水盐体系相图第一章作业及答案(供参考)
大学物理化学相图课后习题及答案
相图一、是非题下述各题中的说法是否正确?正确的在题后括号内画“√”,错的画“⨯”。
1.相是指系统处于平衡时,系统中物理性质及化学性质都均匀的部分。
( )2.依据相律,纯液体在一定温度下,蒸气压应该是定值。
( )3.依据相律,恒沸温合物的沸点不随外压的改变而改变。
( )二、选择题选择正确答案的编号，填在各题题后的括号内。
1NH4HS(s)和任意量的NH3(g)及H2 S(g)达平衡时有：( )。
(A)C=2，φ=2，f =2；(B) C=1，φ=2，f =1；(C) C=1，φ=3，f =2；(D) C=1，φ=2，f =3。
2已知硫可以有单斜硫，正交硫，液态硫和气态硫四种存在状态。
硫的这四种状态____稳定共存。
(A) 能够；(B) 不能够；(C) 不一定。
3硫酸与水可形成H2SO4⋅H2O(s)，H2SO4⋅2H2O(s)，H2SO4⋅4H2O(s)三种水合物，问在101 325Pa的压力下，能与硫酸水溶液及冰平衡共存的硫酸水合物最多可有多少种？( )(A) 3种；(B) 2种；(C) 1种；(D) 不可能有硫酸水合物与之平衡共存。
4将固体NH4HCO3(s) 放入真空容器中，恒温到400 K，NH4HCO3按下式分解并达到平衡：NH4HCO3(s) === NH3(g) + H2O(g) + CO2(g) 系统的组分数C和自由度数f为：( )(A) Ｃ＝2，f ＝2；(B) Ｃ＝2，f ＝2；(C) Ｃ＝2，f ＝0；(D) Ｃ＝3，f ＝2。
5某系统存在C(s)、H2O(g)、CO(g)、CO2(g)、H2(g)五种物质，相互建立了下述三个平衡：H 2O(g)+C(s) H2(g) + CO(g)CO 2(g)+H2(g) H2O + CO(g)CO 2(g) + C(s) 2CO(g)则该系统的独立组分数C为：( )。
(A) 3；(B) 2；(C) 1；(D) 4。
三、计算题习题1A，B二组分在液态完全互溶，已知液体B在80︒C下蒸气压力为101.325 kPa，汽化焓为30.76 kJ·mol-1。
水盐体系相图及其应用
（5）划分相区 ①共饱溶液点与平衡的两个固相点分别连直线作为相区划分线，通常每个共饱点能够而
且必须引出二条相区划分线，这种连线是主要的相区划分线。 ②任意二个固相点的连线均可作为相区划分线。 ③依上述二条原则作出的相区划分线不得相互穿过。
序号
1 2
第二节 简单三元水盐体系相图
E1、E2三、元E3相是图二中元，体共系饱中点相已应由的二共元饱体点系，的在点
扩展成三元体系的线了。 P=3，C=3，F=C-P+1=3-3+1=1
（ｔｅ＇）Ｋ
Ｅ２
Ｅ３ Ｗ＇
Ｅ１
Ａ＇ Ｆ（ｔ３）
Ｄ（ｔｅ）
Ｅ
B
Ｈ（ｔe＂）
Ａ
Ｗ 图３-5三元立体图
第二节 简单三元水盐体系相图
（5）点：E点，是三条空间曲线的交点，表示 三个固相（冰、A盐、B盐的共饱溶液， 它是三元体系中新出现的。
A M1
b
50%
M
a
W
M2
（H图2O3）-2
30% 直角等腰三角形坐标
B
二、三元水盐体系组成表示法
3.其他坐标（以局部物质为基准） （1）以水为基准 （2）以干盐为基准
B
gB/100gH2O
b
50 2
40 4
30 b‘
W gH2O/100
gS
500
400 a
300
20 1
a 3
10
M
200 2
100
C
H
b% D
G a%
M
E
A
B
F
L
C%
图3-1 正三角形坐标
《水盐体系相图》(第一章)作业及答案
《水盐体系相图》(第一章)作业及答案-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII1-1 计算下列物料的组成，分别用重量%、摩尔%、克/100克水、克/100克盐表示。
（1） 由20克Na 2SO 4、30克K 2SO 4和150H 2O 克组成的物料； （2） 某溶液，含MgCl 2 、NaCl 、 KCl 46.1g/L ，比重为。
其中：Na 2SO 4摩尔质量为，K 2SO 4摩尔质量为，H 2O 摩尔质量为，MgCl 2摩尔质量为，NaCl 摩尔质量为，KCl 摩尔质量为。
(1) 由20克Na 2SO 4、30克K 2SO 4和150克H 2O 组成的物料。
解：a.用重量%表示物料的组成：b.用摩尔%表示物料组成：物料总摩尔数：++=（mol ）c.用克/100克水表示物料组成：d.用克/100克盐表示物料组成：（2）某溶液，含MgCl 2 g/L 、NaCl g/L 、 KCl 46.1g/L ，比重为L 。
解：由题意，1L 溶液中H 2O 的重量为：用重量%表示物料的组成：%00.75%1001503020150:%00.15%100150302030:%00.10%100150302020:24242=⨯++=⨯++=⨯++O H SO K SO Na )(324.802.18150:)(172.03.17430:)(141.00.14220:24242mol O H mol SO K mol SO Na ===%38.96%100637.8324.8:%99.1%100637.8172.0:%63.1%100637.8141.0:24242=⨯=⨯=⨯O H SO K SO Na )100/(00.100100150150:)100/(00.2010015030:)100/(33.1310015020:22242242O gH g O H O gH g SO K O gH g SO Na =⨯=⨯=⨯)100/(00.30010050150:)100/(00.601005030:)100/(00.401005020:24242gS g O H gS g SO K gS g SO Na =⨯=⨯=⨯%21.61%10012878.787:%58.3%10012871.46:%42.1%10012873.18:%78.33%10012878.434:22=⨯=⨯=⨯=⨯O H KCl NaCl MgCl )(618.055.741.46:)(313.044.583.18:)(567.421.958.434:2mol KCl mol NaCl mol MgCl ===b.用摩尔%表示物料组成：溶液总摩尔数：+++=（mol ）c.用克/100克水表示物料组成：d.用克/100克盐表示物料组成：1-2根据数据绘制50℃时，溶液中有CaCl 2存在的KCl 的溶解度曲线。
