时间：2023-11-27 06:24:38
学习目标：1.能从电解质溶液或熔融物导电的本质原因分析，理解电离的概念
2.能从电离的角度认识酸、碱、盐并能准确书写酸、碱、盐电离方程式
3..能运用电解质的知识分析并关注身边中的化学问题
教学重点：目标1、目标2
教学难点：目标1
教学过程：
[复习引入]：在物质的分类中，我们将纯净物分为单质及化合物，而化合物又可分为氧化物、酸、碱、盐等（板书或投影，边板书边讲解）：
单质
纯净物氧化物
化合物酸
碱
盐
而化合物还有另外一种分类方法，即根据在水溶液或熔融下能否导电，又可以将化合物分为电解质和非电解质。从本节课开始，我们将学习有关电解质的知识。
[板书或投影]：
一、电解质的电离
[演示]：盐酸、NaOH溶液、NaCl溶液的导电性实验
[问题探究]：为什么上述物质的溶液具有导电性？
（教师首先提供问题探究所必需的金属导电的知识背景：金属原子最外层电子数较少，受原子核的引力作用较小，容易失去而成为自由移动的带负电的电子，当金属导线接上电源以后，在电场的作用下，金属内部中带负电的电子由自由移动改为定向移动，电流便形成了，电流从正极流向负极。金属能够导电除了外加电场的外部因素外，其金属自身的内部因素是有带负电的自由移动的电子。而后进行问题的情景迁移：根据金属的导电原理，请分析盐酸、NaOH溶液、NaCl溶液在导电时除了外加电场的外部因素外，溶液自身内部还有哪些因素？）
[学生分组讨论]：2分钟左右
[学生归纳]：（在教师的引导下沿着以下路径分析归纳）金属能导电金属内部有自由移动的带负电的电子盐酸、NaOH溶液、NaCl溶液能导电溶液中也有自由移动的带电微粒猜测：溶液中有自由移动的分别带负电和正电的阴、阳离子
[质疑]：物质中有阴阳离子就能导电吗？
[演示或模拟动画实验]：教师演示或模拟NaCl晶体、熔融NaCl的导电性实验，以澄清对电解质溶液或熔融电解质导电原理的模糊认识。
[质疑]：为什么都含有Na+、Cl-的NaCl晶体和NaCl溶液一个导电，另一个不导电？
[讲解并分析]：NaCl晶体虽含Na+、Cl-，但不能自由移动而不能导电，若将NaCl晶体溶于水，形成NaCl溶液后，原来NaCl晶体中被束缚着的离子在水分子的作用下解离为可自由移动的离子，这个过程就叫做电离（结合NaCl晶体溶于水的电离过程的动画演示，强化说明NaCl晶体中有离子而不自由移动，而当其溶解于水中或受热熔化后，离解为自由移动离子的过程就叫做电离，并引出电离方程式的概念）。
[板书或投影]：
1.酸、碱、盐的电离
HCl=H++Cl-NaOH=Na++OH-NaCl=Na++Cl-
[学生练习]：书写电离方程式：HNO3、H2SO4;KOH、Ba(OH)2;Na2CO3、CuSO4、BaCl2（三学生上黑板）
[学生分组讨论]：教师提出讨论分析的具体指向——以上三组物质电离后的阴阳离子类型及共同特点。
[学生归纳]：给酸、碱、盐下定义
[讲解]：1.强调酸、碱定义中“全部”二字的含义；2.酸、碱、盐的溶液因电离出有自由移动的离子而导电。
[转折]：像酸、碱、盐这些化合物，因其在水溶液中或熔融状态能导电，从化学的另一分类角度讲又叫做电解质
[板书或投影]：2.酸、碱、盐是电解质
[学生归纳]：在教师的引导下，自行得出电解质的概念，并借助对比方法，在电解质的概念的基础上得出非电解质概念。
[演示]：通过酒精、酒精水溶液、蔗糖水溶液的导电性实验，强化电解质与非电解质概念。
[演示]：不同浓度的盐酸溶液的导电性实验（电流计指针的偏转）
[学生归纳]：其他条件一定时，电解质溶液的导电性与溶液中离子浓度成正比
[问题解决]：电解质知识运用其实离我们并不遥远，在我们的人体和日常生活中都能发现它的踪迹。比如身体有汗的人为何接触使用着的电器容易发生触电事故？人体在大量流汗后为何要及时补充水分和盐分？在海上遇险的人们，喝海水为何如同“饮鸠止渴”？请同学们用本节课所学的电解质知识加以解释。
