一、判斷、填充或解釋下列各題（每題 2分，共40分） 1. 二元相圖分析中，包晶反應(yīng)的通式為： 。共晶反應(yīng)的通式 為： 。 2. 氣氛的控制對冶金過程非常重要，氧勢是表示氣氛氧化能力強(qiáng)弱的物理量，它 的定義是： 。在氧化物氧勢圖（吉 布斯自由能圖）中，若反應(yīng)物發(fā)生相變，則其氧勢線斜率 。 3. 硅酸鹽熔體中硅氧絡(luò)合陰離子結(jié)構(gòu)隨O/Si而改變，由于Si-O之間的氧離子引 力很大，因而爐渣中的SiO z-會(huì)吸引堿性氧化物離解出來的O2-，SiO z-愈來 x y x y 愈簡單，離子半徑愈來愈 （填大或?。?，因此粘度愈來愈 （填大 或小）。 4 .熔渣結(jié)構(gòu)離子理論的要點(diǎn)：① 9 ② 與晶體相同，熔渣中每個(gè)離子的周圍都是異號離子； ③ 5. 熔锍又稱冰銅是冶金四大熔體之一，鉛冰銅的主要成分為 、 和 其他硫化物。 6. 高溫下用C直接還原MeO反應(yīng)的自由度是多少？ ；影響反應(yīng)平 衡因素有 。 7. 在溶液中還原MeO時(shí)兀（MeO）越小所需的％CO越 （填高或低），當(dāng)還 原產(chǎn)物Me形成溶液時(shí)兀（MeO）越小所需的％。。越 （填高或低）。 8. 判斷：氧化精煉時(shí)，欲使雜質(zhì)M，氧化除去，其必要條件是：PO2（MO）VPO2 （MO） （填對或錯(cuò)）注：MO為主體金屬氧化物，M，O為雜質(zhì)金屬氧化物。 9. 金屬A和B的相圖為一形成簡單共晶的二元系，其共晶組成約在中點(diǎn)，能否 用熔析法分離A和B？ ；金屬C和D的相圖為一具有局部固溶體的 二元系，能否用區(qū)域精煉法分離C和D？ 。 10. 含于粗銅中的貴金屬（Au, Ag）能通過氧化精煉除去嗎？ 。為什 么？ O 11. 何謂穩(wěn)定態(tài)擴(kuò)散？ 12. 謝伍德準(zhǔn)數(shù)（Sherword's Number）是表征 的 準(zhǔn)數(shù)，其表達(dá)式為： 。 13. 反應(yīng)AgNO3+NaCl = AgCl + NaNO 3的平衡條件能否表示在E-pH圖上？為 什么？ 。 14. 在濕法冶金中，影響浸出速率的主要因素有那些：① ； ② ;③ ;④ 。 15. 加壓氫還原過程中，用氫從溶液中還原金屬的可能性，可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)電極電位 的比較加以確定。正電性的金屬實(shí)際上可以在溶液的任何酸度下用氫還原。 這個(gè)提法對嗎？ （填對或錯(cuò)）。在濕法冶金中，浸出過程受化學(xué)反 應(yīng)控制時(shí)反應(yīng)的表觀活化能要 （填大于、小于或等于）受擴(kuò)散控制時(shí) 反應(yīng)的表觀活化能。 16. 何謂離子熵對應(yīng)原理？ 17. 什么叫超電勢？ ，陰極極化超 電位增大有助于電解析出金屬為細(xì)小晶粒的說法是否正確？ 。 18. 濕法冶金包括三個(gè)主要過程① 、② 、③制取金屬或沉積。 19. 兩種離子共同放電的基本條件是： 。電解液中雜 質(zhì)濃度越高則在陰極開始析出雜質(zhì)的電位越接近主體金屬析出電 （填 對或錯(cuò)）。 20?電解液中的三種傳質(zhì)方式：① ; ® :③ 。 二、簡答題（第1-4題中任選二題，多選解答正確不計(jì)分，錯(cuò)誤扣分， 其余為必做題，共 40分） 1. （本題 10 分）區(qū)域熔煉是粗金屬精煉（尤其是制取高純金屬）中常用的方法 之一，如鍺和硅的提純過程中，只需重復(fù)區(qū)域熔煉過程五次即可使其雜質(zhì)降 低到 10-9的水平。試述區(qū)域熔煉的基本原理和方法，影響區(qū)域熔煉效果的因 素有哪些？ 2. （本題10分）氧化物艾林漢圖中2C+O2==2CO反應(yīng)的氧勢線斜率是負(fù)值，試 解釋其原因；這對高溫冶金有什么意義？ 3. （本題10分）簡述冰銅吹煉成粗銅的基本原理。 4. （本題10分）下圖是有一個(gè)不穩(wěn)定二元化合物C3S2生成的三元系CS-C2S-C2AS 相圖。請應(yīng)用相圖的基本知識完成下列各題：（1）指出圖中對應(yīng)物質(zhì)的初晶區(qū)； （2） E點(diǎn)和P點(diǎn)分別是什么，其發(fā)生的反應(yīng)是什么？