时间：2023-05-29 17:46:06
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇金属氧化物，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
关键词：稀土铬氧化物，Y掺杂，负磁化现象
1 引 言
由于稀土铬氧化物独特的物理性质，如倾角反铁磁、相分离、自旋重取向、磁场记忆效应及磁台阶效应等，其磁性在过去的几十年间得到广泛的研究[1-6]。近年来，又有多个研究组对于多稀土铬氧化物体系在较小外磁场(≤4KOe)下降温测量直流磁化强度，发现在低温下其出现零磁化强度现象。零磁化强度现象，即在一个外加恒定小磁场的作用下，由温度诱导材料磁矩从沿着外磁场方向转变为与外磁场相反方向毕业论文格式，随温度的降低其磁化强度逐渐反转，并且在某个温度点材料整体磁化强度显示为零，随后出现负的磁化强度，该温度称为补偿温度Tcomp。这种现象最早由奈尔（Neel）[7]预言，可能出现在包含两种或多种反铁磁有序离子的亚铁磁材料中。几十年前，负磁化现象首先在尖晶石结构复合物中被发现[8]。零磁化现象非常罕见，并且往往将这种现象归结为材料磁晶各向异性能远大于外磁场的作用而导致其自旋无法翻转至与外场方向一致。这种由温度导致的磁性反转，仅在相当有限的几个体系中被观察到，其包括(i)LaVO3[9]、(ii)Pd–Fe合金[10]、(iii)Nd1?xCaxMnO3锰氧化物[11]、(iv)La1?xPrxCrO3 [12]、GdCrO3[13]、La1-xNdxCrO3[14]、(v)Sm1?xGdxAl2[15]。对于V(III)氧化物LaVO3而言，磁性离子在第一类磁滞伸缩导致的晶格畸变中伴随着轨道和自旋有序的突变，因此导致了磁化强度的反转[16]。稀土铬氧化物中，其零磁化现象归结为其稀土离子(Pr3+,Ga3+和Nd3+)顺磁强度与Cr3+倾角反铁磁方向相反所致。既A与B位磁性离子子晶格间存在反铁磁相互作用[12-14]。母体中不均匀的磁性团簇是导致Pd–Fe合金零磁化现象的原因[10]。最近，在Sm1 ?xGdxAl2薄膜中则发现样品在其补偿温度处，Sm3+离子的轨道磁矩与Sm3+和Gd3+离子的自旋磁矩反相平行且恰好完全抵消[15]。
稀土铬氧化物丰富的磁性源于A位稀土离子与B位Cr离子间的相互作用所导致的低温区多个磁性转变。其磁性不再是仅仅由过渡金属间d-d相互作用所决定毕业论文格式，往往在低温下源于稀土离子之间的f-f相互作用以及稀土离子和过渡金属间的f-d相互作用也不容忽视[5,17]。在稀土铬氧化物系列中，YbCrO3由于Yb3+与Cr3+之间存在非常强的各向异性相互作用，而导致其在低温下显示出丰富有趣的磁性。对于Yb3+离子而言，其4f轨道仅被一个空穴所占据导致在YbCrO3中存在较强的3d-4f相互作用[5,18]。本文首次详细报道了钙钛矿铬氧化物YbCrO3场冷模式直流磁化强度出现零磁化现象（Tcomp~20 K），并且当外磁场大于阈值场(≥100 Oe)时，其零场冷磁化强度也具有明显的负磁化现象。同时用4f轨道不被电子占据即无剩余自旋的非磁性稀土金属Y离子[19]对于YbCrO3母体进行不同程度A位掺杂。众所周知，在钙钛矿氧化物中不同半径的A位离子，通过过渡金属离子间的氧离子影响过渡金属间的相互作用以致对整个样品磁性进行调控。此外，非磁性离子Y对于YbCrO3的掺杂势必能够对其中存在的较强的3d-4f相互作用实现调控。非磁性Y离子掺杂意在稀释其A、B位离子间的强相互作用，以探究其低温磁性异常的物理本质。
2实 验
使用高纯度Yb2O3 (99.99%), Y2O3(99.99%)和Cr2O3(99.9%)原始样品通过传统固相反应法对YbCrO3母相进行了非磁性离子Y的掺杂。制备了Yb1-xYxCrO3 (x=0.0~0.5)系列陶瓷多晶样品。所有的原始材料都经多次混合研磨以保证制备样品的均一性。混合物首先在空气中于900?C烧结24小时；经再次研磨压片后于1300?C保温24小时；待降温，再次研磨压片后于1450?C保温50小时；最后制得的样品于800?C通氧退火5小时以保证样品适当含氧量。利用室温X 射线衍射仪和用第三代同步辐射加速器上海光源的X射线衍射光束线对样品的结构进行了分析，铜靶（λ=1.54056 ?）粉末XRD扫描步幅为0.02 °(Dmax-2550)，同步辐射（λ=1.2398 ?）XRD的扫描步幅为0.0025°。数据分析采用软件jade5.0。使用美国Quantum Design 的PPMS 物性测量系统（测量温度范围是2-340 K，精度为0.01 K毕业论文格式，外加磁场范围为0 到8 T，精度为0.2 T）对样品在2-300 K内的直流磁化率进行了详细系统的测试，以表针样品各个温区的自旋状态。所有的实验结果皆可重复。
3结 果
3.1 X射线衍射
图1为Yb1-xYxCrO3(x=0.0~0.5)系列样品室温测试的XRD图谱以及图2 X=0.3, 0.4, 0.5三个样品的高分辨同步辐射粉末XRD图谱（角度已转换为铜靶Kα），均可被指标化为正交晶系，空间群为Pnma。其X射线衍射出现的峰值只与原始反应物匹配并与母相峰值出现位置相同。X射线衍射结果表明Y离子与Yb离子随机地分布在A位，形成YCrO3与YbCrO3的固融体。我们所制备的母相多晶样品YbCrO3的晶格常数的测试计算结果为a=5.185 ?, b=5.488 ?, c=7.474 ? , 和晶包体积V=213.3 ?3，与之前文献中报道的晶格常数a =5.195 ?, b =5.51 ?, and c =7.49 ?基本符合。Y离子掺杂样品晶包参数列于表1中，随Y离子含量的增加晶格常数呈单调上升趋势，同步辐射结果也表明高Y含量的样品其辐射峰值向小角度移动。
图1 Yb1?xYxCrO3 (0≤x≤0.5)室温XRD图样
图2 Yb1-xYxCrO3 (X=0.3-0.5)高分辨同步辐射粉末XRD图谱(角度已转换为铜靶Kα)
表1 晶格常数、倾角反铁磁转变温度与场冷模式测量补偿温度
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
【关键词】金属氧化物 酸 教学研究
【中图分类号】G633.8 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2013）12-0176-01
初中课堂上通过稀盐酸和生锈的铁钉反应的实验，由此推广到其它金属氧化物与盐酸、硫酸的反应学习，从而得出金属氧化物与酸可以发生复分解反应。对于化学教师，应该需要更深入地了解其中的反应情况。笔者通过查阅教材、教辅等资料，同时也多次在实验室做做对比实验，测定了一些相关数据，简单归纳了以下几个因素对金属氧化物与酸反应的影响，以期引发同行探讨或反思。
一、金属氧化物的种类对反应的影响
1.酸性金属氧化物
酸性金属氧化物的特性就是容易和水作用，生成对应的酸。例如Mn2O7，它具有强氧化性，如果将它和盐酸作用，则盐酸的浓度哪怕比较低，也可以产生Cl2， 反应方程式为：， 即将盐酸氧化。
2.碱性金属氧化物
CaO、CuO等大多数金属氧化物是碱性氧化物。例如， 可以和稀盐酸和稀硫酸发生反应，方程式为：[1]对于上面两个反应，就初三学生而言，在归纳酸的化学性质时，可以这样表示：酸溶液+金属氧化物盐溶液+水。当然，的同质多象变种有两种，即。前者在自然条件下稳定，后者在自然条件下不如稳定，处于亚稳定状态，所以不是所有的氧化铁都能顺利的与酸反应。