[学生阅读、讨论并回答]：
[小结]：通过本节课的学习，我们对电解质的知识有了一个初步的认识，下面我们来总结一下电解质的一些规律性的知识（教师边引导边板书）：
一、电解质的电离
1.酸、碱、盐的电离
酸：………H2SO4=2H++SO42-
电解质碱：………Ba(OH)2=Ba2++2OH-离子正负电荷守恒
化合物盐：………Al2(SO4)3=2Al3++3SO42-
…
(在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物)
非电解质：酒精、蔗糖等
(在水溶液中和熔融状态下都不能导电的化合物)
电解质溶液的导电能力与离子浓度成正比
2．酸、碱、盐是电解质
[形成性检测]：
1、下列物质能导电的是（）A.熔融的氯化钠B.硝酸钾溶液C.硫酸铜晶体D.无水乙醇
2、下列物质中，导电性能最差的是()
A.熔融氢氧化钠B.石墨棒C.盐酸溶液D.固态氯化钾
3、下列电离方程式中，错误的是()
A.Al2(SO4)3=2Al+3+3SO4-2B.HF=H++F-C.HI=H++I-D.Na2CO3=Na++CO32-
[结束语]：电解质的水溶液能够导电，说明电解质在水溶液中能够发生电离。那么，电解质溶于水后是否都能全部电离？这个问题留给同学们自己去解决，如果有兴趣，同学们可以参看P40“知识点击”部分，也可以通过在Internet网在“googl”输入关键词“强电解质弱电解质”进行自主学习
氯化钾，化学式KCl，无色立方晶体，常为长柱状。无色细长菱形或成一立方晶体，或白色结晶小颗粒粉末，外观如同食盐，无臭、味咸。常用于低钠盐、矿物质水的添加剂。
氯化钾是临床常用的电解质平衡调节药，临床疗效确切，用于低钾血症的防治，亦可用于强心甙中毒引起的阵发性心动过速或频发室性期外收缩。氯化钾在农业上是常用的肥料，科学应用，食品加工，食盐里面也可以以部分氯化钾取代氯化钠，以降低高血压的可能性。
（来源：文章屋网 ）
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
呈酸性的氧化物、中性氧化物（水除外）、多数有机物（如烃、卤代烃、醇、醛、酮糖、酯）和不呈酸性的氧化物都是非电解质
电解质水杯作用是：电解质在人体中的作用及平衡调节 电解质在人体中具有重要作用。水和电解质广泛分布在细胞内外，参与体内许多重要的功能和代谢活动，并且电解质对正常生命活动的维持起着非常重要的作用。在水溶液里或熔融状态下能导电的化合物叫电解质。
（来源：文章屋网 https://www.wzu.com）
关键词：铝电解槽；下料；电解质；温度场；影响
一、铝电解全过程分析
铝电解过程是一个十分高能耗的工业过程，不仅仅需要技术人员在实际工作过程中给予其有效的认知，也要针对氧化铝电解过程中能耗问题进行有效处理，确保电流生成热量能有效维系电解温度，确保极性热量符合实际需求。技术人员在研究过程中，要着重关注电解质温度场，只有保证铝电解温度适中，才能一定程度上保障电流效率，从根本上提高工程项目的有效性。另外，铝电解质问题的升高还是降低，都需要技术人员在管理层级上进行进一步处理。电解质每降低10摄氏度，电力的整体运行效率就会上升1%到1.5%之间。因此，需要技术人员针对氧化铝的实际颗粒对流动电解质进行全面分析和解构，若是温度加热到950摄氏度左右，技术人员就要利用相应技术运用后电解质颗粒流动能使内部保持平衡。
二、铝电解槽电解质浓度和热场计算模型
（一）铝电解槽下料中电解质浓度和热场简化模型
