1、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 Na2SO4、30 克 K2SO4和 150H2O 克组成的物料；（2） 某溶液，含 MgCl2 434.8、NaCl 18.3、 KCl 46.1g/L，比重为 1.287。其中：Na 2SO4摩尔质量为 142.0，K 2SO4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 Na2SO4、30 克 K2SO4和 150 克 H2O 组成的物料。解：
2、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 MgCl2 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 H2O 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：%0.7513025: .0:24 SNa)(324.8015:724molOHSKNa%38.961037.824:242OHSKNa)10
3、/(.105:2224 2OgHOHSKNa)10/(.3105:64242 gSSOKNa%21.601287.:534418: 780222OHKClNaMglb.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 CaCl2存在的 KCl 的溶解度曲线。50溶液中 CaCl2含量不同时 KCl 的溶解度溶液中含 CaCl2(wt,%) 0 12.7 23.8 30.9 39.0 45.7 48.9 50.8KCl 溶解度(
4、wt,%) 29.8 18.1 9.8 6.1 4.8 5.7 6.6 8.6)(718.4302:65)(7.421983:22molOHKClNamolMg%83.1026.49783:264.%8.90956:22OHKClNaMg)10/(.108.7:8546)/(922 2OgHOHKClNa OgHMg)10/(8.5710.4987:2366.49322 gSOHKClNaSMg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 2SO4、CaSO 4；（2） 某天然盐湖卤水，主要
5、盐分为 Na2CO3、Na 2SO4、NaCl；（3） 某井盐苦卤，其主要成分为 KCl、NaCl、MgCl 2、CaCl 2、H 3BO3。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-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0 0 冰 60 31.4 KCl-2.3 5.0 冰 80 33.8 KCl-5.0
6、10.5 冰 100 35.9 KCl-7.6 15.0 冰 150 40.5 KCl-10.0 18.8 冰 200 44.9 KCl含 量 （ ）溶解度（） 图 1- Cl的 溶 解 度 曲 线-10.8 19.9 冰+KCl 300 54.0 KCl-5.0 20.95 KCl 400 63.4 KCl0 21.95 KCl 500 73.1 KCl10 23.8 KCl 600 83.0 KCl20 25.6 KCl 700 93.0 KCl40 28.7 KCl 770 100.0 KCl（2）NaNO 3-H2O 体系（相平衡数据见表 2-2）。表 2-2 NaNO3-H2O 体系
7、相平衡数据温度液相 NaNO3重量%固 相温度液相 NaNO3重量%固 相0 0 冰 40 51.2 NaNO3-5 13.5 冰 60 55.5 NaNO3-10 25.0 冰 80 59.8 NaNO3-15 34.0 冰 100 63.8 NaNO3-17.7 38.0 冰+ NaNO 3 150 73.7 NaNO3-10 39.7 NaNO3 200 83.2 NaNO30 42.1 NaNO3 250 92.0 NaNO320 44.4 NaNO3 309 100.0 NaNO3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：未饱和溶
8、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）NaNO 3-H2O 体系相图中：图 -（ ） KClH体 系 相 图未 饱 和 溶 液冰 重 量 冰图 2-1（ ） 体 系 相 图冰重 量 未 饱 和 溶 液冰未饱和溶液区域中:P=1，F=C-P+1=2-1+1=2；冰的
9、结晶（冰+L）区域中:P=2，F=C-P+1=2-2+1=1；NaNO 3的结晶（NaNO 3+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
10、发后，首先应确定蒸发后的新系统点 M1。M=H+M 1, 因此由杠杆规则有：即： 解之：H095091,据此可确定出新系统点 M1，又M 1451处在 KCl 的结晶区，L 1+S1= M1，故蒸发后： )(60.260.411 kgSLMW4.7111 （2）母液 L1冷却后，得到的系统点为M2，M 2亦处在 KCl 的结晶区，L 2+S2= M2，故冷却后： )(0.14.73.504.722 kgSLW8.62222M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+M 1, 因此由杠杆规则有： 即：
