《水鹽體系相圖》作業(yè)及答案電子教案

《水鹽體系相圖》(第一章) 作業(yè)及答案僅供學(xué)習(xí)與溝通，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除感謝僅供學(xué)習(xí)與溝通，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除感謝4計(jì)算以下物料的組成，分別用重量%、摩爾%、克/100克水、克/100克鹽表示。由20克NaSO、30克KSO和150HO克組成的物料；2 4 2 4 2MgCl434.8、NaCl18.3、KCl46.1g/L1.287。2其中：NaSO摩爾質(zhì)量為142.0，KSO摩爾質(zhì)量為174.3，HO摩爾質(zhì)量為2 4 2 4 218.02，MgCl摩爾質(zhì)量為95.21，NaCl摩爾質(zhì)量為58.44，KCl摩爾質(zhì)量為274.55。由20克NaSO、30克KSO和150克HO組成的物料。2 4 2 4 22 2

202030150

100%10.00%KSO 2 4

302030150

100%15.00%HO:2

1502030150

100%75.00%用摩爾%表示物料組成：

2 4

200.141(mol)142.0KSO:2 4HO:2

300.172(mol)174.31508.324(mol)18.02物料總摩爾數(shù)：0.141+0.172+8.324=8.637〔mol〕NaSO 2 4KSO :2 4HO:2NaSO:2 4KSO:2 4HO:2

0.141100%1.63%8.6370.172100%1.99%8.6378.3248.637100%96.38%2010013.33(g/100gHO)150 23010020.00(g/100gHO)150 2150100100.00(g/100gHO)150 2/100NaSO:2 4KSO:2 4HO:2

2010040.00(g/100gS)503010060.00(g/100gS)50150100300.00(g/100gS)50〔2〕MgCl434.8g/L、NaCl18.3g/L、KCl46.1g/L，比重為21.287kg/L。解：由題意，1L溶液中HO的重量為：1287-434.8-18.3-46.1=787.8(g)2

MgCl :表示物料的組成： 2

434.8128718.3

100%33.78%NaCl:KCl:

1287100%1.42%46.11287100%3.58%MgCl2

:O2

43487.84(o1.21%95.211287%表示物料組成：

NaCl:KCl:

18.358.4446.174.55

0.313(mol)0.618(mol)HO:2

787.818.02

43.718(mol)溶液總摩爾數(shù)：4.567+0.313+0.618+43.718=49.216〔mol〕MgCl:2

4.56749.216

100%9.28%KCl:HO:2

0.313100%0.64%49.2160.618100%1.26%49.21643.718100%88.83%49.2162NaCl:KCl:HO:2

434.810055.19(g/100gHO)787.8 218.31002.32(g/100gHO)787.8 246.11005.85(g/100gHO)787.8 2787.8100100.00(g/100gHO)787.8 2d.用克/100克鹽表示物料組成：MgCl:2NaCl:KCl:HO:2

434.810087.10(g/100gS)499.218.31003.67(g/100gS)499.246.11009.23(g/100gS)499.2787.8100157.81(g/100gS)499.2依據(jù)數(shù)據(jù)繪制50℃時(shí)，溶液中有CaCl存在的KCl的溶解度曲線。250℃溶液中CaCl含量不同時(shí)KCl的溶解度2溶液中含CaCl(wt,%)2KCl溶解度(wt,%)