铝电解槽在实际应用和运行过程中，内部熔体的流动以及氧化铝的扩散过程非常复杂，需要技术人员给予必要重视，并且，扩散过程会受到诸多因素的影响，需要对其进行有效的计算简化模型，才能得出相应的结论。第一，在铝电解槽中，可以将电解质看作是冰晶石以及氧化铝两种物质的组分的均相结构，且具有不可压缩的流体性质。另外，正是基于其特殊的性质，导致其鲁棒形状较为固定。第二，在铝电解槽内，整体热场简化模型的阳极底掌较为平整。第三，由于铝电解槽内最关键的就是电解质物质，因此，在进行简化模型建立的过程中，依据电解质层物质的结构，适当的忽略铝液层结构参数。第四，技术人员要对阳极气体进行集中分析，将其视为直径固定的气态颗粒物质，且整体气态颗粒中气泡的直降视为6毫米左右。
（二）铝电解槽下料中氧化铝消耗以及下料模型
在对铝电解槽进行分析的过程中，技术人员也要对氧化铝消耗模型进行综合分析，确保整体管控结构和处理参数符合实际需求。第一，根据实际情况建立氧化铝消耗模型，主要是依据法拉第定律以及氧化铝电解方程，对其物质的能量消耗进行集中的数据化表达。在分析过程中，我们不难发现氧化铝作为电解质在实际反应过程中，局部消耗速率和电流的密度分布息息相关，并且需要借助相应的算式能有效判断。正是基于此，需要在电磁场模型中对底面的电流密度分布结构进行深度分析和解构，再根据消耗量和物料平衡要求对氧化铝的下料量进行集中评估。第二，氧化铝的下料模型。在制作基本模型的过程中，技术人员要首先形成一个料堆漂浮在电解质表层结构，确保其能实现有效的反应环境。然后，要对阳极气泡进行集中的击碎和搅动，只有保证整体结构有序推进，才能提升分散并没入电解质的效率，进一步优化管理和有效性。只有保证这样，才能在氧化铝进入电解质后有一定的时间和空间产生滞后性，氧化铝溶入电解质的时间约为10秒。
（三）铝电解槽下料中物理模型
除了建构热场模型外，也要结合基本结构和工艺参数创设物理模型，有效划分结构化网格，确保在阳极间缝和中缝位置进行局部加密，提升其整体质量和数量参数。
三、铝电解槽下料过程对电解质温度场的影响
在实验研究过程中，能实现氧化铝颗粒添加定量化，从一定程度上分析电解质内部温度的变化结构。结合数据以及实际运行情况，能得出结论，本文模型计算得到的氧化铝浓度呈现出很好的周期性稳定变化，同时，技术人员要集中计算氧化铝的实际浓度分布系数，确保整体管理结构和系统化参数符合预期。只有保证计算过程符合实际，并且具有较高的计算精度。只有提升整体管理结构和系统参数的稳定性，才能综合分析氧化铝下料过程，电解质温度场的影响也会有更优化的精度。
在对数据进行综合分析的过程中，技术人员要保证温度控制在10摄氏度左右，需要在下料期间保证最小温度控制在10摄氏度以下，需要对电解质的表面区域进行集中处理，然后借助有效措施提高设备有效性，尽量将整体温度结构转化为正常温度。技术人员也要对极距层电解质温度鼋行集中分析，确保电解槽正常运行。特别要注意的是，在极距层温度控制在5摄氏度左右时，按照正常范围进行计算和管理，不会影响电解槽常规化运行。
参考文献：
[1] 詹水清，李茂，周孑民等.铝电解槽熔体内氧化铝浓度分布的数值模拟[J].中国有色金属学报，2014，14（10）：2658-2667.
[教学目标]
知识与技能:1. 让学生掌握难溶电解质的沉淀溶解平衡建立和影响因素,并运用平衡移动原理分析沉淀溶解平衡的相关问题。
2. 初步理解并应用溶度积知识解决有关问题。
过程与方法:引导学生根据已有的知识经验,分析推理出新的知识。
情感态度与价值观:培养学生用辩证的思想、类比的思想分析问题的能力。
[教学重点]难溶电解质的沉淀溶解平衡的建立、特征、影响因素。
[教学难点]溶度积知识的应用。
[教学方法]分组实验法、自主学习法、类比归纳法
[新课导入]
在第二章第三节《化学平衡》中提到溶解平衡、溶解和结晶是可逆的过程,当溶解的速度和结晶的速度相等时,就达到了溶解平衡。对于含有固体的饱和溶液,在平衡状态时,固体的质量、溶液中的离子浓度保持不变。
[展示]饱和氯化钠溶液
[提问]如何使氯化钠固体析出?