11、解之： ,据此可确定出新系统点H109509145图 2- 体 系 相 图未 饱 和 溶 液冰 冰 重 量 M1。又M 1处在 KCl 的结晶区，L 1+S1= M1，而原始物料中总水量为 950kg,蒸发掉900kg 水后，M 1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, 1KClW506.431KClW, ，）（ kgWKCl40.271)(40.7.2501 kg 6111LMS（2）母液 L1冷却后，得到的系统点为 M2，则 ，M 2亦处在)(40.712kg
12、LKCl 的结晶区，L 2+S2= M2，由题意，M 2当中的水量为 50kg，亦即 L2当中的水量为50kg, 由图 2-2 中可读得 L2的 KCl 含量为 24.68%，设 L2当中的 KCl 量为 kg,则：2KClW，解之, , ,5032.76842KClW）（ kgKCl38.162)(38.6.1502 kgWL 。)40.7222LMS第三章 三元水盐体系3-1 标绘 NaCl-Na2SO4-H2O 体系 50等温图，注明各区域的意义；试分析含 NaCl 10%，Na 2SO415%，H 2O75%的系统 50等温蒸发过程。NaCl-Na2SO4-H2O 体系 50数据液 相
13、（ wt，%）NaCl Na2SO4 固 相26.80 0.00 NaCl25.00 3.70 NaCl24.20 5.30 NaCl+Na2SO420.00 7.65 Na2SO415.00 12.10 Na2SO410.00 18.10 Na2SO45.00 24.70 Na2SO40.00 31.80 Na2SO4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未 饱 和 溶 液图 3-1 体 系 50 相 图未 饱 和 溶 液图 3- 体 系 50 相 图图 3-2 NaClNa2SO4H2O 体系 50相图表 3-1 50系统点 M 等温蒸发
14、过程一 二 三过程情况 未饱和溶液浓缩 Na2SO4结晶析出 Na2SO4及 NaCl 共析至蒸干液相点 ML LE E 系统点 ML LC CD固相点 尚无 B BD3-2 根据图 3-3 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 2SO45%，H 2O90%的体系在 25等温蒸发，如果系统重 100 公斤，试计算：（1）K 2SO4析出量最大时的蒸发水量，K 2SO4析出量及析出率；（2）蒸发水量为 60 公斤时 K
15、2SO4析出量及析出率；（3）K 2SO4析出率为 85%时的蒸发水量。选做KCl-K2SO4-H2O 体系 25数据液 相（wt,%）KCl K2SO4固 相26.4 0 KCl25.6 1.1 KCl+ K2SO420 2.1 K2SO415 3.3 K2SO410 4.9 K2SO45 7.1 K2SO40 10.7 K2SO4解：（1）如图 3-4-（1）A BB1WM 604020图 3-3a. )(69.751062.359102 kgWRMOHb.首先求取蒸发后得到的浆料 R)(1.49.710kgR)(78.43.2.8503.2kgEB%691574（2）如图 3-4-（2）
16、设蒸发后得到的浆料点为 P,由题意： ,又 ,解之： ,据此可在相406WMP6.89.12MP图中标出 P 点。 )(67.34025.98kgLB未 饱 和 溶 液图 3-5（ 1） 体 系 25 相 图图 3-4-（1） KClK 2SO4H2O 体系 25相图%40.73156.3B（3）如图 3-4-（3） , ,解之： =4.25（kg）%85B%8510BWBW首先确定系统 M 被蒸发到 K2SO4析出率为 85%时，所得到的饱和母液 L 点的确定方法。因为由题意知：L 母液中 KCl 量仍为 5kg(KCl 一直未析出), K2SO4之量为 0.75(5.00-4.25)kg,
17、所以母液 L 点在直线注：a、b 之取值分别在 WA、 WB 边上取值与饱和曲线a75.0bE 之交点上，即直线 WL 与曲线 bE 之交点为 L 点。其次，知道了 L 点，连接 BL，则直线 WM 之延长线与直线 BL两线之交点，即为系统被蒸发后 K2SO4析出率为 85%时所得到的浆未 饱 和 溶 液图 -(2) 体 系 25 相 图图 3-4-（2） KClK 2SO4H2O 体系 25相图料点 Q。 )(31.67049.281702 kgWMOH4-1 计算下列复盐的耶涅克指数 J 值。（1）钾茫硝 Na2SO43 K2SO4（2）光卤石 KClMgCl26H2O解：(1) 31:4
18、242SOKNa：n)(431moln干 盐 51042SOaJ 75042SJ(2) 6:.:222MgCl： OHlK )(5.1.0ol干 盐 3.5.12ClJ 615.2MgClJ未 饱 和 溶 液图 3-5()体 系 25 相 图 图 3-4-（3） KClK 2SO4H2O 体系 25相图4015.62OHJ4-2 标绘下列体系的干基图，注明各区域的意义，判断水合物、复盐及零变点的类型。（1）Na +，K +，Mg +| SO4=-H2O 体系，25；Na+，K +，Mg +| SO4=-H2O 体系 25数据液相克/100 克盐符号Na2SO4 K2SO4 H2O固相1 76.
