冶金原理复习.doc

第一篇 冶金熔体第一章 冶金熔体概述 1. 什么是冶金熔体？它分为几种类型？ 2. 何为熔渣？简述熔渣成分的主要来源及冶炼渣和精炼渣的主要作用。 3. 熔锍的主要成分是什么？ 第二章 冶金熔体的相平衡图 1. 在三元系的浓度三角形中画出下列熔体的组成点，并说明其变化规律。 X ： A 10% ， B 70% ， C 20% ； Y ： A 10% ， B 20% ， C 70% ； Z ： A 70% ， B 20% ， C 10% ； 若将 3kg X 熔体与 2kg Y 熔体和 5kg Z 熔体混合，试求出混合后熔体的组成点。 2. 试分析下图中熔体 1 、 2 、 3 、 4 、 5 、 6 的冷却结晶路线。 第三章 冶金熔体的结构 1. 熔体远程结构无序的实质是什么？ 2. 试比较液态金属与固态金属以及液态金属与熔盐结构的异同点。 3. 简述熔渣结构的聚合物理论。其核心内容是什么？ 第四章 冶金熔体的物理性质 1. 试用离子理论观点说明熔渣的温度及碱度对熔渣的粘度、表面张力、氧化能力及组元活度的影响。 2. 什么是熔化温度？什么是熔渣的熔化性温度？ 3. 实验发现，某炼铅厂的鼓风炉炉渣中存在大量细颗粒铅珠，造成铅的损失。你认为这是什么原因引起的？应采取何种措施降低铅的损失？第五章 冶金熔体的化学性质与热力学性质 1. 某工厂炉渣的组成为： 44.5% SiO 2 ， 13.8%CaO ， 36.8%FeO ， 4.9%MgO 。试计算该炉渣的碱度和酸度。原子量：Mg 24Si 28 Ca 40 Fe 56Mn 55P 31Zn 652. 什么是熔渣的碱度和酸度？ 3. 熔渣的氧化性主要取决于渣中碱性氧化物的含量，这种说法对吗？为什么？ 4. 已知某炉渣的组成为（WB / % ）：CaO 20.78 、SiO2 20.50 、FeO 38.86 、Fe2O3 4.98 、MgO10.51 、MnO 2.51 、P2O5 1.67 ，试求该炉渣的碱度。原子量：Mg 24Si 28 Ca 40 Fe 56Mn 55P 31Zn 655. 某铅鼓风炉熔炼的炉渣成分为（WB / % ）：CaO 10 、SiO2 36 、FeO 40 、ZnO 8 ，试求该炉渣的酸度。原子量：Mg 24Si 28 Ca 40 Fe 56Mn 55P 31Zn 65第二篇 冶金过程的热力学基础 第六章 概述1. 已知反应Ni(CO)4 (g) = Ni (s) + 4 CO (g) 的=133860-368.1T J mol -1试求：（1）标准状态下，分别在300 K和400 K时能否利用上述反应制取金属镍；（2）在400 K时反应进行的限度及当开始时Ni(CO)4 (g)的分压为P ，并设分解反应过程中总体积不变，求Ni(CO)4 (g)的分解率；（3）分析进一步提高转化率的途径。第七章 化合物生成 分解反应 1 已知反应 Li2CO3(l) =Li 2O (s) +CO2 的 =325831-288.4 T J mol -1 (10001125K) 试求：（ a ）其分解压与温度的关系； （ b ）当气相 和总压分别为 0.2 和 时，计算其开始分解温度和化学沸腾温度。 （ c ）将 1mol Li 2CO3 置于容积为 22.4 L的密闭容器中控制温度为 700 求 Li 2 CO3 的分解率。 2 已知反应 LaN (s) =La (s) + N 2 的 =301328-104.5 T KJ mol ( 2981000K ） 试求 1000K 时 LaN 的分解压。 3 试根据式 f G * (MeO) = RT ln P O2(MeO) RT ln P 说明氧化物的氧势 中 项的物理意义。 4 试解释氧势图上 Na2O 、 MgO 的-T 线上各转折点的原因。 5试计算碳酸镁在空气中的开始离解温度和化学沸腾温度。已知： MgO+CO2=MgCO3 (T)=-110750.5+120.12T , J6. 