物理化学相图试卷

128 真 题

(1)将图中I,II,III 及B点所代表的相区的相数、相态及成分、条件自由度数?'列表;

(2)Mg-Ge 形成的化合物为_______化合物(填“相合熔点”或“不相合熔点”),其熔点为_______;

(3)共晶温度分别为_____和__________;相应的共晶变化为___________和__________; (4)从含Ge为x (Ge)=0.80 的液态合金中最多能分离出______kg纯Ge(s)。(设系统总质量为100 kg。)

解:(1)

相区 I II III B点 相数 2 2 2 2 相态及成分 l(A+B),s (C) l (A+B) + s (C) l (A+B), s (B) s (B)+ l (B) f ' 2 1 1 0 (6分) (2)相合熔点,1115 ?C (9分) (3)680 ?C , 635 ?C , lD s(B)+ s(C), lE s(A)+ s(C) (13分) 0.8?0.61?100kg1.00?0.61 (4)m(Ge,s ) = =49 kg (15分)

11、(本题12分)盐MA及其水合物MA?3H2O的相图如右图所示:

(1)标各相区的相态及成分;

128 真 题

(2)若把组成为P的溶液,一直冷到完全固化,叙述其相变化; (3)叙述组成为P的溶液,在50 ?C时蒸发至干的相变化过程。 9

解: (1) 相区 相态及成分 相区 相态及成分 ① ② ③ ④ l(A+B) s (H2O)+l l+s (MA?H2O) s (H2O)+ s (MA?3H2O) ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ s (MA?3H2O)+l l(A+B) l+s (MA) s (MA?3H2O)+ s (MA) (4分)

(2)若把组成 为P的溶液一直冷却到完全固化,其相变过程为:当由P冷至A时析出s(MA?3H2O),由A至B区为s(MA?3H2O)与溶液 两相平衡,到B为冰+ s(MA?3H2O)+溶液 三相平衡,至C为冰和s(MA?3H2O)两相平衡。 (8分)

(3)组成为P的溶液,在50 ?C时等温蒸发,当由P至Q时,出现s(MA?3H2O),由QR时为s(MA?3H2O)和溶液两相平衡,由R至V时,溶液浓度不断增加,V与U之间为溶液和s(B)两相平衡,至V则完全成纯s(B)。 (12分) 12、(本题12分)A-B系统的固-液平衡相图如下: 8 (1)列表指出各区的相态及成分;

(2)画出aa',bb',cc' 的冷却曲线的示意图;

(3)欲从a 系统中得最大量的纯结晶A,应该采取什么操作条件?

128 真 题

解:(1) (6分) 相区 相态及成分 (1) (2) (3) (4) (5) (6) l(A+B) s (A)+l s (A)+s (AB) s (A)+l s (AB)+l s (AB)+ s (B) (2) 步冷曲线如图。(8分)

(3)欲从a 系统中得到最大量纯结晶A,应该使温度降低至接近三相线MED。 (12分) 13、(本题12分)A,B二组分凝聚系统的相图如右图所示。 (1)指出1~4 区的相态和成分及条件自由度数;

(2)作溶液P的冷却曲线,标明曲线转折点处的相态及成分的变化; (3)说出E,F,G 三点的意义;

(4)指出有哪几条三相平衡线。 9

128 真 题

解:(1) 相区 相态及成分 ? ' 1 l(A+B) 2 2 l +s(B) 1 3 l +s (AB2) 1 4 s (AB2)+s (B) 1 (2)

Pa?? l(A+B)一相

a ?? s ( B ) 析出

ab ?? l + s (A+B)二相

b ?? s ( AB2 ) 析出

bc ?? l + s (B)+ s (AB2

)三相

4分) (128 真 题

c ?? 消失

c 以下?? s ( AB2 ) + s ( B ) 二相 (8分)

(3)E 点?? 化合物A2B的熔点

F 点?? 化合物A2B与AB2的低共熔点

G点?? 化合物AB2 分解所得液相组成 (10分) (4)图中三相平衡线有GMC,HMD,HJK三条。 (12分)

14、(本题12分)

已知铝-钙二组分系统的熔 点-组成图。列表指出各相区中具有的相态及成分。若将wB=0.25 的溶液由高温冷却,试述在温度降低到600 ?C 以下时,降温过程中系统的相态

及成分的变化情况。 8 解:各相区中的相态及成分列表如下:

相区 相态及成分 相区 相态及成分 相区 相态及成分 1 2 3 4 l(A+B) s (Al)+l s (Al2Ca)+l s (Al3Ca)+l 5 6 7 s (Al3Ca)+ s (Al2Ca) s (Al)+ s (Al3Ca) s (Al2Ca)+l 8 9 l + s (Ca) s (Al2Ca)+ s (Ca) (6分) wB=0.25 的溶液降温过程的描述:

溶液降温至t1,开始有化合物s(Al2Ca)析出,此时系统为两相平衡?即l(A+B).+.s(Al2Ca)两相?,系统的条件自由度数为?'=1,温度可继续降低,s(Al2Ca)的质量在不断增加;降温至t2 有化合物s(Al3Ca)析出,系统转为l(A+B),s(Al2Ca),s(Al3Ca)三相平衡,?'=0 ,直至s(Al3Ca)全部消失,?' =1,温度开始下降离开t2,系统转折为l(A+B),s(Al3Ca)两相平衡?' =1,温度可继续下降至600 ?C 时有s(Al)析出,系统转为三相平衡?'=0,温度保持不

变,待l(A+B)消失后, ?' =1则温度继续下降,系统转为s(Al),s(Al3Ca)两 相平衡?' =1。

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