3.两性金属氧化物
既可以与酸反应生成盐和水，又可以与碱反应生成盐和水的氧化物称为两性氧化物。常见的两性氧化物有等。氧化铝和稀盐酸、氢氧化钠溶液反应如下： 中学阶段所说的金属氧化物与酸的反应一般是指碱性氧化物以及两性氧化物与酸的反应，属复分解反应。但过渡金属高价态氧化物有部分为酸性氧化物（如：Mn2O7、CrO3），它们一般不能与酸发生复分解反应，但有可能发生氧化还原反应。本文中没有涉及过氧化物、超氧化物（如Na2O2）等与酸的反应，该类反应生成盐、水和氧气，这类并不属于金属氧化物讨论范畴。总之，金属氧化物种类较多，与常见的酸反应时情况较为复杂。
二、酸的浓度对反应的影响
1.浓硫酸
实验证明，把生锈的铁钉（氧化铁）加入浓硫酸中，无明显现象。因为从反应的原理上讲，氧化铁是和H+的作用，Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O。而常见的浓硫酸溶质质量分数为98%，其密度为1.84g・ml-。[2]浓硫酸中含有很少的水，所以只有小部分硫酸能在水中电离出氢离子，浓硫酸中主要是大量硫酸分子。根据上述反应原理无法用浓硫酸除去氧化铁，而要溶解氧化铁，要用稀硫酸。在稀硫酸中无氧化性，只有酸性。
2.浓盐酸
把氧化铁加入浓盐酸中，反应现象与稀盐酸反应相同。反应的原理也相同，化学反应在上文已经阐述。
金属氧化物二氧化锰（MnO2）反应情况就与氧化铁大相径庭。二氧化锰与稀盐酸不反应，但是和浓盐酸在加热条件下可以进行如下反应：MnO2+4HCl（浓）。当盐酸浓度较低时，稀盐酸的还原性比较弱，氯气的氧化性比二氧化锰要强。如果盐酸浓度达到一定程度，二氧化锰的氧化性就比氯气强了，反应就可以进行了，但仍然属于氧化还原反应，而不是复分解反应。
由此可知不同浓度的酸不仅对反应是否进行有影响，对反应按照复分解还是按照氧化还原反应进行也会有一定的影响。
三、酸的种类对反应的影响
上文阐述了稀硫酸和稀盐酸与氧化铁反应速率只和H+的浓度有关，所以是否只要H+浓度一样，酸就可以溶解氧化铁？但实实际并不是这样。为此，笔者做了对比实验：把等质量的氧化铁分别加入①5ml稀硫酸、②5ml稀硫酸（加少量Na2SO4）、③5ml稀硫酸（加少量NaCl）、5ml稀盐酸中。测定了三次实验数据并取平均耗时。相关数据如下：
实验证明，盐酸溶解氧化铁的速度较快，在硫酸中加入少量食盐，结果氧化铁的溶解速度加快了，而加入硫酸钠的硫酸反应速率没有明显改变。由此可知，Cl-对于改变反应速率起到了一定的作用。这是由于一些阴离子和Fe3+有一种配合作用，Cl-可以替代氧化铁晶体中的O2-离子，破坏氧化铁的晶体结构，使Fe3+可以顺利进入溶液，并和Cl-结合成比较稳定的配离子，从而加快反应速率。
在酸与金属氧化物反应时，不同种类的酸对反应的速率是显而易见的。
四、总结与反思
通过本文的研究，笔者认为在分析物质之间是否可以反应，或者又是以何种反应类型进行，往往要考虑一定的因素。否则，就会使问题讨论的面牵扯太广泛而无法解决。
对于化学教师而言，在平常教学先不考虑具体的教学设计，而是以一个学习者的身份对教材进行深度透视，首先研究教材上显性可见的以及这部分内容所隐含（或称可拓展）的相关知识，如果一个教师缺乏对所教内容在高度、深度、广度上的认识和理解，是无法完成一个优秀的教学设计的。
参考文献：
【关键词】金属氧化物避雷器;故障诊断;预防性试验;在线监测;红外热成像
金属氧化物避雷器（MOA）是限制过电压、进行发变电站和直流换流站绝缘配合的电力设备，特别是在由预防检修方式向状态检修方式过渡的今天，其安全运行或故障诊断的重要性毋需置疑。
本文重点介绍诊断MOA故障中目前使用较多的方法和手段，同时也分析了环境条件对测量结果的影响。为叙述方便，将本文的MOA限定为交流110、220变电站的无间隙MOA。
1.预防性试验
预防性试验是目前惟一“有法可依”的MOA故障诊断方法。在现场通常按表1进行全部或部分项目试验。将试验结果与以前或出厂试验结果进行对比，实现对MOA的故障诊断。
表1
*试验合格的判据标准主要是根据20世纪80年代初期我国的MOA水平（一般产品的电阻片直径度不太大）制定的。
注：√表示易进行故障诊断;×表示不易进行故障诊断。
预防性试验的突出特点是定期（半年或1年）和按时（不管设备状态如何，到时必须做试验），因此不可避免地会存在下述缺点：
①需要停电或停运，费时、费力，增加了不必要的拆装次数和检修费用;
②试验条件往往不同于MOA的正常运行条件，不易准确判断;
③无法防止在预防性试验的间隔期间内因MOA质量突然变化而导致的事故。
2.监测或检测
监测系指对MOA进行的连续实时监督测量，而检测是指对MOA进行间断的定期检查测量。二者都是在线或带电完成的，技术原理也相同。在线监测的基本原则是“无病不修，有病才修，修必修好”。相对于检测而言，它比较容易实现，也是目前大多数现场所采用的测量方法。
2.1 在线监测的基本原理
将MOA看作是线性电容和非线性电阻并联的器件。在运行电压作用下，流过MOA的漏电流称为全电流，它由容性分量和阻性分量构成。将容性分量补偿掉后则可得阻性电流。将电压与阻性电流相乘并积分则可得到MOA的功率损耗。这就是MOA在线监测普遍采用的补偿法的基本原理。
补偿法的测量原理，一般都需要从变电站的电压互感器取得电压作为参考分量。根据此参考分量来确定MOA漏电流的容性分量和阻性分量，然后进行处理。
2.2 在线监测的优缺点
与预防性试验相比，在线监测具有以下优点：
①减少停电或停运损失，节约MOA检修费用，降低MOA全寿命周期成本;
②监测条件即是MOA的运行状态，预报相对准确;
③能够预测已有故障隐患对MOA其他零部件的影响与作用，可以消除MOA已有故障诱发的二次性损坏。
但在开展在线监测时也遇到一些困难，主要反映在：
①尚无统一的标准，不同装置之间不具有可比性;
②对MOA故障特征量的研究不够，各测量量与MOA剩余寿命没有明确的关系;
③抑制干扰十分困难，直接影响结果的准确性;
④目前被广泛使用的由JS和电流表组合的漏电流监测仪，所测全电流是MOA的阻性电流与容性电流的矢量之和，由于容性电流分量远大于阻性电流分量，无法辨别由MOA电阻片劣化引起的阻性电流的升高，因此不能有效预防由于MOA劣化而引发的事故，一般只能发现由于MOA密封不良而造成的受潮故障。
3.红外热成像
红外诊断是一种以“基础热像”为根据，结合MOA结构及传导热能的途径，分析MOA缺陷及故障状态下的热场及温升，并参考其他测量结果，诊断MOA有无内部或外部故障的方法。
与其他诊断方法相比，红外诊断具有明显的优势：
①不接触、不停运、不取样、不解体，省时、省力，降低MOA检修费用，大大提高MOA的运行有效度;
②采用被动式监测，诊断手段单一、操作简单方便;
③可实现大面积快速扫描成像，状态显示快捷、灵敏、形象、直观，监测效率高，劳动强度低;
④适用面广（几乎适用所有设备），效益、投资比高;
⑤易于进行计算机分析，有利于向智能化诊断发展;
⑥有利于实现MOA的状态管理和向状态检修方式过渡。
红外诊断的局限性：
①对MOA温度状态做绝对测量时标定较困难;
②目前诊断使外部温度变化小的内部故障尚有困难，而MOA的此种故障又较多。
利用红外热成像诊断MOA故障时，通常是形成整只MOA的温度分布图，如果局部温度变化有异常，则应查找原因。
4.环境条件对测量结果的影响
4.1 温度和湿度的影响