0 12.7 23.8 30.9 39.0 45.7 48.9 50.829.818.1 9.8 6.1 4.8 5.7 6.6 8.6解：繪制的KCl的溶解度曲線如以以下圖：〕〔度解溶 含量〔 〕圖1-1KCl的溶解度曲線分析以下物料所屬水鹽體系的組分?jǐn)?shù)。海水，主要鹽分為NaCl、MgCl、MgSO、KSO、CaSO；2 4 2 4 4某自然鹽湖鹵水，主要鹽分為NaCO、NaSO、NaCl；2 3 2 4某井鹽苦鹵，其主要成分為KCl、NaCl、MgCl、CaCl、HBO。2 2 3 3解：〔1〕的組分?jǐn)?shù)為：C=4+2=6。的組分?jǐn)?shù)為：C=1+3=4。的組分?jǐn)?shù)為：C=5+2=7。度。〔1〕KCl-H2O〔2-1〕。2-1KCl-H2O溫度℃KCl固相溫度℃KCl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-5.020.95KCl40063.4KCl021.95KCl50073.1KCl1023.8KCl60083.0KCl2025.6KCl70093.0KCl4028.7KCl770100.0KCl-HO體系〔相平衡數(shù)據(jù)見表2-2〕。表2-2 NaNO-HO體系相平衡數(shù)據(jù)溫度溫度NaNO3溫度NaNO固相3固相℃重量%℃重量%00冰4051.2NaNO3-513.5冰6055.5NaNO3-1025.0冰8059.8NaNO3-1534.0冰10063.8NaNO3-17.738.0冰+NaNO315073.7NaNO3-1039.7NaNO320083.2NaNO3042.1NaNO325092.0NaNO32044.4NaNO3309100.0NaNO32-1〔2〕標(biāo)繪的相圖如下：℃℃僅供學(xué)習(xí)與溝通，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除感謝6℃未飽和溶液僅供學(xué)習(xí)與溝通，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除感謝僅供學(xué)習(xí)與溝通，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除感謝7在圖2-1〔1〕KCl-HO體系相圖中：2①未飽和溶液區(qū)域中:P=1，F(xiàn)=C-P+1=2-1+1=2；②冰的結(jié)晶〔冰+L〕區(qū)域中:P=2，F(xiàn)=C-P+1=2-2+1=1；〔KCl+L〕區(qū)域中:P=2，F(xiàn)=C-P+1=2-2+1=1；CED(C、E:P=3，F(xiàn)=C-P+1=2-3+1=0；:P=2，F(xiàn)=C-P+1=2-2+1=1。2-1〔2〕NaNO3-H2O①未飽和溶液區(qū)域中:P=1，F(xiàn)=C-P+1=2-1+1=2；未飽和溶液冰冰〔冰+L〕區(qū)域中:P=2，F(xiàn)=C-未飽和溶液冰冰③NaNO3

的結(jié)晶〔NaNO+L〕區(qū)域中:P=2，3F=C-P+1=2-2+1=1；CED(C、E中:P=3，F(xiàn)=C-P+1=2-3+1=0；NaNO〔冰+NaNO〕兩固相共存區(qū)3 3:P=2，F(xiàn)=C-P+1=2-2+1=1。95℃900蒸發(fā)后析出的固相量及母液的量。卻過程析出的固相量及最終的液相量。解法一：用杠桿規(guī)章法求解如圖2-2，由題意知：原始物料系統(tǒng)點(diǎn)為M。MM?！進(jìn)=H+M,因此由杠桿規(guī)章1 1

重量％圖2-2- 體系相圖900MM1900900MM1900MM100HM100 5

解之：MM1

45M1又∵M(jìn)KClL+SM1 1 1 1LLSW 1M1LLSS1

100

14.6064.60

10022.60(kg)1 1W W WL M S1 1

10022.6077.40(kg)〔2〕LM，∵M(jìn)KClL+SM1 2 2 2 2 2冷卻后：W L2M2

77.40

10.72

77.4011.02(kg)S2 LS2 2

75.32W W WL2 M2

77.4011.0266.38(kg)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(diǎn)為M。MM?！進(jìn)=H+M,因此由杠桿規(guī)1 1900MM900MM1900MM100HM100 5

1 解之：MM1

45,據(jù)此可確定出系統(tǒng)點(diǎn)MMKClL+SM950kg,蒸發(fā)掉1 1 1 1 1900kg，M50kg,L50kg,2-2L1 1 1KCl35.40%，L

