水盐体系相平衡测定及硫酸钾制备实验报告

甲醇介质中用硫酸钠制备硫酸钾刘晓红;高新愿;胡海燕;杨方麒【摘要】采用硫酸钠为原料,与氯化钾复分解反应制取硫酸钾;为了提高硫酸钾得率,反应过程中加入盐析剂,利用盐析作用,使硫酸钾更多的结晶析出.选用4种盐析剂实验,用甲醇作盐析剂的效果好,当盐析剂与反应物摩尔比n(甲醇):n(2KCl)=(0.9~1.0):1.0,反应温度25℃,反应时间1 h时,K+转化率达82.8%,比不加盐析剂时K+转化率59.5%,提高了23.3%.经XRD表征和产品质量分析,所制样品硫酸钾符合国家标准一等品要求.%Sodium sulfate was used as raw materials to produce potassium sulfate by metathesis reaction with potassium chlorine.In order to improve the yield of potassium sulfate,the salting-out agent was added in the reaction process to get more potassium sulfate precipitation as the result of salting-out effect.4 kinds of salting-out agent were selected and methanol was better in use.What's more,when the molar ratio of the amount of the salting-out agent to the reactant wasn(methanol):n(2KCl) = (0.9-1.0):1.0,reaction temperature was 25 ℃,reaction time was 1 h,the reaction gets the best result with the conversion rate ofK+ reaching to 82.8%,23.3% higher than the reaction without salting-out agent which was 59.5%.According to the XRD characterization and production quality analysis,it is concluded that the potassium sulfate samples meet the requirements of the national first-class standard.【期刊名称】《南昌大学学报（工科版）》【年(卷),期】2017(039)001【总页数】4页(P13-15,21)【关键词】硫酸钾;盐析剂;K+转化率;甲醇;制备【作者】刘晓红;高新愿;胡海燕;杨方麒【作者单位】南昌大学资源环境与化工学院,江西南昌 330029;南昌大学资源环境与化工学院,江西南昌 330029;南昌大学资源环境与化工学院,江西南昌 330029;南昌大学资源环境与化工学院,江西南昌 330029【正文语种】中文【中图分类】TQ443.2硫酸钾(K2SO4)是高效无氯钾肥，对提高忌氯经济作物如荞麦、西瓜、茶叶、柑橘等的产量和质量有明显作用，是农业不可缺少的三大肥料之一。

一、实验目的1. 理解盐类水解平衡的概念和原理。

2. 观察和分析不同盐类水解平衡的现象。

3. 掌握实验操作方法和数据记录方法。

二、实验原理盐类水解平衡是指盐在水中溶解时，其阳离子或阴离子与水发生反应，生成弱酸或弱碱的过程。

水解平衡常数（Kw）表示水解反应的平衡程度。

根据水解平衡原理，可以分析不同盐类的水解平衡现象，以及影响水解平衡的因素。

三、实验材料1. 实验仪器：烧杯、玻璃棒、滴定管、移液管、电子天平、pH计、酸碱指示剂等。

2. 实验试剂：氯化钠、氢氧化钠、硫酸铵、醋酸钠、硫酸铜等。

四、实验步骤1. 实验一：观察氯化钠溶液的水解平衡现象（1）将少量氯化钠溶解于蒸馏水中，制成一定浓度的溶液。

（2）用pH计测定溶液的pH值。

（3）观察并记录溶液的颜色变化。

2. 实验二：观察氢氧化钠溶液的水解平衡现象（1）将少量氢氧化钠溶解于蒸馏水中，制成一定浓度的溶液。

（2）用pH计测定溶液的pH值。

（3）观察并记录溶液的颜色变化。

3. 实验三：观察硫酸铵溶液的水解平衡现象（1）将少量硫酸铵溶解于蒸馏水中，制成一定浓度的溶液。

（2）用pH计测定溶液的pH值。

（3）观察并记录溶液的颜色变化。

4. 实验四：观察醋酸钠溶液的水解平衡现象（1）将少量醋酸钠溶解于蒸馏水中，制成一定浓度的溶液。

（2）用pH计测定溶液的pH值。

（3）观察并记录溶液的颜色变化。

5. 实验五：观察硫酸铜溶液的水解平衡现象（1）将少量硫酸铜溶解于蒸馏水中，制成一定浓度的溶液。

（2）用pH计测定溶液的pH值。

（3）观察并记录溶液的颜色变化。

五、实验结果与分析1. 实验一：氯化钠溶液的pH值为7，呈中性。

溶液颜色无变化。

2. 实验二：氢氧化钠溶液的pH值大于7，呈碱性。

溶液颜色无变化。

3. 实验三：硫酸铵溶液的pH值小于7，呈酸性。

溶液颜色无变化。

4. 实验四：醋酸钠溶液的pH值大于7，呈碱性。

溶液颜色无变化。

5. 实验五：硫酸铜溶液的pH值小于7，呈酸性。

盐与水实验报告1. 引言在日常生活中，我们经常使用盐和水。

相信大家对于盐和水的性质和作用都有一定的了解。

然而，我们是否想过盐和水之间是否存在一定的相互作用呢？本次实验旨在通过一系列的实验操作，探究盐与水之间的关系，并观察其可能产生的现象。

2. 实验目的1. 观察盐与水的溶解过程；2. 探究在不同条件下盐与水的溶解速度是否会发生变化；3. 研究盐与水溶解后所产生的现象。

3. 实验步骤3.1 实验材料和仪器- 实验材料：食用盐、蒸馏水- 实验仪器：实验容器、搅拌棒、烧杯、天平、计时器3.2 实验操作1. 将一定量的食用盐称取，并记录其质量。