温度越高，MOA的漏电流越大;反之，温度越低，漏电流就越小。MOA的这种特性可用温度系数来表征，在低于40℃时，MOA的温度系数通常为2%/℃～5%/℃。空气的相对湿度越大，MOA瓷套外表面的漏电流也越大，特别在污秽程度较重时这种影响更加明显。为了减少这种影响，测量宜在空气相对湿度较低的条件下进行，因此测量时间宜选在晴天的10：00～17：00。
4.2 污秽和谐波的影响
污秽程度越重，MOA瓷套外表面的漏电流越大，MOA总的漏电流也越大。若MOA各节之间污秽程度不均匀则会发生电流转移：MOA各节的总电流是相同的，对污秽程度较重的节，瓷套外表面的漏电流较大，芯体的漏电流较小;对污秽程度较轻的节，瓷套外表面的漏电流较小，芯体的漏电流较大。在湿度较大且污秽较重时，有时也可以采用屏蔽法将瓷套的外部电流分流，使之不通过测量表计或测量元件。
MOA的运行电压中含有一定比例的谐波成分，谐波和污秽的共同作用将导致MOA的电压、电流分布不均匀，使其发生局部过热（主要指内部某些电阻片）。
4.3 干扰的影响
MOA的漏电流较小，通常为几十至几百μA。如果不采取措施，电磁场的干扰将使测量结果产生较大的误差。为了减小或消除干扰对测量结果的影响，测量时应对使用的仪表及其引线进行屏蔽。
5.结论
预防性试验、监测或检测、红外热成像3种诊断运行中的MOA故障的方法各有优缺点，实际使用时宜综合运用，结合长期测试经验，分析环境条件对测量结果的影响，并通过纵向和横向比较分析做出正确的判断，以提高MOA运行的可靠性。
参考文献
关键词：110kV；复合外套；金属氧化物避雷器；故障；处理
引言
由于具有防爆能力强、耐污、轻便和密封好等优势，110kV复合外套金属氧化物避雷器在电网建设中得到了广泛的使用。而一旦避雷器出现了故障，就将引发母线、变压器停电等事故，继而给电网运行造成较大的影响，但由于该类型的避雷器存在一定的泄漏电流增大缺陷，所以导致了避雷器故障的时常发生。因此，有必要对110kV复合外套金属氧化物避雷器的故障原因进行分析，并寻找相应的对策进行故障的处理，继而为电网的安全运行提供更多的保障。
1 110kV复合外套金属氧化物避雷器故障分析
1.1 避雷器常见故障
在现实生活中，110kV复合外套金属氧化物避雷器具有良好的防爆性、耐污性、密封性和安装便捷性，可以保护线路和设备免受瞬态过电压的危害，所以在配电网中得到了广泛的使用。在导线遭到雷击后，避雷器将会将电荷带入大地，继而保证电网的安全运行，但在使用的过程中，避雷器也会出现阀片破碎、侧闪故障、内部放电、爆炸和老化损坏等故障。而此时，利用在线漏测电流检测装置进行避雷器的检测将发现，避雷器可能会出现不正常的发热、温度分布不均匀、局部温度升高或降低等现象，并且带电测试后的阻性电流峰值也将变大。而这样的避雷器的绝缘已然劣化，因此无法给配电网的运行提供保障。
1.2 避雷器故障原因
110kV复合外套金属氧化物避雷器由复合外套、阀片固定部件和阀片这三部分组成，而每个部分的工艺和质量都将对避雷器的质量造成影响。所以，一旦其中一个部件出现质量问题，就容易引起避雷器故障。首先，避雷器的复合外套由高分子硅橡胶材料制成，而制作的过程采用了芯体与硅橡胶的粘结工艺。在加工的过程中，使用三元乙丙橡胶或加入硅粉等材料可以使加工成本得到有效降低，但却会导致外套电性能和老化性能的降低。而设备一旦过早老化，就会出现电压分布不均匀和局部发热等问题。所以，如果复合外套的材料质量不高，避雷器就容易出现故障。其次，避雷器的密封性能主要由芯体结构决定。就目前来看，阀片固定部件的芯体结构有热缩管式、玻璃丝布外表涂稀释环氧和玻璃布管防爆式等等。而一旦避雷器的密封性较差，就会导致避雷器受潮，继而影响避雷器的绝缘性能。所以在避雷器出厂之前，需要利用合成材料将避雷器上的注胶排气孔封死，继而确保避雷器的封闭性。但是，为了降低加工成本，一些厂家在生产避雷器时会使用不合格的材料，继而使避雷器的质量受到影响。再者，避雷器的阀片制作对生产环境、工序管理、原料选用和工艺都有较高的要求，一旦中间出现了问题，则将影响阀片的质量，继而引发避雷器故障[1]。此外，受潮是导致避雷器性能下降的主要原因。除了加工制作工艺的问题，避雷器在安装的过程中也有可能因冷胀内缩而受潮。同时，如果安装过程中密封性不严，也将导致避雷器受潮，而在避雷器轻微受潮时，阀片电容将变大，继而导致元件的阻性电流增大。在严重受潮时，则将导致避雷器内部结露，继而引发放电、爆炸等事故。
2 避雷器故障的处理
2.1 制定避雷器检验计划
为了及时发现并处理导致110kV复合外套金属氧化物避雷器故障的因素，相关单位应该制定避雷器的检验计划。一方面，需要进行避雷器型号和出厂时间的统计，以便完成对同批次的避雷器的制造隐患和产品缺陷的检测。其次，针对运行时间超过十年的避雷器，需要制定周期检验计划，而检验的内容包括带电测试和红外普查[2]。在必要的情况下，可以进行停电试验。而在有条件的情况下，则需要尽量早的完成避雷器的更换。此外，运行时间超过十年的避雷器已经老旧，所以其缺陷发展相对较快，容易在一年内从微小缺陷演变成避雷器故障。所以，按照泄漏电流测量周期为4.5年的规定，需要及时完成避雷器的停电试验计划的安排。
2.2 加强避雷器的日常巡检
除了制定相应的检查计划，还需要加强避雷器的日常巡检，以便及时排除避雷器故障。一方面，需要加强对避雷器泄漏电流测试装置的监视。具体来讲，就是在检修前每天观察避雷器在线监测表显示的泄漏电流值，并做好每月的记录。而一旦发现有异常增长的现象，则需要测量避雷器的阻性电流值和功率损耗[3]。另一方面，在进行半年一次的红外测温和带电测试时，需要注重观察泄漏电流的波形。一旦在测试中发现数据或误差变化，则需要完成各类数据的综合分析。而在测试的各项数据都有一定的变化趋势时，则需要进行避雷器的停电检查。
2.3 做好避雷器的故障预防
在进行避雷器的周期测试时，需要做好避雷器故障预防。一方面，在红外检测时，不同类型避雷器具有不同的灵敏度。在避雷器产生过热缺陷的情况下，会出现局部发热现象。但是由于热量有限，所以设备外部的温度变化较小，继而难以被检测出来。因此，当检测到的相间温度差别或同一避雷器的上下端温差只要超过3℃，就需要结合其他测试数据进行分析。而这样一来，就可以及时发现不够灵敏的避雷器的过热缺陷，并避免该种设备缺陷发展成故障。另一方面，在带电测试的过程中，需要适当引入局部放电检测，以便及时了解避雷器的受潮情况，继而进行避雷器故障的预防。具体来讲，就是使用能够检测出避雷器泄漏电流原始变形的测试仪器，以便显示出现避雷器的局部放电情况，但如果避雷器处于放电初期，由于放电频率小于仪器采样频率，所以将难以检测到避雷器内部是否存在放电信号。因此，除了密切关注测试时的泄漏电流原始波形变化，还要结合其他检测数据进行避雷器局部放电情况的检测[4]。此外，在测试结束后，需要进行避雷器运行状态的评估。而一旦避雷器的运行状态不佳，则需要适当缩短避雷器的试验周期，并完成避雷器的泄漏电流的进一步检测，以便及早发现避雷器是否劣化和受潮，继而完成避雷器故障的及早处理。
3 结束语
总而言之，在配电网运行的过程中，避雷器可以降低电网的雷击灾害，所以对配网安全运行起到了至关重要的作用，但在实际生活中，避雷器的质量和性能不能得到统一，所以也会因受潮、雷击而发生故障，继而给电网的安全运行带来威胁。所以，相关单位需要进行避雷器故障原因的分析，继而制定有效的策略进行故障的预防和处理。因此，文章对110kV复合外套金属氧化物避雷器故障及处理问题展开的研究，可以为避雷器的检修人员提供一定的指导。
参考文献
[1]马丽军，赖靖胤，金鑫磊.一起110kV氧化锌避雷器运行故障的分析及对策[J].浙江电力，2012，8：82-84.
