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轻金属冶金学试卷总汇 轻金属冶金学习题 一． 填空： 1．预焙阳极炭块一般采取 挤压成型 和 振动成型 法制造。 2．铝土矿有三种类型，即 三水铝石型 、 一水软铝石型 和 一水硬铝石型 。 3．生产氧化铝的方法可大致分为 碱 法 、 酸 法 、 酸碱联合法 和 电 热 法 。 4．现代铝工业上有 自焙电解槽 和 预焙电解槽 两大类电解槽。 5．按照氧化铝的物理特性，可将其分成 粉 状 、中间状 和 砂 状 。 6．在拜耳法生产过程中，循环母液的主要成分有 NaOH 、 NaAlO2 、 Na2CO3 和 Na2SO4 7．碱法生产氧化铝的有： 拜耳法 、 烧结法 和 拜耳法－烧结联合法。 8．按照所用原料不同，炼镁方法可分为两大类，其中熔盐电解法的基本反应式为 MgCl2=Mg+Cl2 ，碳热还原法炼镁的基本反应式是 MgO+C=Mg+CO 。 9．当向冰晶石熔体中添加少量氟化钙，可以使熔体的初晶温度 降低 ，密度 增大 ，导电率 降低 。 10．镁电解槽有两种型式： 有隔板槽 和 无隔板槽。 11．按照所用原料不同，炼镁方法可分为两大类： 电解法 和 热还原法。 12．酸法制造冰晶石有两道工序，包括 制酸 和 制盐 。 13．铝酸钠溶液添加石灰脱硅的基本原理是3Ca(OH)2+2NaAl(OH)4+xNa2SiO3+aq=3CaO·Al2O3·xSiO2·yH2O+2(1+x)NaOH)+aq ，不添加石灰脱硅的基本原理是 1.7Na2SiO3+2NaAl(OH)4+aq=Na2O·Al2O3·2SiO2·nH2O+3.4NaOH+aq 。 14．铝电解过程中的阴极反应为： Al3++3e=Al ，阳极反应为 2O2-+C-4e=CO2 ，总反应式为：2Al2O3+3C=4Al+3CO2 。 15. 轻金属的主要特点有： 比重小于3.5 、 化学活性很大 、 负电性很强 16．拜耳法指用 苛性碱 来溶出铝土矿中的氧化铝，再加 氢氧化铝晶种 于铝酸钠溶液中分解产出氢氧化铝。 17． 用于电解铝的电解槽有两大类四种形式, 即 连续式 、 不连续式 预焙阳极电解槽和 侧插棒式 、 上插棒式 自焙阳极电解槽。 18． 摩尔比为3的冰晶石电解质称之为 中性电解质 , 摩尔比大于3的冰晶石电解质称之为 碱性电解质 ，摩尔比小于3的冰晶石电解质称之为 酸性电解质。 19． 在拜尔法循环的以下工序中，苛性比值αk的变化情况是：高压溶出 降低 、稀释 不变 、种分 升高 、蒸发 不变 。 20． 阳极效应系数AE=0.5, 意指在 48 小时内在1台电解槽上发生1次阳极效应 二． 名词解释 1．阳极效应：阳极效应是熔盐电解过程中一种独特的现象，铝电解过程中的阳极效应现象是：阳 极周围（指与熔体接触的部位）电弧光耀眼夺目，并伴有劈劈拍拍地声响，阳极周围电解质却不沸腾，没有气泡大量析出。电解质好象被气体排开，电解槽的工作处于停顿状态。此时槽电压由原来的4V猛升到30～50 V，甚至更高，与电解槽并联的指示灯发亮，表示该槽发生了阳 极效应。 2． 铝土矿的铝硅比：铝土矿中氧化铝和氧化硅的质量比。 3． 苛性比： 铝酸钠溶液中氧化钠和氧化铝的摩尔比。 4． 铝电解质的分子比：铝电解质中氟化钠和氟化铝的摩尔比。 5． 阳极效应系数：每日分摊到每槽的阳极效应次数。 6．电流效率：电流效率的大小是用实际铝产量和理论铝产量之比来表示的， 即：η=（P实/P理）×100% 7．硅量指数：铝酸钠溶液中氧化铝和二氧化硅的质量之比 8．苛性比：铝酸钠溶液中，氧化钠和氧化铝的摩尔比值。 三、 简答： 1.简述在烧结法生产氧化铝的工艺中，熟料溶出时原硅酸钙的行为和二次反应。 在溶出过程中赤泥中的2CaO·SiO2可以与铝酸钠溶液发生一系列的化学反应，使已经溶出来的Al2O3、Na2O，又有一部分重新转人赤泥而损失。这些反应称为二次反应或副反应，由此造成的氧化铝和氧化钠的损失为二次反应损失或副反应损失。 ①2CaO·SiO2+2Na2CO3+aq=Na2SiO3+2CaCO3↓+2NaOH+aq ②2CaO·SiO2+2NaOH+aq=2Ca(OH)2↓+Na2SiO3+aq ③3Ca(OH)2+2NaAl(OH)4+aq=3CaO·Al2O3·6H2O+2NaOH+aq ④2Na2SiO3+(2+n)NaAl(OH)4+aq=Na2O·Al2O3·2SiO2·nNaAl(OH)4·xH2O+4NaOH+aq ⑤3CaO·Al2O3·6H2O+xNa2SiO3+aq=3CaO·Al2O3·xSiO2·yH2O+2xNaOH+aq ⑥3Ca(OH)2+NaAl(OH)4+xNa2SiO3+aq=3CaO·Al2O3·xSi