KClW

35.40W

KCl1

64.60 50WKCl1

7

kg,WL1

5027.4077.40(kg)，∴W W WS M L1 1

10077.4022.60(kg)L1

冷卻后，得到的系統(tǒng)點(diǎn)為M，則WM2

W 77.40(kg)，∵M(jìn)L 21

亦處在L2+S2=M2，由題意，M250kg，亦即L2當(dāng)中的水量為50kg,由圖2-2L2

KCl24.68%，L2

KClW

KCl2

kg,則：24.68W

，解之,W

6

kg,W

5016.3866.38(kg),75.32 50

KCl L2 2∴W W W 77.4066.3811.02kg。S2 M2 L2NaCl-NaSO-HO50℃NaCl10%，2 4 2NaSO15%，HO75%50℃等溫蒸發(fā)過程。2 4 2NaCl-NaSO-HO50℃數(shù)據(jù)2 4 2液NaCl相〔wt，%〕NaSO2 4固 相26.800.00NaCl25.003.70NaCl24.2020.005.307.65NaCl+NaSO2 4NaSO15.0012.102 4NaSO10.0018.102 4NaSO5.0024.702 4NaSO0.0031.802 4NaSO2 413-1液溶和飽未僅供學(xué)習(xí)與溝通，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除感謝10僅供學(xué)習(xí)與溝通，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除感謝僅供學(xué)習(xí)與溝通，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除感謝11M3-23-1未未飽和溶液過程狀況一50℃M二三3-圖3aCl—NaSO→HO系5圖E2 4NaSONaCl共析至蒸干2 4M→L2C→D固相點(diǎn)固相點(diǎn)尚無BB→D析出。B1M 40℃20℃依據(jù)圖3-3填空：固相 B 的溶解度隨溫度上升而加大，固相 A 度隨溫度上升而減小。系統(tǒng)M在60℃時(shí)狀態(tài)為未飽和溶液析出。B1M 40℃20℃析出，連續(xù)冷卻至20℃時(shí)會(huì)有 B1W3-3KCl5%，KSO5%，HO90%25℃1002 4 2算：K2SO4析出量最大時(shí)的蒸發(fā)水量，K2SO4析出量及析出率；蒸發(fā)水量為60公斤時(shí)K2SO4析出量及析出率；85%時(shí)的蒸發(fā)水量。[選做]液相〔wt,%〕KClKSO2 4固 相26.40液相〔wt,%〕KClKSO2 4固 相26.40KCl25.61.1KCl+KSO2 420152.13.3104.9KSO2 4KSO2 4KSO2 457.1KSO2 40010.7KSO2 43-4-〔1〕a.W

MR10026.9610075.69(kg)WR

35.62b.首先求取蒸發(fā)后得到的漿料WRW 10075.6924.31(kg)RW ER24.3117.5024.314.78(kg)B EB 88.91 4.78100%95.60%B 5液溶和飽未圖3-4-圖5-〔1KCl—KSO—HO系圖圖2 4 23-4-〔2〕設(shè)蒸發(fā)后得到的漿料點(diǎn)為P,MPWMP

60,又∵WM8.66MP12.99,據(jù)此可在相40∴W LP40B LB

8.28403.67(kg)90.25 3.67100%73.40%B 5液溶和飽未圖3-4-35-(2KCl—KSO—HO255圖相圖2 4 2 4 ∵ 85%,∴WB100%85%,解之：WB 5

=4.25〔kg〕B首先確定系統(tǒng)M被蒸發(fā)到K2SO4析出率為85%時(shí)，所得到的飽和母液L由于由題意知：L母液中KCl量仍為5kg(KCl始終未析出),K2SO40.75(5.00-4.25)kgLa5 b[注：a、b0.75

之取值分別在WA、WB邊上取值]與飽和曲線b′E之交點(diǎn)上，即直線WL與曲線b′E之交點(diǎn)為L(zhǎng)點(diǎn)。其次，知道了L點(diǎn)，連接BL，則直線WM之延長(zhǎng)線與直線BL兩線之交點(diǎn)，即為系統(tǒng)被蒸發(fā)后KSO析出率為85%時(shí)所得到的漿2 4料點(diǎn)Q?！郬

