時間：2023-05-29 17:46:06
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇金屬氧化物，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞：稀土鉻氧化物，Y摻雜，負磁化現象
1 引 言
由于稀土鉻氧化物獨特的物理性質，如傾角反鐵磁、相分離、自旋重取向、磁場記憶效應及磁臺階效應等，其磁性在過去的幾十年間得到廣泛的研究[1-6]。近年來，又有多個研究組對于多稀土鉻氧化物體系在較小外磁場(≤4KOe)下降溫測量直流磁化強度，發現在低溫下其出現零磁化強度現象。零磁化強度現象，即在一個外加恒定小磁場的作用下，由溫度誘導材料磁矩從沿著外磁場方向轉變為與外磁場相反方向畢業論文格式，隨溫度的降低其磁化強度逐漸反轉，并且在某個溫度點材料整體磁化強度顯示為零，隨后出現負的磁化強度，該溫度稱為補償溫度Tcomp。這種現象最早由奈爾（Neel）[7]預言，可能出現在包含兩種或多種反鐵磁有序離子的亞鐵磁材料中。幾十年前，負磁化現象首先在尖晶石結構復合物中被發現[8]。零磁化現象非常罕見，并且往往將這種現象歸結為材料磁晶各向異性能遠大于外磁場的作用而導致其自旋無法翻轉至與外場方向一致。這種由溫度導致的磁性反轉，僅在相當有限的幾個體系中被觀察到，其包括(i)LaVO3[9]、(ii)Pd–Fe合金[10]、(iii)Nd1?xCaxMnO3錳氧化物[11]、(iv)La1?xPrxCrO3 [12]、GdCrO3[13]、La1-xNdxCrO3[14]、(v)Sm1?xGdxAl2[15]。對于V(III)氧化物LaVO3而言，磁性離子在第一類磁滯伸縮導致的晶格畸變中伴隨著軌道和自旋有序的突變，因此導致了磁化強度的反轉[16]。稀土鉻氧化物中，其零磁化現象歸結為其稀土離子(Pr3+,Ga3+和Nd3+)順磁強度與Cr3+傾角反鐵磁方向相反所致。既A與B位磁性離子子晶格間存在反鐵磁相互作用[12-14]。母體中不均勻的磁性團簇是導致Pd–Fe合金零磁化現象的原因[10]。最近，在Sm1 ?xGdxAl2薄膜中則發現樣品在其補償溫度處，Sm3+離子的軌道磁矩與Sm3+和Gd3+離子的自旋磁矩反相平行且恰好完全抵消[15]。
稀土鉻氧化物豐富的磁性源于A位稀土離子與B位Cr離子間的相互作用所導致的低溫區多個磁性轉變。其磁性不再是僅僅由過渡金屬間d-d相互作用所決定畢業論文格式，往往在低溫下源于稀土離子之間的f-f相互作用以及稀土離子和過渡金屬間的f-d相互作用也不容忽視[5,17]。在稀土鉻氧化物系列中，YbCrO3由于Yb3+與Cr3+之間存在非常強的各向異性相互作用，而導致其在低溫下顯示出豐富有趣的磁性。對于Yb3+離子而言，其4f軌道僅被一個空穴所占據導致在YbCrO3中存在較強的3d-4f相互作用[5,18]。本文首次詳細報道了鈣鈦礦鉻氧化物YbCrO3場冷模式直流磁化強度出現零磁化現象（Tcomp~20 K），并且當外磁場大于閾值場(≥100 Oe)時，其零場冷磁化強度也具有明顯的負磁化現象。同時用4f軌道不被電子占據即無剩余自旋的非磁性稀土金屬Y離子[19]對于YbCrO3母體進行不同程度A位摻雜。眾所周知，在鈣鈦礦氧化物中不同半徑的A位離子，通過過渡金屬離子間的氧離子影響過渡金屬間的相互作用以致對整個樣品磁性進行調控。此外，非磁性離子Y對于YbCrO3的摻雜勢必能夠對其中存在的較強的3d-4f相互作用實現調控。非磁性Y離子摻雜意在稀釋其A、B位離子間的強相互作用，以探究其低溫磁性異常的物理本質。
2實 驗
使用高純度Yb2O3 (99.99%), Y2O3(99.99%)和Cr2O3(99.9%)原始樣品通過傳統固相反應法對YbCrO3母相進行了非磁性離子Y的摻雜。制備了Yb1-xYxCrO3 (x=0.0~0.5)系列陶瓷多晶樣品。所有的原始材料都經多次混合研磨以保證制備樣品的均一性。混合物首先在空氣中于900?C燒結24小時；經再次研磨壓片后于1300?C保溫24小時；待降溫，再次研磨壓片后于1450?C保溫50小時；最后制得的樣品于800?C通氧退火5小時以保證樣品適當含氧量。利用室溫X 射線衍射儀和用第三代同步輻射加速器上海光源的X射線衍射光束線對樣品的結構進行了分析，銅靶（λ=1.54056 ?）粉末XRD掃描步幅為0.02 °(Dmax-2550)，同步輻射（λ=1.2398 ?）XRD的掃描步幅為0.0025°。數據分析采用軟件jade5.0。使用美國Quantum Design 的PPMS 物性測量系統（測量溫度范圍是2-340 K，精度為0.01 K畢業論文格式，外加磁場范圍為0 到8 T，精度為0.2 T）對樣品在2-300 K內的直流磁化率進行了詳細系統的測試，以表針樣品各個溫區的自旋狀態。所有的實驗結果皆可重復。
3結 果
3.1 X射線衍射
圖1為Yb1-xYxCrO3(x=0.0~0.5)系列樣品室溫測試的XRD圖譜以及圖2 X=0.3, 0.4, 0.5三個樣品的高分辨同步輻射粉末XRD圖譜（角度已轉換為銅靶Kα），均可被指標化為正交晶系，空間群為Pnma。其X射線衍射出現的峰值只與原始反應物匹配并與母相峰值出現位置相同。X射線衍射結果表明Y離子與Yb離子隨機地分布在A位，形成YCrO3與YbCrO3的固融體。我們所制備的母相多晶樣品YbCrO3的晶格常數的測試計算結果為a=5.185 ?, b=5.488 ?, c=7.474 ? , 和晶包體積V=213.3 ?3，與之前文獻中報道的晶格常數a =5.195 ?, b =5.51 ?, and c =7.49 ?基本符合。Y離子摻雜樣品晶包參數列于表1中，隨Y離子含量的增加晶格常數呈單調上升趨勢，同步輻射結果也表明高Y含量的樣品其輻射峰值向小角度移動。
圖1 Yb1?xYxCrO3 (0≤x≤0.5)室溫XRD圖樣
圖2 Yb1-xYxCrO3 (X=0.3-0.5)高分辨同步輻射粉末XRD圖譜(角度已轉換為銅靶Kα)
表1 晶格常數、傾角反鐵磁轉變溫度與場冷模式測量補償溫度
x
a(?)
b(?)
c(?)