2. 在实验容器中加入适量的蒸馏水，待水温稳定后记录水的体积。

3. 将盐缓慢加入蒸馏水中，并用搅拌棒搅拌至溶解完全。

4. 观察盐与水的溶解过程，记录溶解所需的时间。

5. 测量溶解后溶液的体积，并记录。

3.3 不同条件下的实验为了研究盐与水的溶解速度是否会受到外界条件的影响，我们进行了以下实验：1. 温度变化实验：将蒸馏水分别置于冰箱冷冻室和温水中，使其温度分别达到较低和较高的条件。

在不同温度下，进行与3.2中相似的实验操作，并记录溶解所需的时间。

2. 溶液浓度实验：改变盐的质量，使其溶解在相同体积的蒸馏水中。

在不同浓度的溶液中进行实验，并记录溶解所需的时间。

4. 实验结果与观察4.1 盐与水的溶解过程在实验操作过程中，我们观察到了盐与水的溶解过程。

当盐缓慢加入蒸馏水中时，我们可以看到盐逐渐消失，转化成了无色的溶液。

在搅拌的过程中，溶液的颜色逐渐均匀，与纯净的水没有任何区别。

4.2 不同条件下的实验结果在不同条件下的实验中，我们记录下了盐与水溶解所需的时间。

结果显示，在较低温度下，盐与水的溶解速度较慢，需时较长。

而在较高温度下，盐与水的溶解速度较快，需时较少。

此外，我们还观察到了溶液浓度与溶解速度的关系，溶液浓度越高，盐与水的溶解速度越快。

5. 实验讨论与结论通过本次实验，我们观察到了盐与水溶解的过程，得出了以下结论：1. 盐与水混合后形成的溶液是无色的，与纯净的水没有颜色上的区别。

水平衡测试报告书单位名称：某某某某公司填报日期：二0一七年十月标记符号示意1、1、给水管线及闸门井2、2、排水管线及检查井3、3、循环水给水管4、4、循环水回水表5、5三级水表回用水表6、6、冷却塔7、7、水（图上要标明容积）8、8、水源井9、9、消火栓（地下）10、10、消火栓（地上）11、节水阀12、闸阀13、放水龙头14、单向阀15、空调器16、锅炉17、水泵18、消防喷头（开式）消防喷头（闭式）水平衡测试计算公式jnX1X21.2.3.4.5.职工人均生活日新水量6.万元产量新水量式中：式中：式中：7.单位产品新水量8.9.10.式中：R―重复利用率，％Rb－锅炉蒸汽冷凝水回用率，％Vt1－间接冷却水循环量，Vrb－锅炉蒸汽冷凝回用量，h－锅炉日均工作小时数Vrg－工艺水回用量，式中：rx1－间接冷却水循环率，％rg－工艺水回用率，％Vt1－间接冷却水用水量，D－锅炉产汽量，kg/hｐ－水密度，Vtg－工艺水用水量，水平衡测试前的准备工作1.1.组织准备1.1成立由分管节水工作的厂级领导参加的水平衡测试领导小组，负责测试期间组织、协调工作。

1.2成立由管理部门、供水车间、班组、一线操作工人参加的测试技术小组，经过专业技术培训，成为企业水平衡测和节水工作的骨干力量。

1.3要求2.2.技术准备2.1硬件准备。

取水量≥10m3/d的用水单位（车间、工段、设备）或取水量≥2m3/h的用水单位均应安装给、排水水表；，三级水表配备率、完好率应达到95％；2.1.3 一级水表计量范围：全厂各种水源的计量；二级水表计量范围：各车间、厂区生产用水、生活用水计量。

三级水表计量范围：各班组、用水设备用水计量。

2.2资料准备3.3.企业简介3.1企业概况简介3.2企业近三年取水量、耗水量、重复利用水量、排水量统计3.3企业近三年产值统计报表3.4企业近三年产量统计报表3.5企业职工总数及人均年用水量4. 水平衡测试培训提纲4.1节水型企业的管理考核指标及要求，管理制度系统科学、有效、实用。

化工专业实验实验报告实验名称：水盐体系相平衡测定及硫酸钾和氯化钠的制备实验人员：张松实验小组：工艺（2）班-（4）小组小组成员：张松,李才奎,李银,木汗买提实验时间：2010年10月29日水盐体系相平衡测定及硫酸钾和氯化钾的制备实验目的研究无机盐类与水的相图及其变化规律，用水盐体系相图基本原理和方法的指导生产多种无机盐及其它化工产品。

