内容发布更新时间 : 2024/12/22 19:13:05星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
冰与NaCl?2H2O(s)有一个低共熔点,温度在253 K左右(实验值为252 K),所以随着
NaCl(s)的加入,温度会不断下降,直至252 K,形成H2O(s)、NaCl?2H2O(s)和饱和溶
液三相共存的系统。
15.(1)简要说出在如下相图中,组成各相区的相。
(2)根据化合物的稳定性,说出这三个化合物属于什么类型的化合物? (3)图中有几条三相平衡线,分别由哪些相组成。
解:
(1)1区,溶液(l)单相;2区,A(s)?l两相;3区,AB(s)?l两相;4区,A(s)?AB(s)两相;5区,AB2(s)?l两相;6区,AB(s)?AB2(s)两相;7区,AB3(s)?l两相;8区,
AB2(s)?AB3(s)两相;9区,固溶体?(s)单相;10区,?(s)?l两相;11区,固溶体?(s)
单相;12区,?(s)?l两相;13区,?(s)??(s)两相;
(2)AB(s)和AB2(s)是不稳定化合物,AB3(s)是稳定化合物。
(3)共有4条三相平衡线,相应的组成为:cd线,由A(s),AB(s)和熔液三相组成;
ef线,由AB(s),AB2(s)和组成为e的熔液组成;gh线,由AB2(s),AB3(s)和组成为
g的熔液组成;jk线,由组成为j的固溶体?(s)、组成为k的固溶体?(s)和熔液组成;
16.在大气压力下,有如下热分析数据:
(A)LiCl(s)与KCl(s)在高温熔融时能完全互溶,但是在低温时两固体完全不互溶。 (B)LiCl(s)的熔点为878 K,KCl(s)的熔点为1049 K。两者形成的低共熔点的温度为629 K,低共熔混合物中,含KCl(s)的质量分数wB?0.50。
(C)用wB?0.43的熔化物作步冷曲线,在723 K时曲线斜率变小,有LiCl(s)析出。 (D)用wB?0.63的熔化物作步冷曲线,在723 K时曲线斜率变小,有KCl(s)析出。 根据这些热分析数据,
(1)画出以温度为纵坐标,质量分数为横坐标的LiCl(s)(A)与KCl(s)(B)的二组分低共熔的T?wB相图的草图。
(2)说出在各相区中,相的组成和条件自由度。 (3)分析图中各相线的组成和条件自由度。
(4)说出工业上用电解的方法,从LiCl(s)制备金属Li(s)时,要加入KCl(s)的原因。 解:根据已知条件,画出的的T?wB相图的草图如下:
(2)在CED线以上,是熔液单相区,根据相律,条件自由度
f*?C?1?P?2?1?1?2
在CFE范围之内,是LiCl(s)与熔液两相区,f*?1。 在DGE范围之内,是KCl(s)与熔液两相区,f*?1 在FEG线以下,是LiCl(s)和KCl(s)的两相区,f*?1。
(3)曲线CE是与LiCl(s)平衡共存的熔液组成随温度的变化曲线,根据相律,f*?1,温度和组成只有一个可以改变。
曲线DE是与KCl(s)平衡共存的熔液组成随温度的变化曲线,f?1。 水平线FEG是LiCl(s),KCl(s)与组成为E的熔液三相平衡共存线,f?0。 (4)由于LiCl(s)的熔点比较高,电解LiCl(s)时耗能较多,加入等量KCl(s)后,可以使LiCl(s)的熔点从878 K降到629 K,节省了能耗,也使操作难度降低。
17.根据以下热分析数据,画出以温度为纵坐标,质量分数为横坐标的Ni(s)(A)与
**Mo(s)(B)的二组分低共熔的T?wB相图的草图。已知
(1)金属Ni(s)的相对原子质量为58.69,熔点为1728 K;金属Mo(s)的相对原子质量为95.94,熔点为2898 K。
(2)Ni(s)和Mo(s)可以形成化合物NiMo(s),该化合物在1620 K时分解成Mo(s)和wB?0.53的熔液。
(3)在1573 K时有唯一的最低共熔点,这时由NiMo(s),wB?0.48的熔液和
wB?0.32的固溶体三相平衡共存,固溶体中的Mo含量随温度的下降而下降。
解:从Ni(s)和Mo(s)的相对原子质量,可以计算化合物NiMo(s)中Mo的质量分数,可以确定化合物NiMo(s)的位置。
wB?95.94?0.62
95.94?58.69从化合物在1620 K时分解成Mo(s)和wB?0.53的熔液,说明NiMo(s)是个不稳定化合物。
根据热分析数据,所画的相图草图如下。
18.在大气压力下,H2O(A)与NaCl(B)组成的二组分系统在252 K时有一个低共熔点,此时由H2O(s),NaCl?2H2O(s)和wB?0.223的NaCl水溶液三相共存。264 K时,不稳定化合物NaCl?2H2O(s)(C)分解为NaCl(s)和wB?0.27的NaCl水溶液。已知:Cl的相对原子质量为35.5,Na为23.0;NaCl(s)在水中的溶解度受温度的影响不大,温度升高溶解度略有增加。
(1)试画出H2O(A)与NaCl(B)组成的二组分系统的T?wB相图的草图,并分析各相区的相态。
(2)若有1.0 kg的wB?0.28的NaCl水溶液,由433 K时冷却到265 K,试计算能分离出纯的NaCl(s)的质量。
(3)若用wB?0.025的海水,用冷却的方法制备淡水,问需冷却到什么温度可以得到最多的淡水?
解:(1)在不稳定化合物NaCl?2H2O(s)中,含NaCl(s)的质量分数