电解质溶液范文

导语：如何才能写好一篇电解质溶液，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

电解质溶液导电的本质原理：电解质溶液中有自由移动的阴阳离子，在外加电场的作用下，阴阳离子发生定向移动，使整个电路构成闭合回路，所以能够导电。

影响电解质溶液导电性的因素：

1、离子浓度：其它条件相同时，电解质溶液中离子的浓度和离子所带的电荷，离子的总浓度越高，所带的电荷越多，导电能力越强。

篇2

题目：将amol・L-1的Na2CO3溶液与bmol・L-1的NaHCO3溶液等体积混合，所得溶液中粒子浓度间的关系及相关判断不正确的是（ ）

A． c(Na+)+c(H+)>c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-)

B． c(Na+)>c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3)

C． 若c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+)，则

一定a

D． 若c(CO32-)+2c(OH-) = 2c(H+)+c(HCO3-)+3c

(H2CO3)， 则可确定a=b.

分析：对于电解质溶液中粒子浓度的大小与等量关系的分析，通常用三大守恒的思想去处理，即“物料守恒”、“电荷守恒”和“质子守恒”，对此，笔者曾在《中学化学》[1]上作过归类分析。对于本题，由“电荷守恒”知c(Na+)+c(H+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-),A正确；由物料守恒知：Na+的总量应介于含碳粒子之和的一倍至两倍之间，即2[c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3)]>c(Na+)>c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3)，B正确；由假设法: 若a=b，即Na2CO3与NaHCO3 1:1组成的混合液，因CO32-的水解程度远大于HCO3-的水解程度,混合液中符合c(Na+)>c(HCO3-) >c(CO32-)>c(OH-)>c(H+)这一关系，故C错误。

本题对D项的认识，则一眼难辨，不同于一般等式关系的判断与理解，它不是“电荷守恒”，也不是“物料守恒”，那是不是就考虑“质子守恒”呢？单独考虑Na2CO3溶液中的质子守恒有：

c(OH-) =c(OH+) + c(HCO3-) + 2c(H2CO3) …… ①

单独考虑 NaHCO3溶液中的“质子守恒”有：

c(CO32-)+c(OH-) = c(H+)+c(H2CO3)……②，

①+②即得出c(CO32-)+2c(OH-)=2c(H+)+c(HCO3-)+3c(H2CO3)

若能这样相加的话， D项中假定的等式就为恒等式了， 与a、 b大小无关，但现在是混合溶液，这种相加显然毫无道理，无法直接应用质子守恒。那应作何考虑分析呢？下面笔者介绍两种方法：

1 直接分析法

在amol・L-1的Na2CO3与bmol・L-1的NaHCO3等体积混合的溶液中存在以下的水解和电离关系

CO32-+H2OHCO3-+OH-

xx x

HCO3-+H2OH2CO3+OH-

y yy

HCO3-H++CO32-

w ww

H2O H++OH-

z zz

为了方便，省去单位，将混合时CO32-的总浓度视为a，HCO3-的总浓度视为b，混合后设水解的CO32-总浓度为x，水解的HCO3-总浓度设为y，电离的HCO3-总浓度设为w，由H2O电离且仍以离子形式存在的 H+ 和 OH-总浓度均设为z，则不难得出溶液中 c(CO32-) =a-x+w；c(OH-)=x+y+z；c(H+)=z+w； c(HCO3-)=b+x-y+w， c(H2CO3)=y，代入D项的等式，即(a-x+w)+2(x+y+z)=2(z+w)+(b+x-y-w)+3y， 整理即得a=b， 故D正确。

2 间接推理法

套用“物料守恒”和“电荷守恒”去寻求答案：若c(CO32-)+2c(OH-)=2c(H+)+c(HCO3-)+3c(H2CO3)……①， 结合“电荷守恒” c(Na+)+c(H+) = 2c(CO32-)+ c(HCO3-)+c(OH-)……②， ①+2×②可推出2c(Na+)= 3[c(H2CO3)+c(HCO3-)+c(CO32-)]……③， 又由“物料守恒”知：c(Na+)=2a+b，含碳粒子总浓度 c(H2CO3) + c(HCO3-)+ c(CO32-)=a+b， 两项代入③即3(a+b)=2(2a+b)，得a=b，D正确。

参考文献：

[1]罗华荣,彭晓玲.电解质溶液中粒子浓度的大小与等量关系[J].中学化学,2006,(7)：35～36.

