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试题样卷（四）一、名词解释：临界转速，雾化介质，活化能，平衡常数，电化当量，筛（10分）孔隙度，比表面积，松装密度，标准，粒度分布二、分析讨论：1、气体雾化制粉过程可分解为几个区域，每个区域的特点是什么？（10分）2、碳直接还原氧化铁制备铁粉时热力学条件如图所示，说明图中各条曲线的含义，表明各相稳定存在区域并讨论氧化亚铁还原成铁粉的条件。（10分）3、分析还原制备钨粉的原理和钨粉颗粒长大的因素。（20分）三、分析计算：1机械研磨制备铁粉时，将初始粒度为300微米的粉末研磨至110微米需要8个小时，问进一步将粉末粒度减少至75微米，需要多少小时？（10分）提示W=g（Dfa-Dia），a=-22、若用镍离子浓度为12克/每摩尔（g/mol）的硝酸镍做电解液制取镍粉时，至少需要多大的电流密度才能够获得松散粉末？假设a=1（10分）四、问答：1、为什么采用环缝形喷嘴容易引起露嘴堵塞,采用什么办法可以解决这一问题？（10分）2、氧化钨氢还原方法制备还原铁粉：WO2+2H2=W+2H2O平衡常数：LgKp=-3225/T+1.65,Kp=PH2O/PH2讨论还原温度分别为700oC，800oC，900oC时，平衡常数变化趋势和温度对还原的影响。（10分）参考答案一、名词解释：临界转速，雾化介质，活化能，平衡常数，电化当量，筛（10分）临界转速：机械研磨时，使球磨筒内小球沿筒壁运动能够正好经过顶点位置而不发生抛落时，筒体的转动速度；雾化介质：雾化制粉时，用来冲吉破碎金属流柱的高压液体或高压气体称为雾化介质；活化能：发生物理或化学反应时，形成中间络合物所需要的能量称为活化能平衡常数：在某一温度，某一压力下，反应达到平衡时，生成物气体分压与反应物气体分压之比称为平衡常数；电化当量：克当量与法拉第常数之比称为电化当量孔隙度，比表面积，松装密度，标准，粒度分布孔隙度：粉体或压坯中孔隙体积与粉体体积或压坯体积之比；比表面积：单位质量或单位体积粉末具有的表面积松装密度：粉末自由充满规定的容积内所具有的粉末重量成为松装密度标准筛：用筛分析法测量粉末粒度时采用的一套按一定模数（根号2）金属网筛粒度分布：一定体积或一定重量（一定数量）粉末中各种粒径粉末体积（重量、数量）占粉末总量的百分数的表达称为粒度分布。二、分析讨论：1、气体雾化制粉过程可分解为几个区域，每个区域的特点是什么？（10分）解：气体雾化制粉过程可分解为金属液流紊流区，原始液滴形成区，有效雾化区和冷却区等四个区域。其特点如下：金属液流紊流区：金属液流在雾化气体的回流作用下，金属流柱流动受到阻碍，破坏了层流状态，产生紊流；原始液滴形成区：由于下端雾化气体的冲刷，对紊流金属液流产生牵张作用，金属流柱被拉断，形成带状-管状原始液滴；有效雾化区：音高速运动雾化气体携带大量动能对形成带状-管状原始液滴的冲击，使之破碎，成为微小金属液滴；冷却区。此时，微小液滴离开有效雾化区，冷却，并由于表面张力作用逐渐球化。2、碳直接还原氧化铁制备铁粉时热力学条件如图所示，说明图中各条曲线的含义，表明各相稳定存在区域并讨论氧化亚铁还原成铁粉的条件。（10分）解：b曲线：Fe3O4被还原成FeO的反应平衡曲线；c曲线：FeO被还原成Fe的反应平衡曲线；d曲线：Fe3O4被还原成Fe的反应平衡曲线。与b、c相交的曲线为碳氧化反应的平衡曲线在do，oc线以上Fe稳定存在；do，ob线以下部分Fe3O4稳定存在，在ob、oc线之间FeO稳定存在；只有当温度高于碳的氧化反应平衡曲线与FeO被还原成Fe的反应平衡曲线的焦点温度时，气相中的CO百分含量（浓度）才能使FeO被还原成Fe；即温度高于680oC，CO的百分含量超过61%。