19、86 23.14 248.00 S10+Gla2 63.25 16.65 201.00 S10+GlaE 52.30 12.00 168.00 S10+Gla+Ast3 53.80 0.00 191.00 S10+AstP 43.70 12.80 167.00 Gla+Ast+Pic4 37.53 15.27 189.00 Gla+Pic5 23.25 28.51 246.00 Gla+PicR 17.00 37.00 288.00 Gla+Pic+K2SO46 24.15 53.25 367.00 Gla+K2SO47 33.50 66.50 501.00 Gla+K2SO48 32.70
20、12.40 174.00 Ast+PicQ 30.56 11.53 172.50 Ast+Pic+Eps9 37.60 0.00 189.00 Ast+Eps10 0.00 46.50 327.00 Pic+K2SO411 0.00 13.34 229.00 Pic+Eps注：S 10Na2SO410H2O；GlaNa 2SO43K2SO4；AstNa 2SO4Mg2SO44H2O； PicK2SO4Mg2SO46H2O；EpsMg 2SO47H2O。（2）Na +，K +|Cl-，SO 4=-H2O 体系，25；Na+，K +|Cl-，SO 4=-H2O 体系数据 25液相 J符号Na+2
21、SO4= H2O 固相1 100.00 19.90 1590.00 NaCl+Na2SO4R 85.20 20.90 1460.00 NaCl+Na2SO4+Gla2 80.00 13.60 1460.00 NaCl+Gla3 75.00 9.40 1465.00 NaCl+GlaH 70.50 6.50 1465.00 NaCl+Gla+KCl4 70.00 0.00 1525.00 NaCl+KCl5 86.20 30.00 1540.00 Na2SO4+Gla6 87.50 50.00 1650.00 Na2SO4+GlaQ 87.80 57.00 1660.00 Na2SO4+S10+
22、Gla7 100.00 46.50 1730.00 Na2SO4+S108 87.30 60.00 1690.00 S10+Gla9 84.40 80.00 1880.00 S10 +Gla10 81.30 100.00 2070.00 S10+Gla11 60.00 6.20 1600.00 Gla+KCl12 40.00 5.50 1855.00 Gla+KClP 32.50 5.40 1940.00 Gla+KCl+K2SO413 34.00 20.00 2930.00 Gla+K2SO414 35.70 40.00 3740.00 Gla+K2SO415 37.60 60.00 416
23、0.00 Gla+K2SO416 38.80 80.00 4370.00 Gla+K2SO417 39.10 100.00 4445.00 Gla+K2SO418 20.00 4.60 2085.00 KCl+K2SO419 0.00 3.50 2285.00 KCl+K2SO4解：4-2（1）1.标绘的干基图如图 4-1 所示。2.各区域的意义如图 4-1 所示。3.各相关问题判断：（1）经判断 Eps 及 S10为型水合物；（2）对复盐 Gla、Ast 及 Pic 的判断：首先应在图 4-1 中标绘出此三种复盐点的位置，复盐 Gla、Ast 及 Pic在图 4-1 中标绘出的位置分别为 D