[2]王桂裕.配网避雷器雷害故障原因分析和应对策略解析[J].山东工业技术，2014，21：134.
一、酸性氧化物
二、碱性氧化物
碱性氧化物的主要特征是能与酸作用生成盐和水，它包括大多数的金属氧化物.碱性氧化物中除了少数金属性较强的钠、钾等的氧化物能直接与水化合生成相应的碱外，大多数碱性氧化物都是难溶于水的.
二、不成盐氧化物
在氧化物中有极少数氧化物像NO、N2O、CO、H2O等，它们在一般条件下既不与水作用，又不与酸类或碱类物质作用（H2O除外），人们称之为不成盐氧化物.
这里需要说明的是：有些不成盐氧化物在一定条件下是可以“成盐”的.如CO，在工业上制备上甲酸，就是利用CO与NaOH在一定条件下反应来制取的：CO + NaOH HCOONa
在中学阶段，人们将CO划分为不成盐氧化物类，这是由于中学化学中还没有涉及到上述的用CO制备甲酸这方面的知识.
三、过氧化物
此类氧化物是由于分子中含有过氧基（―O―O―）或过氧离子（O2-2）而得其名.此外具有极弱酸性的过氧化氢（H2O2）与碱作用，也可生成过氧化物：
四、超氧化物
金属性特别活泼的碱金属和碱土金属，在一定条件下，在过热的氧气中燃烧时，可生成比过氧化物含氧量更高的氧化物.例如KO2、NaO2等，人们称之为超氧化物.此外，超氧化氢（HO2）也属于超氧化物.
超氧化物中的超氧离子（O-2）是O2分子作为一个整体获得一个电子后形成的，因此稳定性很差，是很强的氧化剂.
关键词：氧化物冶金 非金属夹杂物 晶内铁素体
中图分类号：TF 文献标识码：A 文章编号：1007-0745（2013）06-0258-01
进入21 世纪后，钢铁材料因高的强度与良好的低温冲击韧性而在机械工程制造业中占据着重要地位。机械工程结构向巨型化、高参量方向发展， 如超大型船舶与海洋平台、大跨度桥梁、长距离石油和天然气输送管线等。这些大型机械工程结构对钢铁材料的性能提出了越来越高的要求， 要求在不增加或尽量减少合金元素含量的前提下， 使钢铁材料的强度与韧性成倍提高[1]。许多研究成果表明， 细化晶粒是实现钢铁材料强度与韧性成倍提高的最有效方法。氧化物冶金是近年来用于细化钢铁材料晶粒， 提高强度与韧性的新方法、新技术， 已成功地用于非调质钢、微合金低碳钢、天然气输送管线钢的开发， 日本的“ 新世纪结构材料开发计划”就包含氧化物冶金的内容川。本文介绍了氧化物冶金技术及其应用的新进展。
1 氧化物冶金的基本思路
人们研究焊缝金属的显微组织与强度、韧性之间的关系时，发现当焊缝金属奥氏体晶内的非金属夹杂物周围有似针状的铁素体显微组织时， 焊缝金属不仅具有高的强度， 而且具有良好的低温冲击韧性。这些似针状的铁素体显微组织被称为针状铁素体（Acicular Ferrite ， 简称A F ） 。针状铁素体是在奥氏体晶内形成的， 又称为晶内铁素体（Intragranular Ferrite ， 简称IG F ）。简称IG F ）。晶内铁素体总是在非金属夹杂物上形核， 而这些非金属夹杂物主要为Ti、AI 的氧化物与Mn 的硫化物形成的氧、硫复合物仁5 一1。根据非金属夹杂物诱导内铁素体形核， 细化晶粒， 提高强度和韧性的客观事实。日本新日铁公司的高村等： 提出了控制钢中氧化物的组成， 使之细小、弥散化， 诱导晶内铁素体形核， 提高钢的强度与韧性， 并将这一新技术称为氧化物冶金（Oxides Metallurgy）。基本思路可概括为： （1） 若能在原奥氏体晶内形核， 产生大量的晶内铁素体， 即使奥氏体晶粒粗大，也可获得晶粒细小的显微组织。晶内铁素体具有自身细化的能力， 能抑制焊接热影响区的晶粒粗化。（2） 无论多洁净的钢， 其均有许多非金属夹杂物。在适当的条件下，一些非金属夹杂物可诱导晶内铁素体形核， 细化钢的晶粒。
2 氧化物冶金型钢的显微组织特征
氧化物冶金型钢的显微组织主要由非金属夹杂物与晶内铁素体组成， 这时的非金属夹杂物为有益非金属夹杂物， 是钢中相的重要组成部分。它们共同起到细化晶粒提高钢强度与韧性的作用。
1 晶内铁素体的显微组织特征晶内铁素体的相转变温度为680～480℃ ，属于中温转变。晶内铁素体均在奥氏体晶内的非金属夹杂物上形核、长大，每个非金属夹杂物上往往有多个晶内铁素体板条， 呈放射性状[2]。 国家自然科学基金（50334050） 和上海宝山集团公司联合资助重点项目氧化物冶金技术及其应用晶内铁素体板条的平均尺寸为0.1μm～3.0μm。碳化物板条之间相互连锁， 分布在原奥氏体晶内。一方面晶内铁素体能使钢的晶粒细小化，另一方面晶内铁素体板条之间为大角度晶界， 板条内的微裂纹解理跨越晶内铁素体时要发生偏转， 扩展需消耗很高的能量。因此， 氧化物冶金型钢表现出高的强度和韧性。晶内铁素体能自身细化。一定条件下， 由非金属夹杂物诱导生成的晶内铁素体晶界上可以生长出新的晶内铁素体， 这使得钢的晶粒更加细化， 有很强的自身细化晶粒的能力。由非金属夹杂物诱导形核形成的晶内铁素体称为一次晶内铁素体， 在一次晶内铁素体晶界上形成的晶内铁素体称为二次晶内铁素体。二次晶内铁素体的形核称为感生形核，由此形成的晶内铁素体又称为感生晶内铁素体。利用晶内铁素体感生形核具有自身细化晶粒的特点， 可有效地解决焊接热影响区韧性下降的问题。尽管许多学者发现了晶内铁素体感生形核现象仁川， 但对有关晶内铁素体的感生形核规律、感生形核条件和影响晶内铁素体感生形核的因素了解较少， 积累的数据也不多。
2 氧化物冶金型钢中非金属夹杂物的作用与性质
非金属夹杂物是氧化物冶金型钢显微组织的重要组成部分， 这时的非金属夹杂物是有益相， 它们有以下几方面的作用。在钢液中作为非自发形核核心，细化奥氏体晶粒，沉淀于奥氏体晶界， 阻止奥氏体晶粒的长大； 固溶于奥氏体晶内， 影响奥氏体向铁素体的固相转变， 诱导晶内铁素体形核、长大； 在焊接过程中， 促进焊接热影响区粗晶区的晶内铁素体形核与感生形核。现对于诱导晶内铁素体形核非金属夹杂物的性质进行了许多研究。研究了焊缝金属中诱导晶内铁素体形核非金属夹杂物的性质。电子探针分析的结果表明， 诱导晶内铁素体形核的非金属夹杂物为Al、Ti、Mn的氧、硫复合物， 如如TIO·A12O3·MnS。并认为非金属夹杂物表面的MnS在晶内铁素体形核过程中起主导作用。研究了微Ti 脱氧低碳钢中非金属夹杂物的性质，认为TiZO3、TIN和Ti：O3。· TIN复合物在晶内铁素体形核中起主导作用， 并认为TiZO3、TIN与铁素体的错配度较小， 有利于晶内铁素体在非金属夹杂物上形核。A ndres等[3]烫二研究了微v合金氧化物冶金型中碳钢的非金属夹杂物， 认为MnS、vN和MnS·VN复合物在晶内铁素体形核中起主导作用。由于诱导晶内铁素体形核、长大的非金属夹杂物往往是A12O3、TiZO3、MnS、TIN形成的氧、硫复合物或氧、氮复合物。这些复合物的中心为高熔点的TIO、TiZO3等，非金属夹杂物的表层一般为低熔点的MnS、TIN等。在复合非金属夹杂物中， 究竟是复合非金属夹杂物整体共同作用诱导晶内铁素体的形核， 还是表层非金属夹杂物MnS、TIN在诱导晶内铁素体的形核过程中起决定性作用， 在此方面争议较大， 还有待进一步研究。
3 结束语
通过对这门课程的学习，我对这种技术的运用简单的谈了一下我的看法，希望能为今后教师的教学做一些贡献。这也是对我学习这门课程的总结。
参考文献：
[1]王超，朱立光.氧化物冶金技术及应用[J]. 河北理工大学学报（自然科学版）. 2011（02）.
