化学平均值原理大全11篇

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篇（1）

关键词：酸碱中和滴定；化学实验；教材分析；比较研究

文章编号：1005–6629（2014）2–0011–03 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

酸碱中和滴定是高中化学课程的重要内容。《普通高中化学课程标准（实验）》“化学反应原理”模块内容标准及活动与探究建议并未提出“测定NaOH溶液物质的量浓度实验”[1]，但三种版本《化学反应原理》教材[2～4]（下文简称：人教版教材、苏教版教材、鲁科版教材）均涉及到了该实验。三种版本教材在该实验的设计上有明显的差异。本文基于教材比较的视角，梳理差异并进行分析，并由此引发系列疑问，对这些疑问进行讨论，最后得出若干结论和启示。

1 各教材实验设计差异及由此引发的疑问

阅读并理解各教材中“测定NaOH溶液物质的量浓度实验”的内容，从设计目的、原理、仪器、药品、实验操作及结果处理等方面进行比较与梳理，结果如表1及表2所示。

对表1、表2进行分析，可以发现三种版本教材在“测定NaOH溶液物质的量浓度实验”的编写、设计上存在差异：

第一，从设计目的看，人教版和苏教版、鲁科版的设计目的“同中有异”、“异中有同”。人教版和苏教版、鲁科版尽管分别采取例题和学生探究实验的不同形式来设计该实验，但是它们的最终目标是一致的，就是让学生能够进一步理解和掌握酸碱中和滴定的原理。但是它们的侧重点又不一样，人教版测重于测量结果的数据处理过程，而苏教版、鲁科版关注到了实验的基本技能、实验的整个过程以及实验结果的数据处理。

第二，从仪器和药品看，人教版和苏教版未明确列出，鲁科版明确列出。但从描述来看，涉及的仪器基本相仿，包括已知浓度或未知浓度的酸、碱溶液，酸式、碱式滴定管，锥形瓶及其他配套仪器等。

第三，从实验操作看：苏教版采用的滴定方法和人教版、鲁科版不同。人教版和鲁科版教材采用已知浓度的HCl溶液来滴定未知浓度的NaOH溶液，而苏教版教材采用未知浓度的NaOH溶液来滴定已知浓度的HCl溶液。

第四，从结果处理看：三种版本实验结果的数据处理有所差异。人教版教材结果处理时先求三次滴定用去HCl溶液体积的平均值，再计算NaOH溶液物质的量浓度；苏教版教材先将两次滴定的结果分别计算NaOH溶液物质的量浓度，再取两次浓度计算结果的平均值作为NaOH溶液物质的量浓度；鲁科版教材先将三次滴定的结果分别计算NaOH溶液物质的量浓度，再取三次浓度计算结果的平均值作为NaOH溶液物质的量浓度。

通过差异分析，发现有几个问题值得进一步讨论：（1）是否有必要设计学生探究实验？（2）是否可用甲基橙溶液作指示剂？（3）用未知浓度的碱来滴定已知浓度的酸是否可行？（4）如何保证测量结果数据处理的合理性？

2 问题讨论与分析

通过查阅相关的文献，对以上四个问题进行如下讨论与分析：

2.1 是否有必要设计学生探究实验

酸碱中和滴定实验涉及到三个主要问题：一是了解酸碱中和滴定的实验基本技能；二是知道酸碱中和滴定的过程；三是掌握酸碱中和滴定的原理，前两个问题是为第三个问题服务的。化学是一门以实验为基础的学科，实验是创设学习情境最重要的手段之一。通过分组动手进行酸碱中和滴定实验，学生可以在真实的化学实验中体验酸碱中和滴定的整个过程，可以真实地观察到酸碱中和滴定终点时颜色的突变，可以通过自己的操作得到测量的数据，并根据测量数据进行结果处理，这些都会极大地激发学生学习的兴趣和动机。酸碱中和滴定的整个过程在学生看来就显得更为真实，有助于学生更好地理解和掌握酸碱中和滴定的原理。因此，在实际教学中，教师应尽可能创造条件让学生进行分组探究实验，并通过实验让学生真正理解和掌握酸碱中和滴定的原理。