[学生]加热蒸发,降温等
[追问]加热的实质是什么?蒸发了水,溶液中钠离子和氯离子的浓度增大。
[再问]如果再增加溶液中的氯离子浓度呢?
[学生演示1]饱和氯化钠溶液中加入浓盐酸
现象:产生白色沉淀。用平衡移动原理解释。
结论:可溶性电解质饱和溶液存在溶解平衡。
[新知学习]
可溶的电解质饱和溶液中存在溶解平衡,难溶的电解质在水中是否也存在溶解平衡呢?
[知识回顾]看学案上内容:1.溶解度概念;
2. 20 ℃时,溶解性与溶解度的关系:
[阅读分析] 阅读课本61页表3-4“几种电解质的溶解度(20 ℃)”, 根据AgCl和Mg(OH)2的溶解度,分析其溶解性,分别指出所属类别。
[讨论]如何证明Mg(OH)2是难溶物质, 但也能溶解?请参考所给的试剂及仪器,设计实验说明。
[学生演示2]镁条和水加热后,滴入酚酞试液。
现象:镁条上有气泡产生,溶液变红。
解释:镁和水反应,并生成难溶Mg(OH)2,其溶液呈碱性。
结论:难溶、易溶是相对的,溶解是绝对的,没有绝对不溶的物质。
[过渡]镁和水反应比较微弱,大家没有看到明显的沉淀,请演示一个沉淀现象明显的实验。
[学生演示3]NaCl溶液和AgNO3溶液反应
[阅读讨论]1. 观察试管里现象,根据AgCl的溶解度,推测试管中是否还存在Ag+和Cl-?
2. 分析存在Ag+、Cl-和AgCl固体共存的体系中,三者之间是否也会存在平衡?
[板书]难溶电解质的溶解平衡
1. 定义: 在一定温度下,难溶电解质溶于水,当沉淀的溶解和生成速率相等,溶液达到饱和状态时,即建立了溶解平衡。(也叫沉淀溶解平衡)(投影,学生在学案上填空)
表达式:Cl-(aq)+Ag+(aq)AgCl(s)
或AgCl(s) Cl-(aq)+Ag+(aq)
强调:Cl-和Ag+在溶液中不能大量共存,只可以少量共存。
练习:BaSO4、 Mg(OH)2沉淀溶解平衡的表达式。
(引导学生类比分析)
[板书]2.沉淀溶解平衡状态的特征
动:动态平衡
等:溶解和结晶速率相等
定:各微粒的量不变
变:条件改变平衡将发生移动
[过渡]由平衡时离子浓度一定,推理得出离子之间存在数量关系。过渡到课本第65页“溶度积”。
(学生自学讨论后,师生总结)
[板书] 3. 溶度积常数(Ksp): 在一定温度下,在难溶电解质的饱和溶液中,各离子浓度幂之乘积为一常数。
①表达式 BaSO4 的溶度积Ksp=c(Ba2+)・c(SO42-) Mg(OH)2 的溶度积Ksp=[c(Mg2+)]・[c(OH-)]2
②Ksp:只受温度影响。温度升高,绝大多数难溶物Ksp增大。(Ca(OH)2减小)
(分析几种物质的溶度积,师生总结)
③用途:比较溶解性大小:相同类型的电解质,Ksp越大,其在水中的溶解能力越大。
判断能否生成沉淀:将等体积浓度为2×10-5 mol・L-1 Ag+和Cl-混合是否有沉淀生成?