已知反应2 Al（l）+ O2 = Al2O3（s）的为= -1680685 + 321.3T J mol -1 （923-1973K）求1900 K时Al2O3的分解压。第八章 热力学平衡图在冶金中的应用 1 说明电势-pH 图中 a 线和 b 线的意义，为什么在 Au-H2O 中（没有配合物 CN - 存在）不能控制电势在 Au 3+ 的稳定区内，从而使 Au 浸出进入溶液。 2 某物料的主要组分为 CuO 和 FeO 在浸出过程中采取什么措施可使两者分离。 第九章 还原过程 1 求碳气化反应在 1273K ，总压为 2 10 5 Pa 时气相 CO 的平衡浓度。 1a. 试求温度1123 K、总压P总 = P 时，C-CO-CO2系统中气相CO与CO2的平衡成分。2 用硅热还原法按下反应制取金属镁 2 MgO (s) + Si (s) =2 Mg (g) + SiO2(s) 已知上反应 = 610846-258.57T J mol -1 求还原起始温度与系统中镁蒸气压的关系，及压力由 10 5 Pa 降为 10 Pa 时开始还原温度降低多少 。 3 利用铝在真空下还原氧化钙，其反应为： 6CaO (s) +2Al (l) =3Ca (g) +3CaOAl2O3(s) =659984-288.75T J mol -1 求：（ a ）如使反应能在 1200 进行，需要多大的真空度？（ b ）如采用 1.33Pa 的真空度，求 CaO 被 Al 还原的开始温度；（ c ）在同样的真空度（ 1.33Pa ）下，按下反应进行还原:3CaO (s) +2Al (l) =3Ca (g) + Al2O3(s) = 703207- 261. 94 T 试估计复杂化合物的形成对还原的作用。 4. 已知炭还原法生产金属铌的反应为：NbO（s）+ Nb2C（s）= 3 Nb（s） + CO（g）其 = 475334 + 18.26TlgT - 233.97T求PCO 分别为10-1 P、10-3 P、10-5 P的条件下，反应开始进行的温度。5. 已知下列反应的 值：WO2 + 2 C = W + 2 CO(1) (1) = 350846 - 345.13 TW + C = WC(2) (2) = - 37620 +1.67 TWO2 + 3 C = WC + 2 CO(3) （a）求在标准状态下反应（1）和反应（3）的起始温度；（b）1200 K时，反应（1）和反应（3）的平衡CO分压。6.某容器内充满 1300 K 的CO2 + CO + O2 混合气体和NiO，问应控制氧气分压多大，NiO 才能够被还原为Ni?已知：2 CO + O2 = 2 CO2 , = -564840 +173.64T , J2 Ni + O2= 2NiO , = - 468189.6 + 169.79T , J7. 用硅热还原法按制取金属镁 2MgO (s) +Si (s) =2Mg (g) +SiO2(s) 已知该反应(T) = 610846-258.57 T J/mol 求还原起始温度与系统中镁蒸气压的关系，及压力由 105 Pa 降为 10 Pa 时开始还原温度降低多少 。第十章 高温分离提纯过程 1 已知 Sn-Cd 合金含 Cd 1% ( 质量 )，在 955K 时 Cd 在 Sn 中的活度系数为 2.26( 纯物质为标准态 )，Cd的饱和蒸气压 33.3 kPa，Sn的饱和蒸气压为1.310-6 Pa 。 求：（ a ） 955K 时上述合金中 Cd 的蒸气压；（ b ）气相中镉与锡的摩尔比；2 为提高蒸馏精炼的效果，从热力学上分析，你认为可采取什么措施，并从理论予以说明。 3 温度为 800K 下，用氧化精炼法按下反应从粗铅中除锡 Sn + 2 PbO (s) = 2Pb (l) + SnO2 (s) 已知 800K 时反应 J mol -1 J mol -1 同时已知 800K 时， Sn 在 Pb 中 =2. 3 。 求：（ a ）不加添加剂时，除 Sn 的限度； （