氧化硫的气体。

将气体送入催化剂反应器中,利用氧化反应将二氧化硫转变成硫酸。

(3)产品提取:对反应产生的混合物进行蒸馏、结晶和过滤,提取纯净的硫酸产品。

以上是两种常用的硫酸制备方法中的主要工艺流程。

通过这些工艺流程,可以得到高纯度的硫酸产品,下面我们将介绍硫酸生产中的设备及应用。

三、工业制硫酸的设备1、硫磺熔化设备硫磺熔化设备主要用于将固态硫磺熔化成液态硫磺熔剂,便于后续的氧化反应过程。

高三工业合成题

高三工业合成题

板块一、硫酸工业一、过程(1).造气4FeS2 +11 O2 ==高温== 2Fe2O3 + 8SO2 沸腾炉粉碎矿石,通过强空气流使矿石处于沸腾状态,增大反应物的接触面积,加快反应速度。

从沸腾炉内导出的炉气,要经过净化的理由是防止催化剂中毒(2).接触氧化2SO2 + O2 ==== 2SO3 接触室该反应放热,可进行热交换(3).三氧化硫的吸收SO3 + O2 === H2SO4 吸收塔三氧化硫的吸收采取逆流的形式,目的是增大其与吸收剂的接触面积三氧化硫用98.3%的浓硫酸吸收,目的是防止形成酸雾,以便使其吸收完全二、尾气处理尾气的成分:SO2(少量)、O2、N2 尾气处理要经过两个过程: 一是进行第二次氧化;二是将两次氧化后的气体加以净化 后回收处理。

固硫:CaO+SO2=CaSO3, 2CaSO3+O2=2CaSO4练习: 1.(15分)工业制硫酸生产流程如下图:(1)早期生产用黄铁矿为原料,但现在工厂生产硫酸用硫磺为原料,理由是 (2分)在催化反应室,下列措施中有利于提高SO 2平衡转化率的有 (2分) A .升高温度 B .减少压强 C .不断补充SO 2和空气 D .及时分离出SO 3(3)在生产中,为提高催化剂效率采取了哪些措施? (3分) (4)已知2SO 2(g )+O 2(g )2SO 3(g ),ΔH =-196 kJ·mol -1。

在450℃、常压和钒催化条件下向一密闭容器中充入2molSO 2和1molO 2,充分反应后,放出的热量______(填“<”“>”“=”)196kJ ,理由是____________________________________________________(3分) (5)经检测生产硫酸的原料气成分(体积分数)为SO 27%、O 211%、N 282%。

在500℃,0.1MPa 条件下达到平衡时,各种气体的体积比为V (SO 2):V (SO 3):V (O 2):V (N 2)=0.46:6.5:7.7:82,则SO 2的利用率为 (3分)(6)在450℃、常压和钒催化条件下,在容积为V L 的容器中加入2n molSO 2和n molO 2,反应达平衡后测得平衡常数为K ,此时O 2的转化率为x 。

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2H2SO4
196 x×98%
练习:KKP102(7)
再见!
• 一、造气 1.原料 接触法制硫酸可以用硫黄、黄铁矿、石膏、有色金属
冶炼厂的烟气(含有一定量的SO2)等作原料。
从原料成本、环境保护等角度考虑,硫黄是制硫酸的 首选材料。我国由于硫黄矿产资源较少,主要用黄铁矿作 原料。
世界硫酸产量的60%以上来自硫黄,另一方面,由于 有色冶金工业的发展和日趋严格的环保法则,有色金属冶 炼烟气制酸的产量逐年增加。相反,黄铁矿制酸的比重却 呈下降趋势,90年代初,世界硫酸生产的原料构成为:
2NH4HSO3+H2SO4=2SO2↑+2H2O+(NH4)2SO4, (NH4)2SO3+H2SO4=SO2↑+H2O+(NH4)2SO4
放出SO2可用于制液体二氧化硫作为化工原料, 硫酸铵溶液经结晶、分离、干燥后制成固体硫酸
铵肥料。
2、污水处理
• 生产过程中的污水,含有硫酸等杂质。 • Ca(OH) 2 + H2SO4 == CaSO4 + 2H2O
3.尾气的吸收:
尾气的组成:SO2,O2,N2
通常工业上是用氨水来吸收SO2,其反应式为: SO2+2NH3·H2O=(NH4)2SO3+H2O,
(NH4)2SO3+SO2+H2O=2NH4HSO3, 当吸收液中亚硫酸氢铵达到一定浓度后,再跟
浓硫酸反应,放出二氧化硫气体,同时得到硫酸
铵溶液。反应式:
2NO+ O2===2NO2
三、环境保护
环境污染:大气污染、水污染、 土壤污染、食品污染、固体废 弃物、放射性污染、噪声污染 等。
工业上的三废:废水、废渣、废气
1.尾气处理
尾 (1)气碱的法组:成N:a2SCOO23,O2,N2
NO(2a2)氨2C酸O3法+:SON2=H=3·=HN2Oa2SO3+C 2NH3·H2O+SO2===(NH4)2SO 3+H2O
3.三氧化硫的吸收和硫酸的生成
1450C
尾气
SO3 + H2O===H2SO4
98.3%H2SO4
沸腾炉
热 交 5000C 换1500C
接触室 生产流程动态演示
吸收塔
补充材料:硫酸的其它生产办法
1. 2(FeSO4·7H2O)===Fe2O3+SO2+SO3+14H2O 2. SO2+NO2+H2O===H2SO4+NO
• 解析:该题的解题关键是:转化成硫酸的硫来自硫铁 矿。抓住了这一点就可以找出FeS2和H2SO4之间的关 系式,即:FeS2 —— 2S —— 2H2SO4 有2%S损失 即FeS2利用率为98%。
•解:设可制得98%的硫酸质量为x
• FeS2 ——————
120 10t×72%×98%×98% X=11.5t 答:(略)
硫黄 65%
黄铁矿 16%
其他 19%
• 2.煅烧黄铁矿 将硫黄或经过粉碎的黄铁矿,分别放在
专门设计的燃烧炉中,利用空气中的氧气使 其燃烧,就可以得到SO2。
煅烧黄铁矿在沸腾炉中进行。 造气阶段的反应原理:
• S(s)+O2(g)=SO2(g);△H= -297kJ/mol
• 或者FeS2(s)+O2(g)=Fe2O3(s)+2SO2(g); △H= -853kJ/mol
沸腾炉
接触室
吸收塔
净 化
冷却
沸腾炉



