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正确全面地理解电解质和非电解质的概念是极为重要的,不仅可以帮助我们更好的理解强电解质和弱电解质,离子反应的本质,而且对于离子方程式的书写也很重要。对初学者来说往往在此处感到不易掌握,甚至影响到后面内容的学习。究其原因是不能够正确地全面地理解电解质和非电解质的概念。下面我们对这两个概念上进行多角度的分析,达到较全面认识电解质和非电解质。
1. 从概念上认识
我们学习任何一个科学术语都要从概念上理解和深化。电解质:在水溶液里或熔融状态下能够导电的化合物;非电解质:在水溶或熔融状态都不导电化合物。这就告诉我们一个判断电解质和非电解质的标准:
[1]该化学物质必须是化合物
[2]该化学物质必须是溶液或熔融状态下导电,则为电解质
[3] 该化学物质必须是溶液或熔融状态下都不导电,则为非电解质
当我们遇到一种陌生的化学物质——Fr,判断过程如下:Fr是单质,不是化合物,不满足[1],所以Fr既不是电解质也不是非电解质;再如NaBr,满足[1],且溶解或熔融都有 NaBr=Na++Br -,满足[2],所以NaBr是电解质。还有难溶物AgCl,不溶于水,但在熔融状态下:AgCl=Ag++Cl-,能够电离出离子,满足[2],所以AgCl是电解质。
可见我们只要牢牢地抓住概念本身就可以深刻认识电解质和非电解质。
2. 从本质上认识
从本质上认识是对概念认识的进一步深化,是彻底理解概念的过程。电解质导电是一种现象,其本质是有自由移动的离子,电解质应当是在水溶液中或 熔融状态下自身能电离出离子的化合物。
如H2SO4溶于水:H2SO4=2H++SO42-,是其本身电离出离子,所以H2SO4是电解质。而SO3溶于水:SO3+H2O=H2SO4,H2SO4=2H++SO42-,可见电离出的离子不是SO3本身电离出的离子,所以SO3不一定是电解质,SO3熔融状态下也不能电离出离子(下面有介绍),所以SO3是非电解质。又如CaO溶于水:CaO+H2O=Ca(OH)2, Ca(OH)2= Ca2++2OH-,同样电离出的离子也不是CaO本身电离出的离子,但是CaO在熔融状态下:CaO= Ca2++O2-,所以说CaO是电解质。
由此可见,电解质和非电解质的本质区别在于化合物自身在溶液中或熔融时能否发生电离。
3. 从结构上认识
化合物分为离子化合物和共价化合物,离子化合物都是电解质,共价化合物有的是电解质有的非电解质。对离子化合物而言,构成它的微粒就是离子,如NaCl、NaOH等当他们加热至熔融状态时,其中的离子就成为自由移动的离子,从而导电。当将它们溶于水时,在水分子的作用下,离子离开固体表面进入溶液,成为自由移动的离子,从而导电。因此,离子化合物都是电解质。对共价化合物而言,构成它的微粒是分子,如酒精、硫酸等。当它们处于熔融状态时(实际上为液态),它们仍以分子形式存在,故共价化合物在熔融状态下不导电。当它们溶于水时,有两类情况:一类如H2SO4、HCl等在水分子作用下发生电离,生成可自由移动的离子,从而导电;另一类如酒精、蔗糖等在水分子作用下不能发生电离,因而不能导电。因此,共价化合物有的属电解质,有的属非电解质。
4. 从类型上认识
电解质和非电解质还与化合物的组成,分类有关,并且呈明显的规律性,一般的说:
酸、碱、盐、碱性氧化物、呈酸性的氧化物以及水都是电解质
市场卖的可口可乐、雪碧、非常可乐、美年达、葡萄适等,都是含有电解质或微量的电解质饮料。
日常生活中,特别炎热夏天及大量体力活动过后,人体水分及电解质会随汗液排出体外,造成人体缺水与电解质不平衡。如果单纯摄入大量水分而没有补充电解质,就可能引起水中毒。如果只是大量补充水分,那么电解质的浓度就会低于身体的正常水平,它可能影响到中枢神经系统的功能。
许多运动饮料通过补充与人体相当的电解液来避免水中毒。然而市面上许多饮料电解质含量都比较低,因此过多的饮用仍然会造成水中毒。一般每升汗液中含有0.02g钙、0.05g镁、1.15g钠、0.23g钾和1.48g氯化物,但是这种比例构成会因人而异。因此在补充电解质时应注意含有这些成分。
(来源:文章屋网 )
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.
