2-22 已知101.325kPa,固体A和B的熔点分别为500℃和800℃,它们可生成固体化合物AB(s)。AB(s)加热至400℃时分解为AB2(s)和xB=0.40的液态混合物。AB2(s)在600℃分解为B(s)和xB=0.55的液态混合物。该系统有一最低共熔点,温度为300℃,对应的组成xB=0.10。
(1)根据以上数据,画出该系统的熔点-组成图,并标出图中各相区的相态与成分;
(2)将xA=0.20的液态A,B混合物120mol,冷却接近到600℃,问最多可获得纯B多少摩尔?
答:(1)生成固体化合物AB中xB=0.5, AB2(s)中 xB=0.67;
①:液相区(单相)
②:A(s)+ A 的饱和溶液(两相) ③:A(s)+ AB(s) (两相)
④: AB (s)+ AB 的饱和溶液(两相) ⑤: AB2s)+AB2的饱和溶液(两相) ⑥: AB(s)+ AB2(s)(两相) ⑦: B(s)+ B的饱和溶液(两相) ⑧: B(s) + AB2(s)(两相) ⑨:l
(2) xA=0.20的液态A,B混合物120mol,即xA=0.80;根据杠杆规则:冷却接近600℃三相线aoo’时得到纯B最多;
n(B(s))120?n(B(s))?aOOO'?0.8?0.551?0.8,n(B(s))=66.7mol
2-23 指出下列各凝聚系统T-x相图(粗描)中各相区的相态及自由度数。如图所示:(a)ErCl3(A)—KCl(B),C、D分别代表KEr3Cl10和K3ErCl6; (b)DyCl3(A)—NaCl(B),C、D分别代表NaDy3Cl10和Na3DyCl6 ; (c) H2O(A)—MgSO4(B),C、D、E分别代表MgSO4·12H2O,MgSO4·7H2O,MgSO4·6H2O。
[ (2) 66.7 mol]
② ① ⑧ ⑨ ⑥ ④ ⑦ ③ ⑤
图(a)
①:液相区(单相) f*=2-1+1=2
②:A(s)+ A 的饱和溶液(两相)f*=2-2+1=1 ③:A(s)+ c(s) (两相)f*=2-2+1=1
④: c (s)+ c 的饱和溶液(两相)f*=2-2+1=1 ⑤: C(s)+D(s)(两相)f*=2-2+1=1
⑥: D(s)+ D的饱和溶液(两相), f*=2-2+1=1 ⑦: D(s)+B(s)(两相)f*=2-2+1=1
⑧: B(s) + B的饱和溶液(两相), f*=2-2+1=1 ⑨: D(s)+ D的饱和溶液(两相), f*=2-2+1=1
图(b)
① ⑧ ② ⑦ ⑤ ⑥ ③ ④
①:液相区(单相) f*=2-1+1=2
②:A(s)+ A 的饱和溶液(两相)f*=2-2+1=1 ③:A(s)+ c(s) (两相)f*=2-2+1=1
④: c (s)+ D(s)(两相)f*=2-2+1=1
⑤: D(s)+ D的饱和溶液(两相), f*=2-2+1=1 ⑥: D(s)+B(s)(两相)f*=2-2+1=1
⑦: C(s)+ C的饱和溶液(两相), f*=2-2+1=1 ⑧: B(s) + B的饱和溶液(两相), f*=2-2+1=1
图(c)
⑦ W ⑥ G ⑤ ⑨ ⑩ ③ ⑧ w’ ① G’ ② ④
①:液相区(单相) f*=2-1+1=2
②:A(s)+ A 的饱和溶液(两相)f*=2-2+1=1
③:A(s)+ c(s) (两相)f*=2-2+1=1
④: c (s)+ C的饱和溶液(两相), f*=2-2+1=1(两相) ⑤: D(s)+ D的饱和溶液(两相), f*=2-2+1=1 ⑥: E(s)+E的饱和溶液(两相), f*=2-2+1=1 ⑦: B(s) + B的饱和溶液(两相), f*=2-2+1=1 ⑧:E(s)+ B(s) (两相), f*=2-2+1=1
⑨: D(s)+E(s) (两相), f*=2-2+1=1 ⑩D(s)+C(s) (两相), f*=2-2+1=1
2-24 .ErCl3-KCl系统相图如图 (a)所示。画出x(KCl)等于 20%、30%和70%的熔融液自然冷却过程中的冷却曲线,并叙述冷却过程中的相变化和自由度数的变化;