当真空度为10Pa时，CaO被铝还原的开始温度为1272K（999℃） ③根据等温方程

0030

有ΔrGm=-RTln（Pca/P）=-3 RTln（Pca/P）

0

703207-261.94T=-3*8.314T ln（Pca/P） T=1429.3K 从上可得知

1：对产生气体产物的热还原过程而言，降低系统压强相应地降低生成物的气态产品的蒸汽压，将有利于还原反应，即降低了还原反应的开始温度

2：生成复杂化合物，降低了还原产物的活度，有利于提高还原效果，即在相同的还原效果下，降低了还原反应的开始温度，在此题中生成复杂化合物与未生成复杂化合物相比，温度下降了430.3℃

熔渣中SiO2被碳还原，生成硅溶解于金属液中，w(si)=20%,f(si)=0.333.试求SiO2开始还

00

原温度（已知反应 SiO2(s)+2C(s)=[Si]+2CO(g) ΔrGm=586050-386.79T J/mol Pco=1.5p） 解：SiO2(s)+2C(s)=[Si]+2CO(g)

0

ΔrGm=ΔrGm+RTlnK

0022

K=dsi（Pco/P）/а(SiO2)=wsi%*fsi*（Pco/P）=20%*0.333*1.5=0.150 当ΔrGm=0时，SiO2开始还原，则有

0

ΔrGm=-RTlnK

586050-386.79T=-19.149*(-0.824T)=15.775 T=14.56K

试求高炉内1450℃，与TiC(s)及磷平衡时铁水中的钛的溶解度，已知当铁水中钛和磷均以

0

符合亨利定律质量百分数为1%的假想溶液为标准态时，[Ti]+[C]=TiC(s)的ΔrG =-153623+57.53T J/mol,铁水的含磷量为4.3% ，其余组成的浓度小于1%，可以不考虑它们i

eTi的影响（铁水中的铁的活度系数参见附录一中表5） 解：铁水中还原的钛与碳的反应为 [Ti]+[C]=TiC(S)

其中碳为饱和溶液，其活度为1，TiC(S)的活度为1 故 K =1/аTi=1/fTiW[ti]

W[ti]%=1/ KfTi

或 LgW[ti]% =- LgK-LgfTi

LgK=（153623/19.147*1723）-（57.53/19.147）=1.625

Tic

LgfTi=eTi W[ti]%+ eTiW[c]%

c-2

= eTiW[c]%=-16.5*10*4.3=-0.7095 LgW[ti]=-1.652+0.807=-0.845 W[ti]=0.143%

向温度为1500℃，含碳5.1%的铁水中加入CaC2作炉外脱硫处理，试求脱硫后铁水的最低含硫量，已知1500℃时石墨在铁水中的溶解度为5.1%，同时已知

CaC2（s）+[S]= CaS+2C

C的标准态为石墨，硫的标准态为符合亨利定律浓度为1%的假想溶液。 解：根据等温方程 ，当反应处于平衡时，有

41

0

K=1/f[s][W](S)

0

Lg[W](S=- LgK- Lgf[s]

0

LgK=357794/790147T-107.3/19.147=10.39-5.60=4.79

sCsC

Lgf[s]=es[W](S)%+ eS[W][C]= es[W](S)+ eS[W][C]

-2-2

=-2.8*10[W](S)+11.2*10*5.1

=-0.028[W](S)+0.5712 上式中只考虑[c]对f[s]的影响 LgW[S]%=-4.92-0.5712=-5.4912

W[S]=3.23*106

%

试求温度为1123K总压

P总?P?时，C-CO-CO2系统

中气相CO及CO2的平衡成分。

【答案】

【解】根据式9-2，得1123K时

lgK?P???170707?174.47T?/19.147T?1.173K?P?14.9

代入式9-6a，得：

?14.914.922PCO/P??2?4?14.9?0.685PCO2/P??0.315

? 平衡气相中CO68. 5%，CO231. 5%。

已知反应 NiO(s) + CO = Ni(s) + CO2的 ?rG??T 关系为：

? = -48325 + 1.92T J·mol-1

rG? 求平衡时，%CO与温度的关系。 【解】

lgK??P???rG/(19.147T) ?2523.9/T?0.1 ???K??2523.9/T?0.1?P?10?0.79?102523.9/T

???%CO?1000.79?102523.9/T?1

42

求T =1400 ℃， pO2分别为105、1及10-15Pa， 即pO2/p?分别为1、10-5及10-20时，反应 2CO ＋O2 ＝ 2CO2 的 CO/CO2 值。

