Question

もともと

(4)でどうして答えのように体心立方格子2個になるとわかるのですか？
どうして体心立方格子が1個ではないのですか？

回金属元素 93
©169. 〈鉄の製造〉
右図に溶鉱炉の構造を示す。溶鉱炉では下部から熱
風を高圧で吹き込み,コークスを燃焼させて, 鉄鉱石
の還元に必要な一酸化炭素を生成させる。製鉄に使わ
れる鉄鉱石の主成分は, Fe.Os (酸化鉄(I)) である。サイ
高温の一酸化炭素ガスが炉内を上昇していくとき,
Fe:O。 を Fe:O3→ Fe:O4 → FeO→ Fe へと段階的に
還元していく。このようにして得られる鉄はa]と
よばれ,質量パーセント濃度 4%程度の炭素を含む。
|a]を転炉に移して, 溶融させた状態で コを吹
き込むと,a中の炭素が酸化されることで一酸化炭素および二酸化炭素が発生して,
炭素の質量パーセント濃度が0.02% から2%のc]とよばれる鉄が得られる。
(1) 下線部で, 一酸化炭素が発生する主な反応の化学反応式を書け。
(2) 図の領域①で Fe:O.4, 領域②で FeO, 領域③で Feが, 一酸化炭素との反応により生
成する。また,これらの反応において二酸化炭素が発生する。 ①~③の各領域で起こ
鉄鉱石
コークス
石灰石
高炉ガス
高炉ガス
Fe.O3
200℃
OFe.O。
500℃
② FeO
1200℃
③ Fe
-2000℃
熱風
熱風
転炉へ
a
T0.8+1S
Dee
る反応を化学反応式で記せ。
(3) 空欄|a~c]にあてはまる語句を書け。 [16 東京農工大改]
4)固体の純鉄を冷却すると, 面心立方格子構造のオーステナイトとよばれる鉄から、
体心立方格子構造のフェライトとよばれる鉄に変化する。面心立方格子構造の 1.00
cm°の鉄が体心立方格子構造に変化した場合の体積登有効数字3桁で求めよ。
レロン
(13 東北大)
V2 =1.41, V3 =1.73

火
169(1) 2C + O2 → 2CO(または C+ CO2
2CO)
(2) 0 3Fe.O。 + CO -
2Fe.O4 + CO2
② Fe.O4 + CO -
→ 3FEC + CO2
③ FeO + CO
※3
(3)(a) 銃鉄(b) 酸素 (c) 鋼
Fe + CO2
|※3
(4) 1.08cm°(または1.09 cm°)
解説(1)溶鉱炉内では, まずコークス(C)が燃焼して生じた二酸化
炭素が高温の炭素に触れ, 一酸化炭素に変化する。
CO2 + C = 2CO- 172kJ
この平衡は,高温ほど右方向へ移動するから, 溶鉱炉内では CO。よ
※G
りも CO の方がむしろ安定である。
(参考
CaC
(2) 0 3Fe.O。
0は左辺で9,右辺で8なので,余ったO一つを CO が受け取り,
2Fe。O4
の反
酸化
3Fe.O。 + CO → 2FE3O4 + CO2 となる。
(酸作
(4)原子数は変化しないので, 面心立方格子(単位格子中に原子4個)
から体心立方格子(単位格子中に原子2個)への構造変化を次のよ
うに考える。
CaC
これ
た針
ー2 t 12 体心立方格子2個
文a(一辺の長さを6とおく)
原子の半径をrとおくと,それぞれの一辺の長さと体積は
面心立方格子1個
(一辺の長さをaとおく)
単
※64
(面心)(2a=4r から,
辺の長さ a=2/2r 体積 α=16/2
単
※64
(体心)(36=4r から,
128
体積 が×2=
.3
ご辺の長さ b=-

Answer 1

✨ 最佳解答 ✨

おいも

あくまでも格子構造が変化しただけで「鉄」ということに変わりはありません。
なので、原子数は不変です。
オーステナイト・面心立方格子の原子数は
1/8×8+1/2×6=4 ですが
フェライト・体心立方格子の原子数は
1+1/8×8=2 ですよね。
原子数が減ることはありえないので、体心立方格子2つで原子数2×2=4 ということでした

もともと

この問題の時は2つから1つには変えませんよね？
どうしてですか？

おいも

その問題では原子数は関係ないです
実際は体心立方格子2つありますよ◎

もともと

どんな時に原子数は関係してきますか？

おいも

あの問題って重問ですよね?なので少し発展的ですが
この単元で原子数を求める最大の目的は、密度(充填率)を求めよ問題です。
アボガドロ定数で割ってmolにして〜式量かけてgにして〜の為に原子数を求めることになります

もともと

はい！重問です！
理解できました😆ありがとうございます✨