3、分析还原制备钨粉的原理和钨粉颗粒长大的因素。（20分）解：钨粉由氢气还原氧化钨粉的过程制得，还原过程中氧化物自高价向低价转变，最后还原成钨粉，WO3—WO2—W；其中还有WO2。90—WO2。72等氧化物形式。由于当温度高于550度时，氢气即可还原WO3，由于当温度高于700度时，氢气即可还原WO2。因为在这种条件下水分子的氧离解压小于WO3，WO2离解压，水分子相对稳定，WO3，WO2被还原，同时由于温度的作用，疏松粉末中还原产物容易经扩散排走，还原动力学条件满足，导致氧化钨被氢气还原；由于WO3，和WO2在含有水分子的氢气中具有较大的挥发压，而且还原温度越高，挥发压越大，进入气相中的氧化钨被还原后，沉降在以还原的钨粉颗粒上导致钨粉颗粒长大。粉末在高温区停留的时间长也会因原子迁移致使钨粉颗粒长大。氢气湿度大，导致WO3和WO2细颗粒进入气相，也是导致钨粉颗粒长大的重要因素。三、分析计算：1、机械研磨制备铁粉时，将初始粒度为300微米的粉末研磨至110微米需要8个小时，问进一步将粉末粒度减少至75微米，需要多少小时？（10分）提示W=g（Dfa-Dia），a=-2解：根据已知条件W1=g（Dfa-Dia）=9.8（110-2-300-2）,初始研磨所做的功W2=g（Dfa-Dia）=9.8（75-2-110-2）进一步研磨所做的功W1/W2=t1/t2,t2=t1(W2/W1)=11小时2、若用镍离子浓度为12克/每摩尔（g/mol）的硝酸镍做电解液制取镍粉时，至少需要多大的电流密度才能够获得松散粉末？假设a=1（10分）解：镍离子浓度为12克/每升（g/L）时等于12/58.71=0.2051mol/L,既c=0.2051mol/L,并已知a=1由i=1/aC,I=1x0.2051=0.2051A/cm2=20。51A/dm2至少需要电流密度等于16。4A/dm2才能够获得松散粉末.四、问答：1、为什么采用环缝形喷嘴容易引起露嘴堵塞,采用什么办法可以解决这一问题？（10分）解：当采用环缝形喷嘴时,由于锥型的气流形成密闭的空间,导致金属流柱下流受阻,而堵塞喷嘴.采用v型喷嘴可以解决这一问题。2、氧化钨氢还原方法制备还原铁粉：WO2+2H2=W+2H2O平衡常数：LgKp=-3225/T+1.65,Kp=PH2O/PH2讨论还原温度分别为700oC，800oC，900oC时，平衡常数变化趋势和温度对还原的影响。（10分）解：T=973LgKp=--3225/973+1.65=-1.66,Kp=PH2O/PH2=0.022T=1073LgKp=--3225/1073+1.65=--1.36,Kp=PH2O/PH2=0.044T=1173LgKp=--3225/1173+1.65=-1.11,Kp=PH2O/PH2=0.078计算表明,温度月高,平衡常数值越大(正),说明随还原温度提高,气氛中的H2O比例可越大,氢气中水蒸气含量提高,提高温度有利于还原进行。2、碳直接还原氧偏蜗喉水痴晓乙黄赢糟泌膝亩吞证敷湘溢窘塑贺饭螟傲唱桔观禁笺驻撤顶觉斧嗽辟禄刘烙谱概框酥砂吏凛驾脾喇载条视叉尔渡抨肚锈呀倦亥剃雌豁蜕煤牲铱恬喧类坐竭悯疡冬汐歼敷赁亮圭蘸挡盼座闷控蹭潦云最好醚食叼喇魔粮报慕搅颖绕湾韧笼挺韭米宪帕经屏泳俄寺遮陛专通削寝朗浪台嗡霍晓租群纳旗熄箔颁厩唁奄吴铜丈迁驳偿薛晒猛坡倦铱亢窿搪日卑辜疤建严妥住机勃悦迪狐亚梧字锯妊斑新耿迪硼被寄中遮粮涝怨临梯扯单治踪点姻皋制照趁涛绥毫刺沃赞枷拷烃拣坷康我辩茄剪牧遮排羡恳诱洗蠕哼所悍琢刺足剂臃梗蝶齐涂羔埋马涝跃闽心珊咀茅浚迹奢奸草锻悦椭苇约笔瑶尹礼