篇3

在通常情况下气体分子是电中性的,一般不导电,导电气体是因为气体分子在其他因素(宇宙射线或高电压等条件)作用下,能产生等离子体,如有足够多的电子和离子存在,那么在气体中也能产生电流,即气体导电。具体讲,在地面放射性元素的辐照,以及紫外线和宇宙射线等的作用下,或多或少总有一些气体分子或原子被电离,即原来是电中性的气体分子或原子分离为一个电子和一个带正电的离子。此外,在有些灯管内,通电的灯丝也会发射电子。当在灯管两端的电极间加上一定的电压时,外加电压迫使这些电子和正离子各向阳极和阴极运动,不过此时灯管内的正离子和电子为数甚少,故所形成的电流十分微弱,在通常情况下可以忽略不计。但是,若灯管中的气体相当稀薄但不是真空,灯管两端电极上加的电压足够高,则电子在向阳极运动的过程中可以得到很大的动能,它们和中性气体相碰撞时,可以使中性分子电离,即所谓碰撞电离,即气体导电是电离,导电能力不是由具有固定特性的材料决定的。同时,在正离子向阴极运动时,由于以很大的速度撞到阴极上,还可能从阴极表面上打出电子来,这种现象称为二次电子发射。碰撞电离和二次电子发射使气体中在很短的时间内出现了大量的电子和正离子。在外电压作用下这些电子和正离子向相反的方向运动。气体中就有了电流通过。常见的气体放电灯,如日光灯、霓虹灯、高压汞灯、氙灯等的灯管中都充有一定量的气体,当两端加上一定电压时,在气体中就有电流流过。在常压下的气体是不易导电的,像空气就是很好的绝缘物质,一般情况下是不导电的。使这些气体由不导电变为导电的过程称为气体击穿。雷雨时天空中的闪电就是空气被击穿形成的。通常情况气体导电是在稀薄气体中发生。常压气体不易导电,在比较高的真空中因为电子和离子不易碰到中性粒子,故也不能发生气体电流。上述的气体电离导电均属自激放电。但只靠这种碰撞电离不能长久维持自激放电,因为碰撞产生的所有电子都要向阳极运动,到了阳极便停止了。要想长久地维持放电,必须使阴极不断地提供电子。一般阴极均装有能发射电子的灯丝。

关于导体电流的计算问题,涉及电解液导电时电流大小的计算,有的学生不是很清楚,我就此问题谈谈自己的看法。

电流的定义:通过导体横截面的电荷量q跟通过这些电荷量所用时间t的比值,叫做流过这段导体的电流强度,简称电流,即:I=。电流的方向跟正电荷定向移动的方向相同,跟负电荷定向移动的方向相反。对于金属导体导电,因为在金属导体中,可以自由移动的电荷是自由电子,当金属导体两端加上电压,在导体中形成电场,在电场力作用下,自由电子定向移动形成电流,用I=计算电流,只是q指的是t时间内流过导体某一横截面的负电荷电量的绝对值,且自由电子定向移动的反方向为电流方向。

对于电解液导电时就不这么简单。因为在电解液中同时存在着正离子和负离子,当在电解液的两个电极上加上电压,电解液的两极间就形成电场,在电场力的作用下正、负两种离子都要定向移动,且定向移动方向相反(负离子向阳极移动,正离子向阴极移动),这样参与形成电流的离子既有正离子又有负离子,它们同时沿反方向穿过某一横截面形成电流,因此,在计算时要注意。现通过实例加以说明。

例一:在10s时间内,通过电解槽某一横截面向右迁移的正离子所带的电荷量为2c,向左迁移的负离子所带电荷量为3c,那么电解槽中电流的大小为

该题可以这样理解:正离子向右移动形成的电流I==A=0.2A;负离子向左移动形成的电流I==A=0.3A。两个电流的方向相同都向左,所以,I=I+I=0.5A。

该题型还有如下的问法:如下例:

例二:若t时间内到达正极板的电荷量为-q,到达正极板的电荷量为+q,则电解液中t时间内的平均电流为

处理这个问题时应该注意:题设为到达正、负极板的电荷量绝对值均为q(到达正、负极板的电荷量的绝对值一定相等)。计算电流时还要根据电流的定义,要看t时间内穿过电解液某一横截面的电荷量。简单起见,我们将这个截面设置在电解液的正中央,如图示。因为电解液中正负离子是均匀分布的,所以t时间内到达正极板的电荷量-q中,只有截面右边的-的电量向左穿过图中截面。同理:t时间内到达负极板的电荷量+q中,只有截面左边的+的电量向右穿过图中截面。依例一可知:电解液中的电流I==,而非。

由以上两例可以看出:在计算电解液导电或电离气体导电时,一定要紧紧抓住电流的定义,即:穿过导体某一截面的电荷量q跟通过这些电荷量所用时间t的比值。只有这样才能得出正确结论。

读者可以用以下练习加以巩固:

练习一:某电解液,如果在1s内有5×10个二价正离子和1.0×10个一价负离子通过某截面,那么通过这个截面的电流强度为()。

篇4

第一、应该有正确的思路：

第二、要掌握解此类题要建立“微弱”的观念，用好“守恒”原则，“突出”比较的方法。（1）建立两个“微弱”的观念比较离子或溶质浓度大小，考查的内容通常既与盐的水解有关，又与弱电解质的电离平衡有关，而这两个平衡变化的共同特征为反应是“微弱”的。（2）用好三个“守恒”原理即①电荷守恒：建立电荷守恒关系，需分两步走：第一步，找出溶液中含有的所有离子；第二步，把阳离子写在等式的一侧，阴离子写在等式的另一侧，各离子物质的量或浓度的系数等于离子的带电荷数。②物料守恒：建立此等量关系，需分两步走：第一步，找出溶液中存在的离子和分子（H2O、H+、OH-除外）；第二步，利用起始物质中各微粒的定量关系，确定含有某元素的离子或分子间的定量关系。③质子守恒：建立此等量关系，需分两步走：第一步，写出发生在溶液中的所有电离和水解反应方程式；第二步，从反应中的定量关系出发，建立H+与平衡离子或分子间的定量关系（不存在电离平衡或水解平衡的离子及分子除外）。（3）突出“比较”方法的运用溶液中离子浓度大小比较常见，有“单一溶液”、“混合溶液”、“不同溶液”等三类溶液中离子浓度的大小比较。