（3）試分析成分為x的 熔體冷卻結(jié)晶過程。 de C — n k -St 二廠 k+TT+k i n c 其中C［和cn分別為I相和II相內(nèi)濃度，K為反應(yīng)的平衡常數(shù)，k和kn分別 為I相、II相內(nèi)傳質(zhì)過程的速率常數(shù)，k是界面化學(xué)反應(yīng)的速率常數(shù)。試分析 c 上式，說明何種情況下為界面化學(xué)反應(yīng)控制，何種條件下為擴(kuò)散控制，什么情 況下屬混合控制。 6.（本題10分）簡述E-pH圖結(jié)構(gòu)原理和繪制要點(diǎn)？ 三、計(jì)算題（每題 10分，共20分） 1. 工業(yè)生產(chǎn)中用硅熱法還原氧化鎂來制取金屬鎂。試問: ⑴在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，下面反應(yīng)的還原溫度是多少？ Si（s）+ 2MgO（s）= 2 Mg（g）+ SiO2（s） AG歸522500-211.71 T J/mol. ⑵ 已知 2CaO八 + SiO〃、= Ca’SiO— AG歸-126236 - 5.02 T J/mol,當(dāng)加入 （s） 2（s） 2 4（s） 添加劑CaO后，還原溫度下降到多少？ ⑶在加入CaO的基礎(chǔ)上，若想使還原溫度繼續(xù)下降到1473K，應(yīng)釆取什么 措施？ 2.溶液中含有活度均為1的Zn2+和Fe2+離子，已知?dú)湓阼F上的超電壓為0.40V， 若要使離子的析出次序?yàn)镕e、H2、Zn，問25°C時(shí)溶液的pH值最大不超過多 少？在此最大pH值的溶液中，H+開始放電時(shí)，F(xiàn)e2+濃度為多大？已知 s0 =—0.44 V, s0 =—0.763 V。 Fe2+ /Fe Zn2+ /Zn 一、判斷、填充或解釋下列各題（每題 2分，共40分） 1. 對于爐渣的酸堿性， 有時(shí)用硅酸度表示， 有時(shí)也用堿度表示， 請解釋： 硅酸度= ; 堿度= 。 2. 氣氛的控制對冶金過程非常重要，氧勢是表示氣氛氧化能力強(qiáng)弱的物理量，它 的定義是 。在氧化物氧勢圖（吉 布斯自由能圖）中，若反應(yīng)物發(fā)生相變，則其氧勢線斜率 。 3. 熔渣的結(jié)構(gòu)對其性質(zhì)具有較大影響，硅酸鹽熔渣中硅氧復(fù)合陰離子結(jié)構(gòu)隨 O/Si 而改變，O/Si越大，則形成的硅氧復(fù)合陰離子結(jié)構(gòu) （填復(fù)雜或簡單）， 從而熔渣的粘度越 （填大或小）。根據(jù)熔渣的分子理論，熔渣的氧化性大 小主要取決于 。 4. 熔锍是冶金四大熔體之一，鎳锍的主要成分為： 、 和其 他硫化物。 5. 在溶液中還原MeO時(shí)x（MeO）越小所需的％CO越 （填高或低），當(dāng)還 原產(chǎn)物Me形成溶液時(shí)x（Meo）越小所需的％。0越 （填高或低）。 6. 對于具有多個(gè)化合價(jià)的金屬元素的氧化物在還原時(shí)遵從 原則，當(dāng) 溫度高于570£時(shí)Fe2O3的還原順序?yàn)?。 7. “電熱連續(xù)結(jié)晶機(jī)除鉛鉍的方法”被稱為“二十世紀(jì)錫冶金最偉大的發(fā)明”之一， 請問在電熱連續(xù)結(jié)晶機(jī)的槽頭（上端）得到的產(chǎn)品為 ，槽尾（下端） 得到的產(chǎn)品為 。 8. 金屬 A 和 B 的相圖為一形成簡單共晶的二元系，其共晶組成約在中點(diǎn)，能否 用熔析法分離A和B? ；金屬C和D的相圖為一具有局部固溶體的 二元系，能否用區(qū)域精煉法分離C和D？ 。 9. MeS能否用C、H2、CO還原劑直接還原為Me？ 。含于粗銅中 的貴金屬（Au, Ag）能通過氧化精煉除去嗎？ 。 10. 硫元素的存在會(huì)使鋼的性能受到極大影響，主要會(huì)發(fā)生 現(xiàn)象，熔 渣-鐵液間的脫硫反應(yīng)是什么？ . 11. 何為準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)原理？ ； 12. 施密特準(zhǔn)數(shù)（Schmidt Number）是表征 的 準(zhǔn)數(shù)，其表達(dá)式為： 。 