明星秀
白色的层次是搭配的准则,不论是透视、层叠或褶皱都能制造出百变的光影明暗效果,所以即便是一白到底的全身白色,也不会给人单调的感觉。章子怡、蕾哈娜、凡妮莎-哈金斯等明星都是白色搭配的高手,来向她们学习一下吧!
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出镜明星:范冰冰
巴黎,“范爷”在巴黎时装周外的街拍,一袭高级定制的装扮,优雅中略带嬉皮的的复古style。
搭配细节:镂空裙+尖头鞋
出镜明星:章子怡
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搭配细节:男式衬衫+裘皮短裤
出镜明星:模特mingxi
巴黎,模特Ming Xi 身穿Lanvin 男式衬衫,黑色裘皮短裤,戴Tom Ford墨镜参加2013巴黎高定时装周(秋冬)场外街拍。模特身材最适合展现骨感的中性美。
搭配细节:雪纺套装+西裤
出镜明星:凡妮莎-哈金斯(Vanessa Hudgens)
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搭配细节:蕾丝雪纺上衣+短裙
出镜明星:奥利维亚·巴勒莫(Olivia Palermo)
纽约,奥利维亚·巴勒莫(Olivia Palermo)与男友(Olivia Palermo)在布鲁克林大道散布的街拍。大彼得·潘领与暗花雪纺的搭配,休闲随意中还带着小女人的俏皮。
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2013年7月19日,伦敦,蕾哈娜(Rihanna)现身酒店门口。她身穿Adam Selman透视网眼短裤套装,脚踩Balenciaga板鞋。运动的休闲装扮带着街头的时尚范儿。
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一点曲线或是雪纺蕾丝的装点,优雅由此而生。
保证电解槽技术条件稳定,提高电流效率
目前我公司实际电流效率设计值为93%,钠离子在阴极析出挤占铝离子析出导致空耗电,阴阳极局部短路、电解槽边部漏电,出铝过程中抛撒损失等。针对此我们一要合理组织生产,缩短运输时间,减少原铝接触空气的时间;二是加强电解槽巡检、巡视次数,避免短路、漏电现象发生:三是细化原料供应合同,从合同上约束供应商提供高质量的原材料,减少钠离子进入电解槽的机会;四是摆布好电解槽技术条件,降低电解温度,实践证明低温电解是提高电流效率最有效的途径;五是逐步摸索出各种槽型最佳的铝液水平和电解质水平,保证电解槽平稳运行,避免炉底沉淀,提高热稳定性,降低电解温度,提高电流效率。
采取行之有效的措施降低各项单耗
2008年国家加大了力度,电和原材料涨价,因此内部挖潜,降低各项单耗显得尤其重要。
氧化铝(AL:0。)经过化学反应后,构成产品实体。氧化铝理论消耗量1.889吨[(27×2+16×3)/27×2=1.889],但实际生产过程中,氧化铝的浓度在98.5%左右,且在加料过程中会有飞扬损失,捞碳渣、换阳极含有带出损失,所以生产1吨铝,实际需要氧化铝在1.93-1.95吨之间。由于其构成产品实体,单耗压缩空间较小,在实际工作中,向氧化铝储塔输送氧化铝时,有一部分氧化铝会散落在氧化铝库中(称之为落地料),而在电解槽自动下料过程中,有一部分氧化铝会飞扬到地沟中(称之为脏料),如果不加以利用,落地料和脏料均构成产品单耗。针对此种情况,我们可以单独划出几台电解槽(称之为母槽),用于消耗落地氧化铝和脏料生产低品质的原铝,用低品质的原铝生产合金棒或者与高质量原铝勾兑成合格产品,此举是降低单耗有效途径,能够有效降低产品成本。