MQ10017.8310067.31(kg)WQ 26.49液溶和飽未 ′′圖3-4

KCl—KSO—HO2相圖2 4 2計(jì)算以下復(fù)鹽的耶涅克指數(shù)J值。鉀茫硝Na2SO4·3K2SO4光鹵石KCl·MgCl2·6H2O

NaSO

:nKSO

3 n干鹽

134(mol)∴JNaSO

2 4 2 4110025 2 4 2 2 4 2

KSO

754

K2Cl2

:n ：nMgCl HO

1:6 n干鹽

0.511.5(mol)∴JK2Cl2

2 20.510033.333 1.5

MgCl2

11.5

10066.67J 6100400H2O 1.5標(biāo)繪以系的干基圖，注明各區(qū)域的意義，推斷水合物、復(fù)鹽及零變點(diǎn)的類型?！?〕Na+，K+，Mg++||SO=-HO體系，25℃；4 2Na+，K+，Mg++||SO=-HO25℃數(shù)據(jù)112E3NaSO2 476.8663.2552.3053.80液相KSO2 423.1416.6512.000.00固相HO2248.00201.00168.00191.00S+Gla10S+Gla10S+Gla+Ast10S+Ast10110.0013.34229.002 4Pic+EpsP43.7012.80167.00Gla+Ast+Pic437.5315.27189.00Gla+Pic523.2528.51246.00Gla+PicR17.0037.00288.00Gla+Pic+KSO624.1553.25367.002 4Gla+KSO7833.5032.7066.5012.40501.00174.002 4Gla+KSO2 4Ast+PicQ30.5611.53172.50Ast+Pic+Eps937.600.00189.00Ast+Eps100.0046.50327.00Pic+KSOS10—Na2SO4·10H2O；Gla—Na2SO4·3K2SO4；Ast—Na2SO4·Mg2SO4·4H2O；Pic—K2SO4·Mg2SO4·6H2O；Eps—Mg2SO4·7H2O?！?〕Na+，K+||Cl-，SO4=-H2O體系，25℃；Na+，K+||Cl-，SO4=-H2O25℃R85.2020.901460.00NaCl+NaSO+Gla280.0013.601460.002 4NaCl+Gla375.009.401465.00NaCl+GlaH70.506.501465.00NaCl+Gla+KCl470.000.001525.00NaCl+KCl586.2030.001540.00NaSO+Gla687.5050.001650.002 4NaSO+GlaQ87.8057.001660.002 4NaSO+S+Gla78100.0087.3046.5060.001730.001690.002 4 10NaSO+S2 4 10S+Gla91084.4081.3080.00100.001880.002070.0010S +Gla10S+Gla1160.006.201600.0010Gla+KCl1240.005.501855.00Gla+KClP32.505.401940.00Gla+KCl+KSO1334.0020.002930.002 4Gla+KSO1435.7040.003740.002 4Gla+KSO2 41537.6060.004160.00Gla+KSO1638.8080.004370.002 4Gla+KSO1739.10100.004445.002 4Gla+KSO2 41820.004.602085.00KCl+KSO190.003.502285.002 4KCl+KSO2 4解：4-2〔1〕1.4-11Na++1Na++2100.00液相 JSO=419.90HO21590.00固相NaCl+NaSO2 4各相關(guān)問題推斷：〔1〕經(jīng)推斷EpsS〔2〕對(duì)復(fù)鹽Gla、AstPic

為Ⅰ型水合物；104-1Gla、Ast及Pic4-1D、FH經(jīng)推斷復(fù)鹽Gla、AstPic〕〔僅供學(xué)習(xí)與溝通，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除感謝17對(duì)零變點(diǎn)E、P、Q及R經(jīng)推斷零變點(diǎn)E、P、QR變點(diǎn)。解：4-2〔2〕1.4-24-2各相關(guān)問題推斷：經(jīng)推斷S

為Ⅱ型水合物；10對(duì)復(fù)鹽Gla4-2Gla4-2出的位置為G經(jīng)推斷復(fù)鹽Gla僅供學(xué)習(xí)與溝通，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除感謝18對(duì)零變點(diǎn)R、H、P及Q經(jīng)推斷零變點(diǎn)R及HP及Q點(diǎn)，其中PQ4-3R及NR及N均為未飽和溶液，且P及Q4-3A—B—HO2解：4-3〔1〕4-3〔2〕的相圖分析，系統(tǒng)R及N4-14-2。僅供學(xué)習(xí)與溝通，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除感謝19僅供學(xué)習(xí)與溝通，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除感謝僅供學(xué)習(xí)與溝通，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除感謝20 4-3〔1〕A—B—HO2體系相圖