V(?3)
TNFC(K)
Tcomp(K)
5.185
5.49
7.474
212.7
119
19
0.1
5.199
5.503
7.492
214.3
131
15
0.2
5.207
5.508
7.5
215.13
132
13
0.3
5.221
5.52
7.519
216.68
141
9
0.4
5.211
5.507
7.503
215.38
139
-
0.5
5.216
5.511
7.509
215.85
【關鍵詞】金屬氧化物 酸 教學研究
【中圖分類號】G633.8 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2013）12-0176-01
初中課堂上通過稀鹽酸和生銹的鐵釘反應的實驗，由此推廣到其它金屬氧化物與鹽酸、硫酸的反應學習，從而得出金屬氧化物與酸可以發生復分解反應。對于化學教師，應該需要更深入地了解其中的反應情況。筆者通過查閱教材、教輔等資料，同時也多次在實驗室做做對比實驗，測定了一些相關數據，簡單歸納了以下幾個因素對金屬氧化物與酸反應的影響，以期引發同行探討或反思。
一、金屬氧化物的種類對反應的影響
1.酸性金屬氧化物
酸性金屬氧化物的特性就是容易和水作用，生成對應的酸。例如Mn2O7，它具有強氧化性，如果將它和鹽酸作用，則鹽酸的濃度哪怕比較低，也可以產生Cl2， 反應方程式為：， 即將鹽酸氧化。
2.堿性金屬氧化物
CaO、CuO等大多數金屬氧化物是堿性氧化物。例如， 可以和稀鹽酸和稀硫酸發生反應，方程式為：[1]對于上面兩個反應，就初三學生而言，在歸納酸的化學性質時，可以這樣表示：酸溶液+金屬氧化物鹽溶液+水。當然，的同質多象變種有兩種，即。前者在自然條件下穩定，后者在自然條件下不如穩定，處于亞穩定狀態，所以不是所有的氧化鐵都能順利的與酸反應。
3.兩性金屬氧化物
既可以與酸反應生成鹽和水，又可以與堿反應生成鹽和水的氧化物稱為兩性氧化物。常見的兩性氧化物有等。氧化鋁和稀鹽酸、氫氧化鈉溶液反應如下： 中學階段所說的金屬氧化物與酸的反應一般是指堿性氧化物以及兩性氧化物與酸的反應，屬復分解反應。但過渡金屬高價態氧化物有部分為酸性氧化物（如：Mn2O7、CrO3），它們一般不能與酸發生復分解反應，但有可能發生氧化還原反應。本文中沒有涉及過氧化物、超氧化物（如Na2O2）等與酸的反應，該類反應生成鹽、水和氧氣，這類并不屬于金屬氧化物討論范疇?？傊?，金屬氧化物種類較多，與常見的酸反應時情況較為復雜。
二、酸的濃度對反應的影響
1.濃硫酸
實驗證明，把生銹的鐵釘（氧化鐵）加入濃硫酸中，無明顯現象。因為從反應的原理上講，氧化鐵是和H+的作用，Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O。而常見的濃硫酸溶質質量分數為98%，其密度為1.84g?ml-。[2]濃硫酸中含有很少的水，所以只有小部分硫酸能在水中電離出氫離子，濃硫酸中主要是大量硫酸分子。根據上述反應原理無法用濃硫酸除去氧化鐵，而要溶解氧化鐵，要用稀硫酸。在稀硫酸中無氧化性，只有酸性。
2.濃鹽酸
把氧化鐵加入濃鹽酸中，反應現象與稀鹽酸反應相同。反應的原理也相同，化學反應在上文已經闡述。
金屬氧化物二氧化錳（MnO2）反應情況就與氧化鐵大相徑庭。二氧化錳與稀鹽酸不反應，但是和濃鹽酸在加熱條件下可以進行如下反應：MnO2+4HCl（濃）。當鹽酸濃度較低時，稀鹽酸的還原性比較弱，氯氣的氧化性比二氧化錳要強。如果鹽酸濃度達到一定程度，二氧化錳的氧化性就比氯氣強了，反應就可以進行了，但仍然屬于氧化還原反應，而不是復分解反應。
由此可知不同濃度的酸不僅對反應是否進行有影響，對反應按照復分解還是按照氧化還原反應進行也會有一定的影響。
三、酸的種類對反應的影響
上文闡述了稀硫酸和稀鹽酸與氧化鐵反應速率只和H+的濃度有關，所以是否只要H+濃度一樣，酸就可以溶解氧化鐵？但實實際并不是這樣。為此，筆者做了對比實驗：把等質量的氧化鐵分別加入①5ml稀硫酸、②5ml稀硫酸（加少量Na2SO4）、③5ml稀硫酸（加少量NaCl）、5ml稀鹽酸中。測定了三次實驗數據并取平均耗時。相關數據如下：
實驗證明，鹽酸溶解氧化鐵的速度較快，在硫酸中加入少量食鹽，結果氧化鐵的溶解速度加快了，而加入硫酸鈉的硫酸反應速率沒有明顯改變。由此可知，Cl-對于改變反應速率起到了一定的作用。這是由于一些陰離子和Fe3+有一種配合作用，Cl-可以替代氧化鐵晶體中的O2-離子，破壞氧化鐵的晶體結構，使Fe3+可以順利進入溶液，并和Cl-結合成比較穩定的配離子，從而加快反應速率。
在酸與金屬氧化物反應時，不同種類的酸對反應的速率是顯而易見的。
四、總結與反思
通過本文的研究，筆者認為在分析物質之間是否可以反應，或者又是以何種反應類型進行，往往要考慮一定的因素。否則，就會使問題討論的面牽扯太廣泛而無法解決。
對于化學教師而言，在平常教學先不考慮具體的教學設計，而是以一個學習者的身份對教材進行深度透視，首先研究教材上顯性可見的以及這部分內容所隱含（或稱可拓展）的相關知識，如果一個教師缺乏對所教內容在高度、深度、廣度上的認識和理解，是無法完成一個優秀的教學設計的。
參考文獻：
【關鍵詞】金屬氧化物避雷器;故障診斷;預防性試驗;在線監測;紅外熱成像
金屬氧化物避雷器（MOA）是限制過電壓、進行發變電站和直流換流站絕緣配合的電力設備，特別是在由預防檢修方式向狀態檢修方式過渡的今天，其安全運行或故障診斷的重要性毋需置疑。
本文重點介紹診斷MOA故障中目前使用較多的方法和手段，同時也分析了環境條件對測量結果的影響。為敘述方便，將本文的MOA限定為交流110、220變電站的無間隙MOA。
1.預防性試驗
預防性試驗是目前惟一“有法可依”的MOA故障診斷方法。在現場通常按表1進行全部或部分項目試驗。將試驗結果與以前或出廠試驗結果進行對比，實現對MOA的故障診斷。
表1
*試驗合格的判據標準主要是根據20世紀80年代初期我國的MOA水平（一般產品的電阻片直徑度不太大）制定的。
注：√表示易進行故障診斷;×表示不易進行故障診斷。
預防性試驗的突出特點是定期（半年或1年）和按時（不管設備狀態如何，到時必須做試驗），因此不可避免地會存在下述缺點：
①需要停電或停運，費時、費力，增加了不必要的拆裝次數和檢修費用;
②試驗條件往往不同于MOA的正常運行條件，不易準確判斷;
③無法防止在預防性試驗的間隔期間內因MOA質量突然變化而導致的事故。
2.監測或檢測
監測系指對MOA進行的連續實時監督測量，而檢測是指對MOA進行間斷的定期檢查測量。二者都是在線或帶電完成的，技術原理也相同。在線監測的基本原則是“無病不修，有病才修，修必修好”。相對于檢測而言，它比較容易實現，也是目前大多數現場所采用的測量方法。
2.1 在線監測的基本原理
將MOA看作是線性電容和非線性電阻并聯的器件。在運行電壓作用下，流過MOA的漏電流稱為全電流，它由容性分量和阻性分量構成。將容性分量補償掉后則可得阻性電流。將電壓與阻性電流相乘并積分則可得到MOA的功率損耗。這就是MOA在線監測普遍采用的補償法的基本原理。
補償法的測量原理，一般都需要從變電站的電壓互感器取得電壓作為參考分量。根據此參考分量來確定MOA漏電流的容性分量和阻性分量，然后進行處理。
2.2 在線監測的優缺點
與預防性試驗相比，在線監測具有以下優點：
①減少停電或停運損失，節約MOA檢修費用，降低MOA全壽命周期成本;
②監測條件即是MOA的運行狀態，預報相對準確;
③能夠預測已有故障隱患對MOA其他零部件的影響與作用，可以消除MOA已有故障誘發的二次性損壞。
但在開展在線監測時也遇到一些困難，主要反映在：
①尚無統一的標準，不同裝置之間不具有可比性;
②對MOA故障特征量的研究不夠，各測量量與MOA剩余壽命沒有明確的關系;
③抑制干擾十分困難，直接影響結果的準確性;
④目前被廣泛使用的由JS和電流表組合的漏電流監測儀，所測全電流是MOA的阻性電流與容性電流的矢量之和，由于容性電流分量遠大于阻性電流分量，無法辨別由MOA電阻片劣化引起的阻性電流的升高，因此不能有效預防由于MOA劣化而引發的事故，一般只能發現由于MOA密封不良而造成的受潮故障。
3.紅外熱成像
紅外診斷是一種以“基礎熱像”為根據，結合MOA結構及傳導熱能的途徑，分析MOA缺陷及故障狀態下的熱場及溫升，并參考其他測量結果，診斷MOA有無內部或外部故障的方法。
與其他診斷方法相比，紅外診斷具有明顯的優勢：
①不接觸、不停運、不取樣、不解體，省時、省力，降低MOA檢修費用，大大提高MOA的運行有效度;
