《水盐体系相图》(第一章)作业及答案
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。
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 。
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。
NaCa2ClSO42H2O四元水盐体系的相图研究
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鼍i药剂与材料；；；’'’．^-^-^^-^-^-^．^-^-^-^-^-^，^。
pNa+，Ca2+／／C1。
，8042-_H20四元水盐体系的相图研究杨文忠，王晓云，刘瑛，尹晓爽(南京工业大学理学院，南京210009)CwTC．14．010[摘要] 采用等温溶解平衡法研究了四元体系Na+，Ca2+／／Cl。
，s042。
一-H20在25"(3的介稳相平衡关系，测定了该温度下四元体系中液相的溶解度及其主要物化性质。
根据实验数据，绘制了四元体系干盐图和水图，同时绘制了该体系的物化性质一组成图。
四元体系Na+，Ca2+／／C1一，S042-一H20 在25"(2时的介稳相图属于简单型，该体系在25℃下有2个共饱和点，6条溶解度曲线和4个结晶相区，其平衡相区分别为NaCl、Na2S04、CaS04·2H20和each·6820结晶区，介稳平衡溶液的密度和电导率呈现规律性变化，均随着S042。
的含量呈现一致的变化，并且和该体系该温度的水图的变化相吻合。
[关键词】硫酸钙；四元体系；溶解度；相平衡T h e p h a s e equilibrium diagrams in the quaternary system Na十，Ca2+／／CI",S042。
-H20Abstra ct：The metastable pha s e exluilibfium in the qu atern ary system Na十，Ca2+／／CI-，S042一-H20at 298K Was studied by using isothermal sol u ti o n exluilibfium method in the paper．Thesolubi liti esand p hy‘s i co c he mi c al properties(density and conductivity)of the metastable system were determined at the same temperature．The phase diagrams of the ter n ar y system and the dry-salt system were d r a w n accordi ng to the experimental data．T he physicochemical composition diagram Was plotted,respectively．T h e experimental results s h o w that the quaternary system Na十，Ca2+／／CI-，S042-_H20at 298K Was of simple eutectic type system．In the matestable ph a s e diagram of the te rn ar y system,there ex is te d t wo invariant points，six solubility c u r v e s and fou r crystallization zones corresponding to NaCl，Na2S04，CaS04·2H20and CaCl2·6H20．From the diagrams of physicochemical pro pe r ti es ve r su s compositions in the metastable system,the density and conductivity presented the reg ula r change with the S042’Janecke index，and the change Was identical witll the tren d o f dry-salt diagram in the system at 298K．Keyword：Calcium sulfate；Quaternary system；Solubili哆；Phase equilibrium1引言·67·在化工生产中，．人们广泛地遇到相变问题，特别是多数无机化工产品都是从水溶液中结晶或转换出来的。
二组分固液相图
5.4二组分系统的固〜液平衡5.4.1形成低共熔物的固相不互溶系统当所考虑平衡不涉及气相而仅涉及固相和液相时，则体系常称为"凝聚相体系" 或"固液体系"0固体和液体的可压缩性甚小，一般除在高压下以外，压力对平衡性质的影响可忽略不计，故可将压力视为恒量。
由相律：/="= C-^+2-n r=2-d> + 2-l = 3-£Z>因体系最少相数为①=1,故在恒压下二组分体系的最多自由度数 f * =2,仅需用两个独立变量就足以完整地描述体系的状态。
由于常用变量为温度和组成，故在二组分固液体系中最常遇到的是T〜x （温度〜摩尔分数）或T〜①（温度〜质量分数）图。
二组分固〜液体系涉及范围相当广泛，最常遇到的是合金体系、水盐体系、双盐体系和双有机物体系等。
在本节中仅考虑液相中可以完全互溶的特殊情况°这类体系在液相中可以互溶，而在固相中溶解度可以有差别。
故以其差异分为三类：（1）固相完全不互溶体系；（2）固相部分互溶体系和（3）固相完全互溶体系。
进一步分类可归纳如下：F『形成简单低共熔物休系固相完全不互溶体棗形成化合物体系彳相合熔点化合物怵系不相合熔点化合物俸系EM体疾「没有最1■嚴最高熔点型固相完全互熔体茶最瞬点型最高熔点型■1固相部分互熔体系,一低共熔点型、转熔点型研究固液体系最常用实验方法为“热分析”法及“溶解度”法。
本节先在“形成低共熔物的固相不互溶体系”中介绍这两种实验方法，然后再对各种类型相图作一简介。
（一）水盐体系相图与溶解度法1 •相图剖析 图5-27为根据硫酸铵在不同温度下于水中的溶解度实验数据 绘制的水盐体系相图，这类构成相图的方法称为 "溶解度法" 纵坐标为温度t 「C ），横坐标为硫酸铵质量分数（以 ①表 示）。
图中FE 线是冰与盐溶液平衡共存的曲线，它表示水 的凝固点随盐的加入而下降的规律，故又称为水的凝固点降 低曲线。
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）。
水盐体系相图及其应用5ppt课件
e4 KCl
a
D P2 P1
e1
A
KNO3
[Na +]
e2
b
C
NaCl
[ Cl -] B
NaNO3
图5-1 K+、Na+//Cl-、NO3-+H2O系统于100℃下的恒温立体相图
第一节 硝酸钾生产的相图分析
二、K+、Na+//Cl-、NO3-+H2O系统相图
