2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語(yǔ)一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁(yè)
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1、為優(yōu)化磷酸二氫鉀的結(jié)晶工藝過程,本文采用等溫溶解法測(cè)定了298.15 K、313.15 K下五元體系Na+,K+//Cl-,SO42-,H2PO4--H2O中3個(gè)四元子體系及4個(gè)三元子體系的固液相平衡數(shù)據(jù),同時(shí)獲得了平衡液相的密度、折光率、粘度、pH值等物化性質(zhì)。繪制了相應(yīng)的相圖,水圖和物化性質(zhì)-組成圖。以水鹽體系相圖應(yīng)用為基礎(chǔ),結(jié)合298.15 K、313.15 K K+//Cl-,S O42-,H2PO4--H2O四元體系相圖、Na

2、+,K+//SO42-,H2PO4--H2O干基相圖、三元體系Na+,K+//SO42--H2O相圖,從理論上優(yōu)化溶劑萃取法制備磷酸二氫鉀的結(jié)晶工藝過程。
  研究發(fā)現(xiàn),298.15 K、313.15 K下,簡(jiǎn)單三元體系K+//Cl-,H2PO4--H2O、K+//Cl-,SO42--H2O、K+//SO42-,H2PO4--H2O均具有一個(gè)共飽和點(diǎn),兩條單變曲線,兩個(gè)單鹽結(jié)晶區(qū),無(wú)復(fù)鹽或結(jié)晶水合物出現(xiàn)。當(dāng)溫度從298.15 K增

3、加到313.15 K時(shí),簡(jiǎn)單三元體系相圖的共飽和點(diǎn)上移,單鹽結(jié)晶區(qū)逐漸減小,共飽和結(jié)晶區(qū)逐漸增大。結(jié)晶面積大的物質(zhì)先從混合溶液中結(jié)晶分離,結(jié)晶面積小的物質(zhì)后結(jié)晶析出。分析原因發(fā)現(xiàn),同離子效應(yīng)可用于解釋各鹽溶解度和結(jié)晶區(qū)的變化規(guī)律。313.15K下,復(fù)雜三元體系Na+,K+//SO42--H2O含有兩個(gè)共飽和點(diǎn),三條單變曲線,三個(gè)單鹽結(jié)晶區(qū)(K2SO4、Na2SO4、 Na2SO4·3K2SO4)。采用XRD分析得到兩個(gè)共飽和點(diǎn)的固相組成

4、分別為(K2SO4+Na2SO4·3K2SO4)、(Na2SO4+Na2SO4·3K2SO4)。單鹽結(jié)晶區(qū)的面積大小順序:Na2SO4·3K2SO4> K2SO4> Na2SO4。平衡液相物化性質(zhì)隨溶液的組成呈現(xiàn)規(guī)律性變化。
  本文所研究的四元體系包括簡(jiǎn)單四元體系和交互四元體系。簡(jiǎn)單四元體系K+//C1-,SO42-,H2PO4--H2O的干鹽相圖包括一個(gè)共飽和點(diǎn),三個(gè)單鹽結(jié)晶區(qū),三條單變曲線。由于KCl的溶解度比(KH2PO4

5、,K2SO4)大,具有最小的結(jié)晶區(qū)域,最不容易從混合溶液中結(jié)晶析出。298.15 K下,交互四元體系Na+,K+//SO42-,H2PO4--H2O體系含有四個(gè)共飽和點(diǎn),六個(gè)單鹽結(jié)晶區(qū),九條單變量雙固相共飽和線。當(dāng)溫度增加到313.15K時(shí),該四元體系相圖包括三個(gè)共飽和點(diǎn),五個(gè)單鹽結(jié)晶區(qū),七條單變曲線。主要是因?yàn)?13.15 K下Na2SO4·10H2O結(jié)晶區(qū)全部轉(zhuǎn)化成Na2SO4結(jié)晶區(qū)。313.15K下,四元體系Na+,K//Cl-,

6、SO42--H2O有七條單變曲線,五個(gè)結(jié)晶區(qū)和三個(gè)共飽和點(diǎn)。其結(jié)晶區(qū)面積大小如下:KCl< NaCl<[(Na2SO4·10H2O)<Na2SO4]< K2SO4< Gla。平衡液相的物化性質(zhì)隨J(SO42-)的變化呈現(xiàn)規(guī)律性變化。
  利用相圖應(yīng)用理論,確定298.15 K為從Na+、K+、SO42-、H2PO4-的混合溶液中分離得到KH2PO4的等溫蒸發(fā)溫度。同時(shí)也設(shè)計(jì)了混合溶液中含有大量KCl和KH2PO4,少量K2SO4的

7、分離方法。以323.15K為控制條件,KH2PO4作為鹽析劑,調(diào)節(jié)母液的組成,至KCl析出完全后進(jìn)行等溫蒸發(fā),即可分離混合溶液中KH2PO4、 KCl、K2SO4。最后,對(duì)三元體系Na+,K+//S O42--H2O的相圖進(jìn)行等溫蒸發(fā)過程分析,為工業(yè)中Na2SO4或K2SO4的結(jié)晶提純工藝開發(fā)提供理論依據(jù)。
  本文所獲得的研究成果揭示了該五元體系中各鹽的溶解度與析鹽規(guī)律,填補(bǔ)了溶解度數(shù)據(jù)的空白,有助于指導(dǎo)溶劑萃取法生產(chǎn)磷酸二氫鉀

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