有关计算:计算平衡时离子浓度,计算Mg(OH)2 溶液的pH,正好在酚酞变色范围。
请学生再次观察镁与水反应后加入酚酞的试管,发现溶液红色加深,说明原先并未达到平衡,还在向生成Mg(OH)2的方向移动。
[板书]4. 影响沉淀溶解平衡的外部因素(遵循平衡移动原理)
[投影练习]学生讨论并在学案上完成,师生共同总结板书
①同离子效应
②温度:升温,多数平衡向沉淀溶解方向移动
③加水:平衡向沉淀溶解方向移动。(学生难以理解,应重点强调说明)
④化学反应(引导学生分析表格,得出Ag2S比AgCl更难溶,可以发生沉淀转化)
[学生演示4]AgNO3溶液中加入Na2S溶液
[学生演示5]向演示3得到的氯化银沉淀体系中加入Na2S溶液
现象:形成灰黑色沉淀
结论:沉淀可以相互转化
目的:说明发生了反应,也为下节课沉淀转化留下引子。
[课堂总结]强调概念及影响因素,加强价值观教学。
[训练反馈]见学案
[拓展延伸]见学案
设计说明
1. 本教学设计采用淮南一中“朴实教学模式”的四个环节,即“新课引入、新知学习、反馈练习、拓展延伸”。该教学模式强调课堂教学形式朴素,实效突出。
2. 三维目标的落实
知识上:使学生掌握沉淀溶解平衡的概念、特征、移动,并简单了解溶度积的知识。提高化学学科的素养是课改最基本的目标。
能力上:重在培养学生的类比归纳能力、观察能力、实验动手能力、信息检索、处理能力、计算能力、逻辑推理能力,这些也是高考能力考查的核心内容。
方法上:用实验来说明问题,把比较抽象的理论教学内容采用让学生易于接受的实验手段来探讨,体现了化学学科特色。以镁条和水加热后再滴加酚酞试液的实验为载体,师生挖掘常规实验的新内容,既注重实验的即时性,又注重延时性,也给予学生广阔的思维空间。
价值观上:通过理解溶解是绝对的,难溶、易溶是相对的这一观点,让学生以辩证的观点、以变化的眼光、以动态的思维来看待分析周围的事物。即要会用类比的思维方式来研究新问题,又要具体问题具体分析,不能只凭老经验办事。如向沉淀溶解平衡体系中加水,平衡向溶解方向移动,只要有固体存在,平衡时离子的浓度就不会低降。如果类比向醋酸溶液里加水,就会得到离子浓度降低的错误结论。
3-4难溶电解质的溶解平衡学案
知识回顾
1. 溶解度:在一定温度下,某固态物质在100克溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量,叫做这种物质在这种溶剂里的溶解度。
2. 20 ℃时,溶解性与溶解度的大小关系:
溶解性
新知学习
一、难溶电解质的溶解平衡
1. 定义:在一定温度下,难溶电解质溶于水时,当沉淀________速率相等,溶液达到饱和状态时,即建立了溶解平衡。(也叫沉淀溶解平衡)
练习:BaSO4、Mg(OH)2沉淀溶解平衡表达式。
2. 溶解平衡的特征
3. 溶度积常数(Ksp): 在一定温度下,难溶电解质在水中达到溶解平衡时,各离子____________
① 表达式 BaSO4Mg(OH)2
② Ksp:只受_________影响。
③ 用途:_______________。
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4. 影响沉淀溶解平衡的因素
在AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)平衡体系中,加入下列物质对溶解平衡的影响。
反馈练习
1. 下列说法中正确的是( )
A.绝对不溶解的物质是不存在的
B.物质的溶解性为难溶,则该物质不溶于水
C.不溶于水的物质溶解度为0
D.某粒子被沉淀完全是指该粒子在溶液中的浓度为零
2. 把CaCO3固体投入水中达到沉淀溶解平衡,请把各粒子的变化情况填写下表。
用(最大、最小、增大、减小、0等)填写下表:
3. 为什么洗涤过滤所得的沉淀要用少量水,且洗涤2、3次即可?
拓展延伸
1. 根据25 ℃ Mg(OH)2 Ksp=1.8×10-11,能否计算出Mg(OH)2的溶解达平衡时各离子的浓度?能计算出平衡时溶液的pH吗?请参考课本第49页,说说Mg(OH)2使酚酞试液变红的道理。
2. 为什么不用氢氧化钠溶液和氯化镁溶液现场制备的氢氧化镁固体,通过它的溶解来说明难溶物也能溶解?
3. 向硝酸银溶液加入Na2S溶液的试管长时间放置将可能出现什么现象?如何解释?
