冶金原理試題及答案

冶金原理

[判斷題]

1、熔锍的性質(zhì)對于有價金屬與雜質(zhì)的分離、冶煉過程的能耗等都有重要的影響。

參考答案：對

[判斷題]

2、常見的熔鹽——由堿金屬或堿土金屬的鹵化物、碳酸鹽、硝酸鹽以及磷酸鹽等組成。

參考答案：對

[填空題]

3什么是富集渣？它與冶煉渣的區(qū)別在哪里？

參考答案：富集渣是冶煉過程中把品味低的礦通過物理化學(xué)的方法調(diào)高品味的方法，它是熔煉過程的產(chǎn)物，它是顏料中的某些有用成分富集于爐渣中，以便在后續(xù)工作將它們回收利用，而冶煉渣是以礦石或精礦為原料，以粗金屬或熔锍為冶煉產(chǎn)物的冶煉過程中生成的，其主要作用在于匯集爐料中的全部脈石、灰分及大部分雜質(zhì)，從而使其與熔融的主要冶煉產(chǎn)物分離。

[填空題]

4簡述熔劑在精煉中的作用。

參考答案：①除去鎂中的某些雜質(zhì)

②在熔融的鎂表面形成一層保護膜，將鎂與空氣隔絕防止其燃燒。

[填空題]

5界線

參考答案：兩個液相面相交得到的空間曲線。

[填空題]

6凝聚體系

參考答案：不含氣相或氣相可以忽略的體系。

[判斷題]

7、當(dāng)電解溫度大于96°時，三氧化二鋁在電解質(zhì)中的溶解度不大。

參考答案：錯

[判斷題]

8、相律是多相平衡中最基本的規(guī)律，其一般的規(guī)律為：f=c-￠+2，其中￠為組分數(shù)。

參考答案：錯

[判斷題]

9、在火法冶煉過程中，渣型的選擇通常取決于冶金爐內(nèi)要求達到的溫度，如果熔煉的溫度較高，渣型的選擇范圍可窄一些。

參考答案：錯

[填空題]

10分析實際三元系相圖的基本步驟有哪些？

參考答案：1）判斷化合物的性質(zhì)

2）劃分三角形

3）確定界線的性質(zhì)

4）判斷無變點的性質(zhì)

[填空題]

11試說明繪制三元系狀態(tài)圖的等溫截面的主要步驟？

參考答案：1.將平面投影圖中給定溫度以外的等溫線，溫度高于給定溫度的部分界限（fe1）去掉。

2.將界限與給定溫度下的等溫線的交叉點（f）與該界限對應(yīng)的二組元的組成的連接，形成結(jié)線三角形BfC.

3.去掉余下的界限（Ef，Ee2，Ee3）

4.在液-固相區(qū)畫出一系列結(jié)線

5.標出各相區(qū)的平衡物相

6.用邊界規(guī)則檢查所繪制的等溫面圖

[填空題]

12如何判斷無變點的性質(zhì)？它與化合物的性質(zhì)和界限的性質(zhì)有何關(guān)聯(lián)？如果某三元系中只生成了一致熔融化合物，該體系中有可能出現(xiàn)轉(zhuǎn)熔點嗎？

參考答案：在濃度三角形中，一致熔融化合物的組成點落在自己的初晶面之內(nèi)，不一致熔融化合物的組成點都落在自己的初晶面之外。

根據(jù)無變點與其相對應(yīng)子三角形的相對位置關(guān)系來確定該無變點的性質(zhì)，即是低共熔點還是轉(zhuǎn)熔點。

無變點的性質(zhì)與相應(yīng)化合物的性質(zhì)和界限的性質(zhì)沒有必然聯(lián)系，如果某三元系中只生產(chǎn)了一致熔融化合物，該體系中有可能出現(xiàn)轉(zhuǎn)熔點。

[判斷題]

13、液態(tài)金屬與熔鹽的結(jié)構(gòu)相同，均為進程有序，遠程無序。

參考答案：對

[判斷題]

14、結(jié)構(gòu)起伏的尺寸大小與溫度有關(guān)，溫度越高，結(jié)構(gòu)起伏的尺寸越大。

參考答案：錯

[判斷題]

15、金屬在液態(tài)和固態(tài)下原子的分布答題相同，原子間結(jié)合力相近。

參考答案：對

[判斷題]

16、氧化物離解為簡單離子的趨勢取決于氧化物中陽離子與氧離子的作用力。

參考答案：對

[判斷題]

17、對于同一種金屬，通常其高價氧化物顯示酸性或兩性，低價氧化物表現(xiàn)為堿性。

參考答案：對

[判斷題]

18、冶金熔體的結(jié)構(gòu)：指冶金熔體中各種質(zhì)點的排列狀態(tài)。

參考答案：對

[判斷題]

19、C2S、CS、C3S2均為一致熔融化合物。

參考答案：錯

[填空題]

