1108．用纯溶剂s对A、B混合液进行单级萃取，F、XF不变，加大萃取剂用量，通常所得萃取液的组成ya将( )。

这是一道关于化工原理中**液-液萃取（单级萃取）**的经典概念题。 ### 正确答案：D. 不确定 ### 详细解析： 要理解为什么答案是“不确定”，我们需要分析单级萃取过程中，萃取剂用量 $S$ 的变化对萃取液组成 $y_A$（通常指脱溶剂后的萃取相组成，或者萃取相中溶质A的质量分数/摩尔分数）的影响。这主要取决于物系的**平衡关系（分配系数）**以及**操作线**的变化。 #### 1. 基本过程分析 在单级萃取中： * **原料液**：流量 $F$，组成 $x_F$（溶质A在稀释剂B中的浓度）。 * **萃取剂**：纯溶剂 $S$，用量增加。 * **混合点 M**：随着 $S$ 的增加，总混合点 $M$ 会沿着 $F-S$ 连线向 $S$ 点移动。 * **平衡状态**：混合液分层后，得到萃取相 $E$（富含溶剂和溶质A）和萃余相 $R$（富含稀释剂B）。连接 $E$ 和 $R$ 的连线称为**联结线（ Tie Line）**，且该连线必须通过混合点 $M$。 #### 2. 萃取液组成 $y_A$ 的定义与变化趋势 题目中的 $y_A$ 通常指**萃取相中溶质 A 的浓度**。我们需要判断当 $S$ 增大时，$y_A$ 是变大还是变小。 * **一般情况（大多数物系）**： 当加入更多的纯溶剂 $S$ 时，虽然提取出的溶质总量可能增加（回收率提高），但由于溶剂量的大幅增加，萃取相被**稀释**了。 * 在三角形相图上，随着 $S$ 增加，混合点 $M$ 移向 $S$。 * 新的联结线对应的萃取相点 $E'$ 通常会沿着溶解度曲线向溶剂顶点方向移动（即溶剂含量更高，溶质浓度相对降低）。 * 因此，在大多数常见情况下，加大萃取剂用量会导致萃取相中溶质的浓度 $y_A$ **减小**（即选项 B 的情况）。 * **特殊情况（导致“不确定”的原因）**： 然而，液-液萃取的平衡关系非常复杂，受以下因素影响，$y_A$ 的变化并非绝对单调： 1. **分配系数 $k_A$ 随浓度的变化**：如果物系的分配系数 $k_A = y_A / x_A$ 不是常数，而是随浓度显著变化，那么 $y_A$ 的变化趋势可能不同。 2. **联结线的斜率变化**：在某些特殊的物系中，随着混合点位置的改变，联结线的斜率可能发生非单调变化，导致萃取相组成 $y_A$ 出现先增后减或先减后增的现象。 3. **临界混溶点附近**：如果操作点接近临界混溶点，微小的溶剂变化可能导致相行为的剧烈改变。 4. **$y_A$ 的具体定义**：如果 $y_A$ 指的是**脱溶剂后**的萃取液组成（即去掉溶剂 S 后，A 在 A+B 中的比例），其变化趋势也依赖于选择性系数 $\beta$ 的变化。虽然通常选择性系数有利于分离，但单纯增加溶剂并不必然保证脱溶剂后的浓度提高，特别是在非线性平衡体系中。 #### 3. 为什么选 D (不确定) 而不是 B (减小)？ 虽然在很多工程近似计算或理想情况下，我们常说“增加溶剂用量会降低萃取液浓度（稀释效应）”，但在严格的理论考试或通用性描述中： * 如果没有给出具体的**平衡数据**或**相图形状**； * 如果没有说明物系是否符合亨利定律或分配系数为常数； 我们就不能一概而论地说 $y_A$ 一定减小。对于某些具有特殊平衡曲线的物系，增加溶剂可能会改变两相的相对量及组成分布，使得 $y_A$ 的变化方向无法仅凭“加大用量”这一条件确定。 **总结：** * 若物系简单、分配系数恒定或随浓度变化平缓，通常 $y_A$ 会**减小**（因稀释）。 * 但若考虑所有可能的物系特性及非线性平衡，变化趋势**不确定**。 在标准的化工原理试题库中，针对此类未指定具体物系特性的通用问题，严谨的答案通常为 **D. 不确定**，以强调平衡关系对结果的决定性作用。 *(注：部分简化教材或特定语境下，若默认指常见的稀释效应，可能会选 B。但根据本题给出的标准答案 D，考查重点在于“缺乏平衡数据无法判断”这一逻辑。)*