相律相图答案 下载本文

解:(1)约为8.8g;(2)约1.6g正丁醇和18.4g水共20g,以及约86.1g正丁醇和18.9g水共105g的共轭液层; (3)约456g;(4)类似(3)可计算;(5)393K。

9.NaCl-H2O所成的二组分系统,在252K时有一个低共熔点,此时冰、NaCl?2H2O(s)与浓度为22.3%(质量百分数,下同)的NaCl水溶液共存。在264K时不稳定化合物NaCl?2H2O分解,生成无水NaCl和27%的NaCl水溶液。已知无水NaCl在水中的溶解度受温度的影响不大(当温度升高时,溶解度略有增加)。

(1)绘制相图,并指出各相区的状态。

(2)若有1.00kg28%的NaCl溶液由433K冷却到263K,问在此过程中最多能析出多少纯NaCl?

解:(1)

T/K 440 420 400 380 360 340 320 300 280

260 冰+L (Ⅱ) 252

M

(22%NaCl,433K)

L

L+NaCl(s)

(Ⅰ)

(Ⅴ)

L+ NaCl·2H2O (Ⅳ)

NaCl·2H2O+冰 (Ⅲ) 20

30

40

50

60

264K NaCl·2H2O+NaCl

(Ⅵ) 70

80

90

NaCl

240

H2O 10

NaCl (%Wt)

(2)按杠杆规则有Wb〃ba= Wc〃ac 而ba=28-27=1

ac=100-28=72 又 Wb+ Wc=1

∴ 解得:Wc=0.0137Kg 即可得纯NaCl约13.7g

10.由Sb-Cd系统的一系列不同组成的熔点步冷曲线得到下列数据:

W(Cd)(质量分数) 0 0.20 0.375 0.475 0.50 0.583 0.70 0.90 1.00

t(开始凝固的温度)/℃ — 550 460 — 419 — 400 — — t(全部凝固的温度)/℃ 630 410 410 410 410 439 295 295 321

(1)试根据上述数据画出Sb-Cd系统的相图,并标出各区域存在的相和自由度。

(2)将1kg含Cd0.80(质量分数)的熔液由高温冷却,刚到295℃时,系统中有哪两个相存在,其两相的质量各有若干?

解:(1) 由数据表可知: ①纯组分锑、镉的熔点分别为630℃和321℃; ② 含Cd 58.3%物系在冷却过程中出现一停顿温度,且为最高,又无转折温度,说明 生成了稳定化合物SbmCdn; ③ 含Cd 58.3%的稳定化合物左边有一共同停顿温度(410℃),此即为Sb与SbmCdn 的低共熔温度,其最低共熔点组成为含Cd 47.5%。 ④ 含Cd 58.3%稳定化合物右边有一共同停顿温度(295℃),此即为SbmCdn和Cd之 低共熔点,其低共熔点组成为Cd 93%。

由以上分析可知,Sb-Cd相图为两个简单低共熔点相图合并而成,如图所示。

650600550500T(℃)4504003503002500.00.20.40.60.81.0xCd

(2)由杠杆原理可计算。

11. 金属A和B的熔点分别是623K 和553K,热分析指出,在473K时有三相共存,其中一相是含30%B的熔化物,其余两相分别是含20%B和25%B的固溶体。冷却到423K时又呈现三相共存,分别是含55%B的熔化物、含35%B和80%B的两个固溶体。根据以上数据绘制出该合金系统的相图,并指出各相区的相。

12. Ni-Cu系统从高温逐渐冷却时得到如下数据。

Ni的质量百分数 0 10 40 70 100 开始结晶的温度/K 1356 1413 1543 1648 1725

结晶终了的温度/K 1356 1373 1458 1583 1725

(1)试绘制出相图,并指出各部分存在的相。

(2)今有含50%Ni的合金,使之从1673K冷却到1473K。问在什么温度开始有固体析出?此时析出的固相组成为何?最后一滴熔化物凝结时的温度是多少?此时液态熔化物的组成为何?

(3)把浓度为30%Ni的合金0.25kg冷却到1473K时,Ni在熔化物和固溶体中的数量各为若干?

解:(1)由给出数据,origin作图得Ni-Cu体系相图,如图所示。

1750170016501600T(K)155015001450140013500.00.20.40.60.81.0xNi

(2),(3)由图,根据杠杆原理可计算。

13. Mg(熔点924K)和Zn(熔点692K)的相图具有两个低共熔点,一个为641K(3.2%Mg,质量百分数,下同),另一个为620K(49%Mg),在熔点曲线上有一个最高点863K(15.7%Mg)。

(1)绘制出系统的T-x相图,并指明各区的相。

(2)分别指出含80%Mg和30%Mg的两个混合物系统从973K冷却到573K的步冷过程中的相变,并根据相律予以说明。 (3)

绘制含49%Mg的熔化物的步冷曲线。

解:(1)各区域相

绘出Mg和Zn的T-x图(见下图)。图中态:

1—SZn+l 2—l 3—Sc+l 4—Sc+l 5—SMg+l 6—SZn+Sc 7—Sc+SMg

(2)

(3)

14. 指出图5-30中各二组分凝聚系统各区的相状态。

1 4题图

解:(a)

1—液相l 2—固溶体α 3—α+ l 4—SC+l 5—SC+l 6—SPb+ l 7—α+ SC 8—SC+ SPb (b)

1—液相l 2—α+ l 3—固溶体α 4—β+ l 5—固溶体β 6—β+α (c)

1—液相l 2—SB+l 3—l1+l2 4—SC+l 5—SC+ SB 6—SC+l 7—α+ l 8—固溶体α 9—α+ SC

15. A和B能形成两种化合物A2B和AB2,A的熔点比B低,A2B的相合熔点介于A、B熔点之间,AB2的不相合熔点介于A和A2B的熔点之间。

(1)画出T-x相图。 (2)注明各相区状态。

解:(1)∵A的熔点比B低∴TA*

A2B为稳定化合物,在A2B熔点的两边为凝固点下降曲线。AB2为不稳定化合物,在熔点处分解为一液相和另一固相,题中没有给出液相组成,故该相图有两种可能,即不稳定化合物分解时液相组成为:a,在AB2和B之间;b,在A2B和AB2之间,故该相图示意图为:

16. Mg的熔点为923 K,MgNi2熔点为1418 K,Ni的熔点为1725 K,Mg2Ni无熔点,但在l043 K分解成MgNi2及含Ni 50%的液体,在783 K(含Ni25%)及1353 K(含Ni 89%)有两个低共熔点,各固相互不相溶。试作出Mg-Ni系相图(各组成均为质量分数)。

解:MgNi2的质量百分浓度为:Ni=82.85%

Mg2Ni的质量百分浓度为:Ni=54.70% 依以上数据作出Mg—Ni系相图如下:

T/K 1700 1600 1500 1400 1300 1200 1100 1000 900

800 T=783K T=1353K E2(89%) P

T=1043K

E1(35%) Mg2Ni MgNi2

10 20 30 40 50 60 70 80 90 Ni

Ni%→