水盐体系相图为盐化工、肥料化工、海洋化工、三废处理利盐矿地质等领域中的一门重要的专业理论知识。

通过25 o C K+、Na+//C1-、SO4=-H2O体系的相平衡数据的测定、相图的绘制和分析、工艺路线的分析、工艺路线的“模拟试验”、实验验证、最终得化工产品K2SO4和NaCl，使实验者了解化工产品开发过程和方法，掌握化工产品生产工艺过程的基本技能。

相图数据的获取1. 对于水盐体系，由于电解质溶液理论不够成熟，目前只能对简单的二元、三元和特定多元进行溶解度的预测外[1]，其余都由实验测定。

2. 溶解度实验测定常用等温法、多温法。

等温法：在某一恒定的温度下，使一定组成的系统在实验装置内达到相平衡，然后直接测定液相的组成并鉴定与液相呈平衡的固相情况，从而获得相平衡数据。

多温法通过测定不同组成的体系在变温过程中发生相变时的温度，得到组成与相变温度关系的曲线，进而根据作图可确定体系的相平衡数据。

变温过程可以是冷却，也可以是加热。

对于水盐体系常用冷却方法，测定发生相变温度有目测和时间——温度曲线拐点两种。

前者结果准确，但麻烦、费时；后者过程简单，但不够准确易于漏掉小的饱和面。

依据准确的溶解度数据可以绘制各种组成表示的相图。

实验原理根据实际测定25o C和100o C相平衡数据容易绘制出K+、Na+//C1-、SO4=-H2O系统相图如图（1）。

25o C时一共存在6个结晶区间，它们分别是AEGF Na2SO4·10H2O结晶区、FHRG Na2SO4结晶区、HRJKB NaCl结晶区、EGRJPM Na2SO4·3K2SO4结晶区、KJPNC KCl结晶区、MPND K2SO4的结晶区。

硫酸钠与氯化钾制备硫酸钾实验研究廖恩鑫1,2,陈丽芳1,2,张泽亚1,白凤霞1,2(1.天津科技大学化工与材料学院,天津300457;2.天津科技大学海洋资源与化学重点实验室)摘要:为改进硫酸钠与氯化钾复分解法生产硫酸钾工艺,提高硫酸钾产品的纯度和产率,以工业级硫酸钠(纯度≥99.31%)和工业级氯化钾(纯度≥97.42%)为原料,进行了钾芒硝和硫酸钾制备条件的研究。

探究了水添加量、反应时间对钾芒硝、硫酸钾的纯度和产率的影响。

得到硫酸钠与氯化钾复分解法生产硫酸钾适宜的工艺条件:以100g 氯化钾和106.01g 硫酸钠在298K 条件下反应,制备钾芒硝的较优的水添加量为218.60g,反应时间为2h;复分解母液蒸发得到氯化钠的较优蒸发水量为理论蒸发水量的110%;钾芒硝制备硫酸钾的较优的水添加量为322.06g,较优反应时间为2h。

制备的硫酸钾中水溶性氧化钾的质量分数为52.74%,氯离子质量分数为1.31%,达到GB/T 20406—2017《农业用硫酸钾》中水盐体系粉末结晶状优等品的技术要求。

关键词:硫酸钾;钾芒硝;复分解法;硫酸钠;氯化钾中图分类号:TQ131.13文献标识码:A文章编号:1006-4990(2020)10-0106-04Experimental study on preparing potassium sulfate by sodium sulfate and potassium chlorideLiao Enxin 1,2,Chen Lifang 1,2,Zhang Zeya 1,Bai Fengxia 1,2(1.College of Chemical Engineering and Materials Science ,Tianjin University of Science and Technology ,Tianjin 300457,China ;2.Tianjin Key Laboratory of Marine Resources and Chemistry ,Tianjin University of Science and Technology )Abstract :In order to improve the process of producing potassium sulfate with sodium sulfate and potassium chloride by dou⁃ble decomposition method ,and increase the purity and yield of potassium sulfate.With industrial grade sodium sulfate (puri⁃ty≥99.31%)and potassium chloride (purity ≥97.42%)as raw materials ,the preparation conditions of glaserite and potassi⁃um sulfate were studied.The effects of water addition amount and reaction time on the purity and yield of potassium sulfate and glaserite were investigated.The optimal process conditions for producing potassium sulfate with sodium sulfate and potas⁃sium chloride by double decomposition method were obtained as follows :100g potassium chloride and 106.01g sodium sul⁃fate reacted at 298K ,the preferred water addition amount was 218.60g and the reaction time was 2h.The optimal evapora⁃tion amount of sodium chloride obtained by evaporation of metathesis mother liquor was 110%of theoretical evaporation wa⁃ter.The preferred water addition amount of preparing potassium sulfate by glaserite was 322.06g while the preferred reaction time was 2h.The mass fraction of K 2O and Cl-in potassium sulfate were 52.74%and 1.31%respectively ,which met the tech⁃nical requirements of premium grade in the standard of Agricultural Potassium Sulfate (GB/T 20406—2017).Key words :potassium sulfate ;glaserite ;double decomposition method ;sodium sulfate ;potassium chloride钾元素是动植物生长发育过程中不可或缺的营养元素,是植物生长必须的三大营养元素之一,钾盐是重要的肥料,对绝大多数农作物都有明显的增产效果,所以钾资源是关系国家粮食安全的重要战略资源[1]。