2.2 是否可用甲基橙溶液作指示剂

人教版教材未指明所使用的指示剂，苏教版在实验操作步骤中体现出所使用的指示剂是酚酞试液，而鲁科版明确列出了可选用的指示剂有酚酞试液和甲基橙溶液。而在实际操作中，鲁科版选用了酚酞试液，未选用甲基橙溶液。那么，是否可用甲基橙溶液作为指示剂呢？

从理论上来讲，一元强酸（或一元强碱）滴定一元强碱（或一元强酸）完全反应时的pH应为7，滴定时应选用在pH=7时变色的指示剂。石蕊、酚酞和甲基橙溶液是实验室常用的酸碱指示剂。在中和滴定中，由于石蕊溶液颜色的突变不明显，很少被选用。考虑到酚酞溶液的变色pH范围（8.2～10.0）和甲基橙溶液的变色pH范围（3.1～4.4），可知酚酞溶液和甲基橙溶液在一元强酸（或一元强碱）滴定一元强碱（或一元强酸）的酸碱中和滴定过程中均可以作为指示剂。然而，由于酚酞溶液的变色pH范围比甲基橙溶液的变色pH范围更靠近一元强酸（或一元强碱）滴定一元强碱（或一元强酸）完全反应时的pH即7。因此，虽然酚酞溶液和甲基橙溶液均可作为一元强酸（或一元强碱）滴定一元强碱（或一元强酸）的指示剂，但选用酚酞溶液作为指示剂可使误差更小。

2.3 采用未知浓度的碱来滴定已知浓度的酸是否可行

查阅三种版本教材发现对于酸碱中和滴定均提到：用已知浓度的酸（或碱）来滴定（或测定）未知浓度的碱（或酸）。对于这句话不能过于刻板地认识和理解成一定要将未知浓度的碱（或酸）注入锥形瓶作为被滴定液，一定要将已知浓度的酸（或碱）注入酸式滴定管（或碱式滴定管）作为滴定液。在实际操作中用未知浓度液体来滴定已知浓度液体从而测定未知浓度液体浓度的方法是很常见的。比如，在标准酸溶液或碱溶液配制和标定过程中，通常都是用未知准确浓度的待标定的标准酸或碱溶液来滴定基准物质的溶液。在高等教育出版社出版的《分析化学实验（第二版）》[5]教材中“几种常用标准溶液的配制与标定”介绍了0.1 mol·L-1 NaOH溶液的配制和标定：通常可用邻苯二甲酸氢钾作为基准物质，准确称取邻苯二甲酸氢钾三份，每份约0.4～0.5 g，分别放在250 mL锥形瓶中，加入50 mL温热水溶解，冷却后加2滴酚酞溶液作指示剂，用NaOH溶液滴定至溶液刚好由无色呈现粉红色，并保持30 s不褪色，记下所消耗的NaOH溶液体积，计算NaOH溶液浓度。在苏教版《实验化学》教材[6]拓展课题6-1“配制并标定氢氧化钠溶液”中介绍了这种方法。因此，采用未知浓度的碱来滴定已知浓度的酸的方法是可行的，在教学过程中切不可简单理解并机械执行教材的表述与要求。

2.4 如何保证测量结果数据处理的合理性

各教材对测量结果的数据处理方法有所差异，是否三种教材对测量结果的数据处理都是合理的？如何来保证测量结果的数据处理的合理性？仔细分析，发现苏教版和鲁科版教材测量结果数据的处理方法实质上是一样的，只是实验操作过程中，苏教版教材只要求做两次平行实验，鲁科版做了三次平行实验。在实际操作

综上分析，在用已知浓度的酸（或碱）滴定未知浓度的碱（或酸）过程中，如果多次所取的待测液的体积都是相等的，那么先求体积平均值再求浓度或者先求浓度再取浓度平均值均是合理的；除此之外，应该采取先求浓度再取浓度平均值的方法。

3 结论和启示

通过比较、分析和讨论，可以得到几个主要的结论：

第一，苏教版、鲁科版设计学生探究实验有利于让学生在真实的化学实验情境中进一步深入地理解和掌握酸碱中和滴定的原理，教师教学过程中应该尽可能地创造条件让学生通过实验来落实教学目标。

