题目
8.A,B两组分的液固平衡相图如图 4-32 中类型(1)所示,最低共熔混合-|||-物中 (omega )_(B)=0.60 。今有180g的 (omega )_(B)=0.40 的液体混合物,试求在冷却时最多可得-|||-多少纯固体A?温度应控制在什么范围?

题目解答
答案

解析
本题考查液固平衡相图的应用,核心在于利用杠杆规则计算析出纯固体A的最大质量,并确定冷却温度范围。关键点如下:
- 相图类型:题目中为类型(1)相图,即共熔型相图,最低共熔点处ω_B=0.60。
- 析出固体规律:当初始液体ω_B=0.40(低于共熔点)冷却时,优先析出纯固体A,直至剩余液体达到共熔点。
- 温度控制:为获得最多纯A,需冷却至略高于最低共熔温度,避免进入共熔区域形成共晶混合物。
步骤1:确定析出固体A的比例
根据杠杆规则,析出固体A的比例为:
$\frac{\omega_B^{\text{共熔}} - \omega_B^{\text{初始}}}{\omega_B^{\text{共熔}} - \omega_B^{\text{纯A}}} = \frac{0.60 - 0.40}{0.60 - 0} = \frac{1}{3}$
步骤2:计算析出固体A的质量
总质量180g中,析出的纯固体A质量为:
$m_A = \frac{1}{3} \times 180\,\text{g} = 60\,\text{g}$
步骤3:确定温度范围
冷却至略高于最低共熔温度时,剩余液体未达到共熔点,无法继续析出纯A,此时析出的固体A量最大。