②采用被動式監測，診斷手段單一、操作簡單方便;
③可實現大面積快速掃描成像，狀態顯示快捷、靈敏、形象、直觀，監測效率高，勞動強度低;
④適用面廣（幾乎適用所有設備），效益、投資比高;
⑤易于進行計算機分析，有利于向智能化診斷發展;
⑥有利于實現MOA的狀態管理和向狀態檢修方式過渡。
紅外診斷的局限性：
①對MOA溫度狀態做絕對測量時標定較困難;
②目前診斷使外部溫度變化小的內部故障尚有困難，而MOA的此種故障又較多。
利用紅外熱成像診斷MOA故障時，通常是形成整只MOA的溫度分布圖，如果局部溫度變化有異常，則應查找原因。
4.環境條件對測量結果的影響
4.1 溫度和濕度的影響
溫度越高，MOA的漏電流越大;反之，溫度越低，漏電流就越小。MOA的這種特性可用溫度系數來表征，在低于40℃時，MOA的溫度系數通常為2%/℃～5%/℃?？諝獾南鄬穸仍酱螅琈OA瓷套外表面的漏電流也越大，特別在污穢程度較重時這種影響更加明顯。為了減少這種影響，測量宜在空氣相對濕度較低的條件下進行，因此測量時間宜選在晴天的10：00～17：00。
4.2 污穢和諧波的影響
污穢程度越重，MOA瓷套外表面的漏電流越大，MOA總的漏電流也越大。若MOA各節之間污穢程度不均勻則會發生電流轉移：MOA各節的總電流是相同的，對污穢程度較重的節，瓷套外表面的漏電流較大，芯體的漏電流較小;對污穢程度較輕的節，瓷套外表面的漏電流較小，芯體的漏電流較大。在濕度較大且污穢較重時，有時也可以采用屏蔽法將瓷套的外部電流分流，使之不通過測量表計或測量元件。
MOA的運行電壓中含有一定比例的諧波成分，諧波和污穢的共同作用將導致MOA的電壓、電流分布不均勻，使其發生局部過熱（主要指內部某些電阻片）。
4.3 干擾的影響
MOA的漏電流較小，通常為幾十至幾百μA。如果不采取措施，電磁場的干擾將使測量結果產生較大的誤差。為了減小或消除干擾對測量結果的影響，測量時應對使用的儀表及其引線進行屏蔽。
5.結論
預防性試驗、監測或檢測、紅外熱成像3種診斷運行中的MOA故障的方法各有優缺點，實際使用時宜綜合運用，結合長期測試經驗，分析環境條件對測量結果的影響，并通過縱向和橫向比較分析做出正確的判斷，以提高MOA運行的可靠性。
參考文獻
關鍵詞：110kV；復合外套；金屬氧化物避雷器；故障；處理
引言
由于具有防爆能力強、耐污、輕便和密封好等優勢，110kV復合外套金屬氧化物避雷器在電網建設中得到了廣泛的使用。而一旦避雷器出現了故障，就將引發母線、變壓器停電等事故，繼而給電網運行造成較大的影響，但由于該類型的避雷器存在一定的泄漏電流增大缺陷，所以導致了避雷器故障的時常發生。因此，有必要對110kV復合外套金屬氧化物避雷器的故障原因進行分析，并尋找相應的對策進行故障的處理，繼而為電網的安全運行提供更多的保障。
1 110kV復合外套金屬氧化物避雷器故障分析
1.1 避雷器常見故障
在現實生活中，110kV復合外套金屬氧化物避雷器具有良好的防爆性、耐污性、密封性和安裝便捷性，可以保護線路和設備免受瞬態過電壓的危害，所以在配電網中得到了廣泛的使用。在導線遭到雷擊后，避雷器將會將電荷帶入大地，繼而保證電網的安全運行，但在使用的過程中，避雷器也會出現閥片破碎、側閃故障、內部放電、爆炸和老化損壞等故障。而此時，利用在線漏測電流檢測裝置進行避雷器的檢測將發現，避雷器可能會出現不正常的發熱、溫度分布不均勻、局部溫度升高或降低等現象，并且帶電測試后的阻性電流峰值也將變大。而這樣的避雷器的絕緣已然劣化，因此無法給配電網的運行提供保障。
1.2 避雷器故障原因
110kV復合外套金屬氧化物避雷器由復合外套、閥片固定部件和閥片這三部分組成，而每個部分的工藝和質量都將對避雷器的質量造成影響。所以，一旦其中一個部件出現質量問題，就容易引起避雷器故障。首先，避雷器的復合外套由高分子硅橡膠材料制成，而制作的過程采用了芯體與硅橡膠的粘結工藝。在加工的過程中，使用三元乙丙橡膠或加入硅粉等材料可以使加工成本得到有效降低，但卻會導致外套電性能和老化性能的降低。而設備一旦過早老化，就會出現電壓分布不均勻和局部發熱等問題。所以，如果復合外套的材料質量不高，避雷器就容易出現故障。其次，避雷器的密封性能主要由芯體結構決定。就目前來看，閥片固定部件的芯體結構有熱縮管式、玻璃絲布外表涂稀釋環氧和玻璃布管防爆式等等。而一旦避雷器的密封性較差，就會導致避雷器受潮，繼而影響避雷器的絕緣性能。所以在避雷器出廠之前，需要利用合成材料將避雷器上的注膠排氣孔封死，繼而確保避雷器的封閉性。但是，為了降低加工成本，一些廠家在生產避雷器時會使用不合格的材料，繼而使避雷器的質量受到影響。再者，避雷器的閥片制作對生產環境、工序管理、原料選用和工藝都有較高的要求，一旦中間出現了問題，則將影響閥片的質量，繼而引發避雷器故障[1]。此外，受潮是導致避雷器性能下降的主要原因。除了加工制作工藝的問題，避雷器在安裝的過程中也有可能因冷脹內縮而受潮。同時，如果安裝過程中密封性不嚴，也將導致避雷器受潮，而在避雷器輕微受潮時，閥片電容將變大，繼而導致元件的阻性電流增大。在嚴重受潮時，則將導致避雷器內部結露，繼而引發放電、爆炸等事故。
2 避雷器故障的處理
2.1 制定避雷器檢驗計劃
為了及時發現并處理導致110kV復合外套金屬氧化物避雷器故障的因素，相關單位應該制定避雷器的檢驗計劃。一方面，需要進行避雷器型號和出廠時間的統計，以便完成對同批次的避雷器的制造隱患和產品缺陷的檢測。其次，針對運行時間超過十年的避雷器，需要制定周期檢驗計劃，而檢驗的內容包括帶電測試和紅外普查[2]。在必要的情況下，可以進行停電試驗。而在有條件的情況下，則需要盡量早的完成避雷器的更換。此外，運行時間超過十年的避雷器已經老舊，所以其缺陷發展相對較快，容易在一年內從微小缺陷演變成避雷器故障。所以，按照泄漏電流測量周期為4.5年的規定，需要及時完成避雷器的停電試驗計劃的安排。
2.2 加強避雷器的日常巡檢
除了制定相應的檢查計劃，還需要加強避雷器的日常巡檢，以便及時排除避雷器故障。一方面，需要加強對避雷器泄漏電流測試裝置的監視。具體來講，就是在檢修前每天觀察避雷器在線監測表顯示的泄漏電流值，并做好每月的記錄。而一旦發現有異常增長的現象，則需要測量避雷器的阻性電流值和功率損耗[3]。另一方面，在進行半年一次的紅外測溫和帶電測試時，需要注重觀察泄漏電流的波形。一旦在測試中發現數據或誤差變化，則需要完成各類數據的綜合分析。而在測試的各項數據都有一定的變化趨勢時，則需要進行避雷器的停電檢查。
2.3 做好避雷器的故障預防
在進行避雷器的周期測試時，需要做好避雷器故障預防。一方面，在紅外檢測時，不同類型避雷器具有不同的靈敏度。在避雷器產生過熱缺陷的情況下，會出現局部發熱現象。但是由于熱量有限，所以設備外部的溫度變化較小，繼而難以被檢測出來。因此，當檢測到的相間溫度差別或同一避雷器的上下端溫差只要超過3℃，就需要結合其他測試數據進行分析。而這樣一來，就可以及時發現不夠靈敏的避雷器的過熱缺陷，并避免該種設備缺陷發展成故障。另一方面，在帶電測試的過程中，需要適當引入局部放電檢測，以便及時了解避雷器的受潮情況，繼而進行避雷器故障的預防。具體來講，就是使用能夠檢測出避雷器泄漏電流原始變形的測試儀器，以便顯示出現避雷器的局部放電情況，但如果避雷器處于放電初期，由于放電頻率小于儀器采樣頻率，所以將難以檢測到避雷器內部是否存在放電信號。因此，除了密切關注測試時的泄漏電流原始波形變化，還要結合其他檢測數據進行避雷器局部放電情況的檢測[4]。此外，在測試結束后，需要進行避雷器運行狀態的評估。而一旦避雷器的運行狀態不佳，則需要適當縮短避雷器的試驗周期，并完成避雷器的泄漏電流的進一步檢測，以便及早發現避雷器是否劣化和受潮，繼而完成避雷器故障的及早處理。
3 結束語
總而言之，在配電網運行的過程中，避雷器可以降低電網的雷擊災害，所以對配網安全運行起到了至關重要的作用，但在實際生活中，避雷器的質量和性能不能得到統一，所以也會因受潮、雷擊而發生故障，繼而給電網的安全運行帶來威脅。所以，相關單位需要進行避雷器故障原因的分析，繼而制定有效的策略進行故障的預防和處理。因此，文章對110kV復合外套金屬氧化物避雷器故障及處理問題展開的研究，可以為避雷器的檢修人員提供一定的指導。
參考文獻
[1]馬麗軍，賴靖胤，金鑫磊.一起110kV氧化鋅避雷器運行故障的分析及對策[J].浙江電力，2012，8：82-84.
[2]王桂裕.配網避雷器雷害故障原因分析和應對策略解析[J].山東工業技術，2014，21：134.