20熔體的聚合程度是如何表示的，它與熔體的結(jié)構(gòu)有何關(guān)系？

參考答案：熔體的聚合程度通常是用平衡常數(shù)表述的，平衡常數(shù)越大，其聚合程度越高，平衡常數(shù)越小，其聚合程度越低。

[填空題]

21某礦渣成分（wb/%）FeO-13.3，MnO-5.1，CaO-38.2，MgO-14.7，SiO2-28.1，P2O5-O.6.用捷姆金理想離子溶液模型計算渣中FeO的活度。

參考答案：1.捷姆金理想溶液模型：

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[填空題]

22熔巖熔化時體積增大，但離子間的距離反而減小，為什么？

參考答案：因為熔巖熔化時的體積增加不是自由體積的增大，而是熔巖熔化時有空穴生成。

[填空題]

23表面活性物質(zhì)

參考答案：能導(dǎo)致熔劑表面張力劇烈降低的物質(zhì)。

[判斷題]

24、熔體的溫度隨著溫度的升高而減小。

參考答案：對

[判斷題]

25、電導(dǎo)率越大，熔體的導(dǎo)電性越大。

參考答案：對

[判斷題]

26、當(dāng)溫度升高到臨界溫度時，汽-液相界面消失，液體的表面張力為零。

參考答案：對

[判斷題]

27、潤濕性好，容易發(fā)生陽極效應(yīng)。

參考答案：錯

[填空題]

28實驗測得組成為（WB%）CaO-42.5、SiO2-42.5、MgO-9.5、Al2O3-5.5的熔渣在不同溫度下的黏度如下表，試求出黏度與溫度的指數(shù)方程及黏流活化能。

參考答案：黏度與溫度及黏流活化能的關(guān)系為：η=?Aqexp（En/RT）；Lnη=?En/RT+LnAq

現(xiàn)計標各溫度的Lnη及（1/T）*104，如下表，以計標的Lnη-（1/T）*104作圖，得圖

[填空題]

29何為表面活性物質(zhì)，哪些元素是鐵液的表面活性物質(zhì)？

參考答案：能劇烈地降低溶劑表面張力的物質(zhì)叫表面活性物質(zhì)，表面活性物質(zhì)在純粹狀態(tài)時表面張力很小，O、S、N是鐵液的表面活性物質(zhì)。

[判斷題]

30、一般來說，酸度小于或等于1的渣屬于堿性渣。

參考答案：對

[判斷題]

31、隨著CaO含量的增大，硫容迅速增大。

參考答案：對

[填空題]

32熔渣的酸度

參考答案：熔渣中所有酸性氧化物的氧的質(zhì)量之和與所有堿性氧化物的氧的質(zhì)量之和。

[填空題]

33熔渣的氧化性是如何表示的？

參考答案：熔渣的氧化性表示當(dāng)熔渣與金屬液接觸時，熔渣向金屬液提高氧的能力，一般以熔渣中能提供氧的含量來表示。

[填空題]

34已知某爐渣的堿度為2.5，xFeO為15%，試利用CaO-Fe-SiO2系等活度曲線圖，求1600℃時熔渣中FeO的活度及活度系數(shù).

參考答案：因為xCaO/xSio2=2.5

xCaO+xSio2+xFeO=1

所以xCaO=1-xSio2-0.15

而2.5xSio2+xSio2=1-0.15xSio2=0.243=24.3%xCaO=60.7%

查得аFe=0.61；аFeO=xFeO*γFeO→γFeO=0.61/0.15=4.07

[判斷題]

35、反應(yīng)的平衡常數(shù)值隨溫度的升高而增大。

參考答案：對

[填空題]

36標準生成吉布斯自由能

參考答案：是指在給定溫度及標準壓強下，由標準態(tài)的單質(zhì)反應(yīng)生成1moi標準態(tài)下的該化合物時，反應(yīng)的吉布斯自由能變化。

[判斷題]

37、在總壓強一定的情況下，化合物的標準摩爾生成吉布斯自由能主要隨溫度而變。

參考答案：對

[判斷題]

38、所有金屬氧化物的氧勢均隨溫度的升高而大體上成直線增加。

參考答案：對

[判斷題]

39、氧化物的活度降低，則其分解壓降低。

參考答案：對

[填空題]

40試根據(jù)氧勢圖坐標1073K時，當(dāng)系統(tǒng)中時，當(dāng)系統(tǒng)中PCO/CO2分別為10-3，10，103時，系統(tǒng)中LgPO2/P°。

參考答案：先連接PCO/CO2所示值與c點的此線與T=1037K相交得一點，再將此點與O’點相連，

連線沿申到Po2/po即得Po2/P°值。

[填空題]