第一章 水盐相图
溶液、溶质（干盐）、溶剂（水）或离子（阳离子、阴 离子、阴阳离子）之和为基准表示
表1-1 浓度表示方法与基准
基准 组分量的度量单位 组分的组成单位
g
1.溶液 mol 2.溶质 （干盐） g mol g mol
g/100g总物质（重量百分比，%wt）
mol/100mol总物质（摩尔百分比，%mol） g/100g干盐（g/100g· S） mol/100mol干盐（J值） g/100gH2O（g/100g水） mol/100molH2O mol阴离子/100mol阴离子之和（离子浓度） mol阳离子/100mol阳离子之和（离子浓度） mol离子/100mol若干离子之和（J‘值）
得最佳产率等。
即以图形的方法研究盐类在水中溶解度变化规律（或者说是 盐类与水所形成的各种物相之间相互联系和相互转化规律） 的一门课程。
第一章
绪论
本课程主要讨论两个方面的内容
1．相图分析的基础概念和基础理论；
2．二、三、四、五元水盐体系相图及其应用；
第一章
绪论
通过这门课程学习拟达到的目的
1. 掌握相图分析的基本方法和理论；
***体系是一条线或一个面，则系统就是这条直线或平
面上的一个点。
Example： NaCl—H2O体系；0.9%的生理盐水、26%的
饱和盐水都是系统。
2. 水盐系统
水盐系统是化肥、盐、碱生产和自然界常见的反应系统，
它包括盐类的水溶液、结晶和水蒸汽。自然界的海水和盐 湖都是典型的水盐系统。 水盐系统属于盐系统，其特征是：
（1）它是一个凝聚系统，主要是由液相形成的系统，在这一类系统
中，气相可以忽略，一般只有一个液相，固相可以有多个。
水盐体系相图及其应用pt课件
图2-2 Mn(NO3)2—H2O体系相图
二、复杂二元相图旳标绘
1.稳定水合盐相图实例
t（℃）
30
（2）点
E1它表达冰与Mn(NO3)2·6H2O两个 20
固相平衡旳饱和溶液，是低共熔冰盐
10 A
①
合晶点（低共熔点），也是无变量点。 0 1
E2它表达Mn(NO3)2·6H2O与 Mn(NO3)2·3H2O两个固相平衡旳饱和 溶液，两盐共饱点。
ice+ Mn(NO3)2·6H2O Mn(NO3)2·6H2O Mn(NO3)2·6H2O Mn(NO3)2·6H2O Mn(NO3)2·6H2O
Mn(NO3)2·6H2O＋
二、复杂二元相图旳标绘
1.稳定水合盐相图实例
t（℃）
（1）线
F 11
曲线AE1是Mn(NO3)2溶液旳结冰线，也称为冰旳 30 溶解度曲线。 曲线E1BE2是Mn(NO3)2·6H2O在水中旳溶解度曲 20
11 80
ice
12 100
51.2 55.5 59.8 63.8
NaNO3 NaNO3 NaNO3 NaNO3
5 -17.7
38.0
ice+ NaNO3 13 150
73.7
NaNO3
三、简朴二元水盐相图旳标绘
（2）相图旳标绘完全符合连续原 理和相应原理。 ①分析相平衡数据。 ②建立坐标系。 ③标出数据点，并编号标点。 ④连溶解度曲线。 ⑤拟定有关固相旳位置。 ⑥划分相区。
液相，是三相共存旳三相线。
直线QGH是固相NaCl·2H2O、固相NaCl及对NaCl·2H2O与NaCl都 饱和旳液相，是三相共存旳三相线。
（2）点
E点合表晶达点冰，与也N是a无Cl变·2H量2O点两。个固相平衡旳饱和溶液，是低共熔冰盐
三组分相图练习及答案
一、选择题1、某一水溶液中有 n 种溶质，其摩尔分数分别是 x 1,x 2,...,x n ,若使用只允许水出入的半透膜将此溶液与纯水分开,当达到渗透平衡时水面上的外压为 p w ,溶液面上外压为 p s ，则该体系的自由度数为: ( C ) (A) f =n (B) f =n +1 (C) f =n +2 (D) f =n +3S = n + 1 , R = 0 , R ' = 0 又C = n + 1，Φ = 2 f = C + 3 -Φ = n + 1 + 3 - 2 = n + 22、 一体系如下图所示，其中半透膜 aa '只允许 O 2(g ) 通过，请选择正确的答案。
(1) 体系的组分数为： ( B )(A) 2 (B) 3 (C) 4 (D) 1(2) 体系的相数为: ( B )(A) 3相 (B) 4相 (C) 5相(3) 体系的自由度数为： ( B )(A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4f = C + 3 - Φ = 3 + 3 - 4 = 23、对于渗透平衡体系，相律的形式为： ( A )(A)f C =-+Φ3 (B)f C =-+Φ2(C)f C =-+Φ1 (D)f C =-+Φ0因为有两个平衡压力：p (纯溶剂)和p (溶液)，再加上T ，所以最后应加3。