实际生产中存在着挥发及添加方法不当等原因造成物理损失,在实际生产过程中氟化盐单耗在25-30公斤左右,在电解操作过程中我们研究合理的添加方式,减少飞扬损失,提高净化系统运行工作质量,回收废气中的氟化盐,达到降低单耗的目的。
我公司的主要辅料,一般阳极碳块毛耗在530公斤左右,由于阳极碳块是通过磷生铁溶化为铁水与导杆组装在一起构成电解槽的阳极,所以有一部分阳极碳块在实际工作中不参与化学反应,形成残极(我公司目前每块残极重量在130-150公斤之间),因此如何降低残极重量是降低碳块单耗最直接的途径。在实际工作中,一是加装碳素保护环,使每块碳块提高有效利用高度5公分,以我公司240KA电解槽为例,提高碳块有效利用高度5公分,意味着每块碳块有44公斤碳参与化学反应用于生产原铝,即残极量减少44公斤,二是在电解槽技术条件允许前提下,增加阳极碳块高度,提高阳极碳块有效利用率,降低单耗,我公司240KA电解槽在设计阶段已经向设计院提出设计变更,最大限度增加了阳极碳块的高度,但我公司90KA电解槽2008年阳极碳块每块将提高4公分,增加30公斤碳参与化学反应用于生产原铝。三是240KA电解槽缩小阳极碳块顶台,提高阳极碳块利用率,降低碳块单耗。
在实际工作中,只有理论电耗用于铝电解,即6320度左右,也就是说在电解过程中只有50%左右的能量用于生产过程,而50%左右的能量属于无功消耗,我认为以下几方面可以降低此部分消耗。1.提高整流效率,由于电解槽消耗的是直流电,即交流电通过整流机组转化为直流电,在此过程中需通过降低电压,整流两个主要工作过程,由于不同的整流机组整流效率不同,因此我们在设计阶段就要充分论证,采用先进的整流机组降低直流电单耗,目前不同整流机组效率相差8%左右,即在90%-98%之间,因此设备选型十分重要。2.合理摆布电解槽效应系数,降低直流电单耗阳极效应是铝电解过程中发生在阳极上的一种特殊现象,当发生阳极效应时,在阳极与电解质接触的周边上出现许多细小的电弧光,槽电压上升到数十伏,电解质停止沸腾,并以小滴状在阳极周边上飞溅,电解槽停止工作,即只耗能不出铝,需人工操作熄灭效应。
电解槽设计效应系数一般为1次/日左右,但实际工作中控制电解质液洁净程度和炉底沉淀有利于降低效应系数,有时可控制在0.2次/日以下,以240KA电解槽为例,假设效应持续时间为5分钟,电压升高至35v,每个阳极效应耗电将达到700度左右(240KA×35v×5/60小时=700度);二是效应持续时间一般在5-8分钟左右,强化职工培训,提高电解工操作熟练程度可降低效应持续时间,以240KA电解槽为例,当其发生阳极效应时,电解槽电压升高至35v左右,效应持续时间每降低1分钟,将节约电140度左右(240KA×35v×1/60小时=140度)。3.其他节电措施由于电解槽生产过程中,无功消耗达50%左右,这就要求我们设计、安装、生产等各环节严把质量关,以降低无功消耗,如,选用先进的槽结构和高质量的安装,减少电解槽的散热;选用导电性能良好的碳块,强化组装质量管理,降低电阻等等。
合理组织生产,降低铸造烧损率,提高产品质量