内容发布更新时间 : 2024/5/18 18:08:41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

wB?m(NaCl)58.5??0.62

m(NaCl)?m(H2O)58.5?36则在T?wB图的wB?0.62处作一垂线，垂线的高度到不稳定化合物的分解温度264 K时为止。在264 K处画一水平线，线的右端与表示wB?1.0的纵坐标相交，左端到水溶液组成为wB?0.27处为止，用点F表示。

在低共熔温度252 K处作一水平线，线的左端与wB?0的代表纯水的纵坐标相交，右端与wB?0.62的代表不稳定化合物C的垂线相交。在代表纯水的纵坐标273 K处标出

H2O(s)的熔点D，在低共熔温度252 K的水平线上标出wB?0.223的溶液组成E。

将D点与E点相连，为水的冰点下降曲线。将E点与F点相连，为不稳定化合物C的溶解度随温度的变化曲线。从F点向上作斜线，代表NaCl(s)的溶解度随温度上升略有增加的溶解度曲线。所画相图为

在相图中，各相区的相态为：在DEF线以上，是NaCl不饱和水溶液的单相区；在DIE范围内，是H2O(s)与溶液两相区；在FEJH范围内，是NaCl?2H2O(s)与溶液两相区；在IEJ线以下，是H2O(s)与NaCl?2H2O(s)两相区；在FHG线以上，是NaCl(s)与溶液两相区；在HJC线以右，是NaCl?2H2O(s)与NaCl(s)两相区。

（2）当1.0 kg的wB?0.28的NaCl水溶液，由433 K时冷却到265 K时（刚好在

NaCl?2H2O(s)的转熔温度之上，但是物系的组成可以借用转熔温度时的组成），析出的

NaCl(s)的量，可利用杠杆规则求算。设溶液和NaCl(s)的质量分别为m(l)和m(NaCl)，

m(l)(0.28?0.27)?m(NaCl)(1.0?0.28)