水盐体系工艺硫酸钾引言：硫酸钾（K2SO4）是一种重要的无机盐，广泛应用于农业、化工、医药等领域。

通过水盐体系工艺，可以高效地生产硫酸钾。

一、水盐体系的概念和特点水盐体系是指由水和溶解在水中的化学物质所构成的体系。

其特点是具有一定的溶解度和溶解度限度，可以达到饱和状态。

在水盐体系中，溶质和溶剂之间会发生溶解、结晶、沉淀等反应。

二、硫酸钾的物理化学性质硫酸钾是一种白色结晶固体，具有较好的溶解性。

在常温下，硫酸钾溶解度随温度升高而增大。

硫酸钾溶液呈中性，具有良好的化学稳定性。

三、水盐体系工艺生产硫酸钾的过程1. 原料准备：工业生产中，硫酸钾的原料一般为钾盐和硫酸。

钾盐可以来自于矿石或者化工合成。

2. 反应过程：将适量的硫酸和钾盐溶解在水中，通过搅拌和加热使其充分反应。

反应过程中，硫酸和钾盐发生酸碱中和反应生成硫酸钾溶液。

3. 结晶分离：将得到的硫酸钾溶液进行冷却，使其达到饱和状态。

在饱和溶液中，硫酸钾开始结晶析出。

通过过滤或离心等分离技术将结晶固体和溶液分离。

4. 干燥和粉碎：将分离得到的硫酸钾晶体进行干燥处理，使其含水量降低。

然后使用粉碎设备将硫酸钾晶体研磨成粉末状，以便于包装和储存。

四、工艺优化和改进1. 反应条件控制：反应过程中，控制温度、搅拌速度和反应时间等参数，可以提高反应效率和产物纯度。

2. 结晶控制：通过调节冷却速度和饱和度，可以控制硫酸钾结晶的形态和尺寸，从而影响产品的质量。

3. 溶剂回收：通过蒸发、结晶和过滤等工艺，将反应溶液中的溶剂回收利用，实现资源的循环利用和节能减排。

五、应用领域和市场前景硫酸钾作为重要的化工原料，在农业领域广泛用作肥料和营养补充剂，提高作物产量和品质。

同时，硫酸钾也用于制备化工产品、药物和电子材料等领域。

六、结论通过水盐体系工艺，可以高效地生产硫酸钾。

工艺优化和改进可以提高产品质量和产能，进一步推动硫酸钾的应用和市场发展。

同时，需要注意环保要求，促进工艺的可持续发展。

标准硫酸钾溶液配制硫酸钾溶液是实验室常用的一种化学试剂，在化学分析、制备实验等方面有着广泛的应用。

正确配制标准的硫酸钾溶液对于实验结果的准确性至关重要。

下面将介绍硫酸钾溶液的配制方法及注意事项。

首先，我们需要准备一定质量分数的硫酸钾溶液。

硫酸钾的化学式为K2SO4，质量分数为10%的硫酸钾溶液即表示每100g溶液中含有10g硫酸钾。

配制10%硫酸钾溶液的方法如下：1. 首先准备所需的硫酸钾固体和蒸馏水。

硫酸钾固体应选择优质的化学试剂，蒸馏水要求纯净。

2. 称取所需的硫酸钾固体，放入干净的容器中。

3. 加入适量的蒸馏水，搅拌均匀直至固体完全溶解。

4. 将溶液转移至容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度线，摇匀即可得到所需质量分数的硫酸钾溶液。

