《水鹽體系相圖》(第二章)作業(yè)及答案

1、第二章 二元水鹽體系相圖2-1 標繪下列體系的相圖，注明各個區(qū)域意義，并用相律分析各區(qū)的相數(shù)和自由度。（1）KCl-H2O體系（相平衡數(shù)據(jù)見表2-1）。表2-1 KCl-H2O體系相平衡數(shù)據(jù)溫度液相KCl重量%固 相溫度液相KCl重量%固 相00冰6031.4KCl-2.35.0冰8033.8KCl-5.010.5冰10035.9KCl-7.615.0冰15040.5KCl-10.018.8冰20044.9KCl-10.819.9冰+KCl30054.0KCl-5.020.95KCl40063.4KCl021.95KCl50073.1KCl1023.8KCl60083.0KCl2025.6KC

2、l70093.0KCl4028.7KCl770100.0KCl（2）NaNO3-H2O體系（相平衡數(shù)據(jù)見表2-2）。表2-2 NaNO3-H2O體系相平衡數(shù)據(jù)溫度液相NaNO3重量%固 相溫度液相NaNO3重量%固 相00冰4051.2NaNO3-513.5冰6055.5NaNO3-1025.0冰8059.8NaNO3-1534.0冰10063.8NaNO3-17.738.0冰+ NaNO315073.7NaNO3-1039.7NaNO320083.2NaNO3042.1NaNO325092.0NaNO32044.4NaNO3309100.0NaNO3解：2-1（1）及2-1（2）標繪的相圖如

3、下：在圖2-1（1）KCl-H2O體系相圖中：未飽和溶液區(qū)域中:P=1，F(xiàn)=C-P+1=2-1+1=2；冰的結(jié)晶（冰+L）區(qū)域中:P=2，F(xiàn)=C-P+1=2-2+1=1；KCl的結(jié)晶（KCl+L）區(qū)域中:P=2，F(xiàn)=C-P+1=2-2+1=1；三相線CED(不包括C、E兩點)中:P=3，F(xiàn)=C-P+1=2-3+1=0；冰與KCl（冰+KCl）兩固相共存區(qū)中:P=2，F(xiàn)=C-P+1=2-2+1=1。在圖2-1（2）NaNO3-H2O體系相圖中：未飽和溶液區(qū)域中:P=1，F(xiàn)=C-P+1=2-1+1=2；冰的結(jié)晶（冰+L）區(qū)域中:P=2，F(xiàn)=C-P+1=2-2+1=1；NaNO3的結(jié)晶（NaNO3+

4、L）區(qū)域中:P=2，F(xiàn)=C-P+1=2-2+1=1；三相線CED(不包括C、E兩點)中:P=3，F(xiàn)=C-P+1=2-3+1=0；冰與NaNO3（冰+ NaNO3）兩固相共存區(qū)中:P=2，F(xiàn)=C-P+1=2-2+1=1。2-2 1000公斤含KCl5%的溶液，在95下蒸發(fā)掉900公斤水，計算：（1）蒸發(fā)后析出的固相量及母液的量。（2）把蒸發(fā)后的母液冷卻到15，在冷卻過程析出的固相量及最后的液相量。解法一：用杠桿規(guī)則法求解如圖2-2，由題意知：原始物料系統(tǒng)點為M。（1）系統(tǒng)M蒸發(fā)后，首先應確定蒸發(fā)后的新系統(tǒng)點M1。M=H+M1, 因此由杠桿規(guī)則有： 即： 解之：,據(jù)此可確定出新系統(tǒng)點M1，又M1處

5、在KCl的結(jié)晶區(qū)，L1+S1= M1，故蒸發(fā)后：（2）母液L1冷卻后，得到的系統(tǒng)點為M2，M2亦處在KCl的結(jié)晶區(qū)，L2+S2= M2，故冷卻后：解法二：用母液的濃度求解如圖2-2，由題意知：原始物料系統(tǒng)點為M。（1）系統(tǒng)M蒸發(fā)后，首先應確定蒸發(fā)后的新系統(tǒng)點M1。M=H+M1, 因此由杠桿規(guī)則有： 即： 解之：,據(jù)此可確定出新系統(tǒng)點M1。又M1處在KCl的結(jié)晶區(qū)，L1+S1= M1，而原始物料中總水量為950kg,蒸發(fā)掉900kg水后，M1當中的水量為50kg,亦即 L1當中的水量為50kg,由圖2-2中可讀得L1的KCl含量為35.40%，設L1當中的KCl量為kg,則：，解之, ,，（2）母液L1冷卻后，得到的系統(tǒng)點為M2，則，M2亦處在KCl的結(jié)晶區(qū)，L2+S2= M2，由