1、因为他只含有两种元素且其中一种为氧元素；
2、广义上的氧化物是指氧元素与另外一种化学元素组成的二元化合物，如二氧化碳、氧化钙、一氧化碳等。但氧与电负性更大的氟结合形成的化合物则一般称为氟化物而不是氧化物；
3、氧化物属于化合物。其构成中只含两种元素，其中一种一定为氧元素，另一种若为金属元素，则称为金属氧化物；若另一种不为金属元素，则称之为非金属氧化物。
（来源：文章屋网 ）
一、化合反应（简记为“多变一”）
不同物质之间能否发生化合？化合的难易程度如何？这与物质的组成、性质等因素密切相关。
义务教育阶段所涉及的化合反应，主要是氧气和其他单质以及水和某些氧化物的反应。
众所周知，氧气是一种性质比较活泼的非金属单质，具有较强的氧化性，而金属单质都有一定程度的还原性。因此，氧气和绝大多数金属都是可以化合在一起并生成对应的金属氧化物的。毫无疑问，金属的活动性越强，与一起的反应就越易进行，对应的反应条件就越简单甚至不需要条件；反之，金属越不活泼，与氧气的反应就越难发生，所需要的反应条件就越高。
如：4Al + 3O22Al2O3
3Fe+2O2Fe3O4
2Cu + O22CuO
而对于金，即使将它置于高温的环境中，也不会被氧气所氧化，此乃“真金不怕火炼”的真正原因。
氧气与其他非金属单质的反应，大都需要在点燃的条件下才能发生，同时得到对应的非金属氧化物。如：
2H2 +O2 2H2O
S + O2SO2
水作为一种中性的液态氧化物，既能与大多数酸性氧化物反应生成对应的含氧酸，也能和部分碱性氧化物反应生成对应的可溶性碱。如：
CaO + H2OCa(OH)2
CO2 + H2OH2CO3
由于氢氧化铜、氢氧化铁等均不溶于水，所以氧化铜、氧化铁等也就难以直接与水相化合生成对应的碱了。
二、分解反应（简记为“一变多”）
能发生分解反应的物质，肯定是氧化物、酸、碱、盐等化合物。不难理解，一种化合物的性质越不稳定，它就越易分解，反应的条件就越简单甚至不需要条件；反之，化合物自身越稳定，它就越难分解，欲使之分解，所需要的条件也就越复杂。
最典型的氧化物应该是水了，它的性质非常稳定，即使将其加热到1000℃，也只有少部分发生分解。通直流电是使水发生分解的常用条件，这也是义务教育阶段接触的惟一一个需要通电才能发生的反应：
2H2O 2H2+ O2
过氧化氢和水不同，它实际上是一种过氧化物，性质很不稳定，容易发生分解：
2H2O22H2O + O2
此为实验室制取氧气的原理之一。
多数含氧酸都是不稳定的，尤其是碳酸、亚硫酸，常温下就会分解为对应的酸性氧化物和水：
H2CO3 CO2+ H2O
H2SO3 SO2+ H2O
碱在发生分解时，生成对应的碱性氧化物和水。但可溶性碱是难以分解的，即便是难溶性碱，也只有在加热的条件下才能发生。如：
Cu(OH)2CuO + H2O
因此，有人曾总结了“可溶性碱易合成、难溶性碱易分解”的口诀，是有一定道理的。
盐的稳定性多数较强，分解时也没有固定的规律：有些在加热或高温条件下生成相应的酸性氧化物和碱性氧化物，如：
CaCO3 CaO +CO2
也有一些含氧酸盐在分解时生成氧气，但也需要加热等条件，如实验室里制取氧气的反应：
2KClO3 2KCl+3O2
2KMnO4 K2MnO4+ MnO2+O2
三、置换反应（简记为“一换一”）
我们都以为这类反应能否发生只要依据金属活动性顺序来判断就可以了。其实这要看反应是在水溶液里还是在非水溶液的环境中。
金属单质和酸或盐溶液之间的反应，是完全可以通过金属活动性顺序来判断的：只有排在金属活动性顺序表“氢”之前的金属才能和盐酸、硫酸等发生置换反应生成相应的盐和氢气，如：Zn + H2SO4ZnSO4 +H2，而排在“氢”之后的金属就不能置换出酸中的氢，如铜、银等均不能与盐酸、稀硫酸发生反应。
同样，在金属活动性顺序表里，排在前面的金属能够把它后面的金属从其盐溶液中置换出来，反之则不能。如：
Fe+CuCl2 FeCl2+CuCu+2AgNO3Cu(NO3)2 +2Ag
在非水溶液即干态环境中非金属单质与金属氧化物的反应，是不能依据金属活动性顺序来判断的，如果能反应，则反应后的生成物通常是金属单质和非金属氧化物，反应的发生往往需要加热或高温条件。如：
H2 + CuO Cu +H2O
Fe2O3+3H22Fe+3H2O
C + 2CuO2Cu + CO2
2Fe2O3+3C4Fe+3 CO2
四、复分解反应（简记为“头接尾尾接头”）
复分解反应是发生在酸、碱、盐溶液间的一类反应。这些溶液中的反应如能发生，一般无需其他条件，但能否发生却与相应物质的种类和溶解性有关。
酸和碱是性质对立的两类物质，只要其中一种处于溶液状态，它们之间就能快速反应，并生成盐和水，这类反应也被称为中和反应。如：
NaOH+HCl NaCl+H2O
Cu(OH)2 + H2SO4 CuSO4 + 2H2O
酸和盐、碱和盐、盐和盐之间在溶液中能否发生复分解反应，一要看经过交换成分后是否产生沉淀、气体或水，只要有其中的一种物质生成，就表明该反应已经发生；相反，如果没有这三类物质中的任一种，反应就没有发生。二要看反应物的溶解性，当有酸参加时，另一种物质（盐）可以不溶；当无酸参加（即碱和盐、盐和盐之间的反应）时，两种物质必须都溶于水且处在溶液中才可以。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（工业上制取NaOH）
NaCl + AgNO3AgCl+NaNO3
简而言之，复分解反应的条件可概括为：有酸（参加）可不溶，无酸需都溶（指碱和盐、盐和盐），产生沉淀、气体、水都行。
上述反应都是在水溶液中发生的，不难看出它们之间的反应规律是这样的：
酸＋盐新酸＋新盐
碱＋盐 新碱＋新盐
盐＋盐新盐1＋新盐2
目前，关于自然界固体物中重金属的化学形态被人们广泛接受的理论是Tessier提出的化学试剂分步提取法，它将固体颗粒物中重金属的化学形态分为5种：
①可交换态
主要指吸附在颗粒物(主要成分是粘土颗粒及腐殖酸)上的重金属，水相中重金属离子的组成和浓度变化主要受这部分重金属吸附和解吸过程的影响。
②碳酸盐结合态
主要指与颗粒物中碳酸盐结合在一起或本身就成为碳酸盐沉淀的重金属。这部分重金属对pH值变化最为敏感，且在酸性条件下易溶解释放。
③铁锰氧化物结合态
天然水中的铁锰氧化物以铁锰结核或凝结物形式存在于颗粒上，也有的呈胶膜状覆盖在颗粒上，其是微量重金属极好的吸着剂。与铁锰氧化物结合在一起的或本身就成为氢氧化物沉淀的这部分重金属称为铁锰氧化物结合态。这一部分重金属在氧化还原电位降低时容易释放出来。
④硫化物及有机结合态
指重金属硫化物沉淀及与各种形态有机质结合的重金属，这部分重金属被认为较稳定。
⑤残渣态
指存在于石英、粘土矿物等晶格里的重金属。其主要来源于天然矿物，通常不能被生物吸收，是生物无法利用的部分。
综上所述，前三种形态稳定性差，后两种形态稳定性强。也就是说，重金属污染物的危害主要来自前三种不稳定的重金属形态。 2 分析方法 2.1 分离提取所用试剂及条件
①可交换态：MgCl2(1.0mol/L)，pH=7.0，水浴温度为(22±3)℃。
②碳酸盐结合态：NaAc(1mol/L)，pH=5.0，室温。
③铁锰氧化物结合态：NH2OH·HCl(0.04mol/L)，水浴温度为96℃。
④硫化物及有机结合态：HNO3(0.02mol/L)+H2O2(H2O2的质量分数为30%)，pH=2.0，水浴温度为85℃，加热4h。
⑤残渣态：浓HNO3，电热板加热至近干。
⑥重金属总量：浓HNO3，电热板加热至近干。
2.2 提取液中重金属的测定
测定方法见表1。 表1 提取液中重金属的测定方法 重金属 镉、镍、铅、锌、铜 总铬 砷、汞 检测方法 CJ 26.15—91 GB 7466—87 原子荧光法 2.3 污泥样品来源
污泥样品取自青岛市海泊河污水处理厂污泥处理车间。
3 结果与讨论 3.1 测试结果