在配制硫酸钾溶液的过程中，需要注意以下几点：1. 使用优质的硫酸钾固体。

硫酸钾固体应选择无杂质、纯度高的化学试剂，以确保配制出的溶液质量。

2. 使用纯净的蒸馏水。

蒸馏水应避免受到污染，以免影响溶液的质量。

3. 搅拌均匀。

在加入蒸馏水后，应充分搅拌使固体完全溶解，以确保溶液的均匀性。

4. 注意稀释至刻度线。

在转移溶液至容量瓶后，应用蒸馏水稀释至刻度线，避免溶液过量或不足。

5. 摇匀。

配制完成后，应摇匀溶液，以确保质量分数的均匀性。

通过以上步骤，我们可以准确、简便地配制出所需质量分数的硫酸钾溶液。

在实验中，正确使用标准的硫酸钾溶液将有助于实验结果的准确性和可靠性，提高实验的成功率。

总之，正确配制硫酸钾溶液是化学实验中的重要环节，需要严格按照配制方法和注意事项进行操作，以确保溶液质量和实验结果的准确性。

希望以上内容能对您在实验中的配制工作有所帮助。

化学工程与工艺专业实验化学工程与工艺专业实验室编2010年8月前言当前，我们国家正处于蓬勃发展时期，各项建设需要大量的高质量的高校毕业生。

化学工业是国民经济的重要支柱之一，不但对人才需求量大，而且对人才质量要求也越来越高。

要求化工类人才既要有扎实的专业基础知识，又要有较强的适应性，善于分析问题与解决问题，具有独立工作能力、实践动手能力和技术创新能力。

要使我们的化学工程与工艺专业的毕业生具备上述素质，实验和技术开发能力的培养起着极其重要的作用，化学工程与工艺实验就是其中重要的一环。

化学工程与工艺实验是在化工类专业学生学完化工原理、分离工程、化工热力学、化学反应工程和有关化工工艺等理论课程及受过一系列基础实验的训练之后进行的。

化学工程与工艺实验具有综合性、复杂性和更切合工程实际的特点，需要专业知识和基础实验技能的综合应用。

在化工专业理论的指导下，该课程着重培养学生的工程及工艺类较复杂实验工程的设计能力、动手操作能力、对实验数据和结果的处理及分析能力。

通过该实验课程的学习，达到拓宽实验知识、提高实验技能和实验研究能力的目的。

本教材是为化学工程与工艺专业及相关专业本科生编写的实验教材。

各实验的讲义由相应的实验教师编写。

在实验工程和内容的安排上，以综合及设计实验为主，将一些实验方法的训练融于各个实验工程中，充分体现实验基础训练与应用的联系。

化工专业实验课程以学生亲自动手进行整个实验工程的实验，要求每个同学都要主动地在老师指导下参与实验的全过程，深入思考，充分体会化工专业知识和相关的分析及物理知识在实验中的应用，有意识地训练自己的实验动手能力。

同时，对实验中遇到的问题，提出自己的见解，在实验报告的结果与讨论中充分体现出来。

由于科学技术的飞速发展，化工专业实验教材的内容和教案方法也随之在变，要求我们在有限的教案资源下，达到很好的教案效果，在这一方面还有很多工作要做。

希望老师和同学们能提出有关的意见和建议，共同改进化工专业实验教案工作！编者2010年7月目录前言 (1)目录 (2)实验 1 釜式反应器的研究 (3)实验 2 乙酸丁酯的合成及精制 (12)实验 3 水盐体系相平衡测定及硫酸钾制备 (15)实验 4 聚醋酸乙烯酯乳液的合成和乳胶漆的制备 (39)实验 5 固体催化剂性能评价实验——CO2甲烷化反应 (51)实验 6 反渗透膜分离制高纯水实验 (63)实验7 液膜分离法处理废水实验 (68)实验8中低品位磷矿组合式浸取实验 (72)实验9 等离子体重整甲烷—二氧化碳制合成气 (80)实验1 釜式反应器的研究物料在反应器内的停留时间分布是连续流动反应器的一个重要性质，可定量描述反应器内物料的流动特性。

一、实验目的1. 了解酸碱盐的性质及其在生活中的应用。

2. 掌握酸碱盐的检测方法，提高实验操作能力。

3. 培养观察能力和分析问题、解决问题的能力。

二、实验原理酸碱盐是常见的化学物质，它们在水溶液中表现出不同的性质。

本实验通过滴定法检测酸碱盐的浓度，以及观察其在水溶液中的反应现象，进一步了解酸碱盐的性质。

三、实验仪器与药品1. 仪器：酸式滴定管、碱式滴定管、移液管、锥形瓶、烧杯、滴定台、铁架台、玻璃棒、滴定管夹、量筒、滤纸等。

2. 药品：0.1mol/L NaOH溶液、0.1mol/L HCl溶液、0.05mol/L KCl溶液、0.05mol/L CaCl2溶液、酚酞指示剂、甲基橙指示剂、蒸馏水、标准NaOH溶液、标准HCl溶液、标准KCl溶液、标准CaCl2溶液等。

四、实验步骤1. 准备工作（1）检查仪器是否完好，滴定管、移液管、锥形瓶等仪器需清洗干净并晾干。

（2）配制0.1mol/L NaOH溶液、0.1mol/L HCl溶液、0.05mol/L KCl溶液、0.05mol/L CaCl2溶液。

2. 酸碱滴定实验（1）取一支25mL酸式滴定管，加入0.1mol/L HCl溶液，用滤纸擦拭干净。

（2）取一支25mL碱式滴定管，加入0.1mol/L NaOH溶液，用滤纸擦拭干净。

（3）取一支锥形瓶，加入适量的待测溶液，加入几滴酚酞指示剂。

（4）将酸式滴定管放在滴定台上，用碱式滴定管逐滴加入NaOH溶液，同时不断摇动锥形瓶，观察溶液颜色变化。

（5）当溶液颜色由无色变为浅红色，且半分钟内不褪色时，记录NaOH溶液的体积。

3. 盐的检测实验（1）取一支25mL酸式滴定管，加入0.1mol/L HCl溶液，用滤纸擦拭干净。

（2）取一支25mL碱式滴定管，加入0.1mol/L NaOH溶液，用滤纸擦拭干净。

（3）取一支锥形瓶，加入适量的待测溶液，加入几滴甲基橙指示剂。

（4）将酸式滴定管放在滴定台上，用碱式滴定管逐滴加入NaOH溶液，同时不断摇动锥形瓶，观察溶液颜色变化。

化学工程学院本科生专业实验报告题目水盐体系相平衡测定及硫酸钾制备学生姓名毛书林学号1043084006实验组号 2 - 12组员毛书林高雅琴尤乾坤指导教师金央2013年11月11日一、 实验目的本实验通过在25℃下K +、Na +、C1-、SO 42-和H 2O 体系的相平衡数据的测定、相图的绘制、工艺路线的分析以及实验方案的确定，最终制取K 2SO 4和NaCl 。