4、 当用三角形坐标来表示三组分物系时,若某物系其组成在平行于底边BC 的直线上变动时,则该物系的特点是： ( B )(A) B 的百分含量不变 (B) A 的百分含量不变(C) C 的百分含量不变 (D) B 和C 的百分含量之比不变5、 如图所示,当物系点在通过A 点的一条直线上变动时,则此物系的特点是: ( A )(A) B 和C 的百分含量之比不变 (B) A 的百分含量不变(C) B 的百分含量不变 (D) C 的百分含量不变6、H 2O -NaCl -Na 2SO 4的三元系中,Na 2SO 4和H 2O 能形成水合物Na 2SO 4·10H 2O (D),在DBC 区中存在的是: ( B )(A) 水合物D 和溶液(B) 水合物D 和纯Na 2SO 4及纯NaCl 三相共存(C) 水合物D ,NaCl 和组成为F 的溶液(D) 纯NaCl ,纯Na 2SO 4和水溶液7、H 2O -KNO 3-NaNO 3的相图如下,则BEC 相区内是: ( D )(A) 纯NaNO 3和其饱和溶液(B) 纯KNO 3和其饱和溶液(C) 含有NaNO 3和KNO 3的不饱和溶液和溶液的单相区(D) KNO 3,NaNO 3和组成为E 的饱和溶液三相共存液氦(Ⅰ)、液氦(Ⅱ)是属于二级相变,对这类相变特征的描述, ( D )错误(A) 无相变热 (B) 相变时无熵变化(C) 相变时两相的密度相同 (D) 相变时两相的热容相同8、二级相变符合的爱伦菲斯方程式是： ( B )（A ）)/(d /d α∆∆=TV C T p V （B ）)/(d /d α∆∆=TV C T p p（C ）p p /ln(d )/(d /)α∆∆=TV C T V （D ）p p /ln(d )/(d /)α∆∆=TV C T p9、二级相变服从的基本方程为： ( C )（A ）克拉贝龙方程 （B ）克拉贝龙—克劳修斯方程（C ）爱伦菲斯方程 （D ）以上均可10、对二级相变而言，则 ( D )（A ）∆相变H =0，∆相变V <0 （B ）∆相变H <0，∆相变V =0（C ）∆相变H <0，∆相变V <0 （D ）∆相变H =0，∆相变V =0二、填空题1、对三组分体系来说，体系最多可能有 4 个自由度，它们是：温度、压力和两个浓度项2、 二级相变符合爱伦菲斯方程:d p /d T =ΔC p /(TV Δα) [α=(1/V )(∂V/∂T ), x =-(1/V )(∂V /∂p )T ]3、二级相变的特点是: , , ,和 。
工科大学化学(物理化学)相律与相图部分习题及解答
第12章相律与相图1．试计算下列平衡体系的自由度数：(1) 298.15 K、101 325Pa下固体NaCl与其水溶液平衡；(2) I2(s) ? I2(g)；(3) NaCl(s)与含有HCl的NaCl饱和溶液。
（答案：①0，②1，③3）解：(1) K = 2, R = 0, b = 0, φ= 2∴C = K-R-b = 2, 又T, p已指定∴f = C -φ + n = 2- 2 + 0 = 0(2) K=1, R = 0, b = 0, φ=2∴C = K-R-b =1- 0- 0 =1则f = C -φ + n = 1- 2 + 2 = 1(3) K=3, R = 0, b = 0, φ=2则C = K-R-b =3–0–0 = 3∴f = C -φ + n =3- 2 + 2 = 32．固体NH4HS和任意量的H2S及NH3气体混合物组成的体系按下列反应达到平衡：NH4HS(s) ? NH3(g)＋H2S(g)(1) 求该体系组元数和自由度数；(2) 若将NH4HS放在一抽空容器内分解，平衡时，其组元数和自由度数又为多少?（答案：①2，2，②1，1）解：(1) K=3, R = 1, b = 0, φ=2∴C = K-R-b =st1:chsdate Year="2000" Month="3" Day="1" IsLunarDate="False" IsROCDate="False">3 -1- 0 = 2 即体系组元数为2而体系的自由度数f = C -φ + n = 2 – 2 + 2 = 2(2) K=3, R = 1, b = 1, φ=2∴该体系平衡时的组元数C = K-R-b =3 – 1 – 1 = 1而体系的自由度数 f = C -φ + n = 1- 2 + 2 = 13．求下列体系的组元数和自由度数：(1) 由Fe(s)、FeO(s)、C(s)、CO(g)、CO2(g)组成的平衡体系；(2) 由Fe(s)、FeO(s)、Fe3O4(s)、C(s)、CO(g)、CO2(g)组成的平衡体系；(3) Na2SO4水溶液，其中有Na2SO4(s)、H2O、H + 和OH -；(4) 已知Na2SO4水溶液中有+、、(l)、(s)、H + 和OH -。
物化相图练习及答案
判断题：1．在一个给定的系统中，物种数可以因分析问题的角度的不同而不同，√但独立组分数是一个确定的数。
2．自由度就是可以独立变化的变量。
(3．相图中的点都是代表系统状态的点。
(4．恒定压力下，根据相律得出某一系统的f = l，则该系统的温度就有一个唯一确定的值。
( 5．根据二元液系的p～x图可以准确地判断该系统的液相是否是理想液体混合物。
√7．对于二元互溶液系，通过精馏方法总可以得到两个纯组分。
(9．恒沸物的组成不变。
(10．若A、B两液体完全不互溶，那么当有B存在时，A的蒸气压与系统中A的摩尔分数成正比。
(11．在简单低共熔物的相图中，三相线上的任何一个系统点的液相组成都相同。
√12．三组分系统最多同时存在5个相。
√二、单选题：1．H2O、K+、Na+、Cl- 、I- 体系的组分数是：C(A) K = 3 ；(B) K = 5 ；(C) K = 4 ；(D) K = 2 。
2．单组分固－液两相平衡的p～T曲线如图所示，则：(克拉贝龙方程式）C(A) Vm(l) = Vm(s) ；(B) Vm(l)＞Vm(s) ；(C) Vm(l)＜Vm(s) ；(D) 无法确定。