试验分别对生污泥、消化后污泥中的重金属形态进行了分析，测定结果见表2。 表2 8种重金属在污泥消化前后的形态分布 重金属 污泥种类 总浓度(mg/kg) 可交换态(%) 碳酸盐结合态(%) 铁锰氧化物结合态(%) 硫化物及有机结合态(%) 残渣态(%) 回收量(mg/kg) 回收率(%) 铜 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 锌 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 镍 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 铬 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 镉 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 铅 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 讨论
①在污泥所含的8种重金属元素中，锌不但含量高而且主要以不稳定态(离子)形式存在(约占总含量的74%)；铜主要以稳定的硫化物及有机结合态存在(约占70%)，不稳定态含量约占10%；镍的5种化学形态含量分布较为均匀；铬主要以残渣态存在(占60%以上)，不稳定态的含量约占1/3，其硫化物及有机结合态的含量极少；汞、镉、铅、砷这几种毒性较强的元素几乎全部以稳定态形式存在。
②消化污泥中硫化物及其有机结合态的含量高于生污泥，这说明污泥经厌氧消化 后污泥中硫酸盐等含硫化合物可被硫酸盐还原菌转化成硫离子，硫离子可促进重金属由不稳定态向硫化物稳定态的形式转化，使污泥中重金属的稳定性提高。 4 结论
①活性污泥中的重金属主要以可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、硫化物及有机结合态和残渣态5种形态存在。其中，前3种为不稳定态，后2种为稳定态。污泥中锌和镍主要以不稳定态的形式存在，铜主要以硫化物及有机结合态存在，铬主要以残渣态存在，汞、镉、砷、铅等毒性大的金属元素几乎全部以残渣态存在。重金属的这种分布特征对污泥农用比较有利。
一、判断型
试题题干给出典型元素 “位置和结构”的特征信息，要求先依据信息确定出元素，进而确定出在周期表中的位置或相对位置，在此基础上判断原子半径、高价氧化物对应的水化物的酸或碱性大小、非金属元素氢化物的稳定性以及所形成的化合物的化学键、性质等。
【例1】X、Y、Z、W、R是5种短周期元素，其原子序数依次增大。X是周期表中原子半径最小的元素，Y原子最外层电子数是次外层电子数的3倍，Z、W、R处于同一周期，R与Y处于同一族，Z、W原子的核外电子数之和与Y、R原子的核外电子数之和相等。下列说法正确的是（ ）
A. 元素Y、Z、W具有相同电子层结构的离子，其半径依次增大
B. 元素X不能与元素Y形成化合物X2Y2
C. 元素Y、R分别与元素X形成的化合物的热稳定性：XmY>XmR
D. 元素W、R的最高价氧化物的水化物都是强酸
解析：从题目所给的条件可以看出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项，Y、Z、W具有相同电子层结构的离子（O2-、Na+、Mg2+），其半径依次减小（判断依据：核外电子排布相同的微粒，半径随着核电荷数的增加而减小）；B项，X和Y元素能形成2种化合物，X2Y（H2O）和X2Y2（H2O2）；C项，元素Y、R分别与元素X形成的化合物是氢化物，因为Y（O元素）和R（S元素）的非金属性强弱：Y>R，所以对应的氢化物的稳定性：XmY>XmR；W元素最高价氧化物的水化物是Al（OH）3，是两性氢氧化物，而R元素最高价氧化物的水化物是H2SO4，是强酸。
答案：C
[变式练习1]已知W、X、Y、Z为短周期元素，W、Z同主族，X、Y、Z同周期，W的气态氢化物的稳定性大于Z的气态氢化物的稳定性，X、Y为金属元素，X的阳离子的氧化性小于Y的阳离子的氧化性。下列说法正确的是（ ）
A. X、Y、Z、W的原子半径依次减小
B. W与X形成的化合物中只含离子键
C. W的气态氢化物的沸点一定高于Z的气态氢化物的沸点
D.若W与Y的原子序数相差5，则二者形成化合物的化学式一定为Y2W3
解析：本题考查元素周期表和元素周期律，意在考查学生对元素周期表的熟悉程度，能推导元素及对应物质。结合题目描述，W、X、Y、Z之间的位置关系为：[＼&＼&＼&＼&W＼&X＼&…＼&Y＼&…＼&Z＼&]，可知W位于第二周期，其余位于第三周期，结合位置关系：X、Y、Z 、W的半径依次减小，A项正确；W与X形成的化合物如Na2O2分子中含有离子键和非极性共价键，B项错误；N、O、F元素的氢化物分子间均存在氢键，其沸点均比各自同主族相邻元素的气态氢化物的高，但若W为C，其氢化物分子间不存在氢键，由于相对分子质量较小，沸点较低，C项错误；W与Y的原子序数相差5，二者形成的化合物可能是Mg3N2或者Al2O3，D项错误。
答案：A
二、表格型
试题题干以表格的形式给出元素的原子半径和主要化合价，要求依据负化合价和原子半径的大小确定出非金属元素，进而依据正化合价和原子半径的递变规律确定出其余元素以及在周期表中的相对位置，最后依据同周期和同主族的递变规律判断元素特征、结构和性质的正误。在解答时，关键是抓住元素性质和元素在周期表中的位置的关系，从原子半径的变化和元素的最高正价和最低负价入手寻求突破。
【例2】几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表：
下列叙述正确的是
A. X、Y元素的金属性 X
B. 一定条件下，Z单质与W的常见单质直接生成ZW2
C. Y的最高价氧化物对应的水化物能溶于稀氨水
D. 一定条件下，W单质可以将Z单质从其氢化物中置换出来
解析：此题考查了物质结构与元素周期律知识。根据题给数据，X、Y的化合价不同，但原子半径相差较小，可知两者位于同一周期相邻主族，故金属性X>Y，A错误；根据Z、W的原子半径相差不大，化合价不同，且W只有负价，则其可能是O，Z是N，两者的单质直接生成NO，B错误；据此判断可知X是Mg，Y是Al；Y的最高价氧化物的水化物是氢氧化铝，其不溶于氨水，C错误；一定条件下，氧气可以和氨气反应生成水和氮气，D正确。
答案：D
[变式练习2]根据下表信息，判断以下叙述正确的是（ ）
A. 氢化物的沸点为H2T
B. 单质与稀盐酸反应的速率为L
C. M与T形成的化合物具有两性
D. L2+与R2-的核外电子数相等
解析：由短周期元素T、R主要化合价均有-2价可知T、R均为ⅥA族，由于T没有正化合价且原子半径R>T，可推知R为S，T为O；依据L、M主要化合价为+2可知L、M均为IIA族，由于原子半径L>Q，可推知L为Mg， Q为Be；由于M主要化合价为+3，且原子半径大于Q，可推知为A。氢化物的沸点在同一主族中随最外层电子层数增多而升高，但水分子间具有氢键，较为特殊，因此H2O的沸点高于H2S，A错误；属性越强，单质与稀盐酸反应就越快，同主族元素金属性从上至下依次增强，因此Mg>Be，B错误；M、T形成的化合物为Al2O3，能与酸和碱反应生成对应的盐，是两性化合物，C正确；L2+与R2-的最外层电子数相等，均为8个；但核外电子数不相等，Mg2+为10个，S2-为18个，D错误。
答案：C
三、位置型
试题以周期表截图的形式给出元素在周期表中的相对位置，要求能够结合同周期和同主族的递变规律判断元素特征、结构和性质的正误。
【例3】短周期元素R、T、Q、W在元素周期表中的相对位置如图所示，其中T所处的周期序数与族序数相等。下列判断不正确的是（ ）
A. 最简单气态氢化物的热稳定性：R>Q
B. 最高价氧化物对应水化物的酸性：Q
C. 原子半径：T>Q>R
D. 含T的盐溶液一定显酸性
解析：根据元素所处的位置，可猜测T、Q、W为第三周期的元素，其中T所处的周期序数与族序数相等，则T为Al，Q为Si，W为S，R为N元素。用具体元素可判断A，B，C三个选项都正确，D选项中含铝离子的盐溶液是显酸性，但NaAlO2溶液就是显碱性的，可用排除法得出答案。
答案：D
[变式练习3]短周期金属元素甲～戊在元素周期表中的相对位置如右表所示，下面判断正确的是（ ）
A. 原子半径： 丙
B. 金属性：甲>丙