一、酸性氧化物
二、堿性氧化物
堿性氧化物的主要特征是能與酸作用生成鹽和水，它包括大多數的金屬氧化物.堿性氧化物中除了少數金屬性較強的鈉、鉀等的氧化物能直接與水化合生成相應的堿外，大多數堿性氧化物都是難溶于水的.
二、不成鹽氧化物
在氧化物中有極少數氧化物像NO、N2O、CO、H2O等，它們在一般條件下既不與水作用，又不與酸類或堿類物質作用（H2O除外），人們稱之為不成鹽氧化物.
這里需要說明的是：有些不成鹽氧化物在一定條件下是可以“成鹽”的.如CO，在工業上制備上甲酸，就是利用CO與NaOH在一定條件下反應來制取的：CO + NaOH HCOONa
在中學階段，人們將CO劃分為不成鹽氧化物類，這是由于中學化學中還沒有涉及到上述的用CO制備甲酸這方面的知識.
三、過氧化物
此類氧化物是由于分子中含有過氧基（―O―O―）或過氧離子（O2-2）而得其名.此外具有極弱酸性的過氧化氫（H2O2）與堿作用，也可生成過氧化物：
四、超氧化物
金屬性特別活潑的堿金屬和堿土金屬，在一定條件下，在過熱的氧氣中燃燒時，可生成比過氧化物含氧量更高的氧化物.例如KO2、NaO2等，人們稱之為超氧化物.此外，超氧化氫（HO2）也屬于超氧化物.
超氧化物中的超氧離子（O-2）是O2分子作為一個整體獲得一個電子后形成的，因此穩定性很差，是很強的氧化劑.
關鍵詞：氧化物冶金 非金屬夾雜物 晶內鐵素體
中圖分類號：TF 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0745（2013）06-0258-01
進入21 世紀后，鋼鐵材料因高的強度與良好的低溫沖擊韌性而在機械工程制造業中占據著重要地位。機械工程結構向巨型化、高參量方向發展， 如超大型船舶與海洋平臺、大跨度橋梁、長距離石油和天然氣輸送管線等。這些大型機械工程結構對鋼鐵材料的性能提出了越來越高的要求， 要求在不增加或盡量減少合金元素含量的前提下， 使鋼鐵材料的強度與韌性成倍提高[1]。許多研究成果表明， 細化晶粒是實現鋼鐵材料強度與韌性成倍提高的最有效方法。氧化物冶金是近年來用于細化鋼鐵材料晶粒， 提高強度與韌性的新方法、新技術， 已成功地用于非調質鋼、微合金低碳鋼、天然氣輸送管線鋼的開發， 日本的“ 新世紀結構材料開發計劃”就包含氧化物冶金的內容川。本文介紹了氧化物冶金技術及其應用的新進展。
1 氧化物冶金的基本思路
人們研究焊縫金屬的顯微組織與強度、韌性之間的關系時，發現當焊縫金屬奧氏體晶內的非金屬夾雜物周圍有似針狀的鐵素體顯微組織時， 焊縫金屬不僅具有高的強度， 而且具有良好的低溫沖擊韌性。這些似針狀的鐵素體顯微組織被稱為針狀鐵素體（Acicular Ferrite ， 簡稱A F ） 。針狀鐵素體是在奧氏體晶內形成的， 又稱為晶內鐵素體（Intragranular Ferrite ， 簡稱IG F ）。簡稱IG F ）。晶內鐵素體總是在非金屬夾雜物上形核， 而這些非金屬夾雜物主要為Ti、AI 的氧化物與Mn 的硫化物形成的氧、硫復合物仁5 一1。根據非金屬夾雜物誘導內鐵素體形核， 細化晶粒， 提高強度和韌性的客觀事實。日本新日鐵公司的高村等： 提出了控制鋼中氧化物的組成， 使之細小、彌散化， 誘導晶內鐵素體形核， 提高鋼的強度與韌性， 并將這一新技術稱為氧化物冶金（Oxides Metallurgy）?；舅悸房筛爬椋?（1） 若能在原奧氏體晶內形核， 產生大量的晶內鐵素體， 即使奧氏體晶粒粗大，也可獲得晶粒細小的顯微組織。晶內鐵素體具有自身細化的能力， 能抑制焊接熱影響區的晶粒粗化。（2） 無論多潔凈的鋼， 其均有許多非金屬夾雜物。在適當的條件下，一些非金屬夾雜物可誘導晶內鐵素體形核， 細化鋼的晶粒。
2 氧化物冶金型鋼的顯微組織特征
氧化物冶金型鋼的顯微組織主要由非金屬夾雜物與晶內鐵素體組成， 這時的非金屬夾雜物為有益非金屬夾雜物， 是鋼中相的重要組成部分。它們共同起到細化晶粒提高鋼強度與韌性的作用。
1 晶內鐵素體的顯微組織特征晶內鐵素體的相轉變溫度為680～480℃ ，屬于中溫轉變。晶內鐵素體均在奧氏體晶內的非金屬夾雜物上形核、長大，每個非金屬夾雜物上往往有多個晶內鐵素體板條， 呈放射性狀[2]。 國家自然科學基金（50334050） 和上海寶山集團公司聯合資助重點項目氧化物冶金技術及其應用晶內鐵素體板條的平均尺寸為0.1μm～3.0μm。碳化物板條之間相互連鎖， 分布在原奧氏體晶內。一方面晶內鐵素體能使鋼的晶粒細小化，另一方面晶內鐵素體板條之間為大角度晶界， 板條內的微裂紋解理跨越晶內鐵素體時要發生偏轉， 擴展需消耗很高的能量。因此， 氧化物冶金型鋼表現出高的強度和韌性。晶內鐵素體能自身細化。一定條件下， 由非金屬夾雜物誘導生成的晶內鐵素體晶界上可以生長出新的晶內鐵素體， 這使得鋼的晶粒更加細化， 有很強的自身細化晶粒的能力。由非金屬夾雜物誘導形核形成的晶內鐵素體稱為一次晶內鐵素體， 在一次晶內鐵素體晶界上形成的晶內鐵素體稱為二次晶內鐵素體。二次晶內鐵素體的形核稱為感生形核，由此形成的晶內鐵素體又稱為感生晶內鐵素體。利用晶內鐵素體感生形核具有自身細化晶粒的特點， 可有效地解決焊接熱影響區韌性下降的問題。盡管許多學者發現了晶內鐵素體感生形核現象仁川， 但對有關晶內鐵素體的感生形核規律、感生形核條件和影響晶內鐵素體感生形核的因素了解較少， 積累的數據也不多。
2 氧化物冶金型鋼中非金屬夾雜物的作用與性質
非金屬夾雜物是氧化物冶金型鋼顯微組織的重要組成部分， 這時的非金屬夾雜物是有益相， 它們有以下幾方面的作用。在鋼液中作為非自發形核核心，細化奧氏體晶粒，沉淀于奧氏體晶界， 阻止奧氏體晶粒的長大； 固溶于奧氏體晶內， 影響奧氏體向鐵素體的固相轉變， 誘導晶內鐵素體形核、長大； 在焊接過程中， 促進焊接熱影響區粗晶區的晶內鐵素體形核與感生形核?，F對于誘導晶內鐵素體形核非金屬夾雜物的性質進行了許多研究。研究了焊縫金屬中誘導晶內鐵素體形核非金屬夾雜物的性質。電子探針分析的結果表明， 誘導晶內鐵素體形核的非金屬夾雜物為Al、Ti、Mn的氧、硫復合物， 如如TIO·A12O3·MnS。并認為非金屬夾雜物表面的MnS在晶內鐵素體形核過程中起主導作用。研究了微Ti 脫氧低碳鋼中非金屬夾雜物的性質，認為TiZO3、TIN和Ti：O3?！?TIN復合物在晶內鐵素體形核中起主導作用， 并認為TiZO3、TIN與鐵素體的錯配度較小， 有利于晶內鐵素體在非金屬夾雜物上形核。A ndres等[3]燙二研究了微v合金氧化物冶金型中碳鋼的非金屬夾雜物， 認為MnS、vN和MnS·VN復合物在晶內鐵素體形核中起主導作用。由于誘導晶內鐵素體形核、長大的非金屬夾雜物往往是A12O3、TiZO3、MnS、TIN形成的氧、硫復合物或氧、氮復合物。這些復合物的中心為高熔點的TIO、TiZO3等，非金屬夾雜物的表層一般為低熔點的MnS、TIN等。在復合非金屬夾雜物中， 究竟是復合非金屬夾雜物整體共同作用誘導晶內鐵素體的形核， 還是表層非金屬夾雜物MnS、TIN在誘導晶內鐵素體的形核過程中起決定性作用， 在此方面爭議較大， 還有待進一步研究。
3 結束語
通過對這門課程的學習，我對這種技術的運用簡單的談了一下我的看法，希望能為今后教師的教學做一些貢獻。這也是對我學習這門課程的總結。
參考文獻：
[1]王超，朱立光.氧化物冶金技術及應用[J]. 河北理工大學學報（自然科學版）. 2011（02）.