3．压力升高时，单组分体系的熔点将如何变化：D(A) 升高；(B) 降低；(C) 不变；(D) 不一定。
4．硫酸与水可组成三种化合物：H2SO4·H2O(s)、H2SO4·2H2O(s)、H2SO4·4H2O(s)，在p•下，能与硫酸水溶液共存的化合物最多有几种：B(A) 1 种；(B) 2 种；(C) 3 种；(D) 0 种。
5．在101325Pa的压力下，I2在液态水与CCl4中的溶解已达到平衡(无固体I2存在)，此体系的自由度为：B(A) 1 ；(B) 2 ；(C) 3 ；(D) 0 。
6．NaCl水溶液和纯水，经半透膜达到渗透平衡，该体系的自由度数是：C(A) f = 1 ；(B) f = 2 ；(C) f = 3 ；(D) f = 4 。
物理化学《相平衡》习题及答案
物理化学《相平衡》习题及答案选择题1．二元恒沸混合物的组成(A）固定(B) 随温度而变(C) 随压力而变(D) 无法判断答案：C2．一单相体系, 如果有3种物质混合组成, 它们不发生化学反应, 则描述该系统状态的独立变量数应为(A) 3个 (B) 4个 (C) 5个 (D) 6个答案：B。
F＝C－P＋2＝3－1＋2＝43．通常情况下，对于二组分物系能平衡共存的最多相为(A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4 答案：D。
F＝2－P＋2＝4－P，F不能为负值，最小为零。
当F＝0时P＝4。
4．正常沸点时，液体蒸发为气体的过程中(A) ΔS=0 (B) ΔG=0 (C) ΔH=0 (D) ΔU=0 答案：B。
此为可逆过程故ΔG＝0。
5．以下各系统中属单相的是(A) 极细的斜方硫和单斜硫混合物 (B) 漂白粉 (C) 大小不一的一堆单斜硫碎粒(D) 墨汁答案：C。
6．NaCl(s), NaCl水溶液及水蒸汽平衡共存时, 系统的自由度(A) F=0 (B) F=1 (C) F=2 (D) F=3 答案：B。
F=C-P+2，C＝2，P＝3，故F=2-3+2=1。
7．如果只考虑温度和压力的影响, 纯物质最多可共存的相有(A) P=1 (B) P=2 (C) P=3 (D) P=4答案：C。
F=C－P＋2＝1－P＋2＝3－P，当F最小为零时P=3。
8．对于相律, 下面的陈述中正确的是(A) 相律不适用于有化学反应的多相系统 (B) 影响相平衡的只有强度因素(C) 自由度为零意味着系统的状态不变 (D) 平衡的各相中, 系统包含的每种物质都不缺少时相律才正确答案：B9．关于三相点, 下面的说法中正确的是(A) 纯物质和多组分系统均有三相点 (B) 三相点就是三条两相平衡线的交点(C) 三相点的温度可随压力改变 (D) 三相点是纯物质的三个相平衡共存时的温度和压力所决定的相点答案：D10．用相律和Clapeyron•方程分析常压下水的相图所得出的下述结论中不正确的是(A) 在每条曲线上, 自由度F=1 (B) 在每个单相区, 自由度F=2(C)在水的凝固点曲线上, ΔHm(相变)和ΔVm的正负号相反(D)在水的沸点曲线上任一点,压力随温度的变化率都小于零。
第三章 水盐相图1
E1
B＇ M7
1 A＇ E2 E1 2 3
B＇
H
NiCl2· 2 H2 O a＇ b＇
4 5 c d
e B （ NH4Cl ）
A（Na2SO4） （a）
B （ MgSO4 ）
A（NiCl2） （ b）
图3-25 复杂相图两例
二、共饱点性质的判断 共饱点的相应三角形： 在三元等温图中，与共饱点所代表的 液相平衡的两个固相点及水点所构成 的三角形。 共饱点分类： 相称共饱点—在相应三角形内 不相称共饱点—在相应三角形外/边上
水合物转溶， 绝不是干点
除右边的两情况
异成分复盐
水合物Ⅱ型
三、变温过程分析
t（℃） 100 E100
B （ NaNO3 ）
80 60
E75
N100 N75 N25 E25 E75 E100
Ex 40 E25 20
M
A（KNO3） E100 E75
W
Ex
E25
W（H2O） K25
K75
K100
A （ K NO3 ）
S10脱水转溶 Na2SO4 Na2SO4+NaCl 为Na2SO4析出 析出 共析 3→4 4→5 5→6
W（H2O） 1 Q 2 B＇ A＇ 3 E 4 S10
1→2
2→Q Q（不是干点） Q→E
E（干点）
5
——
S10
S10→B
B
B→6
A（NaCl） 图3-21 水合物Ⅱ型 6
B（Na2SO4）
二、各类相图的等温蒸发过程
2．复杂三元水盐体系蒸发过程分析 （3）同成分复盐
阶段
过程情况
一
浓缩阶段
化学水盐平衡试题及答案
化学水盐平衡试题及答案化学水盐平衡是生物体维持生命活动的重要过程，它涉及到水和电解质在体内的平衡调节。
以下是一份化学水盐平衡的试题及答案，供学习参考。
1. 人体内水的主要来源有哪些？答：人体内水的主要来源包括饮水、食物中的水和代谢产生的水。
2. 人体每日水的排泄途径有哪些？答：人体每日水的排泄途径主要有尿液、汗液、呼吸和粪便。
3. 什么是渗透压？答：渗透压是指溶液中溶质分子对水分子的吸引力，它决定了水分子在不同浓度溶液之间的分布。
4. 血浆渗透压主要由哪些物质维持？答：血浆渗透压主要由血浆中的电解质（如钠离子和氯离子）和蛋白质（如白蛋白）维持。
5. 什么是等渗溶液？答：等渗溶液是指溶液的渗透压与血浆渗透压相等的溶液。
6. 什么是低渗溶液？答：低渗溶液是指溶液的渗透压低于血浆渗透压的溶液。
7. 什么是高渗溶液？答：高渗溶液是指溶液的渗透压高于血浆渗透压的溶液。
8. 人体如何调节水平衡？答：人体通过调节饮水量、肾脏对水的重吸收以及分泌抗利尿激素来调节水平衡。