24、、F 及 H 三点。经判断复盐 Gla、Ast 及 Pic 均为异成分复盐。图 4-1 Na+，K +，Mg +| SO4=-H2O 体系 25相图（ ）（3）对零变点 E、P、Q 及 R 的判断：经判断零变点 E、P、Q 均为相称零变点，零变点 R 为第一种不相称零变点。解：4-2（2）1.标绘的干基图如图 4-2 所示。2.各区域的意义如图 4-2 所示。3.各相关问题判断：（1）经判断 S10为型水合物；（2）对复盐 Gla 判断：首先应在图 4-2 中标绘出此种复盐点的位置，复盐 Gla 在图 4-2 标绘出的位置为 G 点。经判断复盐 Gla 为异成分复盐。图 4-2 Na+，K +
25、|Cl-，SO 4=-H2O 体系 25相图（3）对零变点 R、H、P 及 Q 的判断：经判断零变点 R 及 H 均为相称零变点；零变点 P 及 Q 均为非相称零变点，其中 P 为第一种非相称零变点，Q 为第二种非相称零变点。4-3 判断图 4-3 中系统 R 及 N 两点等温蒸发的析盐顺序，已知 R 及 N 两点均为未饱和溶液，且 P 及 Q 两点均为三盐共饱点。解：经过图 4-3（1）及图 4-3（2）的相图分析，系统 R 及 N 两点等温蒸发的析盐顺序如表 4-1 及表 4-2。图 4-3 ABH2O 体系相图图 4-3（1） ABH 2O体系相图图 4-3（2） ABH 2O体系相图表
26、 4-1 系统 R 点等温蒸发的析盐顺序阶段 一 二 三 四 析盐顺序过程情况未饱和溶液浓缩A 析出（A+X）共析（A+X+Y）共析，直至蒸干系统点 R R R R液相点 R RK KP P(干点)固相点 尚无 A AC CPAXY表 4-2 系统 N 点等温蒸发的析盐顺序阶段 一 二 三 四 析盐顺序过程情况未饱和溶液浓缩X 析出（X+B）共析（X+B+Y）共析，直至蒸干系统点 N N N N液相点 N NL LQ Q(干点)固相点 尚无 X XD DNXBY第六章 五元水盐体系6-1 计算下列物料在 Na+、K +、Mg +/Cl-、SO 4=H2O 五元体系中耶乃克指数 J值。其中：Mg
27、SO 4摩尔质量为 120.4、MgCl 2摩尔质量为 95.21、Na 2Cl2 摩尔质量为116.9、K 2Cl2 摩尔质量为 149.1、K 2SO4摩尔质量为 174.3、H 2O 摩尔质量为 18.02。注:在做作业时，所用到的物质的摩尔质量，严格按照题目所给的摩尔质量进行计算。作业的计算结果均取三位小数。（1）某苦卤，其组成（g/L）如表 6-1。表 6-1 某苦卤组成（g/L）MgSO4 MgCl2 Na2Cl2 K2Cl2 H2O86.17 161.43 120.50 21.20 872.40解：从 1L 苦卤出发，算出各盐及水的摩尔数：MgSO4 716.04.8MgCl2
28、92.53Na2Cl2 .16K2Cl2 40.9H2O 13.827进而求出各个离子的摩尔数：K22+ 0.142Mg2+ 0.716+1.696=2.412SO42- 0.716Na22+ 1.031Cl22- 1.696+1.031+0.142=2.869计算出 K22+ Mg2+ SO42- 三种离子摩尔数之和（简写为 三离子） ，作为基准： 三离子=0.142+2.412+0.716=3.270按照 J值含义，计算出 J值：K22+ 3.107.3Mg2+ 7624SO42- 89.0.6Na22+ 5231731Cl22- 7.820.69H2O 52014734（2）某人造光卤石
29、，其组成（wt ,%）如表 6-2。表 6-2 某人造光卤石组成（wt ,%）MgSO4 MgCl2 Na2Cl2 K2Cl2 H2O2.5 30.5 8.0 21.0 38.0解：从 100g 人造光卤石出发，算出各盐及水的摩尔数：MgSO4 01.5.MgCl2 320.1.95Na2Cl2 68K2Cl2 4.H2O 1092.83进而求出各个离子的摩尔数：K22+ 0.141Mg2+ 0.021+0.320=0.341SO42- 0.021Na22+ 0.068Cl22- 0.320+0.068+0.141=0.529计算出 K22+ Mg2+ SO42- 三种离子摩尔数之和（简写为