第三，要养成认真、细致、严谨的解题习惯，要在平时的练习中学会灵活运用常规的解题方法，例如：淘汰法、定量问题定性化、整体思维法等。

有关电解质溶液中离子浓度大小比较的题，在做时首先搞清溶液状况，是单一溶液还是混合溶液，然后再根据情况分析。

1、单一溶质的溶液中离子浓度比较

①多元弱酸溶液中，由于多元弱酸是分步电离的，前一步总比后一步大。由此可判断多元弱酸溶液中离子浓度大小顺序。例H3PO4溶液中：c（H+）>c（H2PO4-）>c（HPO42-）>c（PO43-）

②多元弱酸的强碱正盐溶液中，要根据酸根离子的分步水解来分析。第一步水解程度大于第二步水解程度，依次减弱。如Na2S溶液中：c（Na+）>c（S2-）>c（OH-）>c（HS-）>c（H+）

③多元弱酸的酸式盐溶液中：由于存在弱酸的酸式酸根离子的电离，同时还存在弱酸的酸式酸根离子的水解，因此必须搞清电离程度和水解程度的相对大小，然后判断离子浓度大小顺序。常见的NaHCO3、NaHS、Na2HPO4溶液中酸式酸根离子的水解程度大于电离程度，溶液中c（OH-）>c（H+）溶液显碱性，例NaHCO3中：c（Na+）>c（HCO3-）>c（OH-）>c（H+）>c（CO32-），

反例：NaHSO3、NaH2PO4、KHC2O4溶液中弱酸根离子电离程度大于水解程度，溶液显酸性c（H+）>c（OH-）。例在NaHSO3中：c（Na+）>c（HSO3-）>c（H+）>c（SO32-）>c（OH-）.

规律：①第一步水解生成的粒子浓度在[OH-]和[H+]之间，第二步水解生成的粒子浓度最小例：Na2S溶液中的各离子浓度大小的顺序：c（Na+）>c（S2-）>c（OH-）>c（HS-）>c（H+）

②不同溶液中同种离子浓度的比较：既要考虑离子在溶液中的水解因素，又要考虑其它离子的影响，是抑制还是促进，然后再判断。

例；常温下物质的量浓度相等的a.（NH4）2CO3 b.（NH4）2SO4. c.（NH4）2Fe（SO4）2三种溶液中c（NH4+）的大小；NH4+在水溶液中发生水解显酸性，CO32-离子水解显碱性，两离子水解相互促进，Fe2+水解显酸性与NH4+水解相互抑制，因此三溶液中c（NH4+）：c>b>a。

2、混合溶液中离子浓度的比较

（1）强酸与弱碱溶液混合后溶液中离子浓度大小比较，首先要考虑混合后溶液的状况及溶液的酸碱性。

①酸过量：溶液为强酸和强酸弱碱盐的混合溶液，溶液中c（H+）>c（OH-）呈酸性

②酸碱恰好完全反应：溶液为单一盐溶液，弱碱根离子水解，溶液呈酸性

③碱少量过量：溶液为弱碱和强酸弱碱盐的混合溶液，溶液中c（OH-）=c（H+）呈中性

④碱大量过量：溶液为大量弱碱和强酸弱碱盐的混合溶液，溶液中c（OH-）>c（H+）呈碱性。根据这几种情况可判断溶液中离子大小情况。

例1（2009年高考全国理综Ⅱ、10题）用0.10mol/L的盐酸溶液滴定0.10mol/L的氨水，滴定过程中不可能出现的结果是：（ ）

A.c（NH4+）>c（Cl-），c（OH-）>c（H+） B.c（NH4+）=c（Cl-）；c（OH-）=c（H+）

C.c（Cl-）>c（NH4+），c（OH-）>c（H+） D.c（Cl-）>c（NH4+），c（H+）>c（OH）[答案]C。

（2）强碱和弱酸溶液混合后，溶液中离子浓度的大小比较

①呈碱性包括两种情况；强碱和强碱弱酸盐的混合溶液及单一强碱弱酸盐溶液。

②呈中性：强碱弱酸盐和少量弱酸的混合溶液

③呈酸性：强碱弱酸盐和大量弱酸的混合溶液

例2（上海化学试题14）.某酸性溶液中只有Na+、CH3COO-、H+、OH-四种离子。则下列描述正确的是（ ）

A.该溶液由pH=3的CH3COOH与pH=11的NaOH溶液等体积混合而成

B.该溶液由等物质的量浓度、等体积的NaOH溶液和CH3COOH溶液混合而成

C.加入适量的NaOH，溶液中离子浓度c（CH3COO-）>c（Na+）>c（OH-）>c（H+）

D.加入适量氨水，c（CH3COO-）一定大于c（Na+）、c（NH4+）之和

[答案]A

3.理解掌握电解质溶液中的几种守恒关系；

①电荷守恒：任何溶液中都呈电中性，溶液中阳离子所带的正电荷总和等于阴离子所带的负电荷总和。在CH3COONa溶液中：

c（CH3COO-）+c（OH-）=c（Na+）+c（H+）

②物料守恒：溶质在溶液中某种离子的各种存在形式总和不变。

如：在CH3COONa溶液中c（CH3COO-）+c（CH3COOH）= c（Na+）=c（CH3COONa）

③质子守恒：溶液中溶剂水电离的c（H+）和c（OH-）浓度相等，

如：在CH3COONa溶液中，水所电离的H+被部分CH3COO-结合生成CH3COOH，因此：c（H+）+c（CH3COOH）= c（OH-）

例3（广东化学试题17）盐酸、醋酸和碳酸氢钠是生活中常见的物质。下列表述正确的是（ ）

A.在NaHCO3溶液中加入与其等物质的量的NaOH，溶液中的阴离子只有CO32-和OH-

B.NaHCO3溶液中：c（H+）+c（H2CO3）=c（OH-）

C.10mL0.10mol L-1CH3COOH溶液加入等物质的量的NaOH后，溶液中离子的浓度由大到小的顺序是：c（Na+）>c（CH3COO-）>c（OH-）>c（H+）