9. 人体如何调节电解质平衡？答：人体通过调节食物中的电解质摄入、肾脏对电解质的排泄和重吸收以及内分泌系统的调节来维持电解质平衡。
10. 什么是脱水？答：脱水是指由于水分摄入不足或丢失过多，导致体内水分总量减少的状态。
11. 什么是水肿？答：水肿是指由于体内水分过多或分布异常，导致组织间隙液体积聚的状态。
12. 什么是酸碱平衡？答：酸碱平衡是指体内酸性和碱性物质的浓度保持相对稳定的状态。
13. 人体如何调节酸碱平衡？答：人体通过呼吸、肾脏排泄和酸碱缓冲系统来调节酸碱平衡。
14. 什么是代谢性酸中毒？答：代谢性酸中毒是指由于体内产生过多的酸性物质或碱性物质丢失过多，导致血液pH值下降的状态。
15. 什么是呼吸性酸中毒？答：呼吸性酸中毒是指由于呼吸功能障碍导致体内二氧化碳积聚，引起血液pH值下降的状态。
16. 什么是代谢性碱中毒？答：代谢性碱中毒是指由于体内产生过多的碱性物质或酸性物质丢失过多，导致血液pH值上升的状态。
相平衡及相图习题练习
相平衡及相图练习1.下列说法对吗？为什么？(1)在一给定的体系中，独立组分数是一个确定的数。
(2)单组分体系的物种数一定等于1。
(3)相律适用于任何相平衡体系。
(4)在相平衡体系中，如果每一相中的物种数不相等，则相律不成立。
提示2.请论证(1)在一定温度下，某浓度的 NaCl 水溶液只有一个确定的蒸气压；(2)在一定温度下，草酸钙分解为碳酸钙和一氧化碳时只能有一个确定的 CO 压力。
提示3.试求下述体系的自由度并指出变量是什么？(1)在压力下，液体水与水蒸气达平衡；(2)液体水与水蒸气达平衡；(3)25℃ 和压力下，固体 NaCl 与其水溶液成平衡；(4)固态 NH4HS 与任意比例的 H2S 及 NH3的气体混合物达化学平衡；(5)I2(s)与 I2(g)成平衡。
提示4.Na2CO3与水可形成三种水合物 Na2CO3·H2O(s)，Na2CO3·7H2O(s)和 Na2CO3·10H2O(s)。
问这些水合物能否与 Na2CO3水溶液及冰同时平衡共存？提示5.根据碳的相图，回答下列问题：(1)点 O 及曲线 OA，OB 和 OC 具有什么含义？(2)试讨论在常温常压下石墨与金刚石的稳定性；(3)2000K 时，将石墨变为金刚石需要多大压力？(4)在任意给定的温度和压力下，金刚石与石墨哪个具有较高的密度？提示6.在 1949～2054K 之间，金属 Zr 的蒸气压方程为请得出 Zr 的摩尔升华焓与温度T的关系式。
并估算 Zr 在溶点 2128K 时的摩尔升华焓和蒸气压。
提示7.某物质的固体及液体的蒸气压可分别用下式表示：（固体） (1)（液体） (2)试求其：(1)摩尔升华焓(2)正常沸点(3)三相点的温度和压力(4)三相点的摩尔熔化熵提示8.在海拔 4500m 的西藏高原上，大气压力只有 57.329kPa，水的沸点为84℃，求水的气化热。
提示9.一冰溪的厚度为 400m，其比重为 0.9168，试计算此冰溪底部冰的熔点。
第三章作业 水盐体系相图
第三章 三元水盐体系
3-1标绘NaCl-Na 2SO 4-H 2O 体系50℃等温图，注明各区域的意义。
NaCl-Na 2SO 4-H 2O 体系50℃数据
3-2用相图确定下列系统（总重量均为1000公斤）在50℃的状态，并计算固、液相重量。
（1）M ，含NaCl30.5%，Na 2SO 410.0%
，H 2O59.5%； （2）N ，含NaCl9.5%，Na 2SO 430.0%，H 2O60.5%； （3）P ，含NaCl48.0%，H 2O52.0%。
3-3试分析含NaCl 10%，Na 2SO 415%，H 2O75%的系统50℃等温蒸发过程。
3-4根据上图填空：固相 的溶解度随温度升高而加大，固相
的溶解度随温度升高而减小。
系统M 在60℃时状态为 ，冷却至40℃时有 析出，继续冷却至20℃时会有 析出。
3-5有含KCl 5%，K 2SO 45%，H 2O90%的体系在25℃等温蒸发，如果体系重100公斤，试计算：
（1） K 2SO 4 单独析出量最大时的蒸发水量，K 2SO 4析出量及析出率； （2） 蒸发水量为60公斤时K 2SO 4析出量及析出率；
（3） K
2SO
4
析出率为85%时的蒸发水量。
化学水盐平衡试题及答案
化学水盐平衡试题及答案一、选择题（每题3分，共30分）1. 水盐平衡是指体内水和盐分的平衡状态，以下哪项不是水盐平衡的调节机制？A. 抗利尿激素的分泌B. 肾脏对钠离子的重吸收C. 细胞外液的渗透压D. 细胞内液的渗透压答案：D2. 人体在缺水状态下，下列哪种激素的分泌会增加？A. 胰岛素B. 肾上腺素C. 抗利尿激素D. 生长激素答案：C3. 细胞外液渗透压增加时，人体会采取哪些措施来维持水盐平衡？A. 增加饮水B. 减少排尿C. 增加排尿D. 增加盐分摄入答案：B4. 以下哪种情况会导致细胞外液渗透压降低？A. 摄入大量水分B. 摄入大量盐分C. 出汗过多D. 腹泻答案：A5. 肾脏在水盐平衡中的作用是什么？A. 调节血液pH值B. 调节血液中的盐分浓度C. 调节血液中的氧气含量D. 调节血液中的二氧化碳含量答案：B6. 人体在高温环境下，为了维持水盐平衡，会采取哪种措施？A. 增加盐分摄入B. 增加饮水C. 减少饮水D. 减少盐分摄入答案：B7. 以下哪种疾病与水盐平衡失调有关？A. 高血压B. 糖尿病C. 贫血D. 甲状腺功能亢进答案：A8. 抗利尿激素的作用是什么？A. 促进排尿B. 抑制排尿C. 增加水分摄入D. 减少水分摄入答案：B9. 肾脏调节水盐平衡的主要机制是什么？A. 通过改变尿液的浓度B. 通过改变尿液的量C. 通过改变血液中的盐分浓度D. 通过改变血液中的水分含量答案：B10. 人体在剧烈运动后，为了维持水盐平衡，应该采取哪种措施？A. 立即大量饮水B. 适量饮水并补充盐分C. 只补充盐分D. 只补充糖分答案：B二、填空题（每题2分，共20分）1. 人体在缺水时，血液中的________会增加，从而刺激口渴中枢，促使人饮水。