13. 在電位-pH圖上，有電子得失而無H+參與的反應(yīng)表示為一條水平線；有電子 得失且有H+參與的反應(yīng)表示為一條 ;無電子得失的反應(yīng)表示為 一條 。 14. 在濕法冶金中，浸出過程受化學(xué)反應(yīng)控制時(shí)反應(yīng)的表觀活化能要 （大 于、小于或等于）受擴(kuò)散控制時(shí)反應(yīng)的表觀活化能。當(dāng)浸出過程受內(nèi)擴(kuò)散控制 時(shí)，影響浸出率的因素有 、 和 。 15. 加壓氫還原過程中，用氫從溶液中還原金屬的可能性，可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)電極電位 的比較加以確定。正電性的金屬實(shí)際上可以在溶液的任何酸度下用氫還原。 這個(gè)提法對嗎？ （填對或錯(cuò)）。 16. 何謂離子熵對應(yīng)原理？ 17. 什么叫超電勢？ 。陰極極化超 電位增大有助于電解析出金屬為細(xì)小晶粒的說法是否正確？ 。 18. 何謂平衡交換電流密度？ 。 19?兩種離子共同放電的基本條件是： ;電解液中 雜質(zhì)濃度越高，則在陰極開始析出雜質(zhì)的電位越 （填接近、高于或者 低于）主體金屬析出電位。 20. 何謂槽電壓？ ; 何謂理論分解電壓？ 。 二、簡答題（第1-4題中任選二題，多選解答正確不計(jì)分，錯(cuò)誤扣分， 其余為必做題，共 40分） 1. （本題 10 分）區(qū)域熔煉是粗金屬精煉（尤其是制取高純金屬）中常用的方法 之一，如鍺和硅的提純過程中，只需重復(fù)區(qū)域熔煉過程五次即可使其雜質(zhì)降 低到 10-9的水平。試述區(qū)域熔煉的基本原理和方法，影響區(qū)域熔煉效果的因 素有哪些？ 2. （本題10分）氧化物艾林漢圖中2C+O2==2CO反應(yīng)的氧勢線斜率是負(fù)值，試 解釋其原因；這對高溫冶金有什么意義？ 3. （本題10分）簡述銅锍吹煉與鎳锍吹煉的主要異同點(diǎn)。 4. （本題10分）下圖是有一個(gè)不穩(wěn)定二元化合物C3S2生成的三元系CS-C2S-C2AS 相圖。請應(yīng)用相圖的基本知識完成下列各題：（1）指出圖中對應(yīng)物質(zhì)的初晶 區(qū); （2）E點(diǎn)和P點(diǎn)分別是什么，其發(fā)生的反應(yīng)是什么？（3）試分析成分為 x的熔體冷卻結(jié)晶過程。 5、（本題 10 分）按雙膜理論導(dǎo)出某體系的總反應(yīng)速率式為： dc 111 T+k+k 其中C［和Cn分別為I相和II相內(nèi)濃度，K為反應(yīng)的平衡常數(shù)，k和k［［分別 為I相、II相內(nèi)傳質(zhì)過程的速率常數(shù)，k是界面化學(xué)反應(yīng)的速率常數(shù)。試分 C 析上式，說明何種情況下為界面化學(xué)反應(yīng)控制，何種條件下為擴(kuò)散控制，什 么情況下屬混合控制？ 6. （本題10分）在鋅的濕法冶金中，用鋅粉置換沉積鈷時(shí)，常添加As2O3, 請簡述其原理。 三、計(jì)算題（每題 10分，共20分） 1.（本題10分）高爐渣中（SiO2）與生鐵中的［Si］可發(fā)生下列反應(yīng) （ SiO2） +［Si］==2SiO（g） 2 問:1800K上述反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),SiO的分壓可達(dá)到多少Pa?已知:渣中（SiO2） 活度為 0?09,生鐵中血[C]=4?1%,血[Si]=0?9%, esi = 0.109,ec = 0.18, Si Si Si(l) + SiO (s) = 2SiO(g) AGO = 633000 一 299.8T J/mol 2 Si(l) = [Si] AGO = —131500-17.24T J/mol 2. (本題10分)溶液中含有活度均為1的Zn2+和Fe2+離子，已知?dú)湓阼F上的超 電壓為0.40V,若要使析出次序?yàn)镕e、H2、Zn問25°C時(shí)溶液的pH值最大 不超過多少？在此最大pH值的溶液中，H+開始放電時(shí)，F(xiàn)e2+濃度為多大？ 已知 £0 =一0.44 V, s e =—0.763 V. Fe2+ /Fe Zn 2+ /Zn