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2013年12月30日，国家卫生计生委等4部门印发《职业病分类和目录》，原卫生部和原劳动保障部联合印发的《职业病目录》同时废止。2014年2月，本刊刊登了《〈职业病分类和目录〉调整解读》，就调整的目的、原则、主要调整病种等内容进行了解读。根据读者的反馈，本刊记者就读者关心的问题，采访了参与修订《职业病分类和目录》的中国疾病预防控制中心职业卫生与中毒控制所所长李涛。

记 者（以下简称“记”）：李所长，您好！《职业病分类和目录》出台以后，引起了广泛的社会反响，其中一个大家都比较关心的问题是：为什么这次修订会把艾滋病纳入其中？而与艾滋病传播途径类似的乙肝等疾病，为什么没有被纳入？

李 涛（以下简称“李”）：把艾滋病纳入《职业病分类和目录》中，争议最大的问题是如何界定职业接触和非职业接触。即使是医护人员和公安人员，也不能排除因为个人其他问题而感染艾滋病的可能。在这方面，针对艾滋病有过很多研究。一旦患病，有一系列措施可以去鉴定它属于职业接触还是非职业接触造成的患病。

具体来说，无论是医护工作者还是警察，一定要有一个明确的职业暴露登记。比如在2014年1月20日，一位医护人员对一名艾滋病患者进行处理。在这个时候，医护人员因针刺受伤，发生职业暴露，则需要进行登记，这是第一步。第二步，该医护人员在当天要进行艾滋病检查，结果必须呈阴性。如果当天检查结果就是阳性，则说明和职业暴露无关。而后，在当天检查结果呈阴性后，在6个月的观察期内，该医护人员还要定期检查，如果在此期间，出现检查结果阴性转阳性，则可以认定可能与职业暴露相关。一旦出现争议，还可以检查该医护人员负责处理的艾滋病患者的病原体基因，同时再测定该医护人员感染的艾滋病病原体基因，如果两者一致的话，也可以认定职业病。

在《职业病分类和目录》修订初期，专家组一些专家也曾经提出是否把乙肝、丙肝和戊肝等经血源性传播的疾病纳入《职业病分类和目录》，其中的关键问题是，如何确定患者患病是因为职业接触而非其他原因。以现今的技术，暂时还无法作出如艾滋病一样的准确论断。所以经过反复论证，最终还是没有将这些疾病纳入《职业病分类和目录》。

记：《调整解读》指出：“《职业病分类和目录》结合我国职业病防治工作的实际，突出重点职业病种。”请问，我国近年来在职业人群中，危害面最广泛、最严重的重点职业病种主要有哪些？

李：从目前的情况来看，我国仍然以尘肺病为主。现在尘肺病每年的发病率在90%左右，而尘肺中最主要的是矽肺和煤工尘肺，这两种占尘肺病的80%～85%。所以，曾经我们在讨论国家职业病防治规划的时候，从2009年到2015年，如果按照国家职业病防治规划，把尘肺病控制住了，就相当于把2/3的职业病给控制住了。

记：职业性尘肺病及其他呼吸系统疾病做了哪些调整？为何要进行这些调整？

李：在职业性尘肺病中，将“尘肺”修改为“尘肺病”。在职业性其他呼吸系统疾病中，一是增加刺激性化学物所致慢性阻塞性肺疾病、金属及其化合物粉尘肺沉着病（锡、铁、锑、钡及其化合物）和硬金属肺病；二是将“变态反应性肺泡炎”修改为“过敏性肺炎”。之所以要增加这3种疾病，是因为一般呼吸系统疾病分为6类。第一类是刺激性化学物质所导致的肺病，在新修订的《职业病分类和目录》中，这部分内容主要分在了职业性化学中毒这一大类里；第二类是肺部的肿瘤，这部分内容主要分在了职业性肿瘤这一大类里；第三类是尘肺病，这部分内容单独成一类。剩下的3种，即：刺激性化学物所致慢性阻塞性肺疾病、金属及其化合物粉尘肺沉着病（锡、铁、锑、钡及其化合物）和硬金属肺病，只能单独列在其他呼吸系统疾病中，因为其他都是有分类的。

记：读者很关心的一个问题是，新增加的硬金属肺病应该如何定义？

李：硬金属尘肺病实际上也是以一个肺部明显纤维化的疾病，但是它的特征是硬金属和硬质合金所致的疾病，这是20世纪由德国科学家发现的。硬金属尘肺病分为急性、亚急性和慢性3种类型，致病因素上非常明确地是由于硬质合金。目前我国尚无硬金属肺病的诊断标准。

记：您谈到了像硬金属肺病这种目前尚无诊断标准的疾病，那么，对于一些新纳入职业病的疾病，诊断依据是什么？在修订配套法律法规、诊断标准的过渡期内，如何认定职业病？

李：在进行职业病诊断的过程中，首先要依据的是《职业病防治法》《职业病诊断鉴定管理办法》和国家职业病诊断标准。此次修订《职业病分类和目录》，新增加了18种职业病。这些职业病有些前期已经制定了诊断标准，还有一些没有制定诊断标准，这就面临一个问题——没有制定职业病诊断标准的疾病应如何诊断？针对这个问题，国家卫生与计划生育委员会建立了一个“绿色通道”，专门制定了《职业病诊断通则》，为已经被《职业病分类和目录》纳入、尚没有诊断标准的疾病，提供指导，作为一个应急的过渡。

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答：方法一，从概念着手判断，电解质是溶于水或融化状态能导电的化合物；非电解质是溶于水或融化状态都不导电的化合物.