1、因為他只含有兩種元素且其中一種為氧元素；
2、廣義上的氧化物是指氧元素與另外一種化學元素組成的二元化合物，如二氧化碳、氧化鈣、一氧化碳等。但氧與電負性更大的氟結合形成的化合物則一般稱為氟化物而不是氧化物；
3、氧化物屬于化合物。其構成中只含兩種元素，其中一種一定為氧元素，另一種若為金屬元素，則稱為金屬氧化物；若另一種不為金屬元素，則稱之為非金屬氧化物。
（來源：文章屋網 ）
一、化合反應（簡記為“多變一”）
不同物質之間能否發生化合？化合的難易程度如何？這與物質的組成、性質等因素密切相關。
義務教育階段所涉及的化合反應，主要是氧氣和其他單質以及水和某些氧化物的反應。
眾所周知，氧氣是一種性質比較活潑的非金屬單質，具有較強的氧化性，而金屬單質都有一定程度的還原性。因此，氧氣和絕大多數金屬都是可以化合在一起并生成對應的金屬氧化物的。毫無疑問，金屬的活動性越強，與一起的反應就越易進行，對應的反應條件就越簡單甚至不需要條件；反之，金屬越不活潑，與氧氣的反應就越難發生，所需要的反應條件就越高。
如：4Al + 3O22Al2O3
3Fe+2O2Fe3O4
2Cu + O22CuO
而對于金，即使將它置于高溫的環境中，也不會被氧氣所氧化，此乃“真金不怕火煉”的真正原因。
氧氣與其他非金屬單質的反應，大都需要在點燃的條件下才能發生，同時得到對應的非金屬氧化物。如：
2H2 +O2 2H2O
S + O2SO2
水作為一種中性的液態氧化物，既能與大多數酸性氧化物反應生成對應的含氧酸，也能和部分堿性氧化物反應生成對應的可溶性堿。如：
CaO + H2OCa(OH)2
CO2 + H2OH2CO3
由于氫氧化銅、氫氧化鐵等均不溶于水，所以氧化銅、氧化鐵等也就難以直接與水相化合生成對應的堿了。
二、分解反應（簡記為“一變多”）
能發生分解反應的物質，肯定是氧化物、酸、堿、鹽等化合物。不難理解，一種化合物的性質越不穩定，它就越易分解，反應的條件就越簡單甚至不需要條件；反之，化合物自身越穩定，它就越難分解，欲使之分解，所需要的條件也就越復雜。
最典型的氧化物應該是水了，它的性質非常穩定，即使將其加熱到1000℃，也只有少部分發生分解。通直流電是使水發生分解的常用條件，這也是義務教育階段接觸的惟一一個需要通電才能發生的反應：
2H2O 2H2+ O2
過氧化氫和水不同，它實際上是一種過氧化物，性質很不穩定，容易發生分解：
2H2O22H2O + O2
此為實驗室制取氧氣的原理之一。
多數含氧酸都是不穩定的，尤其是碳酸、亞硫酸，常溫下就會分解為對應的酸性氧化物和水：
H2CO3 CO2+ H2O
H2SO3 SO2+ H2O
堿在發生分解時，生成對應的堿性氧化物和水。但可溶性堿是難以分解的，即便是難溶性堿，也只有在加熱的條件下才能發生。如：
Cu(OH)2CuO + H2O
因此，有人曾總結了“可溶性堿易合成、難溶性堿易分解”的口訣，是有一定道理的。
鹽的穩定性多數較強，分解時也沒有固定的規律：有些在加熱或高溫條件下生成相應的酸性氧化物和堿性氧化物，如：
CaCO3 CaO +CO2
也有一些含氧酸鹽在分解時生成氧氣，但也需要加熱等條件，如實驗室里制取氧氣的反應：
2KClO3 2KCl+3O2
2KMnO4 K2MnO4+ MnO2+O2
三、置換反應（簡記為“一換一”）
我們都以為這類反應能否發生只要依據金屬活動性順序來判斷就可以了。其實這要看反應是在水溶液里還是在非水溶液的環境中。
金屬單質和酸或鹽溶液之間的反應，是完全可以通過金屬活動性順序來判斷的：只有排在金屬活動性順序表“氫”之前的金屬才能和鹽酸、硫酸等發生置換反應生成相應的鹽和氫氣，如：Zn + H2SO4ZnSO4 +H2，而排在“氫”之后的金屬就不能置換出酸中的氫，如銅、銀等均不能與鹽酸、稀硫酸發生反應。
同樣，在金屬活動性順序表里，排在前面的金屬能夠把它后面的金屬從其鹽溶液中置換出來，反之則不能。如：
Fe+CuCl2 FeCl2+CuCu+2AgNO3Cu(NO3)2 +2Ag
在非水溶液即干態環境中非金屬單質與金屬氧化物的反應，是不能依據金屬活動性順序來判斷的，如果能反應，則反應后的生成物通常是金屬單質和非金屬氧化物，反應的發生往往需要加熱或高溫條件。如：
H2 + CuO Cu +H2O
Fe2O3+3H22Fe+3H2O
C + 2CuO2Cu + CO2
2Fe2O3+3C4Fe+3 CO2
四、復分解反應（簡記為“頭接尾尾接頭”）
復分解反應是發生在酸、堿、鹽溶液間的一類反應。這些溶液中的反應如能發生，一般無需其他條件，但能否發生卻與相應物質的種類和溶解性有關。
酸和堿是性質對立的兩類物質，只要其中一種處于溶液狀態，它們之間就能快速反應，并生成鹽和水，這類反應也被稱為中和反應。如：
NaOH+HCl NaCl+H2O
Cu(OH)2 + H2SO4 CuSO4 + 2H2O
酸和鹽、堿和鹽、鹽和鹽之間在溶液中能否發生復分解反應，一要看經過交換成分后是否產生沉淀、氣體或水，只要有其中的一種物質生成，就表明該反應已經發生；相反，如果沒有這三類物質中的任一種，反應就沒有發生。二要看反應物的溶解性，當有酸參加時，另一種物質（鹽）可以不溶；當無酸參加（即堿和鹽、鹽和鹽之間的反應）時，兩種物質必須都溶于水且處在溶液中才可以。如：
HCl +AgNO3 AgCl+HNO3（AgCl既不溶于水，也不溶于酸）
2NaOH +CuSO4Cu(OH)2+ Na2SO4
Ca(OH)2+Na2CO3CaCO3+2NaOH（工業上制取NaOH）
NaCl + AgNO3AgCl+NaNO3
簡而言之，復分解反應的條件可概括為：有酸（參加）可不溶，無酸需都溶（指堿和鹽、鹽和鹽），產生沉淀、氣體、水都行。
上述反應都是在水溶液中發生的，不難看出它們之間的反應規律是這樣的：
酸＋鹽新酸＋新鹽
堿＋鹽 新堿＋新鹽
鹽＋鹽新鹽1＋新鹽2
目前，關于自然界固體物中重金屬的化學形態被人們廣泛接受的理論是Tessier提出的化學試劑分步提取法，它將固體顆粒物中重金屬的化學形態分為5種：
①可交換態
主要指吸附在顆粒物(主要成分是粘土顆粒及腐殖酸)上的重金屬，水相中重金屬離子的組成和濃度變化主要受這部分重金屬吸附和解吸過程的影響。
②碳酸鹽結合態
主要指與顆粒物中碳酸鹽結合在一起或本身就成為碳酸鹽沉淀的重金屬。這部分重金屬對pH值變化最為敏感，且在酸性條件下易溶解釋放。
③鐵錳氧化物結合態
天然水中的鐵錳氧化物以鐵錳結核或凝結物形式存在于顆粒上，也有的呈膠膜狀覆蓋在顆粒上，其是微量重金屬極好的吸著劑。與鐵錳氧化物結合在一起的或本身就成為氫氧化物沉淀的這部分重金屬稱為鐵錳氧化物結合態。這一部分重金屬在氧化還原電位降低時容易釋放出來。
④硫化物及有機結合態
指重金屬硫化物沉淀及與各種形態有機質結合的重金屬，這部分重金屬被認為較穩定。
⑤殘渣態
指存在于石英、粘土礦物等晶格里的重金屬。其主要來源于天然礦物，通常不能被生物吸收，是生物無法利用的部分。
綜上所述，前三種形態穩定性差，后兩種形態穩定性強。也就是說，重金屬污染物的危害主要來自前三種不穩定的重金屬形態。 2 分析方法 2.1 分離提取所用試劑及條件
①可交換態：MgCl2(1.0mol/L)，pH=7.0，水浴溫度為(22±3)℃。
②碳酸鹽結合態：NaAc(1mol/L)，pH=5.0，室溫。
③鐵錳氧化物結合態：NH2OH·HCl(0.04mol/L)，水浴溫度為96℃。
④硫化物及有機結合態：HNO3(0.02mol/L)+H2O2(H2O2的質量分數為30%)，pH=2.0，水浴溫度為85℃，加熱4h。
⑤殘渣態：濃HNO3，電熱板加熱至近干。
⑥重金屬總量：濃HNO3，電熱板加熱至近干。
2.2 提取液中重金屬的測定
測定方法見表1。 表1 提取液中重金屬的測定方法 重金屬 鎘、鎳、鉛、鋅、銅 總鉻 砷、汞 檢測方法 CJ 26.15—91 GB 7466—87 原子熒光法 2.3 污泥樣品來源
污泥樣品取自青島市海泊河污水處理廠污泥處理車間。
3 結果與討論 3.1 測試結果