接触室
室接 触
低温 SO2 O2
高温 SO2 O2
SO3 SO2 O2
塔吸 吸收塔 收
三原料 三选择 三杂质 三危害


黄铁矿(或硫磺) 空气
98.3%的硫酸
压强:常压 矿尘

催化剂
度:400~500℃
砷,硒化合物 水蒸气
影响生产
催化剂中毒
腐蚀设备
六、掌握多步计算的技能---(相当关系式计算) (原子守恒)
一、接触法制造硫酸的反应原理
S
硫化物 如 FeS2
SO2
SO3
H2SO4
SO3 + H2O===H2SO4
催化剂
2SO2+O2==△=2SO3
点燃
S+O2===SO2 4FeS2+11O2=高=温=2Fe2O3+8SO2
二、接触法制造硫酸的生产过程
S
硫化物 如 FeS2
SO2 2
1



















SO3
3 H2SO4
三 氧 化 硫 的 吸 收 和 硫 酸 的 生
1. 二氧化硫的制取和净化(造气)
高温
4原FeS2(固)+11O2(气)===2Fe2O3(固)+8SO2(气)

炉气 SO2、O2、N2、水蒸气以及

一些杂质,如As、Se等的

化合物和矿尘等等。
氧气
沸腾炉
SO2的接触氧化也是一个气体总体积缩小的 反应,表5-2的数据说明,增大气体压强,能相 应提高SO2的平衡转化率,但提高得并不多。考 虑到加压对设备的要求高,增大投资和能量消耗; 而且,常压下4000C~5000C时, SO2的平衡转化 率已经很高,所以硫酸工厂通常采用常压操作, 并不加压。
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高温
4FeS2 +11 O2
2Fe2O3 + 8SO2
催化剂
2SO2 + O2 加 热 2SO3
SO3 + H2O
FeS2
2SO2 2SO3
H2SO4
2H2SO4
多步计算
在多步计算中重点掌握元素守恒。在反应过程中, 可以把中间步骤的损失归结为原料或目标产物的损 失。
• 例:含FeS2 72%的黄铁矿石在煅烧的时候,有2%的 硫受到损失而混入炉渣,在SO2的氧化、吸收过程中, 产率为98%,则由这种黄铁矿石10t可以制得98%的硫 酸多少吨?
3、废渣的利用
三阶段
三反应
三净化 三原理 三设备 工业三废

造气

接触氧化
SO3的吸收
4FeS2+11O2=== 2SO2+O2===2S SO3 +
2Fe2O3+8SO2 O3
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
H2O===H2SO4
除尘
洗涤
干燥
热交换
循环利用
逆流吸收
沸腾炉
接触室
吸收塔
废渣
废气
废水
硫酸的工业生产 硫酸工业生产流程动画
除 尘
涤洗
干 燥
2. 二氧化硫氧化成三氧化硫
2SO2+O2=4V5=20O0C=5 2SO3
思考
4500C 8500C
催化剂
5000C
<600C
热交换器
沸腾炉
5000C
接触室
下一步
因为请S同O学2们接阅触读氧教化材是P6一6-个68页放有热关反内应容,,根据化 学平衡理论讨判论断S,O2此接触反氧应化在的温最度有较利低条件的条件下进 行有利。但是,温度较低时反应速率低,从综合 经济考虑对生产不利。在实际生产中,选定 4000C~5000C作为操作温度。
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