使实验者掌握化工产品的开发过程和基本方法。

二、实验原理实验室常用等温法测定相平衡数据。

即在某一恒定的温度下，使一定组成的系统在实验装置内达到相平衡，然后直接测定液相的组成，并鉴定与液相呈平衡的固相组成，从而获得相平衡数据。

1．相图标绘和分析等温等压条件下，K +、Na +、C1-、SO 42-、H 2O 体系相律公式为：p p C F -=-=4 其复分解反应方程式为24242KCl Na SO K SO 2NaCl+=+K 2Cl 2Na 2SO 4K 2SO 4Na 2Cl 2BCE K NM g M'K'图1 K +、Na +、C1-、SO 42-、H 2O 体系相图——25℃等温溶解度线 ----100℃等温溶解度线 —·—工艺分析线段 AEGFA ：Na 2SO 4·10H 2O 结晶区 FHRGF ：Na 2SO 4结晶区 HRJKBH ：NaCl 结晶区EGRJPME ：Na 2SO 4·3K 2SO 4结晶区 KJPNCK ：KCl 结晶区 MPNDM ：K 2SO 4的结晶区K 2Cl 2Na 2SO 4Na 2Cl 220406080100020406010080=2++4K 2SO 4K 2图2 四元体系相图坐标K 2Cl 2Na 2SO 4K 2SO 4Na 2Cl 2A BCDEKNM图3 四元体系25℃相图2相平衡体系的建立K+、Na+、C1-、SO42-、H2O体系存在着化学平衡和相平衡，反应物固盐硫酸钠和氯化钾溶解进入液相，在液相中离解为K+、Na+、C1-、SO42-四种离子，这些离子相互发生化学作用，生成产物硫酸钾和氯化钠，并从溶液中结晶出来，最终达到化学平衡和相平衡状态。

工艺与设备化 工 设 计 通 讯Technology and EquipmentChemical Engineering Design Communications·94·第45卷第1期2019年1月我国常用98%硫酸和氯化钾在550℃高温下进行反应生产硫酸钾，反应过程中产生氯化氢，用水吸收，副产盐酸，此方法为中国工业化生产硫酸钾的主要方法，名为曼哈姆法。

但此法投资大，能耗高，污染严重。

用硫酸盐型的钾盐矿和含钾卤水（海水，含钾盐湖卤水）为原料来制取硫酸钾，原料成分较为复杂，本文对常用水盐体系硫酸钾生产工艺中的Na +，K +，Mg +∥ Cl 2-，SO 42-– H 2O 5元交互五元水盐体系的相图进行了工艺可行性条件分析。

1 五元水盐体系相率及制图Na +，K +，Mg +∥ Cl 2-，SO 42-– H 2O 5元水盐体系由于具有2个或2个以上的阴离子和阳离子，所以属交互体系，根据相率 F =6-P 可知 体系相数最多为6，即5个固相一个液相，自由度数最大为5，受做图的局限性，舍弃组分水和温度变量。

用一个正三角柱在等温的情况下研究干盐间的关系。

K 2SO 4MgSO 4Na 2SO 4Na 2Cl 2MgCl 2M 2M 1M15%70%30%65%35%K 2Cl 2从立体图结构来看六个顶点反应了6个单盐，三个正方形侧面表示3个交互4元体系，两个三角形侧面表示了2个简单4元体系，9条棱线反应了9个三元体系。

与硫酸钾相关为1个五元体系，2个交互4元体系，1个简单4元体系，3个3元体系。

五元水盐体系硫酸钾相图工艺分析见图 1.BYBXAXAYCYCXPK DF E H LG图1 五元水盐体系硫酸钾相图2 四元体系25°相图由干基图可看出，硫酸钾有单独结晶区域，通过合适的干基组成和水形成一固相一液相系统状态，固相为硫酸钾。

A(Na 2SO 4)C(Na 2Sl 2)B(K 2Cl 2)D(K 2SO 4)3K 2SO 4·Na 2SO 4Na 2SO 4·10H 2ONa 2SO 4KClK LHR Q VNU TEO100℃25℃NaClK 2SO 4C(Cla)图2 Na +，K +，∥Cl 2-，SO 42–H 2O 干基图B(K 2SO 4)K(K 2Cl 2)A(MgCl 2)Bis Tet Pen Hex CarKaiLeoEpsPicKClQ TVNRL F K 2SO 4E M(MgSO 4)P(Pic)图3 K +，Mg +∥ Cl 2-，SO 42-–H 2O 干基图MgSO 4Na 2SO 4GLaK 2SO 4S10AstEPSRC K 2SO 4图4 Na +，K +，Mg +∥SO 42-–H 2O 简单四元体系干基图3 三元体系25°相图K +∥Cl 2-，SO 42-–H 2O ，K + Mg 2+∥SO 42-–H 2O ，K +Na +∥SO 42-–H 2O ，三元体系干图见图5。