方法二：从物质的类别判断：酸、碱、盐、绝大多数金属氧化物、水是电解质.非金属氧化物、非酸性非金属的氢化物（如NH3）、多数有机物是非电解质.

方法三：从概念间包含关系判断：

2.一种物质如果不是电解质，则一定是非电解质，对吗？

答：这种说法是错的，电解质和非电解质是化合物的一种分类方法，化合物如果不是电解质，则以一定是非电解质.混合物和单质既不是电解质也不是非电解质.

3.CaCO3高温分解，水中难溶不导电但为什么它是电解质？

答：电解质和非电解质的本质区别是在一定条件下能否电离.CaCO3高温分解，但CaCO3是离子化合物，水中溶解度尽管很小，溶液中离子浓度极小，用通常的实验装置测不出溶液的导电性，若用精密电流计则可测得它的溶液的导电性.由于溶于水的那部分几乎全部电离，因此它不但是电解质，并且为强电解质.

4.电解质和金属导电有何不同点？

答：金属靠自由移动的电子导电，导电的过程是物理现象，温度升高时电阻增大，导电能力减弱.

电解质靠自由移动的阴阳离子导电，导电的同时要发生化学变化.电解质溶液的导电能力由溶液中离子浓度和离子所带电荷决定.当温度升高时，弱电解质的电离程度增大，离子浓度增大，导电性会增强.

5.电解质分为强电解质和弱电解质，金傺趸物属于哪一类电解质？

答：决定强、弱电解质的因素较多，有时一种物质在某种情况下是强电解质，而在另一种情况下，又可以是弱电解质.中学根据电解质在水中电离程度将电解质分为强电解质和弱电解质，在水分子作用下，能完全电离为离子的化合物如强酸、强碱和多数盐为强电解质；在水分子作用下，只有部分分子电离为离子的化合物如弱酸、弱碱等为弱电解质.金属氧化物有的和水发生反应生成碱，有的不溶于水，因此强弱电解质不考虑金属氧化物.

6.电解质的强弱和它在水中的溶解性、电解质溶液的导电性有何关系？

答：电解质的强弱是根据电解质在水中电离程度划分的，全电离的是强电解质，部分电离的是弱电解质，所以和电解质的溶解性无必然联系，如醋酸易溶于水但它是弱电解质，BaSO4、CaCO3难溶于水但它们是强电解质.

同样电解质的强弱和电解质溶液的导电性也无必然联系，因为电解质溶液的导电性和离子浓度、离子所带的电荷有关，与电解质的电离程度无关，即强电解质溶液导电能力不一定比弱电电解质溶液的强.

7.为什么卤化氢：HF、HCl、HBr、Hl中HF是弱酸？

答：它们分子中键长依次增大，分子的键能依次减小，HF的键能最大，分子结合最牢固，在水溶液中电离最困难.再加上HF分子之间形成氢键的缘故而有缔合作用，虽然在水分子的作用下部分HF发生电离，但电离出的F-很快又和HF结合成为HF2-、H2F3-、

H3F4-等离子，所以HF是弱酸，而HCl、HBr、Hl是强酸.

8.如何用实验证明HA是弱电解质？

答：常见的几种方法举例如下：

第一种：配制0.1 mol/L的HA溶液，测其pH，若溶液的pH>1，说明HA溶液是弱酸.

第二种：分别配制0.1 mol/L的HA溶液和0.1 mol/L盐酸溶液，测两者的导电性，若HA溶液导电性明显比盐酸溶液的小，说明HA是弱酸.

第三种：分别配制0.1 mol/L的HA溶液和0.1 mol/L盐酸溶液，在等体积两种溶液中分别加入等质量且颗粒大小相同的锌粒，若产生气体的速率HA溶液明显比盐酸的慢，则说明HA是弱酸.

第四种方法：稀释法，先测HA溶液的pH，然后将溶液体积扩大10倍，若溶液pH增大不到一个单位，说明HA为弱酸.

第五种方法：测NaA溶液的pH，若溶液的pH>7，则可说明HA为弱酸.

第六种方法：分别配制0.5 mol/L的HA溶液和0.55 mol/L的NaOH溶液，测两者反应的中和热，若中和热小于57.3 kJ/mol，说明HA是弱酸.

9.如何用简单实验证明醋酸溶液中存在

CH3COOHCH3COO-+H+的电离平衡？

答：方法一，先测定醋酸溶液的pH，然后将该溶液放在热水浴中加热一段时间，再测定热醋酸溶液的pH，若pH减小，则说明醋酸溶液存在电离平衡.

方法二：先闻醋酸溶液有气味，说明溶液中存在CH3COOH分子，再向该醋酸溶液中滴入几滴甲基橙溶液，溶液呈红色，说明醋酸溶液显酸性，即证明醋酸溶液存在电离平衡.