30、三离子） ，作为基准： 三离子=0.141+0.341+0.021=0.503按照 J值含义，计算出 J值：K22+ 032.81503.Mg2+ 7964SO42- 52Na22+ 13058Cl22- 68.5.29H2O 241053（3）固相 Lan（K 2 SO42Mg SO4）解：Lan（K 2 SO42Mg SO4）中总干盐的摩尔数为：1+2=3mol,其中 K2+=1 mol 、Mg +=2 mol、 SO4=3 mol 计算出 K2+、 Mg+及 SO4=三种离子摩尔数之和（简写为三离子） ，作为基准：三离子=1+2+3= 6（mol）按照 J值含义，计算出 J值： K2+
31、7.10Mg+ 36SO4= .5其 J值为：K 2+ 16.667、 Mg+ 33.333、SO 4= 50.000。6-2 标绘 Na+、K +、Mg +/Cl-、SO 4=H2O 体系 100简化干基图，相平衡数据见表 6-3，注明各区域的意义，并回答所绘制的图当中有多少个四盐共饱点？有多少条三盐共饱线？有多少个面与 Na2Cl2 共饱和？所绘制的相图要求摆放位置如下：表 6-3 Na+、K +、Mg +/Cl-、SO 4=H2O 体系 100数据液相摩/ K 2+Mg+ SO4=100 摩Mg+ SO4= Na2+ H2O固相0 9.7 88.55 2050 Na2Cl2+Gla+K2
32、Cl28 12 77.2 1865 Na2Cl2+Gla+K2Cl217.2 14.5 65.0 1655 Na2Cl2+Gla+K2Cl2+Lan36.5 8.5 44.6 1500 Na2Cl2+K2Cl2+Lan53.7 6.3 27.0 1340 Na2Cl2+K2Cl2+Lan70.6 4.4 11.8 1145 Na2Cl2+K2Cl2+Lan85.8 2.7 5.0 925 Na2Cl2+K2Cl2+Lan+Kie86.1 2.6 5.0 915 Na2Cl2+K2Cl2+Car+Kie88.05 0 4.8 959 Na2Cl2+K2Cl2+Car0 32.45 157.5 2
33、905 Na2Cl2+Na2SO4+Gla17.5 26.5 100 1700 Na2Cl2+Na2SO4+Gla+Van50 50 334.5 5810 Na2Cl2+Na2SO4+Van36 23 41.5 1355 Na2Cl2 +Gla+Van+Lan38.7 22.1 39.5 1345 Na2Cl2+Van +Lan+Loe72.2 27.8 119 2790 Na2Cl2+Van +Loe62 21.2 27.0 1290 Na2Cl2+Loe+Lan+Kie81.65 18.35 44.9 1665 Na2Cl2+Loe+Kie98.5 0.7 0.6 735 Na2Cl2+Car+Bis+Kie99.25 0 0.9 716 Na2Cl2+Car+Bis99.4 0.6 0.3 718 Na2Cl2+Bis+Kie解：标绘的 Na+、K +、Mg +/Cl-、SO 4=H2O 体系 100简化干基图如图 6-1；各区域的意义见图 6-1。S2 Mg+所绘制的图当中有 8 个四盐共饱点，有 16 条三盐共饱线，有 9 个面与 Na2Cl2 共饱和。SO42-K2+ Mg2+Na2SO4GlaK2CVnLaLoeKiCarBs图 6-1 Na+、K +、Mg +/Cl-、SO 4=H2O 体系 100相图（对 Na2Cl2饱和）