C. 氢氧化物碱性：丙>丁>戊
D. 最外层电子数：甲>乙
解析：同周期元素原子半径是减小的，A错误；同主族元素金属性自上而下是增强的，B错误；同周期的元素的金属性越来越弱，故对应碱的碱性也是减弱的，C正确；同周期的最外层电子数越来越多，D错误。
答案：C
四、图示型
试题以坐标图的形式给出原子序数、化合价（或原子半径）的关系，要求依据某种特征确定元素，考查考生的接受、吸收、整合化学信息的能力，以及元素在周期表中的位置、元素及其化合物的主要性质、原子结构和物质结构之间关系的综合推断能力。
【例4】如图①所示是部分短周期元素化合价与原子序数的关系图，下列说法正确的是（ ）
A. 原子半径：Z>Y>X
B. 气态氢化物的稳定性：R>W
C. WX3和水反应形成的化合物是离子化合物
D. Y和Z两者最高价氧化物对应的水化物能相互反应
解析：本题综合考查物质结构和元素周期律，短周期主族元素的最高正价=主族序数（F、O除外）、非金属元素的最低负价=主族序数-8（H除外），由化合价随原子序数变化关系推断，图中11种元素依次为第二周期第ⅣA～第ⅦA族的碳、氮、氧、氟，第三周期第ⅠA族～第ⅦA族的钠、镁、铝、硅、磷、硫、氯，所以X、Y、Z、W和R分别为氧、钠、铝、硫和氯。随着原子序数的递增，同周期主族元素的原子半径递减，同主族元素的原子半径递增，则原子半径：Na>Al>S>O，因此Y>Z>X，故A错；随着原子序数的递增，同周期主族元素的非金属性递增，则非金属性：Cl>S，非金属性越强，其气态氢化物的稳定性越强，则稳定性：HCl>H2S，故B正确；WX3是SO3，它和水发生如下反应：“SO3+H2O=H2SO4”，生成的硫酸（H2SO4）是共价化合物，故C错；Y和Z是Na和Al，它们的最高价氧化物对应水化物分别是NaOH、Al（OH）3，前者是强碱，后者是两性氢氧化物，二者发生如下反应：“NaOH+Al（OH）3=NaAlO2+2H2O”，故D正确。
答案：BD
[变式练习4]如图②是某短周期主族元素最高价氧化物水化物某相同浓度稀溶液与原子半径的关系示意图，则下列说法正确的是（ ）
A. 原子序数：W>Z>X
B. 气态氢化物的稳定性：N>R
C. Y和W形成共价化合物
D. X和Z两者最高价氧化物对应的水化物能相互反应
关键词 初高中化学 共同点 断档点 衔接
中图分类号：G424 文献标识码：A
1 初高中化学知识共同点及衔接
1.1 初高中化学知识共同点
比较普高化学必修1、必修2和义教化学教材找到以下一些共同点。物理变化――凝固、融化、汽化、液化或凝结、升华、凝华、沸腾、溶解和潮解等。物理性质――颜色、状态、气味、沸点、熔点、密度、硬度、溶解性、挥发性、导热性、导电性和延展性等。化学变化――实质是构成物质分子的原子重新组合。化学性质――可燃性、氧化性、还原性、腐蚀性、稳定性、酸性和碱性等。化学反应类型――燃烧、爆炸、缓慢氧化、自燃、分解反应、化合反应、氧化反应、置换反应、复分解反应和中和反应（复分解反应中的一种情况）。能量变化――放出热量和吸收热量等。物质的构成――分子、原子、质子、中子、电子、离子和元素。物质结构――化学式、化合价、原子结构、分子结构、晶体结构和元素周期表等。物质量――相对原子质量、相对分子质量、质量比、元素质量分数、溶质的质量分数、溶解度等。物质分类――混合物、纯净物、金属单质、非金属单质、有机化合物和无机化合物（酸、碱、盐和氧化物）。分散系――溶液（溶质和溶剂）、浊液（悬浊液和乳浊液）、饱和和不饱和溶液。物质的分离――蒸馏、蒸发、过滤和结晶。指示剂――酚酞试液、石蕊试液、红色石蕊试纸和蓝色石蕊试纸。简单有机物――甲烷、乙炔、尿素、醋酸、酒精和汽油。材料――金属材料、合金材料、天然有机材料（羊毛和棉花）、有机合成材料（高分子化合物如合成塑料、合成纤维和合成橡胶）和纳米材料。金属的锈蚀和金属的防腐。实验安全――浓硫酸、氢氧化钠溶液溅到皮肤的处理、浓硫酸稀释问题等。实验技能操作――用pH试纸测物质的酸碱性和酸碱度、氢气燃烧前验纯和氢气、一氧化碳、酒精和甲烷燃烧产物检验。物质的检验――氧气、氢气、二氧化碳、甲烷、氯离子、硫酸根离子、碳酸根离子的检验。其他――晶体、结晶水合物、结晶水、催化剂、触媒、湿法炼铜、物质转化规律、质量守恒、金属活泼性顺序。
1.2 初高中化学知识共同点的衔接
初高中涉及的知识面不仅有很多相同部分，而且有些知识的深度以及对学生的要求是不同的。所以初高中这些知识点的衔接教学不能是简单的重复。例如，初高中都要求了解金属的腐蚀和防腐，但初中只要求学生了解金属腐蚀需要的条件，如水和空气等，并以此推出防腐的条件即为隔绝空气或水，而高中对金属腐蚀的认识要求是从原电池角度深入的，要求学生清楚纯净的金属并不容易腐蚀，不纯净的金属内由于形成原电池的正极与负极，因而使腐蚀的速率加快，并要求会书写电极反应式。显然在要求上高了许多。
在教学过程中，特别是对于高中化学教师来说，一定要把握好初高中对于知识点具体要求的层次，把握好教学的深度，对于初高中教材的这些共同点，高中教学时不能在初中教学的基础上简单地重复，而应有所提升。初中教学时应在复习时不超初中《课程标准》的前提下适当拔高。
2 初高中化学知识断档点及衔接
2.1 相似相溶原理
义教化学涉及相似相溶但未提及此概念，教学中只要求学生了解水和油（有机溶剂）是相对立的两类溶剂，某物质若易溶于水则将难溶于有机溶剂。普高化学对相似相溶的理解升高到分子结构上，通过共价键极性及分子空间构型的分析来理解溶质分子的极性和溶剂分子的极性相统一而互溶的意义。义教化学的教学关于这一部分内容只能让学生通过对比的方法机械记忆。普高化学教学要让学生在分析的基础上认识。
2.2 酸性氧化物及碱性氧化物
义教化学教材用“某些金属氧化物”一词来代替“酸性氧化物”及“碱性氧化物”概念。教学中涉及酸性氧化物与碱反应，碱性氧化物与酸反应，但因无酸性氧化物及碱性氧化物的概念，初中学生并没有掌握酸性氧化物与碱反应生成盐和水，碱性氧化物与酸反应生成盐和水，及酸性氧化物与碱性氧化物反应生成盐这些典型基本反应类别。普高化学中对酸性氧化物、碱性氧化物、两性氧化物和不成盐氧化物这些概念的系统归纳学习，这些物质的化学性质将被肢解为一个个独立的反应方程式，并得出一些规律的知识。极大地提高了学生的化学思维能力。普高化学中强调了酸性氧化物不完全等同于非金属氧化物，碱性氧化物不完全等同于金属氧化物，是值得学生研究的概念。
2.3 元素周期表
这一概念在义教化学和普高化学中都有，但内容层次上断档。义教化学中有关于元素周期表相关概念的介绍，包括原子的微观结构、相对原子质量的计算及应用等。普高化学中有关的概念不再出现。但是学生对以上知识的掌握情况却差异很大，往往对微观结构记忆深刻，高中教师不再需要重复，而对相对原子质量的概念及计算本质却不能深入理解。然而在高中学习中，相对原子质量的概念及计算，与摩尔质量这个重要概念间有千丝万缕的联系，两者间有相似处也有区别处，是学生需要着重理解的，如果没有初中的相对原子质量概念做基础，这些比较区别将无从谈起。因此高中教师必须做适当的复习和补充讲解。在高中学习中，更进一步地涉及到元素的相对原子质量计算，这不仅与原子的相对原子质量概念有关，还需要同位素概念的配合，可以说缺一不可，高中教师千万不能以为学生在初中已经学习过，因而粗略带过，那样将给学生的学习造成很大困难。
2.4 电解质
义教化学中关于溶液中电解质电离的介绍没有涉及电解质的概念，只是要求学生知道哪些能物质电离，哪些物质不能电离，哪些物质能电离成分子，哪些物质能电离成离子。然而高中对电解质的电离情况要求很高，除了区分电解质在水中的电离和熔融状态下的电离情况以外，还要区分在水溶液中，由电解质是否完全电离来推出弱电解质和强电解质概念，并且涉及到弱电解质弱酸的分步电离，以及强酸酸式盐、弱酸酸式盐的电离情况，这些复杂又精细的内容学生在短时间内要掌握是比较困难的，因此，高中教师还是应当从零起点开始系统地为学生讲解电解质的概念及电解质的电离为好。高中教师面对学生某些断档的知识点时，需要放慢教学节奏，给学生更多巩固和温习的时间。
参考文献
[1] 中华人民共和国教育部.义务教育化学课程标准.北京：北京师范大学出版社，2011.