試驗分別對生污泥、消化后污泥中的重金屬形態進行了分析，測定結果見表2。 表2 8種重金屬在污泥消化前后的形態分布 重金屬 污泥種類 總濃度(mg/kg) 可交換態(%) 碳酸鹽結合態(%) 鐵錳氧化物結合態(%) 硫化物及有機結合態(%) 殘渣態(%) 回收量(mg/kg) 回收率(%) 銅 生污泥 276 0 7.3 1.3 70.3 21.1 264 95.5 消化污泥 241 0 1.3 0 79.2 19.6 240 99.4 鋅 生污泥 2840 15.1 14.7 46.0 14.0 10.1 2780 97.9 消化污泥 2800 3.2 12.3 49.3 25.0 10.2 2789 99.6 鎳 生污泥 138 29.9 12.5 29.4 16.2 11.8 136 98.6 消化污泥 141 22.9 11.4 32.1 20.0 13.6 140 99.3 鉻 生污泥 49.2 18.0 13.1 5.1 0 63.8 48.9 99.4 消化污泥 48.6 14.0 10.8 7.0 1.7 67.0 48.3 99.4 鎘 生污泥 2.8 0 0 0 0 100 2.7 99.4 消化污泥 3.1 0 0 0 0 100 3.1 96.4 鉛 生污泥 134 0 0 0 0 100 131 100.0 消化污泥 144 0 0 0 0 100 138 97.8 汞 生污泥 0.501 0 0 0 0 100 0.477 95.8 消化污泥 0.639 0 0 0 0 100 0.586 95.2 砷 生污泥 4.20 0 0 0 0 100 4.08 91.7 消化污泥 4.19 0 0 0 0 100 4.07 97.0 3.2 討論
①在污泥所含的8種重金屬元素中，鋅不但含量高而且主要以不穩定態(離子)形式存在(約占總含量的74%)；銅主要以穩定的硫化物及有機結合態存在(約占70%)，不穩定態含量約占10%；鎳的5種化學形態含量分布較為均勻；鉻主要以殘渣態存在(占60%以上)，不穩定態的含量約占1/3，其硫化物及有機結合態的含量極少；汞、鎘、鉛、砷這幾種毒性較強的元素幾乎全部以穩定態形式存在。
②消化污泥中硫化物及其有機結合態的含量高于生污泥，這說明污泥經厭氧消化 后污泥中硫酸鹽等含硫化合物可被硫酸鹽還原菌轉化成硫離子，硫離子可促進重金屬由不穩定態向硫化物穩定態的形式轉化，使污泥中重金屬的穩定性提高。 4 結論
①活性污泥中的重金屬主要以可交換態、碳酸鹽結合態、鐵錳氧化物結合態、硫化物及有機結合態和殘渣態5種形態存在。其中，前3種為不穩定態，后2種為穩定態。污泥中鋅和鎳主要以不穩定態的形式存在，銅主要以硫化物及有機結合態存在，鉻主要以殘渣態存在，汞、鎘、砷、鉛等毒性大的金屬元素幾乎全部以殘渣態存在。重金屬的這種分布特征對污泥農用比較有利。
一、判斷型
試題題干給出典型元素 “位置和結構”的特征信息，要求先依據信息確定出元素，進而確定出在周期表中的位置或相對位置，在此基礎上判斷原子半徑、高價氧化物對應的水化物的酸或堿性大小、非金屬元素氫化物的穩定性以及所形成的化合物的化學鍵、性質等。
【例1】X、Y、Z、W、R是5種短周期元素，其原子序數依次增大。X是周期表中原子半徑最小的元素，Y原子最外層電子數是次外層電子數的3倍，Z、W、R處于同一周期，R與Y處于同一族，Z、W原子的核外電子數之和與Y、R原子的核外電子數之和相等。下列說法正確的是（ ）
A. 元素Y、Z、W具有相同電子層結構的離子，其半徑依次增大
B. 元素X不能與元素Y形成化合物X2Y2
C. 元素Y、R分別與元素X形成的化合物的熱穩定性：XmY>XmR
D. 元素W、R的最高價氧化物的水化物都是強酸
解析：從題目所給的條件可以看出X是H元素，Y是O元素，Z是Na元素，W是Al元素，R是S元素。所以，A項，Y、Z、W具有相同電子層結構的離子（O2-、Na+、Mg2+），其半徑依次減小（判斷依據：核外電子排布相同的微粒，半徑隨著核電荷數的增加而減?。籅項，X和Y元素能形成2種化合物，X2Y（H2O）和X2Y2（H2O2）；C項，元素Y、R分別與元素X形成的化合物是氫化物，因為Y（O元素）和R（S元素）的非金屬性強弱：Y>R，所以對應的氫化物的穩定性：XmY>XmR；W元素最高價氧化物的水化物是Al（OH）3，是兩性氫氧化物，而R元素最高價氧化物的水化物是H2SO4，是強酸。
答案：C
[變式練習1]已知W、X、Y、Z為短周期元素，W、Z同主族，X、Y、Z同周期，W的氣態氫化物的穩定性大于Z的氣態氫化物的穩定性，X、Y為金屬元素，X的陽離子的氧化性小于Y的陽離子的氧化性。下列說法正確的是（ ）
A. X、Y、Z、W的原子半徑依次減小
B. W與X形成的化合物中只含離子鍵
C. W的氣態氫化物的沸點一定高于Z的氣態氫化物的沸點
D.若W與Y的原子序數相差5，則二者形成化合物的化學式一定為Y2W3
解析：本題考查元素周期表和元素周期律，意在考查學生對元素周期表的熟悉程度，能推導元素及對應物質。結合題目描述，W、X、Y、Z之間的位置關系為：[＼&＼&＼&＼&W＼&X＼&…＼&Y＼&…＼&Z＼&]，可知W位于第二周期，其余位于第三周期，結合位置關系：X、Y、Z 、W的半徑依次減小，A項正確；W與X形成的化合物如Na2O2分子中含有離子鍵和非極性共價鍵，B項錯誤；N、O、F元素的氫化物分子間均存在氫鍵，其沸點均比各自同主族相鄰元素的氣態氫化物的高，但若W為C，其氫化物分子間不存在氫鍵，由于相對分子質量較小，沸點較低，C項錯誤；W與Y的原子序數相差5，二者形成的化合物可能是Mg3N2或者Al2O3，D項錯誤。
答案：A
二、表格型
試題題干以表格的形式給出元素的原子半徑和主要化合價，要求依據負化合價和原子半徑的大小確定出非金屬元素，進而依據正化合價和原子半徑的遞變規律確定出其余元素以及在周期表中的相對位置，最后依據同周期和同主族的遞變規律判斷元素特征、結構和性質的正誤。在解答時，關鍵是抓住元素性質和元素在周期表中的位置的關系，從原子半徑的變化和元素的最高正價和最低負價入手尋求突破。
【例2】幾種短周期元素的原子半徑及主要化合價如下表：
下列敘述正確的是
A. X、Y元素的金屬性 X
B. 一定條件下，Z單質與W的常見單質直接生成ZW2
C. Y的最高價氧化物對應的水化物能溶于稀氨水
D. 一定條件下，W單質可以將Z單質從其氫化物中置換出來
解析：此題考查了物質結構與元素周期律知識。根據題給數據，X、Y的化合價不同，但原子半徑相差較小，可知兩者位于同一周期相鄰主族，故金屬性X>Y，A錯誤；根據Z、W的原子半徑相差不大，化合價不同，且W只有負價，則其可能是O，Z是N，兩者的單質直接生成NO，B錯誤；據此判斷可知X是Mg，Y是Al；Y的最高價氧化物的水化物是氫氧化鋁，其不溶于氨水，C錯誤；一定條件下，氧氣可以和氨氣反應生成水和氮氣，D正確。
答案：D
[變式練習2]根據下表信息，判斷以下敘述正確的是（ ）
A. 氫化物的沸點為H2T
B. 單質與稀鹽酸反應的速率為L
C. M與T形成的化合物具有兩性
D. L2+與R2-的核外電子數相等
解析：由短周期元素T、R主要化合價均有-2價可知T、R均為ⅥA族，由于T沒有正化合價且原子半徑R>T，可推知R為S，T為O；依據L、M主要化合價為+2可知L、M均為IIA族，由于原子半徑L>Q，可推知L為Mg， Q為Be；由于M主要化合價為+3，且原子半徑大于Q，可推知為A。氫化物的沸點在同一主族中隨最外層電子層數增多而升高，但水分子間具有氫鍵，較為特殊，因此H2O的沸點高于H2S，A錯誤；屬性越強，單質與稀鹽酸反應就越快，同主族元素金屬性從上至下依次增強，因此Mg>Be，B錯誤；M、T形成的化合物為Al2O3，能與酸和堿反應生成對應的鹽，是兩性化合物，C正確；L2+與R2-的最外層電子數相等，均為8個；但核外電子數不相等，Mg2+為10個，S2-為18個，D錯誤。
答案：C
三、位置型
試題以周期表截圖的形式給出元素在周期表中的相對位置，要求能夠結合同周期和同主族的遞變規律判斷元素特征、結構和性質的正誤。
【例3】短周期元素R、T、Q、W在元素周期表中的相對位置如圖所示，其中T所處的周期序數與族序數相等。下列判斷不正確的是（ ）
A. 最簡單氣態氫化物的熱穩定性：R>Q
B. 最高價氧化物對應水化物的酸性：Q
C. 原子半徑：T>Q>R
D. 含T的鹽溶液一定顯酸性
解析：根據元素所處的位置，可猜測T、Q、W為第三周期的元素，其中T所處的周期序數與族序數相等，則T為Al，Q為Si，W為S，R為N元素。用具體元素可判斷A，B，C三個選項都正確，D選項中含鋁離子的鹽溶液是顯酸性，但NaAlO2溶液就是顯堿性的，可用排除法得出答案。