1．恒温图
三盐共饱点
• P1 LA+B+C KNO3、NaNO3和NaCl 的共饱点
P1
P2
100 0C F
D
G
C
图5-6 K+N、aNNa+O//3Cl-、NO3-–H2O四元交互系统100℃和5℃KN干O盐3
三、转化法制取硝酸钾生产的基本方法
（一）、不循环法流程
2.蒸发：在100℃时蒸发此溶液，饱和后有NaCl的结晶析出，液相组成点沿
ab方向移动，达到b时，KCl也已饱和，但未析出。滤出NaCl得到母液b，
P1
A C
CB
图5-2 多相区划分图
C d
e3
e4 KCl
a
D P2 P1
e1
A
KNO3
[Na +]
e2
b
C
NaCl
[ Cl -] B
NaNO3
图5-1 K+、Na+//Cl-、NO3-+H2O系统于100℃下的恒温立体相图
第一节 硝酸钾生产的相图分析
二、K+、Na+//Cl-、NO3-+H2O系统相图 2．投影图
1．恒温图 N三体a相N积O区3、e2，pN1a见BCCl图结5L晶-B+2C及（+（其b）B共+，C饱）此液外的还 有四个三相区。
K2O-Nb2O5-H2O三元水盐体系相图
K2O-Nb2O5-H2O三元水盐体系相图
周宏明;张懿;郑诗礼
【期刊名称】《化工学报》
【年(卷),期】2005(056)003
【摘要】采用等温溶解度法研究了30 ℃和80 ℃时K2O-Nb2O5-H2O三元水盐体系的平衡溶解度,并绘成了相应的相图.为氢氧化钾亚熔盐法处理低品位难分解铌钽矿的清洁冶金新工艺中涉及的氢氧化钾-水合六铌酸钾结晶分离提供了依据.【总页数】5页(P387-391)
【作者】周宏明;张懿;郑诗礼
【作者单位】中国科学院过程工程研究所,北京,100080;中国科学院过程工程研究所,北京,100080;中国科学院过程工程研究所,北京,100080
【正文语种】中文
【中图分类】O642.4+2
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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
水盐体系相图作业及答案
《水盐体系相图》(第一章)作业及答案(总21页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--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 、NaCl 、 KCl 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 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 =⨯=⨯=⨯%58.3%1001.46:%42.1%10012873.18:%78.33%10012878.434:2=⨯=⨯=⨯KCl NaCl MgCl )(567.421.958.434:2mol 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。
TPD软件绘制水盐体系三元相图
TPD软件绘制水盐体系三元相图
夏树屏;陈世荣;王波;李明华;高世扬
【期刊名称】《盐湖研究》
【年(卷),期】2002(010)001
【摘要】介绍了三种三角相图绘图软件,着重说明用Delphi5开发设计绘图软件(TPD)解决了几个难点,达到具有多功能特点的水盐体系专用计算机绘图软件.实现了快速绘制三元平衡相图.并应用本程序绘制了不同类型相图.表明该程序方便、快速和可靠,所绘图形满意.
【总页数】7页(P1-7)
【作者】夏树屏;陈世荣;王波;李明华;高世扬
【作者单位】中国科学院青海盐湖研究所西安二部,陕西,西安,710043;陕西师范大学化学与材料科学学院/应用化学研究所,陕西,西安,710062;中国科学院青海盐湖研究所西安二部,陕西,西安,710043;中国科学院青海盐湖研究所西安二部,陕西,西安,710043;中国科学院青海盐湖研究所西安二部,陕西,西安,710043,陕西师范大学化学与材料科学学院/应用化学研究所,陕西,西安,710062
【正文语种】中文
【中图分类】TP393.4
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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 、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。
解：绘制的KCl 的溶解度曲线如下图：%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 =⨯=⨯=⨯=⨯（）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、MgCl2、MgSO4、K2SO4、CaSO4；（2）某天然盐湖卤水，主要盐分为Na2CO3、Na2SO4、NaCl；（3）某井盐苦卤，其主要成分为KCl、NaCl、MgCl2、CaCl2、H3BO3。
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-H2O体系（相平衡数据见表2-1）。
表2-1 KCl-H2O体系相平衡数据（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：①未饱和溶液区域中:P=1，F=C-P+1=2-1+1=2；图2-1（1） KCl-H 2O体系相图图2-1（2） 体系相图重量％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：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，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图2-2 -体系相图重量％水后，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%，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%，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 B W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=WMMP,又∵66.8=WM ,解之：99.12=MP ,据此可在相图中标出P 点。
∴)(67.34025.9028.840kg LBLP W B =⨯=⨯=溶液图3-5-（1） 体系25℃相图图3-4-（1） KCl —K 2SO 4—H 2O 体系25℃相图%40.73%100567.3=⨯=B η（3）如图3-4-（3）∵%85=B η,∴%85%1005=⨯BW ,解之：B W =（kg ） 首先确定系统M 被蒸发到K 2SO 4析出率为85%时，所得到的饱和母液L 点的确定方法。