答案：渗透压2. 肾脏通过调节________的排放来维持水盐平衡。
答案：尿液3. 抗利尿激素是由________分泌的，它能够减少尿液的产生。
答案：下丘脑4. 当人体摄入过多的盐分时，肾脏会通过增加________的排放来调节体内盐分。
硕士研究生水盐体系相图及其应用考试试题
2009-2010学年第二学期硕士研究生
水盐体系相图及其应用考试试题
（答题要求：该课程为开卷考试，要求学生仔细解答，可以是
打印也可以手写，不得抄袭，如果完全类同，将严格扣分，卷
面总分为100分，最后总评分数：卷面占80%，平时成绩20%）
1什么是相图？水盐体系相图和其他类型的相图有什么区别和联系？(5分)
2什么是湿渣法和合成复体法，这两种方法有什么区别和联系？（5分）
3稳定相图和介稳相图的区别和联系？介稳相图有什么特点（5分）4简要叙述水盐体系盐类溶解度理论计算的方法原理及其应用。
（10分）
5什么是相律，结合如图所示，给出四元体系相律公式。
并应用相律对图中Q点进行分析讨论，该点是由那几相组成，分别是什么？（10分）
6如图所示五元体系，请结合五元体系相律公式对该五元体系相图中的点线面进行分析讨论。
（15分）
7什么是杠杆规则？杠杆规则在水盐体系相图中有何应用？试举例说明。
（10分）
8如图所示KCl-NaCl-H2O三元体系相图，根据相图，试以100Kg钾石盐为基准，给出钾石盐分离的操作流程，画出工艺操作流程图，对操作流程进行物料衡算，请计算加水量，100℃时分离出的NaCl产量和NaCl的产率，高温时母液E100的量，25℃时分离出的KCl的结晶量和产率，最后的母液量为多少？（20分）
9根据（水盐体系相图及其应用，牛自得主编）书中P265附录页Na, K//Cl, NO3-H2O四元体系25℃和100℃实验数据，绘制出该四元体系
及该四元体系的相图制取钾肥硝酸钾，试的相图，拟利用KCl和NaNO
3
根据所绘的相图，分析讨论，给出制备硝酸钾的操作流程。
（20分）。
化学工程基础第一章作业答案
第一章 流体流动与输送1-2 某油水分离池液面上方为常压，混合液中油（o ）与水（w ）的体积比为5:1，油的密度为= 830kg·m -3，水的密度为= 1000kg·m -3。
池的液位计读数h c =1.1m 。
试求混合液分层的油水界面高h w 和液面总高度(h w + h o )。
解：如下图gh 0 + gh w = gh ch 0 : h w = 5:1 ∴ 5gh w + gh w = gh cm g g gh h w c w 214.0100083051.1100050=+⨯⨯=+=ρρρh 0 +h w = 6 h w = 6 × = 1.284m1-4 如下图，在流化床反映器上装有两个U 型水银压差计，测得R 1 = 420mm ，R 2 = 45mm ，为避免水银蒸汽扩散，于U 型管通大气一端加一段水，其高度R 3 = 40mm 。
试求A 、B 两处的表压强。
解：p A = gR 3 +HggR 2= 1000×× +13600× = 6396（表压）p B = p A + ρHg gR 1 = 6396 + 13600×× = 62431（Pa ）（表压）1-5 为测量直径由d 1= 40mm 到d 2= 80mm 的突然扩大的局部阻力系数，在扩大双侧装一U 型压差计，指示液为CCl 4，316004-⋅=m kg CCl ρ。
当水的流量为×10-3m 3·s -1时，压差计读数R 为165mm ，如下图。
忽略双侧压口间的直管阻力，试求局部阻力系数。
解：在两测压口截面间列能量衡算式2222122222111u u gZ p u gZ p ξρρ+++=++ Z 1 = Z 2123121.204.041078.2--⋅=⨯⨯=s m u π1232553.008.041078.2--⋅=⨯⨯=s m u π等压面a-b ，那么)(214R h g p gR gh p CCl ++=++ρρρ165.081.9)600`11000()(421⨯⨯-=-=-gR p p CCl ρρ=2)2(21222121u u u p p -+-=ρξ =544.0221.2)2533.021.210002.971(222=-+-理论值563.0)08.004.01()1(222221/=-=-=A A ξ 相对误差 %49.3%100544.0544.0563.0=⨯-=1-6 如下图于异径水平管段两截面间连一倒置U 型管压差计,粗、细管的直径别离为∅60×3.5mm 与∅42×3mm.当管内水的流量为3kg·s -1时,U 型管压差计读数R 为100mm ，试求两截面间的压强差和压强降。
水盐体系相图总复习
杠杆规则
A、B、C三点所代表的物料量各与其它两点间的线段的长度 成比例，这就是杠杆规则。直线规则和杠杆规则，我们统称直 线杠杆规则或称直线反比法则。 如果用MA、MB、MC分别代表A、B、C三点的数量，则可列 出如下的比例式
A MA C MC B MB
MA∶MB∶MC=BC∶AC∶AB • 所谓反比，就是指每点所代表的数量和其它两点间线段的长度 成比例，而不包括本身的那个点。MA和直线BC的长度成比例， MB与直线AC的长度成比例，MC和直线AB的长度成比例。
子分开。
例如Na＋、K＋／／Cl-、SO42-－H2O体系等。
此外还有写成例如Na＇、K＇／／Cl＇、SO4＂－H2O体系等形式
的。只要前后一致就好，没有十分严格的规定。
