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1.是一种可溶性的液态非电解质。
解析 根据电解质与非电解质的概念,化合物才可以分为电解质与非电解质,而单质既不属于电解质也不属于非电解质;是一种单质,因此,它既不是电解质也不是非电解质。
2.通过归中反应制备二氧化硫:
解析 一方面,一般来讲物质的制备可分为实验室制备和工业制备两种。物质的制备问题是一个结合实际的问题,必须根据实验室或工业生产实际考虑反应物或原料的来源、价格,反应或生产条件,仪器或设备以及环保(“绿色化学”“原子经济”等理念)等多方面问题。不是说某反应可以生成该物质就一定可以用于该物质的制备,即“生成”不能等同于“制备”。另一方面,反应
也不属于归中反应,因为,归中反应是指不同价态(高价态和低价态)的同一元素原子之间发生电子转移,都转化为同一价态(中间价态)该元素的反应。如:
同种元素间的氧化还原反应除了归中反应还有歧化反应,歧化反应是指同一物质中同种价态(中间价态)的同一元素原子间发生电子转移,使化合价部分升高(高价态)、部分降低(低价态)的反应。如:
、部分硫元素的化合价降低到0价(S),所以,该反应属于歧化反应而不是归中反应。
3.(1)在碳族元素的单质中,只有碳在高温时能跟水蒸气反应;(2)在非金属单质中,只有金刚石和晶体硅属于原子晶体;(3)在碳族元素的单质中,只有碳与氢气在高温下能直接化合;(4)一般既能与酸反应,又能与碱反应的氧化物是两性氧化物,但却是酸性氧化物。
解析 (1)在碳族元素的单质中,并非只有碳在高温时能跟水蒸气反应,如硅在高温下同样能跟水蒸气反应:
(2)在非金属单质中,除了金刚石和晶体硅属于原子晶体外,第ⅢA族的晶体硼也是较常见的原子晶体;在碳族元素的单质中,也并非只有金刚石和晶体硅属于原子晶体,锗、灰锡等单质的晶体也是原子晶体。
(3)在碳族元素的单质中,同样并非只有碳与氢气在高温下能直接化合,如硅与氢气在高温下也能(难,但不是不能!)直接化合。
(4)能与碱反应生成盐和水,如:
。
解析 置换反应是指“单质+化合物=新单质+新化合物”这样的反应,是四种基本反应类型之一,很显然上述两个反应都不能叫置换反应。虽然,其实质(应该说首先)是铝、硅分别与水发生置换反应,然后再与NaOH溶液反应(应该是复分解反应),但是其总反应式显然不符合置换反应的概念和特征。
6.原电池工作时电解质溶液中的离子是否一定向两极迁移?如若迁移,离子迁移的方向如何确定?
答:否。在溶液中离子自发地由浓度高的区域向浓度低的区域扩散,离子在溶液中尽可能均匀分布。原电池工作时,若某电极周围离子浓度发生变化(负极材料溶解成金属阳离子进入溶液或溶液中的阳离子在正极放电而被消耗),则对应离子将发生迁移;若某离子浓度不发生变化,则该离子不会做定向迁移。离子定向迁移的方向是:阳离子迁向正极,阴离子迁向负极。如伏打电池工作时,在溶液中均匀分布。
解析 通常我们把反应物在电极上的放电过程看成是由下列一些步骤串联组成的:(1)反应物向电极表面传递,即液相中的传质步骤;(2)反应物在界面层进行反应前的转化步骤,即前置表面转化步骤,如反应物在电极表面上的吸附;(3)在电极表面上进行氧化或还原反应,生成反应产物,即电化学步骤;(4)反应产物在界面层进行反应后的转化步骤,即随后的表面转化步骤,如自表面上脱附,反应产物的复合等;(5)反应产物生成新相步骤或反应产物向溶液中传递,即液相中的传质步骤。
从以上几个步骤中可以看出,全部过程大体可分为两种类型:一是在界面层进行电化学反应和化学反应的过程;二是反应物或产物在界面层与溶液内部之间进行传递的过程(即液相中的传质步骤),该过程通常包括对流、扩散和电迁移。
①对流:是指反应物或产物粒子随着液体的流动而移动的过程。需要指出的是:这是指整个液体的运动,此时,液体与粒子之间没有相对的运动。对流的出现是由于不同部位的密度不同而引起的,而密度差则是由于液体各部分间的浓度差或温度差所造成。在电极上进行电化学反应时,电极表面附近溶液浓度必然发生变化;同时,如果在电化学反应过程中伴随放出大量的热,也必然会引起电极表面附近溶液温度的升高,从而引起对流传质。
②扩散:是指某种粒子从高浓度向低浓度方向转移的现象。由于电化学反应,某种离子在电极表面放电,会使电极表面附近该离子的浓度和本体溶液产生差别。通常情况下,当阳离子在正极(阴极)还原时,电极附近溶液中该离子浓度小于本体溶液中的浓度;负极(阳极)氧化生成某种离子时,电极附近溶液中该离子浓度要大于本体溶液中的浓度。应该注意扩散和对流二者的区别,扩散是指某种粒子相对于溶剂的运动,而对流是指整个液体(包括溶剂和粒子)的运动。
③电迁移:是指液相中带电粒子在电场力作用下引起的迁移。
上述三种传质过程在发生电化学反应的系统都会同时发生,但在不同位置或不同情况下会有所不同。例如:在远离电极的本体溶液其扩散和电迁移可以忽略不计,主要发生的是对流;而在电极附近的薄层溶液中扩散和电迁移起重要作用。
原电池工作时,正负极间有了电位差,在此电场作用下,溶液中的离子均做定向迁移——电迁移。离子电迁移的方向是:阳离子迁向正极(阴极),阴离子迁向负极(阳极)。同时,在溶液中粒子 (由于化学势差的推动力)自发地由浓度高的区域向浓度低的区域扩散。在电极附近电迁移和扩散两者(忽略对流)同时进行,共同维持整个电池体系的电荷平衡(电中性原则)。
电迁移在两个电极之间的整个区域存在(包括所有带电粒子),只是各离子由于离子淌度(迁移速度的表征)不同导致各离子的迁移数(比例)不同。扩散发生在有粒子浓度差的区域,一般原电池工作前,各粒子(包括分子和离子)分布均匀,不存在扩散,原电池工作时,由于一些粒子的反应消耗或生成,有了浓度差,就会产生扩散。