答案：D
[變式練習3]短周期金屬元素甲～戊在元素周期表中的相對位置如右表所示，下面判斷正確的是（ ）
A. 原子半徑： 丙
B. 金屬性：甲>丙
C. 氫氧化物堿性：丙>丁>戊
D. 最外層電子數：甲>乙
解析：同周期元素原子半徑是減小的，A錯誤；同主族元素金屬性自上而下是增強的，B錯誤；同周期的元素的金屬性越來越弱，故對應堿的堿性也是減弱的，C正確；同周期的最外層電子數越來越多，D錯誤。
答案：C
四、圖示型
試題以坐標圖的形式給出原子序數、化合價（或原子半徑）的關系，要求依據某種特征確定元素，考查考生的接受、吸收、整合化學信息的能力，以及元素在周期表中的位置、元素及其化合物的主要性質、原子結構和物質結構之間關系的綜合推斷能力。
【例4】如圖①所示是部分短周期元素化合價與原子序數的關系圖，下列說法正確的是（ ）
A. 原子半徑：Z>Y>X
B. 氣態氫化物的穩定性：R>W
C. WX3和水反應形成的化合物是離子化合物
D. Y和Z兩者最高價氧化物對應的水化物能相互反應
解析：本題綜合考查物質結構和元素周期律，短周期主族元素的最高正價=主族序數（F、O除外）、非金屬元素的最低負價=主族序數-8（H除外），由化合價隨原子序數變化關系推斷，圖中11種元素依次為第二周期第ⅣA～第ⅦA族的碳、氮、氧、氟，第三周期第ⅠA族～第ⅦA族的鈉、鎂、鋁、硅、磷、硫、氯，所以X、Y、Z、W和R分別為氧、鈉、鋁、硫和氯。隨著原子序數的遞增，同周期主族元素的原子半徑遞減，同主族元素的原子半徑遞增，則原子半徑：Na>Al>S>O，因此Y>Z>X，故A錯；隨著原子序數的遞增，同周期主族元素的非金屬性遞增，則非金屬性：Cl>S，非金屬性越強，其氣態氫化物的穩定性越強，則穩定性：HCl>H2S，故B正確；WX3是SO3，它和水發生如下反應：“SO3+H2O=H2SO4”，生成的硫酸（H2SO4）是共價化合物，故C錯；Y和Z是Na和Al，它們的最高價氧化物對應水化物分別是NaOH、Al（OH）3，前者是強堿，后者是兩性氫氧化物，二者發生如下反應：“NaOH+Al（OH）3=NaAlO2+2H2O”，故D正確。
答案：BD
[變式練習4]如圖②是某短周期主族元素最高價氧化物水化物某相同濃度稀溶液與原子半徑的關系示意圖，則下列說法正確的是（ ）
A. 原子序數：W>Z>X
B. 氣態氫化物的穩定性：N>R
C. Y和W形成共價化合物
D. X和Z兩者最高價氧化物對應的水化物能相互反應
關鍵詞 初高中化學 共同點 斷檔點 銜接
中圖分類號：G424 文獻標識碼：A
1 初高中化學知識共同點及銜接
1.1 初高中化學知識共同點
比較普高化學必修1、必修2和義教化學教材找到以下一些共同點。物理變化――凝固、融化、汽化、液化或凝結、升華、凝華、沸騰、溶解和潮解等。物理性質――顏色、狀態、氣味、沸點、熔點、密度、硬度、溶解性、揮發性、導熱性、導電性和延展性等?；瘜W變化――實質是構成物質分子的原子重新組合?；瘜W性質――可燃性、氧化性、還原性、腐蝕性、穩定性、酸性和堿性等?；瘜W反應類型――燃燒、爆炸、緩慢氧化、自燃、分解反應、化合反應、氧化反應、置換反應、復分解反應和中和反應（復分解反應中的一種情況）。能量變化――放出熱量和吸收熱量等。物質的構成――分子、原子、質子、中子、電子、離子和元素。物質結構――化學式、化合價、原子結構、分子結構、晶體結構和元素周期表等。物質量――相對原子質量、相對分子質量、質量比、元素質量分數、溶質的質量分數、溶解度等。物質分類――混合物、純凈物、金屬單質、非金屬單質、有機化合物和無機化合物（酸、堿、鹽和氧化物）。分散系――溶液（溶質和溶劑）、濁液（懸濁液和乳濁液）、飽和和不飽和溶液。物質的分離――蒸餾、蒸發、過濾和結晶。指示劑――酚酞試液、石蕊試液、紅色石蕊試紙和藍色石蕊試紙。簡單有機物――甲烷、乙炔、尿素、醋酸、酒精和汽油。材料――金屬材料、合金材料、天然有機材料（羊毛和棉花）、有機合成材料（高分子化合物如合成塑料、合成纖維和合成橡膠）和納米材料。金屬的銹蝕和金屬的防腐。實驗安全――濃硫酸、氫氧化鈉溶液濺到皮膚的處理、濃硫酸稀釋問題等。實驗技能操作――用pH試紙測物質的酸堿性和酸堿度、氫氣燃燒前驗純和氫氣、一氧化碳、酒精和甲烷燃燒產物檢驗。物質的檢驗――氧氣、氫氣、二氧化碳、甲烷、氯離子、硫酸根離子、碳酸根離子的檢驗。其他――晶體、結晶水合物、結晶水、催化劑、觸媒、濕法煉銅、物質轉化規律、質量守恒、金屬活潑性順序。
1.2 初高中化學知識共同點的銜接
初高中涉及的知識面不僅有很多相同部分，而且有些知識的深度以及對學生的要求是不同的。所以初高中這些知識點的銜接教學不能是簡單的重復。例如，初高中都要求了解金屬的腐蝕和防腐，但初中只要求學生了解金屬腐蝕需要的條件，如水和空氣等，并以此推出防腐的條件即為隔絕空氣或水，而高中對金屬腐蝕的認識要求是從原電池角度深入的，要求學生清楚純凈的金屬并不容易腐蝕，不純凈的金屬內由于形成原電池的正極與負極，因而使腐蝕的速率加快，并要求會書寫電極反應式。顯然在要求上高了許多。
在教學過程中，特別是對于高中化學教師來說，一定要把握好初高中對于知識點具體要求的層次，把握好教學的深度，對于初高中教材的這些共同點，高中教學時不能在初中教學的基礎上簡單地重復，而應有所提升。初中教學時應在復習時不超初中《課程標準》的前提下適當拔高。
2 初高中化學知識斷檔點及銜接
2.1 相似相溶原理
義教化學涉及相似相溶但未提及此概念，教學中只要求學生了解水和油（有機溶劑）是相對立的兩類溶劑，某物質若易溶于水則將難溶于有機溶劑。普高化學對相似相溶的理解升高到分子結構上，通過共價鍵極性及分子空間構型的分析來理解溶質分子的極性和溶劑分子的極性相統一而互溶的意義。義教化學的教學關于這一部分內容只能讓學生通過對比的方法機械記憶。普高化學教學要讓學生在分析的基礎上認識。
2.2 酸性氧化物及堿性氧化物
義教化學教材用“某些金屬氧化物”一詞來代替“酸性氧化物”及“堿性氧化物”概念。教學中涉及酸性氧化物與堿反應，堿性氧化物與酸反應，但因無酸性氧化物及堿性氧化物的概念，初中學生并沒有掌握酸性氧化物與堿反應生成鹽和水，堿性氧化物與酸反應生成鹽和水，及酸性氧化物與堿性氧化物反應生成鹽這些典型基本反應類別。普高化學中對酸性氧化物、堿性氧化物、兩性氧化物和不成鹽氧化物這些概念的系統歸納學習，這些物質的化學性質將被肢解為一個個獨立的反應方程式，并得出一些規律的知識。極大地提高了學生的化學思維能力。普高化學中強調了酸性氧化物不完全等同于非金屬氧化物，堿性氧化物不完全等同于金屬氧化物，是值得學生研究的概念。
2.3 元素周期表
這一概念在義教化學和普高化學中都有，但內容層次上斷檔。義教化學中有關于元素周期表相關概念的介紹，包括原子的微觀結構、相對原子質量的計算及應用等。普高化學中有關的概念不再出現。但是學生對以上知識的掌握情況卻差異很大，往往對微觀結構記憶深刻，高中教師不再需要重復，而對相對原子質量的概念及計算本質卻不能深入理解。然而在高中學習中，相對原子質量的概念及計算，與摩爾質量這個重要概念間有千絲萬縷的聯系，兩者間有相似處也有區別處，是學生需要著重理解的，如果沒有初中的相對原子質量概念做基礎，這些比較區別將無從談起。因此高中教師必須做適當的復習和補充講解。在高中學習中，更進一步地涉及到元素的相對原子質量計算，這不僅與原子的相對原子質量概念有關，還需要同位素概念的配合，可以說缺一不可，高中教師千萬不能以為學生在初中已經學習過，因而粗略帶過，那樣將給學生的學習造成很大困難。
2.4 電解質
義教化學中關于溶液中電解質電離的介紹沒有涉及電解質的概念，只是要求學生知道哪些能物質電離，哪些物質不能電離，哪些物質能電離成分子，哪些物質能電離成離子。然而高中對電解質的電離情況要求很高，除了區分電解質在水中的電離和熔融狀態下的電離情況以外，還要區分在水溶液中，由電解質是否完全電離來推出弱電解質和強電解質概念，并且涉及到弱電解質弱酸的分步電離，以及強酸酸式鹽、弱酸酸式鹽的電離情況，這些復雜又精細的內容學生在短時間內要掌握是比較困難的，因此，高中教師還是應當從零起點開始系統地為學生講解電解質的概念及電解質的電離為好。高中教師面對學生某些斷檔的知識點時，需要放慢教學節奏，給學生更多鞏固和溫習的時間。
參考文獻
[1] 中華人民共和國教育部.義務教育化學課程標準.北京：北京師范大學出版社，2011.
