在单级萃取装置中,有150kg含溶质A35%(质量分率,下同)的A、B溶液,加入100kg的萃取剂S,求平衡后所得的萃取相的组成和质量。操作温度下A-B-S的溶解度曲线和辅助曲线如图所示。

本题主要考察单级萃取的基本原理与计算，核心是利用溶解度曲线、辅助曲线及杠杆规则求解萃取相的组成和质量，具体步骤如下：

步骤1：确定原料点F及混合点M

• 原料液F含溶质A 35%（质量分率），在A-B-S三元相图中找出F点。
• 萃取剂S为纯溶剂（假设含A、B均为0），连结FS线段。
• 总质量 $m_M = m_F + m_S = 150\,\text{kg} + 100\,\text{kg} = 250\,\text{kg}$，混合液M中S的质量分率为 $\frac{100}{250} = 40\%$，根据杠杆规则，M点在FS上靠近S端，满足 $\frac{FM}{FS} = 0.4$。

步骤2：确定共轭相E和R

通过溶解度曲线和辅助曲线，由M点可找到对应的共轭相：萃取相E（富含S和A）和萃余相R（富含B和A）。

步骤3：读取萃取相E的组成

从相图中直接读出E的组成：含A 26%、含S 68%、含B 6%（三者质量分率之和为100%）。

步骤4：计算萃取相E的质量

根据杠杆规则，对混合点M有：
$m_E = m_M \cdot \frac{MR}{ER}$
式中，$\frac{MR}{ER}$为相图中线段MR与ER的长度比（题目给出为 $\frac{38\,\text{mm}}{68\,\text{mm}}$），代入得：
$m_E = 250\,\text{kg} \times \frac{38}{68} \approx 140\,\text{kg}$