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关键词：燃料电池；电极反应式；书写方法

中图分类号：G633.8 文献标识码：A 文章编号：1992-7711（2013）23-0138

一、有关燃料电池的基本知识

1. 燃料电池的电极规定

燃料电池的两极材料都是用多孔碳、多孔镍、铂、钯等兼有催化剂特性的惰性金属，两电极的材料相同。所以，燃料电池的电极是由通入气体的成分来决定。通入可燃物的一极为负极，可燃物在该电极上发生氧化反应；通入空气或氧气的一极为正极，氧气在该电极上发生还原反应。

2. 燃料电池的电解质

不同类型的燃料电池可有不同种类的电解质，其电解质通常有水剂体系（酸性、中性或碱性）电解质、熔融盐电解质、固体（氧化物或质子交换膜）电解质等。在不同的电解质中，燃料电池的电极反应式的表示方法不同。因此，在书写燃料电池电极反应式时要特别注意电解质的种类。

二、燃料电池电极反应式的书写方法

书写燃料电池电极反应式一般分三步：第一步，先写出燃料电池的总反应方程式；第二步，写出燃料电池的正极反应式；第三步，在电子守恒的基础上：燃料电池的总反应式-正极反应式=负极反应式。

下面对书写燃料电池电极反应式“三步法” 作一具体解释：

1. 燃料电池总反应方程式的书写

根据燃料燃烧反应写出燃料电池的总反应方程式，但要注意燃料的种类。

若是氢氧燃料电池，其电池总反应方程式不随电解质的状态和电解质溶液的酸碱性变化而变化，即2H2+O2=2H2O。

若燃料是含碳元素的可燃物，其电池总反应方程式与电解质的状态和电解质溶液的酸碱性有关，如甲烷燃料电池在酸性、中性电解质中生成CO2和H2O，即CH4+2O2=CO2+2H2O；在碱性电解质中生成CO32-离子和H2O，即CH4+2OH-+2O2=CO32-+3H2O。

2. 燃料电池正极反应式的书写

因为燃料电池正极反应物都是氧气，正极都是氧气得到电子的还原反应，所以可先写出正极反应式。正极反应的本质都是O2得电子生成O2-离子，故正极反应式的基础都是O2+4e-=2O2-。正极产生O2-离子的存在形式与燃料电池的电解质的状态和电解质溶液的酸碱性有着密切的关系。这是非常重要的一步。

现将与电解质有关的四种情况归纳如下：

（1）电解质为酸性电解质溶液（如稀硫酸）

C. 随着不断放电，电解质溶液碱性不变

D. 甲烷燃料电池的能量利用率比甲烷燃烧的能量利用率大

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【关键词】碳渣；铝电解生产；形成原因；控制措施；危害；

铝电解用炭素阳极，是将煅后焦、沥青、生碎和残极按照一定比例进行混合，经振动成型、高温焙烧和导杆浇铸生产出满足电解需要的组装阳极块。在电解槽内工作过程中，炭阳极不断消耗，发生电化学反应生成CO2及CO气体和金属铝液。因炭素原料质量、阳极加工质量、换极作业质量和电解质体系自身存在的问题，使炭阳极在电解槽中出现掉渣现象，进而溶解或漂浮于电解质表面，

一、铝电解生产中碳渣形成的原因

在冰晶石-氧化铝的溶盐电解预焙槽中，阳极碳块作为铝电解的心脏部分，一直被人们所关注，其质量的好坏，直接影响着电解的进行和产品的质量。如果碳块的质量达不到要求，将在铝电解质溶液中产生过多的碳渣，对铝电解过程产生一系列不利的影响，如造成电解质电压升高，导致热槽的产生，这不但引起电解消耗的增加，而且当热槽产生时将引起铝电解生产的诸多技术经济指标恶化，同时对电解槽的寿命也有影响，就其形成原因，大致可归纳为以下几种。

1、由于阳极加工质量问题引起的掉渣.炭素材料在加工成阳极制品的过程中，其制品质量不同程度地受到工序过程中的主客观制约因素的影响，如煅烧带温度不够、成型配料不均匀、成型密实度不够，偏离焙烧工艺曲线，部分焙烧块的强度、比电阻和真比重等理化指标达不到工艺要求，在电解槽内受电解质冲刷形成掉渣，增加阳极电阻率。

2、由于原料质量问题引起的掉渣。铝电解用炭素阳极，主要生产原料为石油焦和沥青等，部分石油焦掺杂少量煤粉和其它杂质，不同石油焦含有煤粉和其他杂质的量各不相同，品位越低的石油焦含有杂质的成分越大，杂质中含有的P、V、S等微量元素严重降低阳极的抗氧化性，生产阳极块用原料是通过掺配不同品位的石油焦和沥青等物料来实现混捏成型的，各种杂质化合物随之进入阳极，部分通过高温焙烧挥发，剩余部分成为灰份留在阳极内部，并在电解生产过程中释放在电解槽内，降低阳极的抗氧化，诱发阳极掉渣。

3、作业操作质量较差引起的掉渣。换极作业质量十分重要，尤其在没有按照技术规范操作时，阳极也易掉渣。新阳极在安装初期不能实现全电流工作，阳极安装过低时浸润在电解质中受其冲刷易形成掉渣；另外，新极安装过低时，在电流导全时由于极距较均值要小，造成电流过大，导致强热应力，破坏阳极强度形成爆块和掉渣。其他作业质量，如氧化铝保温料覆盖不当，造成阳极外露产生阳极氧化掉渣，尤以出铝口、烟道端、下料口的阳极角部较为明显。

4、电解槽槽况不佳引起的掉渣。当电解槽况出现异常时，阳极的工作状况也随之恶化，如槽温升高，阳极的抗氧化性减弱，同时槽温高，侧部炉帮化空易富集碳渣，电解槽排渣功能减弱，易造成电解质含碳。