曼海姆法生产硫酸钾，虽然工艺成熟，但其明显缺陷是设备使用寿命短，一次性投资大，生产过程有大量的副产品盐酸产生，有一定的环境和销售负担。

而目前开发的硫酸镁转化法、芒硝转化法、硫酸转化法、光卤石分解法、硫酸铵转化法等新工艺，不仅投资小、收率高、产品质量优，而且设备使用寿命长（20年），无副产品盐酸产生。

和曼海姆相比具有明显优势。

一、硫酸钾产品介绍1、物理与化学性质硫酸钾，分子式K2SO4，分子量174.27，外观为白色结晶状固体（工业品多呈灰白色）。

理论氧化钾含量54.06%，在自然界中成单体分子的极为少见。

不溶于乙醇、丙酮和二硫化碳。

它在水中的溶解度因硫酸铵和氯化钾的存在而降低，实际上不溶于后两种化合物的饱和溶液中。

2、用途硫酸钾的用途主要作肥料施用，尤宜用于忌氯作物，也用来制钾明矾、钾水玻璃和碳酸钾等。

硫酸钾在军工行业中用于炮弹的消烟剂，农业上用作化学肥料，是制造钾盐的原料。

染料工业用于制中间体，玻璃工业用作澄清剂，香料工业用作助剂，医药上用作缓泻剂，食品工业用作通用添加剂。

还用于血清蛋白生活检验。

我国土地84%缺钾，同时我国又是一个钾资源十分匮乏的国家，因而限制了钾肥的开发利用和发展。

致使农作物土壤主要养分氮磷钾的比例严重失调。

钾肥的主要品种有氯化钾、硫酸钾、硝酸钾，由于忌氯作物不能施用氯化钾，硝酸钾价格昂贵，且为炸药，施用受到限制。

而硫酸钾同时也可提供作物需要的钾和硫，价格便宜。

因此无氯钾肥以硫酸钾为主。

3、市场供求状况：2013年以来，我国农肥行业，尤其是复合肥行业对氯化钾的需求急剧增长，目前处供不应求状态。

市场价位在3500元/t上下。

二、工艺介绍1、硫酸镁转化法制备硫酸钾（1）工艺原理：硫酸镁转化法是国外重要的硫酸钾制备方法之一，但由于受资源条件的限制，我国采用此法的甚少。

以硫酸镁和氯化钾为原料制备硫酸钾是通过两个工艺过程来实现的，其工艺原理是：以相图分析为依据，首先将硫酸镁和氯化钾按规定量与水及循环的部分软钾镁矾母液混合并在一定条件下反应，生成软钾镁矾。

第1篇一、实验目的1. 学习并掌握盐分测定实验的基本原理和方法。

2. 熟悉实验操作步骤，提高实验技能。

3. 通过实验，了解盐分在食品、土壤、水体等样品中的含量。

二、实验原理盐分测定实验通常采用滴定法，通过滴定剂与待测样品中的盐分反应，根据反应消耗的滴定剂体积计算出盐分的含量。

本实验采用硝酸银滴定法测定样品中的氯离子含量，以此推算出样品中的盐分含量。

三、实验材料1. 样品：食品、土壤、水体等。

2. 仪器：酸式滴定管、锥形瓶、移液管、烧杯、玻璃棒、滴定管夹、滴定管、洗瓶、电子天平等。

3. 药品：硝酸银溶液、硝酸、盐酸、铬酸钾、指示剂等。

四、实验步骤1. 样品预处理（1）称取适量样品，置于烧杯中。

（2）加入适量硝酸，加热溶解。

（3）冷却后，用玻璃棒搅拌，使溶液均匀。

2. 滴定实验（1）取一定体积的样品溶液于锥形瓶中。

（2）加入适量指示剂，搅拌均匀。

（3）用硝酸银溶液滴定至溶液由黄色变为红色，记录消耗的硝酸银溶液体积。

3. 数据处理（1）根据实验数据，计算样品中的氯离子含量。

（2）根据氯离子含量，推算出样品中的盐分含量。

五、实验结果与分析1. 实验数据（1）样品溶液体积：10.0 mL（2）消耗硝酸银溶液体积：20.00 mL（3）硝酸银溶液浓度：0.1000 mol/L2. 结果分析根据实验数据，样品中的氯离子含量为：C（Cl^-）= n（AgNO3）/ V（AgNO3）= 0.1000 mol/L × 0.02000 L = 0.00200 mol根据氯离子含量，推算出样品中的盐分含量：m（NaCl）= n（Cl^-）× M（NaCl）= 0.00200 mol × 58.44 g/mol = 0.11688 g样品中的盐分含量为0.11688 g。