课外思考
1. 将足量BaCO3分别加入:① 30 mL 水;②10 mL 0.2 mol・L-1 Na2CO3溶液;③50 mL 0.01 mol・L-1 氯化钡溶液;④100 mL0.01 mol・L-1盐酸中溶解至溶液饱和。请确定溶液中Ba2+的浓度由大到小的顺序为:_______________
2. 牙齿表面有一层坚硬的、 组成为Ca5(PO4)3 OH的矿物质保护层,它在唾液中存在下列平衡:
Ca5(PO4)3OH(固) 5Ca2+(aq)+3PO43-(aq)+OH-(aq)
进食后,细菌和酶作用于食物,产生有机酸,这时牙齿就会受到侵蚀,其原因是______________
已知Ca5(PO4)3F的溶解度比Ca5(PO4)3OH更小,质地更坚固, 更能抵抗酸的侵蚀。用离子方程式表示,当牙膏中配有氟化物添加剂后能防止龋齿的原因:____________________________________________请你提出促进矿化的其他方法_________。
参考文献:
[1]宋心琦.化学反应原理.北京:人民教育出版社,2007.
[2]冷燕平.人教版《化学反应原理》模块的设计思想.中学化学教学参考,2009,(3):8.
集中供暖保持温度和湿度
集中供暖最让人头疼的就是其温度不能自主调节，再加上紧闭门窗，空气湿度低，这样的环境有利于各种细菌加快繁殖。
建议在晴好的天气里，每天上午10时到下午3～4时之间给房间通风，可保证室内空气新鲜。在屋子里经常放一盆水，或养一些仙人掌、吊兰、发财树等绿色植物，来增加湿度。值得注意的是，植物不宜太多，一个房间一两盆即可。
有的人经常用加湿器来增加房间的湿度，觉得比较方便。可是从中医的角度来说，还是少用比较好。虽然加湿器能给空气提供大量的水分，但是却比较机械化。而在屋子里放盆水或放盆植物就不同了，它可以根据干燥的程度自行决定放出多少水汽来，对人体的影响不是很大。
地热供暖要注意通风换气
相比空调，安装地暖的房间空气对流很小，不会因此产生尘埃飞扬及积尘，对呼吸器官影响不大。但在铺设了地暖的前两年，木地板含有的甲醛等有害物质受热后会加快挥发，瓷砖和地砖等石材受热后也会释放出放射性物质。因此，用地暖时更要注意通风换气。
在供暖初期，室内温度突然变高，会让人体很不适应，易出现头晕、咽喉肿痛的症状，因此要控制好温度和湿度。通常室温在18～24℃最适宜，湿度以50%～60%为宜。最好买一个能测量湿度的温度计，这样可以更好地监控室内的温度和湿度。
此外，地暖会导致地表温度比较高，如果不及时清洁地板，灰尘很容易随着温度的升高蒸发到空气中，引起呼吸道疾病。因此，一定要保持地面的清洁干净，并要经常打扫房间，特别是一些死角区域，以防藏污纳垢。
适当饮用电解质饮料
除了以上防范措施，预防暖气病，补水也很重要。中国保健协会食物营养与安全专业委员会孙树侠表示，暖气来临，室内干燥，人体会通过皮肤和呼吸等蒸发形式流失更多的水分。此时，如果大量饮用纯水而不补充电解质的话，会导致电解质失衡，引起自发性的脱水。因此，冬天除了补水，还要补充电解质，补充电解质最简单方便的方法是适量饮用电解质饮料。
（摘自《宁夏日报》）
链接
治暖气病小妙方
半夜口渴 喝乌梅麦冬茶：乌梅3枚，麦冬3克，加开水冲泡后饮用。
鼻干出血 可以用金银花、罗汉果泡水饮用。鼻出血可饮藕节汤。
咽喉肿痛 金银花、生甘草、胖大海沸水冲泡，代茶频饮，对暖气烘烤引起的咽喉红肿、疼痛有很好的疗效。
咳嗽 暖气病引起的咳嗽一般为干咳，痰少或者没痰，可以取梨榨取汁液后，略加凉开水饮用。
关键词：非固体电解质钽电容器;漏电流;氧化膜;电容失效
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2014）12-00-02