第二章 二元水盐体系相图
第一节 简单二元水盐体系图形表示法
第二节 复杂二元水盐体系相图
第三节 二元水盐相图的化工过程 第四节 二元水盐相图的计算方法
可以是0、1、2、3等。
通常，自由度用F表示。
相律
F＝C－P＋2 式中F——独立参变量数目，即自由度；. C——独立组分数； P——平衡共存的相的数目； 2——指温度和压力两个变量。
水盐体系属于凝聚体系，一般是处在大气之中，因为 压力对水盐体系平衡影响甚微，所以可以不考虑压力 这一外界变量对平衡的影响。 因而对水盐体系，我们用“减相律”，即凝聚体系相 律。其表达形式为 F＝C－P＋1 式中的1指温度这一变量，式中的P不包括气相在 内， 也不考虑空气的存在。读者在应用时要特别注意。
250
15
200
14
150 未饱和溶液L 100 12 11 10 50 1 2 3 7 6 E 20 40 60 8 9 45
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1-1 计算下列物料的组成，分别用重量%、摩尔%、克/100克水、克/100克盐表示。
（1） 由20克Na 2SO 4、30克K 2SO 4和150H 2O 克组成的物料；（2） 某溶液，含MgCl 2 434.8、NaCl 18.3、 KCl 46.1g/L ，比重为1.287。
其中：Na 2SO 4摩尔质量为142.0，K 2SO 4摩尔质量为174.3，H 2O 摩尔质量为18.02，MgCl 2摩尔质量为95.21，NaCl 摩尔质量为58.44，KCl 摩尔质量为74.55。
(1) 由20克Na 2SO 4、30克K 2SO 4和150克H 2O 组成的物料。
解：a.用重量%表示物料的组成：b.用摩尔%表示物料组成：物料总摩尔数：0.141+0.172+8.324=8.637（mol ）c.用克/100克水表示物料组成：d.用克/100克盐表示物料组成：（2）某溶液，含MgCl 2 434.8 g/L 、NaCl 18.3 g/L 、 KCl 46.1g/L ，比重为1.287kg/L 。
解：由题意，1L 溶液中H 2O 的重量为：1287-434.8-18.3-46.1=787.8(g)a.用重量%表示物料的组成： %00.75%1001503020150:%00.15%100150302030:%00.10%100150302020:24242=⨯++=⨯++=⨯++O H SO K SO Na )(324.802.18150:)(172.03.17430:)(141.00.14220:24242mol O H mol SO K mol SO Na ===%38.96%100637.8324.8:%99.1%100637.8172.0:%63.1%100637.8141.0:24242=⨯=⨯=⨯O H SO K SO Na )100/(00.100100150150:)100/(00.2010015030:)100/(33.1310015020:22242242O gH g O H O gH g SO K O gH g SO Na =⨯=⨯=⨯)100/(00.30010050150:)100/(00.601005030:)100/(00.401005020:24242gS g O H gS g SO K gS g SO Na =⨯=⨯=⨯%21.61%10012878.787:%58.3%10012871.46:%42.1%10012873.18:%78.33%10012878.434:22=⨯=⨯=⨯=⨯O H KCl NaCl MgClb.用摩尔%表示物料组成：溶液总摩尔数：4.567+0.313+0.618+43.718=49.216（mol ）c.用克/100克水表示物料组成：d.用克/100克盐表示物料组成：1-2根据数据绘制50℃时，溶液中有CaCl 2存在的KCl 的溶解度曲线。
50℃溶液中CaCl 2含量不同时KCl 的溶解度)(718.4302.188.787:)(618.055.741.46:)(313.044.583.18:)(567.421.958.434:22mol O H mol KCl mol NaCl mol MgCl ====%83.88%100216.49718.43:%26.1%100216.49618.0:%64.0%100216.49313.0:%28.9%100216.49567.4:22=⨯=⨯=⨯=⨯O H KCl NaCl MgCl )100/(00.1001008.7878.787:)100/(85.51008.7871.46:)100/(32.21008.7873.18:)100/(19.551008.7878.434:222222O gH g O H O gH g KCl O gH g NaCl O gH g MgCl =⨯=⨯==⨯=⨯)100/(81.1571002.4998.787:)100/(23.91002.4991.46:)100/(67.31002.4993.18:)100/(10.871002.4998.434:22gS g O H gS g KCl gS g NaCl gS g MgCl =⨯=⨯=⨯=⨯解：绘制的KCl 的溶解度曲线如下图：1-3分析下列物料所属水盐体系的组分数。
（1） 海水，主要盐分为NaCl 、MgCl 2、MgSO 4、K 2SO 4、CaSO 4； （2） 某天然盐湖卤水，主要盐分为Na 2CO 3、Na 2SO 4、NaCl ；（3） 某井盐苦卤，其主要成分为KCl 、NaCl 、MgCl 2、CaCl 2、H 3BO 3。
解：（1）的组分数为：C=4+2=6。
