《水盐体系相图》(第二章)作业及答案

1、第二章 二元水盐体系相图2-1 标绘下列体系的相图，注明各个区域意义，并用相律分析各区的相数和自由度。（1）KCl-H2O体系（相平衡数据见表2-1）。表2-1 KCl-H2O体系相平衡数据温度液相KCl重量%固 相温度液相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体系（相平衡数据见表2-2）。表2-2 NaNO3-H2O体系相平衡数据温度液相NaNO3重量%固 相温度液相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）标绘的相图如

3、下：在图2-1（1）KCl-H2O体系相图中：未饱和溶液区域中:P=1，F=C-P+1=2-1+1=2；冰的结晶（冰+L）区域中:P=2，F=C-P+1=2-2+1=1；KCl的结晶（KCl+L）区域中:P=2，F=C-P+1=2-2+1=1；三相线CED(不包括C、E两点)中:P=3，F=C-P+1=2-3+1=0；冰与KCl（冰+KCl）两固相共存区中:P=2，F=C-P+1=2-2+1=1。在图2-1（2）NaNO3-H2O体系相图中：未饱和溶液区域中:P=1，F=C-P+1=2-1+1=2；冰的结晶（冰+L）区域中:P=2，F=C-P+1=2-2+1=1；NaNO3的结晶（NaNO3+

4、L）区域中:P=2，F=C-P+1=2-2+1=1；三相线CED(不包括C、E两点)中:P=3，F=C-P+1=2-3+1=0；冰与NaNO3（冰+ NaNO3）两固相共存区中:P=2，F=C-P+1=2-2+1=1。2-2 1000公斤含KCl5%的溶液，在95下蒸发掉900公斤水，计算：（1）蒸发后析出的固相量及母液的量。（2）把蒸发后的母液冷却到15，在冷却过程析出的固相量及最后的液相量。解法一：用杠杆规则法求解如图2-2，由题意知：原始物料系统点为M。（1）系统M蒸发后，首先应确定蒸发后的新系统点M1。M=H+M1, 因此由杠杆规则有： 即： 解之：,据此可确定出新系统点M1，又M1处

5、在KCl的结晶区，L1+S1= M1，故蒸发后：（2）母液L1冷却后，得到的系统点为M2，M2亦处在KCl的结晶区，L2+S2= M2，故冷却后：解法二：用母液的浓度求解如图2-2，由题意知：原始物料系统点为M。（1）系统M蒸发后，首先应确定蒸发后的新系统点M1。M=H+M1, 因此由杠杆规则有： 即： 解之：,据此可确定出新系统点M1。又M1处在KCl的结晶区，L1+S1= M1，而原始物料中总水量为950kg,蒸发掉900kg水后，M1当中的水量为50kg,亦即 L1当中的水量为50kg,由图2-2中可读得L1的KCl含量为35.40%，设L1当中的KCl量为kg,则：，解之, ,，（2）母液L1冷却后，得到的系统点为M2，则，M2亦处在KCl的结晶区，L2+S2= M2，由