1 在 pO2/p? 标尺上找出 pO2/p? = 10-5 的点G，作“O”和G点的连线； 2 从温度坐标轴上 1400 ℃处作垂线，与“O”、G 连线相交于 F 点；

连接“C”、 F 点，与 CO/CO2标尺相交，交点读数1/10-2，即为所求的 CO/CO2 值

第十章

1、生铁中硫往往使钢发生_______，磷使钢______。热脆、冷脆

2、高温分离提纯的方法可分为两大类;___________和__________。化学法、物理法

3、在粗金属凝固过程中，使杂质优先进入固相产物，提高平衡液相浓度的方法有___________、____________、___________。熔析精炼法、区域精炼法、定向凝固法

4、在粗金属蒸发过程中，使蒸发的组分进入气相，与难蒸发组分分离的方法有________和_________。蒸发法、升华法

5、在标准状态下，P223线位于主金属氧化物______的元素在氧化精炼时将不能除去。上面 6、影响氧化精炼过程除杂效果的因素有_______、____________、____________和杂质的性质。温度、熔渣的成分、金属相得成分

7、熔析过程中影响提纯效果的因素主要有________和_________。温度、粗金属成分

8、一般金属中杂质分为两类：一类是使金属熔点降低的，另一类是_______________.使金属熔点升高的

9、真空对蒸馏过程带来的贡献主要是使蒸馏温度_______，进而使B值向有利于分离的方向进行。降低

10、当金属中的杂质含量超过一定限度时，其物理、化学和___________会发生变化。机械性能

11、火法精炼中化学法 是基于杂质与主金属化学性质的不同，加 入某种反应剂使之形

43

成某种难溶于金属 的化合物析出或___________ 造渣

12、火法精炼中物理法师基于在两相平衡时杂质和主金属在两相间___________的不同 分配比

13、利用杂质和主金属蒸气压的不同，因而粗金属蒸发过程中，其易蒸发的组份将主要进入___________，与难蒸发组分分离——蒸馏精炼、升华精炼 气相 14、在氧化精炼条件下，杂质元素及氧都是作为___________处于主金属的熔体（溶液）中 溶质

15、在研究熔体（溶液）中的化学反应时，其溶质的标准态不一定采用_________ 纯物质 16、升高温度对精炼除杂反应_______ 不利 17\\渣的酸碱度影响渣中_______的活度。 氧化物

18、当杂质氧化产物为碱性氧化物时，则炉渣应保持为_________ 酸性

19 CO气泡的形成应克服气相压力、钢液及熔渣层的静压力以及形成气泡所需的_________表面能。

20、铜和铁对硫的亲和势较铅、锡、锑等________ 大 21、过程温度________共晶温度，提纯效果愈好 愈接近

22在一个温度分布不均匀的体系中，当连续降温时，先凝固部分与后凝固部分有________的组成。 不同

1、升高温度有利于氧化精炼除杂反应。错

2、降低钢液的厚度有利于降低Pco,相应地降低钢中碳的含量。对 3、在区域熔炼过程中，凝固速度越低越好。错

4、凡能强化液相传质速率的因素均能提高提纯效果。对 5、增加熔区长度有利于提高提纯效果。对

6、采用真空蒸馏，降低了工作温度，提高了分离效果。对 9/

1、硫化精炼：由于铜和铁对硫的亲和势较铅、锑、锡大，因此将硫加入含铜铁的上述粗金属，则铜、铁将形成相应的硫化物与主金属分离。

2、蒸馏法：是基于物质的饱和蒸汽压的不同，而实现其相互分离的过程 1、简述影响区域熔炼效果的因素主要有哪些。

1、1）区域熔炼次数；2）熔区长度；3）熔区移动次数；4）其他

0

已知反应4[C]+(CrO4)=3[r]+4CO的 ΔrGm=934706-617.22T J/mol

0

现钢液的成分W[r]=18%,Ni=9%,W[C]=0.35%,进行氧化精烧，系统中PCO/P=1 求[Cr]、[C]、表示钢中溶解的Cr和C

030443

解：K=а[cr] (PCO/P)/а[c]=(fcrW[cr])/fcWc

0

lgK=3lgfcr+3lgW[CR]-4lgfc-4lgW[c]

crcni

lgfcr=eciW[cr]+ecrW[c]+ecrWni

-2-3-2-2

=-0.03*10*18+(-12*10)*0.35=-4.47*10=-4.56*10

ccrni

lgfc= +ecW[c] +ec W[cr]+ ecWni =14*0.35+(-2.4*18)+0.012*9=-0.383=-2.75

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