[2] 人民教育出版社.義務教育教科書化學.北京：人民教育出版社，2012.
關鍵詞：燃煤添加劑；節能減排；作用；配方；應用
中圖分類號：S232.9 文獻標識碼： A 文章編號： 1674-0432（2014）-06-92-1
1 燃煤添加劑的節能減排作用
1.1 燃煤添加劑的作用
燃煤添加劑中含有提供氧源的氧化劑，可以在高溫燃燒中分解出氧氣促進煤的充分燃燒，同時催化劑能有效降低氧的離解能和碳燃燒時所需的活化能，強化了煤的燃燒，起到助燃、增能、節煤的作用。
固硫、固氮、凈化煙氣的作用。添加劑中堿性氧化物與受熱面上的煙垢和煙氣發生化學反應，使煙垢和煙塵中含硫氧化物生成硫酸鹽，隨煤渣一起排出爐外，減少了二氧化硫、二氧化氮等有害氣體排放。
降低燃煤成本，為使用者帶來經濟效益。燃煤添加劑生產成本低，效果明顯。以吉林鑫興科技開發有限公司的專利產品試驗成果為例（專利號ZL200610017001.2）：大型燃煤鍋爐可節煤5.5%，一般鍋爐可節煤11%，減少二氧化硫排放40%～50%，減少氮氧化物排放20%～30%，減少煙塵排放60%。
1.2 燃煤添加劑的助燃機理
煤在燃燒時，將添加劑中的金屬氧化物還原成金屬，同時放出氧氣，然后金屬與煤中氧氣反應，使金屬氧化成氧化物，緊接著碳直接還原金屬氧化物。這樣金屬一直處于氧化-還原循環中，在金屬和氧化物兩種狀態中來回轉換，氧原子不斷從金屬向碳原子傳遞，加快氧氣的擴散速度，使燃燒更易進行。同時添加劑中的氧化劑燃燒分解，放出大量氧氣，人為制造一個富氧環境，提高了燃燒速度，起到強烈助燃作用。另外催化劑降低氧的離解能和碳燃燒時所需的活化能，強化了煤的燃燒。
2 燃煤添加劑的配方原理
燃煤添加劑主要成分包括氧化劑、催化劑、脫硫劑、膨松劑、消煙劑和其他有機助劑構成。氧化劑提供了煤燃燒過程所需的活性氧，促使燃燒過程中釋放出可燃的揮發分和碳粒的燃燒。常用的氧化劑有高錳酸鉀、氯酸鉀、高氯酸鉀等。高錳酸鉀可以在200℃～240℃溫區分解放出氧氣；氯酸鉀可以在300℃～350℃溫區分解放出氧氣；高氯酸鉀可以在400℃以上分解放出氧氣。此外硝酸鉀、硝酸鈉、硝酸鋇等也是強氧化劑在高溫燃燒中的分解產物依次是金屬氧化物、氧氣、氮氣。
催化劑主要有二氧化錳、氧化鎂、三氧化二鋁、四氧化三鐵、三氧化二鐵、二氧化鈦、氯化鐵、碳酸鈉、稀土元素、鋁土等。其中三氧化二鋁能在高溫條件下，抑制硫酸鈣的分解，同時可以形成穩定的硫酸鈣、氧化鈣和三氧化二鋁的復鹽。金屬氧化物則是在氧傳遞過程中起著至關重要的作用。含鐵化合物通過降低煤燃燒的著火溫度與反應的活化能來改善煤的燃燒特性，提高低溫燃燒過程的燃燒速率，使煤的著火與燃燒更加容易。常用的主要是三氯化鐵和二氯化鐵，其效果三氯化鐵優于二氯化鐵。三氧化二鐵對煤的燃燒過程影響不大，但550℃左右具有助燃作用。
膨松劑在爐膛高溫區產生微爆，攪動煤層中的氣流，促使碳粒表面的灰燼或燃燒產物一氧化碳脫落，使之充分燃燒，目前所有膨松劑主要是工業食鹽氯化鈉。
固硫劑種類很多，常用的有鈣基、鎂基、鋇基固硫劑，納米材料固硫劑。使用最多還是價廉易得的鈣基固硫劑，主要有碳酸鈣、氧化鈣、氫氧化鈣，效果最好是氫氧化鈣，其次是碳酸鈣、氧化鈣。在碳酸鈣中添加三氧化二鐵在固硫反應中起促進作用，降低反應活化能，使反應更易進行。此外有機鈣固硫效果更好，但實際使用不多。
3 燃煤添加劑分類及應用現狀
從目前實際應用情況來看，依據現有添加劑的原理及配方總體分類如下：一是工業鹽類，主要是氧化劑、金屬氧化物等，再輔以其他助劑。此類添加劑對降低燃燒的燃點，促進燃燒，脫硫、脫氮等具有良好的效果，目前使用最多的添加劑大多都屬于這一類；二是金屬氧化物及礦物，一般作催化劑，主要用于工業，如高爐的催化助燃，純燃煤企業很少使用；三是以有機分子為主，主要是有機醇類，如甲醇、乙醇等，其次是親油性礦物油、植物油、乳化劑及親水性表面活性劑為主添加劑；四是以金屬羥酸鹽類為主，包括醋酸鹽，脂肪酸鹽類有機鹽，其主要作用與第二類相似，實際使用較少。
4 未來發展構想
燃煤添加劑具有良好的助燃作用和脫硫、脫氮作用，人們對燃煤添加劑長期研究取得一定的成果。但還有很多東西有待于我們去發現，比如：煤灰分中的化學成分與添加劑的成分大部分相同，這說明煤中本來就含有催化助燃類物質，能夠使煤完全燃燒。所謂不完全燃燒，是燃燒環境所致。因此在現有的研究成果的基礎上，有必要在燃煤添加劑的原料選擇、添加劑的配方和防止二次污染等方面開展深入的研究工作，不斷探索、不斷發現煤的燃燒特性，開發出一種既能外在助燃，又能激活煤中固有的催化燃燒作用，有效促進煤的完全燃燒，清潔燃燒，以控制污染，節約能源。
參考文獻
[1] 肖健華，康華，王振陽.燃煤催化劑催化機理探討[J].煤炭技術，2002，（11）.
[2] 于海深，王風彥.節煤添加劑的特性研究[J].節能，2007，（1）.