0 引 言
钽电解电容器因其容量大、体积小、电性能优良、工作温度范围宽、可靠性高，在通信、航天等领域被广泛选用。在笔者去年生产的产品中连续出现两例CA35型非固体电解质钽电容器失效现象，失效模式为漏电流超标，要求漏电流小于1 μA，实际测量达到28 μA，影响产品整机性能。为搞清楚电容器漏电流超标的原因，笔者走访电容器生产厂家，查阅大量资料，了解了电容器生产过程控制及电容器在使用中注意事项，现将其整理，以供遇到类似问题的技术人员参考。
1 非固体钽电解质电容器的制造工艺过程
非固体钽电解质电容器的主要的生产工艺过程包括成型、烧结、形成、装配、老化五个过程。电容器按阳极设计要求，将钽粉压制成型，并插入钽丝作为阳极引出的过程为成型。在高温高真空条件下，获得具有合适空隙度的高纯钽块的过程为烧结，烧结后如图1所示。
用电化学方法在钽阳极表面生成一层氧化膜，作为电容器的介质的过程是形成。形成后如图2所示。
图1 钽电容烧结后 图2 钽电容形成后
将非固体电解质钽电容器采用银或钽外壳封装，壳内灌注电解液（电解质）作为电容器的阴极的过程称为装配。对电容器100%高温电老化，修复氧化膜，使电容器的性能趋于稳定，剔除早期失效产品，提高电容器的可靠性的过程为老化过程。
由电容器的制造工艺不难看出，电容器是由阳极（钽丝）、介质（氧化膜）、阴极（电解液）组成。
2 工作介质对漏电流的影响
非固体电解质钽电容器的工作介质为在钽块表面用电化学方法生成的一层氧化膜Ta2O5，Ta2O5氧化膜系无定形结构，它的离子呈不规则无序排列。理想中的电容器介质应是完美无缺的薄膜，其厚度以纳米计，仅有几十至几百纳米，它的绝缘电阻可达几百兆欧以上，氧化膜越厚，其耐压也越高。而实际上Ta2O5表面存在各种微小的疵点、空洞以及隙缝之类的缺陷，漏电流就是通过这些缺陷的杂质离子电流和电子电流所组成。正常情况下，漏电流值很小，但是如果电流较大，在试验的高应力下，电应力集中，电流密度大，使疵点周围的氧化膜“晶化”，扩大了疵点面积，介质质量进一步恶化，绝缘电阻下降，漏电流急剧增加。
3 影响氧化膜质量的因素
造成非固体电解质钽电容器漏电流的根本原因是阳极氧化膜出现缺陷，绝缘电阻下降所致，因此要控制漏电流，必须对影响氧化膜绝缘性的各种因素进行控制，影响钽电容器氧化膜绝缘性的因素主要有三个方面，一是制造电容器材料――钽粉、钽丝质量的影响;二是电容器制造的工艺影响;三是使用的影响。
3.1 钽粉、钽丝的影响
钽粉、钽丝的化学性能、物理性能、杂质含量、钽粉的颗粒形状、大小，击穿电压，都直接影响钽电容器的质量。钽粉、钽丝中的杂质含量对形成氧化膜的质量有很大的影响。钽电容器的阳极芯子在成型时要经过1 500～2 050 ℃的高温高真空的烧结，烧结的目的之一就是去掉钽粉、钽丝中的杂质，而那些难熔的杂质，如钨、钼、硅、铁、铜等，在烧结时难以完全去除，在形成氧化膜时成为疵点的“晶核”，成为导电通道。所以，对钽粉的杂质含量要求极为严格，一般要求小于10～50 PPM。钽粉有很多种规格，是根据电容器的工作电压，分为高压粉、中压粉、低压粉，各种粉的比容、物理性能、击穿电压都有区别，在生产电容器时，必须根据电容器的规格，合理、恰当选用钽粉，才能确保电容器的质量。
3.2 电容器制造工艺的影响
钽电容器的生产工艺也直接影响钽电容器的性能，尤其是以下三个关键工序将直接影响钽电容器的漏电流。
烧结工序，是将钽粉成型并进行高温真空烧结，目的是成型和提纯，要通过1 500～2 050 ℃高真空烧结，去除杂质，达到提纯的目的。如果提纯效果不佳，残留的杂质在钽阳极芯子中，将成为介质膜中的“晶核”，是造成漏电流的隐患。