[2] 人民教育出版社.义务教育教科书化学.北京：人民教育出版社，2012.
关键词：燃煤添加剂；节能减排；作用；配方；应用
中图分类号：S232.9 文献标识码： A 文章编号： 1674-0432（2014）-06-92-1
1 燃煤添加剂的节能减排作用
1.1 燃煤添加剂的作用
燃煤添加剂中含有提供氧源的氧化剂，可以在高温燃烧中分解出氧气促进煤的充分燃烧，同时催化剂能有效降低氧的离解能和碳燃烧时所需的活化能，强化了煤的燃烧，起到助燃、增能、节煤的作用。
固硫、固氮、净化烟气的作用。添加剂中碱性氧化物与受热面上的烟垢和烟气发生化学反应，使烟垢和烟尘中含硫氧化物生成硫酸盐，随煤渣一起排出炉外，减少了二氧化硫、二氧化氮等有害气体排放。
降低燃煤成本，为使用者带来经济效益。燃煤添加剂生产成本低，效果明显。以吉林鑫兴科技开发有限公司的专利产品试验成果为例（专利号ZL200610017001.2）：大型燃煤锅炉可节煤5.5%，一般锅炉可节煤11%，减少二氧化硫排放40%～50%，减少氮氧化物排放20%～30%，减少烟尘排放60%。
1.2 燃煤添加剂的助燃机理
煤在燃烧时，将添加剂中的金属氧化物还原成金属，同时放出氧气，然后金属与煤中氧气反应，使金属氧化成氧化物，紧接着碳直接还原金属氧化物。这样金属一直处于氧化-还原循环中，在金属和氧化物两种状态中来回转换，氧原子不断从金属向碳原子传递，加快氧气的扩散速度，使燃烧更易进行。同时添加剂中的氧化剂燃烧分解，放出大量氧气，人为制造一个富氧环境，提高了燃烧速度，起到强烈助燃作用。另外催化剂降低氧的离解能和碳燃烧时所需的活化能，强化了煤的燃烧。
2 燃煤添加剂的配方原理
燃煤添加剂主要成分包括氧化剂、催化剂、脱硫剂、膨松剂、消烟剂和其他有机助剂构成。氧化剂提供了煤燃烧过程所需的活性氧，促使燃烧过程中释放出可燃的挥发分和碳粒的燃烧。常用的氧化剂有高锰酸钾、氯酸钾、高氯酸钾等。高锰酸钾可以在200℃～240℃温区分解放出氧气；氯酸钾可以在300℃～350℃温区分解放出氧气；高氯酸钾可以在400℃以上分解放出氧气。此外硝酸钾、硝酸钠、硝酸钡等也是强氧化剂在高温燃烧中的分解产物依次是金属氧化物、氧气、氮气。
催化剂主要有二氧化锰、氧化镁、三氧化二铝、四氧化三铁、三氧化二铁、二氧化钛、氯化铁、碳酸钠、稀土元素、铝土等。其中三氧化二铝能在高温条件下，抑制硫酸钙的分解，同时可以形成稳定的硫酸钙、氧化钙和三氧化二铝的复盐。金属氧化物则是在氧传递过程中起着至关重要的作用。含铁化合物通过降低煤燃烧的着火温度与反应的活化能来改善煤的燃烧特性，提高低温燃烧过程的燃烧速率，使煤的着火与燃烧更加容易。常用的主要是三氯化铁和二氯化铁，其效果三氯化铁优于二氯化铁。三氧化二铁对煤的燃烧过程影响不大，但550℃左右具有助燃作用。
膨松剂在炉膛高温区产生微爆，搅动煤层中的气流，促使碳粒表面的灰烬或燃烧产物一氧化碳脱落，使之充分燃烧，目前所有膨松剂主要是工业食盐氯化钠。
固硫剂种类很多，常用的有钙基、镁基、钡基固硫剂，纳米材料固硫剂。使用最多还是价廉易得的钙基固硫剂，主要有碳酸钙、氧化钙、氢氧化钙，效果最好是氢氧化钙，其次是碳酸钙、氧化钙。在碳酸钙中添加三氧化二铁在固硫反应中起促进作用，降低反应活化能，使反应更易进行。此外有机钙固硫效果更好，但实际使用不多。
3 燃煤添加剂分类及应用现状
从目前实际应用情况来看，依据现有添加剂的原理及配方总体分类如下：一是工业盐类，主要是氧化剂、金属氧化物等，再辅以其他助剂。此类添加剂对降低燃烧的燃点，促进燃烧，脱硫、脱氮等具有良好的效果，目前使用最多的添加剂大多都属于这一类；二是金属氧化物及矿物，一般作催化剂，主要用于工业，如高炉的催化助燃，纯燃煤企业很少使用；三是以有机分子为主，主要是有机醇类，如甲醇、乙醇等，其次是亲油性矿物油、植物油、乳化剂及亲水性表面活性剂为主添加剂；四是以金属羟酸盐类为主，包括醋酸盐，脂肪酸盐类有机盐，其主要作用与第二类相似，实际使用较少。
4 未来发展构想
燃煤添加剂具有良好的助燃作用和脱硫、脱氮作用，人们对燃煤添加剂长期研究取得一定的成果。但还有很多东西有待于我们去发现，比如：煤灰分中的化学成分与添加剂的成分大部分相同，这说明煤中本来就含有催化助燃类物质，能够使煤完全燃烧。所谓不完全燃烧，是燃烧环境所致。因此在现有的研究成果的基础上，有必要在燃煤添加剂的原料选择、添加剂的配方和防止二次污染等方面开展深入的研究工作，不断探索、不断发现煤的燃烧特性，开发出一种既能外在助燃，又能激活煤中固有的催化燃烧作用，有效促进煤的完全燃烧，清洁燃烧，以控制污染，节约能源。
参考文献
[1] 肖健华，康华，王振阳.燃煤催化剂催化机理探讨[J].煤炭技术，2002，（11）.
[2] 于海深，王风彦.节煤添加剂的特性研究[J].节能，2007，（1）.