4-3〔2〕A—B—HO2體系相圖析鹽挨次①A②X③Y階段一二析鹽挨次①A②X③Y階段一二三四過程狀況未飽和溶液濃縮A〔A+X〕共析〔A+X+Y〕共析，直系統(tǒng)點(diǎn)RRR至蒸干R液相點(diǎn)RR→KK→PP(干點(diǎn))固相點(diǎn)尚無 A A→C4-2系統(tǒng)NC→P至蒸干系統(tǒng)點(diǎn)NNNN液相點(diǎn)NN→LL→QQ(干點(diǎn))固相點(diǎn)尚無XX→DD→N析鹽挨次①X②B析鹽挨次①X②B③Y階段一二三四過程狀況未飽和溶液濃縮X〔X+B〕共析〔X+B+Y〕共析，直4 Na+、+、M++//ClSO=—HO五元體系中耶乃克指數(shù)J′4 2 MgSO120.4、MgCl95.21、NaCl2 4 22 、KCl149.1、KSO174.3、HO2 2 4 2計(jì)算。②作業(yè)的計(jì)算結(jié)果均取三位小數(shù)?！瞘/L〕6-1。6-1某苦鹵組成〔g/L〕86.17MgCl2161.43Na2Cl2120.50K2Cl221.20H2O872.401L苦鹵動(dòng)身，算出各鹽及水的摩爾數(shù)：MgCl2

86.170.716120.4161.431.69695.21

Cl2

120.50116.9

1.031K2Cl2H2O

21.20149.1872.4018.02

0.14248.413②進(jìn)而求出各個(gè)離子的摩爾數(shù)：K22+ 0.142Mg2+ 0.716+1.696=2.412SO42- 0.716Na22+ 1.0312Cl2- 1.696+1.031+0.142=2.8692K22+Mg2+SO42-三種離子摩爾數(shù)之和〔簡(jiǎn)寫為Σ三離子〕，作為基準(zhǔn)：Σ三離子=0.142+2.412+0.716=3.270J”J”值：0.1421004.343K22+Mg2+

3.2702.41210073.7613.270僅供學(xué)習(xí)與溝通，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除感謝僅供學(xué)習(xí)與溝通，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除感謝22SO42-Na22+Cl22-H2O

0.71610021.8963.2701.03110031.5293.2702.86910087.7373.27048.4131001480.5203.270〔wt,%〕6-2。某人造光鹵石組成〔wt,%〕MgSOMgSO42.5MgCl230.5Na2Cl28.0K2Cl221.0H2O38.0解：100g人造光鹵石動(dòng)身，算出各鹽及水的摩爾數(shù)：

2.5 0.021120.4

30.595.21

0.320

Cl2

8.0116.9

0.068K2Cl2

21.0149.1

0.141H2O

38.018.02

2.109②進(jìn)而求出各個(gè)離子的摩爾數(shù)：K22+ 0.141Mg2+ 0.021+0.320=0.341SO42- 0.021Na22+ 0.0682Cl2- 0.320+0.068+0.141=0.5292K22+Mg2+SO42-三種離子摩爾數(shù)之和〔簡(jiǎn)寫為Σ三離子〕，作為基準(zhǔn)：Σ三離子=0.141+0.341+0.021=0.503J”J”值：0.14110028.032K22+Mg2+

0.5030.34110067.7930.503僅供學(xué)習(xí)與溝通，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除感謝僅供學(xué)習(xí)與溝通，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除感謝23SO42-Na22+Cl22-H2O

0.0211004.1750.5030.06810013.5190.5030.529100105.1680.5032.109100419.2840.503〔3〕Lan〔K2SO4·2MgSO4〕解：Lan〔K2SO4·2MgSO4〕中總干鹽的摩爾數(shù)為：1+2=3mol,4K2++=1mol、Mg++=2molSO==3mol4K2++、Mg++SO4=三種離子摩爾數(shù)之和〔簡(jiǎn)寫為∑三離子〕，作為基準(zhǔn)：∑三離子=1+2+3=6〔mol〕JJ′值：1K2++

10016.66762Mg++