形成工序，是将钽阳极放在电解液中，施加直流电压，电解液中的氧离子和钽阳极中的钽形成Ta2O5膜层。在这一工艺中，形成温度过高、形成时间过长、升压电流密度过大、形成电压过高都会对介质氧化膜产生晶化点。形成工艺结束后，要进行形成效果检验，特别是电容量和漏电流，必须达到工艺要求，希望漏电流值越小越好。在形成工艺过程中，如某一环节掌握不好，极易产生“晶化”现象，所以，形成工艺要求制造完整的介质膜层，又不能出现“晶化”现象。
筛选工序，是对钽电容器的成品采取进一步加严检验的工艺，通常采用高、低温筛选、长时间高温老练筛选以及X光透射检查等。特别注意筛选的温度及电压要选择的适当，太低不能有效剔除缺陷电容器，太高，又会导致本来合格的产品出现缺陷而失效被剔除。
3.3 电容器使用的影响
电容器的使用主要涉及两个层面，一是设计层面，二是操作层面。
首先从设计层面考虑以下因素：
电容器要降压使用。指电容器的实际工作电压要低于电容器的额定电压，电容器长期经受较高工作电压，氧化膜中不可避免地存在着杂质或其它缺陷，当这些部位的场强较高，电流密度较大，导致局部高温点出现，从而留下诱发热致晶化的隐患。在金属氧化物界面，由于金属杂质的存在，也可能诱发场致晶化，随着施加电压的增加，电容器失效概率也增加，因此为了电容器工作的可靠性及寿命，一般设计的实际工作至多为额定电压的70%。
避免反向电压。不允许将非固体电解质钽电容器反接在直流回路或接在纯交流回路中。银外壳的液体钽电容器（CA30、CA35）加反向电压会使银外壳上的银迁移至阳极，沉积在氧化膜上，几时和很低的反向电压和较低电流密度也能获得枝蔓似的银沉积。而阳极表面沉积的银将构成导电通道，从而增加漏电流，进而使介质被击穿致电容器失效。钽外壳的液体钽电容器（CA38）可承受3 V反向电压，因钽外壳表面能形成一层很薄的氧化膜，当电容器被施加反向电压时，钽外壳上的氧化膜处于正向偏压状态，因此仍可保证产品有较小的漏电流。但更高的反向电压仍会将全钽液体钽电容器击穿。
远离功率发热器件。电容器在电路板中布局时应远离功率发热器件。当电容器靠近发热器件时，电容器长时间工作温度升高，氧化膜中的杂质离子迁移速度增加，导致漏电流增大。
钽电容器在电路中，应控制瞬间大电流对电容器的冲击，建议串联电阻以缓解这种冲击。请将3 Ω/V以上的保护电阻器串联在电容器上，以限制电流在300 mA以下，当串联电阻小于3 Ω/V时，则应考虑进一步的降额设计，否则产品可靠性将相应降低（如果将电路电阻从3 Ω/V降到≤ 0.1 Ω/V，则失效率提高约10倍）。当电容器用于纹波电路时，降额系数至少应为0.5。选用高频钽电容器时，限流串联电阻阻值可适当降低（建议R>3 Ω/V）。
从使用操作层面应注意以下几点：
使用烙铁（30 W以下）时，烙铁尖端的温度在350 ℃以下，使用时间应在3 s以内，并注意烙铁尖不要碰到电容器本体。焊接温度过高或焊接时间过长都会导致电容器受热冲击，超过电容器所能承受的最高温度，电容器内部产生应力，导致氧化膜受损，绝缘性能下降，漏电流增大。
对标识不清的电容器严禁使用三用表测量。存在对电容器施加反向电压的风险，请将该电容器报废。
电容器应避免直接接触水、盐、油等的环境。杂质离子将电容器阳极阴线与阴极连同，形成并联导电通道，导致漏电流增大。
4 结 语
非固体电解质钽电容器虽然以容量大、体积小、工作可靠而被广泛应用，但漏电流大的问题也偶尔发生，一旦发生会对产品的性能产生严重影响。控制漏电流就是控制氧化膜的质量，本文分别从电容器制造、选用、使用过程给出了控制的因素，希望能为遇到此类问题的技术人员分析解决问题提供帮助。
参考文献
[1]陈永真.电容器及其应用[M].北京：科学出版社，2005.
[2]陈燕，董世娜，赵宏杰.影响电解电容器漏电流的因素[J].电子产品可靠性与环境试验，2007（6）：64-66..