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878K KCl

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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878K,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ωB=0.50。在723K时KCl(B)含量ωB=0.43的熔化物冷却时,首先析出LiCl(s),而ωB=0.63的熔化物冷却时首先析出KCl(s)。

  (1)画出LiCl(A)与KCl(B)的二组分系统的低共熔相图;

  (2)简述加一定量KCl(s)的原因;

  (3)电解槽操作温度应高于哪个温度,为什么?

  (4)KCl(s)加入的质量分数应控制在哪个范围内为好?

热搜:电解质是指在水溶液或熔融状态下

答案解析

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  • 由题意,LiCl(A)与KCl(B)二组分系统的低共熔点(e点)为629K,ωB=0.50,过e点作三相平衡线。ωB=0.43的熔化物冷却到723K时(d点),析出LiCl(s),表明d点在LiCl的凝固点下降曲线上。同样ωB=0.63的熔化物冷却到723K时(f点)析出KCl(s),表明f点在KCl的凝固点下降曲线上。将LiCl、KCl的熔点及d、e、f点连接起来就得到LiCl(A)-KCl(B)的熔点-组成相图(见图5-13)。
    $用电解法制备金属Li(s)时,必须使LiCl(s)保持熔融状态,才能使Li+得到电子而被还原,加入KCl后可使LiCl(s)的熔点降低,当KCl(B)的质量分数ωB=0.50时,熔点最低,为629K,这样可以节约能源。$电解槽操作温度至少应高于629K,低于629K时低共熔混合物凝结,电解无法进行。$KCl(s)加入的质量分数应控制在ωB=0.50或稍大于0.5,此时混合物的熔点最低,并且温度在629K以上时,混合物中LiCl都处于熔融状态。