六、实验总结1. 通过本次实验，掌握了盐分测定实验的基本原理和方法。

2. 熟练掌握了实验操作步骤，提高了实验技能。

3. 通过实验，了解了盐分在食品、土壤、水体等样品中的含量。

水盐体系硫酸钾生产中配矿、反应的计算方法Calculation method of ore blending and reaction in the production of potassium sulfate in water-salt systemCheng Ling(SDIC Xinjiang Lop Nor Potash Co., Ltd., Hami, Xinjiang 839000)Abstract: By analyzing the basic situation of mineral composition and using the matrix function provided by excel, a ore blending model is established to realize computer optimization of ore blending and rational use of mineral resources, and to make ore blending more scientifically based. You can also use the programming solvingfunction provided by excel to realize the chemical reaction simulation calculation, and obtain the reduction of the chemical reaction process through the calculation of the multivariate linear equation.Key words: Solver; function; ore blending; multivariate linear equation摘要：通过分析矿物质组成的基本情况，利用excel所提供的矩阵函数功能，建立配矿模型，实现计算机优化配矿和合理利用矿产资源，并使配矿更具有科学依据。

一、实验目的1. 了解水盐代谢的基本原理和过程。

2. 探究不同环境条件下，机体水盐代谢的变化特征。

3. 分析环境湿度对机体内环境稳态的影响。

二、实验材料与仪器1. 实验材料：受试者（12名北京体育大学2014级运动训练专业的男性青年）、生理盐水、葡萄糖、乳酸、血清激素、Na+、K+、尿液等。

2. 实验仪器：电子天平、血糖仪、血乳酸仪、血清激素测定仪、血液电解质分析仪、尿液分析仪、环境湿度计、运动设备等。

三、实验方法1. 实验分组：将受试者分为6个组别，分别为：高温3320%RH暴露组、高温3320%RH运动组、高温3350%RH暴露组、高温3350%RH运动组、高温3380%RH暴露组和高温3380%RH运动组。

2. 实验流程：（1）受试者静坐20分钟后，测量血糖、血乳酸浓度以及体重；（2）受试者分别进行20分钟个体60%VO2max强度的运动和在相同条件下的安静暴露；（3）在运动前后及安静暴露前后，分别采集受试者的静脉血液和尿液，进行Na+、K+、血糖、血乳酸、血清激素等指标的测定；（4）记录实验过程中环境温度、相对湿度等数据。

四、实验结果1. 高温环境下，受试者的血糖、血乳酸浓度和体重均有所上升，表明机体在高温环境中运动时，能量代谢和水分丢失加剧；2. 在高温环境中运动，受试者的血清激素水平明显升高，提示机体在应激状态下，内分泌系统调节水盐代谢的能力增强；3. 在高温环境下，受试者的血液Na+、K+浓度和尿液Na+、K+浓度均有所降低，表明机体在高温环境中运动时，水盐代谢处于负平衡状态；4. 环境湿度对机体内环境稳态的影响：随着环境湿度的增加，受试者的血清激素水平逐渐降低，血液Na+、K+浓度和尿液Na+、K+浓度逐渐升高，表明在高温环境下，环境湿度对机体内环境稳态的调节作用明显。

五、实验结论1. 高温环境下运动，机体水盐代谢处于负平衡状态，容易发生脱水、电解质紊乱等问题；2. 环境湿度对机体内环境稳态的调节作用明显，湿度适宜时，机体水盐代谢相对稳定；3. 在高温环境下运动，机体可通过内分泌系统调节水盐代谢，以适应环境变化。

四川大学化工专业实验报告实验名称：水盐体系相平衡研究及硫酸钾的制备学院：xxxx xxxxxxxxx 学生姓名：xxxx学号：xxxxxxxxxxxxx组号: 2——20 指导教师：xxxxx老师一、实验目的：1、通过在25℃下K+、Na+//C1-、SO4=-H2O体系的相平衡数据的测定、相图的绘制、工艺路线的分析以及实验方案的确定，最终制得K2SO4和NaCl。

2、掌握化工产品的开发过程和基本方法。

二、实验原理1、水盐体系相平衡数据的测定相平衡数据的测定方法很多，其中常用的方法的是等温法和多温法。

等温法：在某一恒定的温度下，使一定组成的系统在实验装置内达到相平衡，然后直接测定液相的组成并鉴定与液相呈平衡的固相情况，从而获得相平衡数据。

要测定一个未知多元体系的相平衡数据，应按照由二元、三元到多元，由简到繁的程序进行。

该法测定结果准确可靠，但过程比较麻烦和费时。

多温法：通过测定不同组成的体系在变温过程中发生相变时的温度，得到组成与相变温度的关系曲线，进而作图确定体系的相平衡数据。

多温法测定比较简单，只需配好各种组成的系统，进行冷却或加热，测定发生相变的温度即可。

但由于进程可能发生过冷现象，相变温度不易测准。

另外，多温法容易漏掉小的饱和面，导致测定结果不准确。

2、相图标绘和分析根据实际测定25℃和100℃相平衡数据，容易绘制出K+、Na+//C1-、SO4=-H2O体系的相图，如图1所示。

相图相图1显示，25℃时K+、Na+//C1-、SO4=-H2O体系存在6个结晶区间，分别是：AEGFA：Na2SO4·10H2O结晶区；FHRGF：Na2SO4结晶区；HRJKBH：NaCl结晶区；EGRJPME：Na2SO4·3K2SO4结晶区；KJPNCK：KCl结晶区；MPNDM：K2SO4的结晶区。

100℃时，存在5个结晶区，分别是：Na2SO4、Na2SO4·3K2SO4、KCl、K2SO4。