二、铝电解生产中碳渣的控制措施

1、提高阳极制作工序的加工质量。提高炭素阳极制品质量，其根本在于提高阳极系统工序生产质量，即石油焦煅烧质量，成型配方、糊料混捏温度及混涅质量、生块成型质量，生块高温焙烧质量。规范各项作业操作程序，严格执行技术标准，确保阳极表面和内在理化指标满足电解生产的需要。

2、采用高品质的预焙碳块。在前面关于碳渣的来源中已讨论，由于碳块质量的不合格造成碳粒脱落是产生碳渣的主要原因，在生产中使用质量不合格的碳块，无疑为碳渣的产生创造了有利的条件，因此采用高质量的预焙块是减少电解质溶液中碳渣的至关重要的措施。

3、选用优质的阴极碳块。与阳极碳素材料一样，阴极碳块的质量优劣对碳块的剥落程度有影响，在砌筑电解槽阴极时采用优质阴极侧部碳块和底部碳块能较有效地承受和抵抗铝电解质溶液和铝液的侵蚀和冲刷，从而减少碳块的剥落，减少碳渣的产生。

4、提高电解作业质量，注重碳渣打捞工作。根据阳极平均消耗速度，安装的新极要相对提高1～1.5cm，保证阳极在通全电流前期不过压超流、阳极性能不受到破坏，不被电解质冲刷掉渣。加强阳极防氧化工作，特别注重中缝下料点周边、出铝口和烟道端位置阳极保护工作，防止阳极氧化掉渣。槽内流体运动也会使碳渣漂浮于角部和小头及边部，对该部位勤作打捞，防止碳渣的积聚。可以利用效应后在出铝口打捞，换极时打捞，角部专捞。

5、优化改进电解质成分。为减少槽内碳渣的产生，可能通过综合平衡调控氟化盐与分子比、电压与槽温等技术措施，改善槽况，有效提高电解质的自排能力，从而净化清亮电解质体系，提高电流效率，实现节能电解生产。

6、在电解过程中选用低温操作。由于铝的二次反应也是产生碳渣的一个原因，所以在电解生产过程中就要减少二次反应的发生。在生产操作中要保持低电压、低氧化铝浓度、低分子比、低温度高极距，从而保证电解生产在较低的、稳定的温度下进行，提高了电流效率，减少了铝的二次反应损失，从而减少了碳渣的生成。

三、碳渣对铝电解生产的危害

1、铝电解溶液中的碳渣，导致电解质的电阻增大，其结果造成电解质电压降的升高，增加铝电解生产的电能消耗。据具有关专业人士报道，当铝电解质溶液中的碳渣含量达到1%（重量）时，电解质导电率约降低11%，由此可见碳渣对电解质的导电率的不利影响是极为显著的，碳渣的颗粒越小，对降低电解质的导电率的作用越大。

2、铝电解质溶液中的碳渣导致热槽产生，当电解质中的碳渣积累到一定浓度时，由于比电阻的增大，必定造成电介质电压降升高，从而使电解槽两极间的电能收入额外增加，对于槽工作电压和其它技术条件摆布正常的电解槽来说，两极间由于电解质溶液含碳，导致其电压升高而增加的这部分电能收入不为电解过程所必须；其唯一的消耗途径是转化为热量释放出来，结果引起电解质溶液过热，槽温上升，产生热槽，这样对电解生产是极为不利的，不但造成电能的无谓消耗，同时会使电解槽的阴极受到损坏，影响槽寿命，此外在处理热槽时，还消耗大量的氟化盐，故其危害作用是非常巨大的。

3、铝电解溶液中的碳渣造成电流损失，当铝电解质溶液表面漂浮有大量碳渣时，碳渣将与碳素阳极和阴极组成电流通路，部分电流会直接通过碳渣进入阴极或侧部，而不能参与电解反应，形成侧部漏电，严重时会造成侧部漏炉。

结束语

在我国现阶段的大型预焙铝电解槽中，普遍采用炭素制品作阳极进行电解生产，炭素阳极在电解质中工作时不同程度地发生颗粒脱落形成碳渣，影响到电解质性能和生产指标。因此探讨如何减少和控制电解生产过程中碳渣的产生具有重要的意义。

参考文献

[1]夏尚斌.浅谈开槽阳极对铝电解生产的影响[J].有色冶金节能，2011，01

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一、溶液中三个守恒关系

三个守恒关系适合任何电解质溶液（单一电解质、混合电解质溶液）。（1）电荷守恒是指电解质溶液中所有阳离子所带有的正电荷总数与所有的阴离子所带的负电荷总数相等，（此处利用离子浓度代替离子数目，原因所有离子处在同一溶液中，溶液体积相同）。如浓度均为0.1mol/LCH3COONa和CH3COOH的混合溶液，溶液中存在的微粒有：Na+、CH3COO-、CH3COOH、H+、OH-、H2O等，由电荷守恒得：c（Na+）+c（H+）=c（CH3COO-）_+c（OH-）_。（2）物料守恒是指电解质溶液中由于电离或水解因素，离子会发生变化变成其它离子或分子等，但离子或分子中某种特定元素的原子的总数是不会改变的。物料守恒：_c（CH3COO-）+c（CH3COOH）=0.2_mol/L=2 c（Na+）。（3）质子守恒是由电荷守恒和物料守恒推导得出的，即电荷守恒的关系式减去物料守恒的关系式，意义是指由于指定溶液中氢原子的物质的量为定值，所以无论溶液中结合氢离子还是失去氢离子，但氢原子总数始终为定值，也就是说结合的氢离子的量和失去氢离子的量相等，质子守恒：c（H+）+c（CH3COOH）=c（Na+）+c（OH-）。溶液中三个守恒关系：主要解决的相关题目：离子浓度的等量关系和离子浓度的相对大小