41已知反應(yīng)Li2CO3=Li2O（S）+CO2的ΔrGm0=325831-288.4TJ/mol（1000-1125K）試求：（1）分解壓與溫度的關(guān)系?（2）當(dāng)氣相Pco2和總壓分別為0.2p0和p0時，計標其開始分解溫度和化學(xué)沸騰溫度。（3）將1molLi2CO3置于22.4L密封容器中控制溫度為700℃，求Li2CO3的分解壓。

參考答案：

[填空題]

42為了除去氬氣中的O2，將氬氣通入600℃時盛有銅屑的不銹鋼管中，利用銅吸收氧，試求（1）設(shè)過程達到平衡，計標經(jīng)上述處理，氬氣中氧的平衡分壓（2）如果將爐溫分別提高到900℃或下降到400℃，試問Ar中氧含量各有變化？?注：Cu2O的ΔfGm*=-184576+78.0T

參考答案：

[判斷題]

43、對多價金屬氧化物而言，其高價的易被浸出，而低價的相對較難。

參考答案：錯

[填空題]

44簡述電位PH圖的繪制過程。

參考答案：1）確定體系中可能發(fā)生的各類反應(yīng)，寫出每個反應(yīng)的平衡方程式；

2）由熱力學(xué)數(shù)據(jù)計算反應(yīng)的標準生成吉布斯自由能，求出平衡常數(shù)K；

3）寫出各個反應(yīng)的電勢與PH的關(guān)系；

4）求出各個反應(yīng)在指定離子活度或氣相分壓條件下的電勢與PH的關(guān)系式；

5）繪制電位PH圖。

[填空題]

45已知下列反應(yīng)的標準吉布斯自由能的變化與溫度的關(guān)系為：（1）Cu2O（s）=2Cu（s）+1/2O2；Δ；rGm0=184576-78.00TJ/mol（2）2CuO（s）=Cu2O（s）+1/2O2；Δ；rGm0=146091-112.75TJ/mol注：為了簡化，方程式已作直線化處理。試以LgPO2和1/T為坐標，繪制Cu-O系的熱力學(xué)平衡圖，并進行分析說明（溫度范圍取400-1200K）

參考答案：

[填空題]

46試根據(jù)圖說明ZnO浸出時Zn2+或ZnO22-活度對浸出的影響。

參考答案：Zn2-活度降低，Zn2+穩(wěn)定存在的區(qū)域擴大，有利于浸出；

ZnO22-活度降低，ZnO22-穩(wěn)定區(qū)域擴大，有利于浸出。

[判斷題]

47、碳能還原全部金屬的氧化物。

參考答案：錯

[判斷題]

48、布多爾反應(yīng)隨溫度升高其平衡常數(shù)增大，不利于反應(yīng)向生產(chǎn)CO的方向進行。

參考答案：錯

[判斷題]

49、用鋁熱法生產(chǎn)鎢鐵時，加入鐵屑對過程有利。

參考答案：對

[填空題]

50簡述選擇還原劑的基本要求。

參考答案：1）對A的親和勢比Me大；

2）還原的產(chǎn)物XA易與產(chǎn)出的金屬分離；

3）還原劑不污染產(chǎn)品；

4）低價易得。

[填空題]

51用硅熱還原法按下反應(yīng)制取金屬鎂：2MgO（S）+Si（S）=2Mg（g）+SiO3（S）已知反應(yīng)ΔrGm0=610846-258.57TJ/mol?要求還原溫度為1300℃，求應(yīng)保持的真空度。

參考答案：

[填空題]

52向溫度為1500℃，含碳5.1%的鐵水中加入CaC2作爐外脫硫處理，試求脫硫后鐵水的最低含硫量，已知1500℃時石墨在鐵水中的溶解度為5.1%，同時已知：CaC2（s）+[S]=CaS+2C。C的標準態(tài)為石墨，硫的標準態(tài)為符合亨利定律濃度為1%的假想溶液。

參考答案：根據(jù)等溫方程?，當(dāng)反應(yīng)處于平衡時，有

[判斷題]

53、升高溫度有利于氧化精煉除雜反應(yīng)。

參考答案：錯

[判斷題]

54、凡能強化液相傳質(zhì)速率的因素均能提高提純效果。

參考答案：對

[填空題]

55蒸餾法

參考答案：是基于物質(zhì)的飽和蒸汽壓的不同，而實現(xiàn)其相互分離的過程。

[填空題]

56已知下列反應(yīng)的標準吉布斯自由能變化1/2Cu+1/2O2=Cu2O（1）ΔrGm0（1）=-184576+78.0TJ/molCo（s）+1/2O2=CoO（2）ΔrGm0（2）=-245600+78.66TJ/mol求1200℃時用氧化精煉法從銅中除鈷時，最終含鈷量。

參考答案：

[填空題]

57為提高蒸餾效果，從熱力學(xué)上分析，可采取什么措施？

參考答案：（1）降低蒸餾溫度；

（2）采用真空蒸餾

[填空題]

58試計算煉鋼爐渣組成為45%（CaO+MgO），25%（SiO2+Al2O3+P2O5）、2