（2）的组分数为：C=1+3=4。
（3）的组分数为：C=5+2=7。
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-H 2O 体系（相平衡数据见表2-1）。
表2-1 KCl-H 2O 体系相平衡数据含量（）溶解度（）图1-1 KCl的溶解度曲线（2）NaNO3-H2O体系（相平衡数据见表2-2）。
表2-2 NaNO3-H2O体系相平衡数据解：2-1（1）及2-1（2）标绘的相图如下：在图2-1（1）KCl-H 2O 体系相图中：①未饱和溶液区域中:P=1，F=C-P+1=2-1+1=2；②冰的结晶（冰+L ）区域中:P=2，F=C-P+1=2-2+1=1； ③KCl 的结晶（KCl+L ）区域中:P=2，F=C-P+1=2-2+1=1； ④三相线CED(不包括C 、E 两点)中:P=3，F=C-P+1=2-3+1=0； ⑤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）NaNO 3-H 2O 体系相图中：图2-1（1） KCl-H 2O体系相图重量％图2-1（2） 体系相图①未饱和溶液区域中:P=1，F=C-P+1=2-1+1=2； ②冰的结晶（冰+L ）区域中:P=2，F=C-P+1=2-2+1=1；③NaNO 3的结晶（NaNO 3+L ）区域中:P=2，F=C-P+1=2-2+1=1；④三相线CED(不包括C 、E 两点)中:P=3，F=C-P+1=2-3+1=0；⑤冰与NaNO 3（冰+ NaNO 3）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M 1。
∵M=H+M 1, 因此由杠杆规则有：HM MM 1100900= 即：51009001MM = 解之：451=MM ,据此可确定出新系统点M 1，又∵M 1处在KCl 的结晶区，∴L 1+S 1= M 1，故蒸发后：)(60.2210060.6460.1410011111kg S L M L W S =⨯=⨯=)(40.7760.22100111kg W W W S M L =-=-=（2）母液L 1冷却后，得到的系统点为M 2，∵M 2亦处在KCl 的结晶区，∴L 2+S 2= M 2，故冷却后：)(02.1140.7732.7572.1040.7722222kg S L M L W S =⨯=⨯=)(38.6602.1140.77222kg W W W S M L =-=-=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M 1。
∵M=H+M 1, 因此由杠杆规则有：HMMM 1100900= 即：51009001MM = 解之：451=MM ,据此可确定出新系统点M 1。
又∵M 1处在KCl 的结晶区，∴L 1+S 1= M 1，而原始物料中总水量为950kg,蒸发掉900kg 水图2-2 -体系相图重量％后，M 1当中的水量为50kg,亦即 L 1当中的水量为50kg,由图2-2中可读得L 1的KCl 含量为35.40%，设L 1当中的KCl 量为1KCl W kg,则：5060.6440.351KCl W =，解之, ）（kg W KCl 40.271=,)(40.7740.27501kg W L =+=，∴)(60.2240.77100111kg W W W L M S =-=-=（2）母液L 1冷却后，得到的系统点为M 2，则)(40.7712kg W W L M ==，∵M 2亦处在KCl 的结晶区，∴L 2+S 2= M 2，由题意，M 2当中的水量为50kg ，亦即 L 2当中的水量为50kg, 由图2-2中可读得L 2的KCl 含量为24.68%，设L 2当中的KCl 量为2KCl W kg,则：5032.7568.242KCl W =，解之, ）（kg W KCl 38.162=,)(38.6638.16502kg W L =+=,∴)02.1138.6640.77222kg W W W L M S =-=-=。
第三章 三元水盐体系3-1标绘NaCl-Na 2SO 4-H 2O 体系50℃等温图，注明各区域的意义；试分析含NaCl 10%，Na 2SO 415%，H 2O75%的系统50℃等温蒸发过程。
NaCl-Na 2SO 4-H 2O 体系50℃数据解：1.答案如图3-1所示。
2.50℃系统点M 等温蒸发过程如图3-2及表3-1图3-1体系50℃相图图3-3 体系50℃相图填空：固相 B 的溶解度随温度升高而加大，固相 A 的溶解度随温度升高而减小。
系统M 在60℃时状态为 未饱和溶液 ，冷却至40℃时有 B 析出，继续冷却至20℃时会有 B 1 析出。
3-3有含KCl 5%，K 2SO 45%，H 2O90%的体系在25℃等温蒸发，如果系统重100公斤，试计算：（1）K 2SO 4析出量最大时的蒸发水量，K 2SO 4析出量及析出率； （2）蒸发水量为60公斤时K 2SO 4析出量及析出率； （3）K 2SO 4析出率为85%时的蒸发水量。
[选做]解：（1）如图3-4-（1）A BW图3-3a. )(69.7510062.3596.261002kg WRMR W O H =⨯=⨯=b.首先求取蒸发后得到的浆料R W )(31.2469.75100kg W R =-= )(78.431.2491.8850.1731.24kg EBER W B =⨯=⨯=%60.95%100578.4=⨯=B η（2）如图3-4-（2）设蒸发后得到的浆料点为P, 由题意：4060=WM MP ,又∵66.8=WM ,解之：99.12=MP ,据此可在相图中标出P 点。