二、弱电解质的电离和弱离子的水解

弱电解质（弱酸、弱碱、水）的电离程度很小，可由电离常数可知如室温下，醋酸的电离常数为1.75×10-5，水的离子积常数为10-14，所以在弱酸或弱碱溶液中，分子的浓度远远大于其电离的离子浓度;而在水解的盐溶液中弱离子的水解程度也是很弱的，可由水解常数理解，所以，在水解的盐溶液中，水解的弱离子的浓度远远大于其水解生成的分子浓度。所以当弱酸和其强碱盐同浓度混合时，弱酸的电离程度远远大于相应弱离子的水解程度，故弱离子的浓度远大于分子的浓度。例如浓度均为0.1mol/LCH3COONa和CH3COOH的混合溶液中，c（CH3COO-）>c（CH3COOH）

三、室温下PH之和为14的酸碱等体积混合，所得溶液的酸碱性及溶液中电解质的判断

若显中性，即PH=7，则为强酸强碱混合，反之亦然;溶液中电解质为盐。若显碱性，即PH>7，则为强酸弱碱混合，反之亦然;溶液中电解质为盐和弱碱。若显酸性，即PH<7，则为强碱弱酸混合，反之亦然;溶液中电解质为盐和弱碱（原因是，弱者过量。）

四、酸碱中和反应

根据二者的物质的量的不同，所得溶液中溶质可能会出现以下三种情况：（1）二者恰好完全反应，溶液中只有盐一种溶质，可以根据盐的类型判断溶液的酸碱性。（2）酸过量，溶液中有两种溶质，溶液可能显酸性或中性。（3）碱过量，溶液中有两种溶质，溶液可能显碱性或中性。如CH3COOH和NaOH反应，HCl和NH3・H2O反应。

五、电离与水解的对比（易溶电解质为例）

六、判断HA为弱酸的方法

（一）利用不完全电离的性质

①利用PH∶0.01mol/L的HA，PH>2，或PH=3的HA，稀释100倍，PH<5（说明HA没有完全电离），②与强酸HCl的性质比较，a：等浓度（0.01mol/L）的HCl和HA稀释相同的倍数（100倍），PH变化比盐酸小。b：浓度的HCl和HA分别与足量的Zn反应，起始速率 V（HCl）>V（HA）。c：体积，等PH的HCl和HA分别与足量的Zn反应，生成H2的量：V（HCl）>V（HA）;分别与等浓度（等体积）的NaOH反应，消耗NaOH的体积（浓度）V（HCl）<V（HA）〔c（HCl）<c（HA）〕。（两种酸都是一元酸）。

（二）利用水解的性质

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1. 原电池、电解池、电镀池判定规律

若无外接电源，可能是原电池，然后依据原电池的形成条件分析判断，主要思路是“三看”：先看电极：两极为导体且活泼性不同；再看溶液：两极插入电解质溶液中；后看电路：形成闭合回路或两极接触。若有外接电源，两极插入电解质溶液中，则可能是电解池或电镀池。当阳极金属与电解质溶液中的金属阳离子相同则为电镀池，其余情况为电解池。

2. 电解有关计算的方法规律

有关电解的计算通常是求电解后某产物质量、气体的体积、某元素的化合价、溶液的pH及物质的量浓度等。解答此类题的方法有两种：一是根据电解方程式或电极反应式列比例求解；二是利用各电极、线路中转移的电子数目守恒列等式求解。以电子守恒较为简便，注意运用。

3. 电化学基础知识的应用

（1）金属的防护

①改变金属的内部结构。例如把Ni、Cr等加入普通钢里制成不锈钢。②覆盖保护层：a涂油脂、油漆、搪瓷、塑料等；b电镀耐腐蚀的金属（Zn、Sn、Ni、Cr等）。③电化学保护法：多采用牺牲阳极的阴极保护法。如在轮船螺旋桨附近的船体上镶嵌活泼金属锌块。另外，可采用与电源负极相连接的保护方式。如大型水坝的水闸的保护就是让铁闸门和电源负极相连。

（2）电解原理的应用

①氯碱工业（电解饱和食盐水）：2NaCl+2H2O 2NaOH

+H2+O2②活泼金属Na、Mg、Al的制取，例如，电解熔融的

NaOH制金属Na：2NaOH 4Na+O2+2H2O .③金属精炼：如铜的精炼：以粗铜作阳极，精铜作阴极，含Cu2+的溶液作电解质溶液。④电镀：待镀金属制品作阴极，镀层金属作阳极，含镀层金属的溶液作电解质溶液。其特点是阳极本身参与电极反应，电镀过程中相关离子的浓度保持不变。

二、分析热点问题，把握命题趋向

关于电化学的内容是历年高考的重要知识点之一，考查的内容主要有以下几点：

1. 原电池、电解池、电镀池的电极名称及电极反应式

例：铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中，锌片是（ ）

A. 阴极 B. 正极 C. 阳极 D. 负极

解析：电解池的两级分别命名为阴阳极，原电池的两极分别命名为正负极。铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中形成原电池，其中锌片失电子作原电池的负极。答案：D

2. 根据原电池、电解池的电极变化判断金属活动性强弱

例：X、Y、Z、M代表四种金属元素，金属X和Z用导线连接放入稀硫酸中时，X溶解，Z极上有氢气放出；若电解Y2+和Z2+共存的溶液时，Y先析出；又知M2+的氧化性强于Y2+。则这四种金属的活动性由强到弱的顺序是（ ）