题目
电解熔融的 LiCl(s) 制备金属 Li(s) 时。常常要加一定量的 KCl(s)，这样可以节约能源。已知 LiCl(s) 的熔点为 878 K，KCl(s) 的熔点为 1048K，LiCl(A) 与 KCl(B) 组成的二组分系统的低共熔点为 629K，这时 KCl(B) 的质量分数 wB=0.50。在 723 K 时 KCl(B) 含量 wB=0.43 的熔化物冷却时，首先析出 LiCl(s)，而 wB=0.63 的熔化物冷却时首先析出 KCl(s)。画出 LiCl(A) 与 KCl(B) 的二组分系统的低共熔相图。简述加一定量 KCl(s) 的原因。电解槽操作温度应高于哪个温度，为什么？KCl(s) 加入的质量分数应控制在哪个范围内为好？
电解熔融的 LiCl(s) 制备金属 Li(s) 时。常常要加一定量的 KCl(s)，这样可以节约能源。已知 LiCl(s) 的熔点为 878 K，KCl(s) 的熔点为 1048K，LiCl(A) 与 KCl(B) 组成的二组分系统的低共熔点为 629K，这时 KCl(B) 的质量分数 wB=0.50。在 723 K 时 KCl(B) 含量 wB=0.43 的熔化物冷却时，首先析出 LiCl(s)，而 wB=0.63 的熔化物冷却时首先析出 KCl(s)。画出 LiCl(A) 与 KCl(B) 的二组分系统的低共熔相图。简述加一定量 KCl(s) 的原因。电解槽操作温度应高于哪个温度，为什么？KCl(s) 加入的质量分数应控制在哪个范围内为好？
题目解答
答案
(1)画图见解析(2)用电解法制备金属 Li(s) 时，必须使 LiCl(s) 保持熔融状态，才能使 Li+ 得到电子而被还原，加入 KCl 后可使 LiCl(s) 的熔点降低，当 KCl(B) 的质量分数 wB=0.50 时，熔点最低，为 629 K，这样可以节约能源(3)629 K，低于 629 K 时低共熔混合物凝结，电解无法进行(4)等于 0.50 或稍大于 0.5
解析
步骤 1：绘制二组分系统的低共熔相图
根据题目中提供的信息，LiCl(A) 与 KCl(B) 组成的二组分系统在低共熔点时，KCl(B) 的质量分数 wB=0.50，低共熔点为 629K。在 723 K 时，wB=0.43 的熔化物冷却时首先析出 LiCl(s)，而 wB=0.63 的熔化物冷却时首先析出 KCl(s)。根据这些信息，可以绘制出二组分系统的低共熔相图。
步骤 2：解释加一定量 KCl(s) 的原因
用电解法制备金属 Li(s) 时，必须使 LiCl(s) 保持熔融状态，才能使 Li+ 得到电子而被还原。加入 KCl 后可使 LiCl(s) 的熔点降低，当 KCl(B) 的质量分数 wB=0.50 时，熔点最低，为 629 K，这样可以节约能源。
步骤 3：确定电解槽操作温度
电解槽操作温度应高于低共熔点 629 K，因为低于 629 K 时低共熔混合物凝结，电解无法进行。
步骤 4：确定 KCl(s) 加入的质量分数范围
KCl(s) 加入的质量分数应控制在等于 0.50 或稍大于 0.5，以确保熔点最低，节约能源。
根据题目中提供的信息，LiCl(A) 与 KCl(B) 组成的二组分系统在低共熔点时，KCl(B) 的质量分数 wB=0.50，低共熔点为 629K。在 723 K 时，wB=0.43 的熔化物冷却时首先析出 LiCl(s)，而 wB=0.63 的熔化物冷却时首先析出 KCl(s)。根据这些信息，可以绘制出二组分系统的低共熔相图。
步骤 2：解释加一定量 KCl(s) 的原因
用电解法制备金属 Li(s) 时，必须使 LiCl(s) 保持熔融状态，才能使 Li+ 得到电子而被还原。加入 KCl 后可使 LiCl(s) 的熔点降低，当 KCl(B) 的质量分数 wB=0.50 时，熔点最低，为 629 K，这样可以节约能源。
步骤 3：确定电解槽操作温度
电解槽操作温度应高于低共熔点 629 K，因为低于 629 K 时低共熔混合物凝结，电解无法进行。
步骤 4：确定 KCl(s) 加入的质量分数范围
KCl(s) 加入的质量分数应控制在等于 0.50 或稍大于 0.5，以确保熔点最低，节约能源。