第二，一元强酸（或一元强碱）滴定一元强碱（或一元强酸）过程中酚酞溶液和甲基橙溶液均可作为指示剂；

第三，不能过于刻板地去认识和理解酸碱中和滴定，苏教版采用未知浓度的碱来滴定已知浓度的酸的方法是可行的；

第三，在用已知浓度的酸（或碱）滴定未知浓度的碱（或酸）过程中，如果多次所取的待测液的体积都是相等的，那么先求体积平均值再求浓度或者先求浓度再取浓度平均值均是合理的；除此之外，应该采取先求浓度再取浓度平均值的方法。

课程改革以后，实行“一纲多本”，不同的教材由于编写者的编写思路和对课程标准的认识和理解不尽相同，对于同一内容的编写存在一些差异是正常的。教师在教学实践过程中，经常将三种版本教材结合起来使用，由于不同版本教材编写的差异不免会产生一些疑问。中学化学教师可以按照以下研究思路进行研究，以解决困惑：（1）明确研究目的。首先要理清研究的背景和明确研究的目的，确定研究的方向；（2）比较不同版本教材、挖掘共同点和差异点，并针对共同点和差异点提出需要加以讨论的问题；（3）通过查阅相关的文献资料，对这些问题加以讨论和解释；（4）提炼总结，得到研究的结论，形成解决问题的方案。教师通过这类型的研究，可以加深自己对课程标准和教材的理解，能够把握住教学的关键，提升自身的教研和教学能力。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部制定.普通高中化学课程标准（实验）[S].北京：人民教育出版社，2003.

[2]宋心琦主编.普通高中化学课程标准实验教科书·化学反应原理[M].北京：人民教育出版社，2007.

[3]王祖浩主编.普通高中化学课程标准实验教科书·化学反应原理[M].南京：江苏教育出版社，2008.

篇（2）

定向思维并不是定式思维。定向思维就是初步利用所学知识解决简单问题的过程。无论是应试教育还是素质教育，都必须掌握一些基本的理论知识。定向思维让学生更易掌握这些知识，并为他们对知识的简单应用指明了方向。如初中化学经常用稀盐酸来检验碳酸盐，这就是利用了H+与CO2-3相结合会产生CO2的特点。那么，在今后的学习中遇到碳酸盐（CO2-3）就应该定向想起酸（H+）。形成这种定向思维对解题很有帮助，可减少思考时间。如除去括号中的杂质：KCl（K2CO3）、K2SO4（K2CO3）、KNO3（K2CO3），学生就不难想起可分别用稀HCl、稀H2SO4、稀HNO3来解决问题。

二、发散思维

发散思维就是为了解决一个问题提出多种不同的方式方法的过程。随着教育改革的发展，中考命题更趋向于素质测试，这对学生发散思维能力的要求提升了一定的层次。所以教师对学生的发散思维能力的培养不容忽视。发散思维并非漫无目的地思考，而是围绕一个中心――解决某个问题，遵循一定原则――符合基础理论知识，提出不同的想法――解题方法的多样性、结论的开放性。如鉴别某溶液中是否含有CO2-3，这个中心就是解决上述问题；遵循的原则就是利用某物质与CO2-3反应产生特殊现象的理论知识；提出不同的方法：可利用稀HCl和石灰水、稀H2SO4和石灰水、稀HNO3和石灰水、CaCl2溶液、Ca（NO3）2溶液等解决问题。长期这样有目的地训练，学生的发散思维能力就会不断提高。

三、极限思维

极限思维就是为解决某个问题或理解某个知识而采取的一种极端假设的方法。极限思维也适用于当今创新人才的培养，符合培养创新人才的宗旨。初中化学的很多问题，利用这种思维方式解答可能会让学生更好理解。如溶液中的pH值与溶液中H+、OH-的离子浓度有关，而初中所学内容又不涉及离子浓度，这时就可采用极限思维。

例：将某硫酸溶液稀释，这个过程中溶液的pH变化情况。我们采用极限思维，假设稀释到最后“没了硫酸”而只有水，则此时的pH=7，那么稀释硫酸的过程pH值应逐渐向7靠近，这样解释学生就很容易接受。利用相同的思维可以解决类似的问题甚至解决其他问题。再如：已知镁在空气中除了与氧气反应外还能与氮气反应，化学方程式为：3Mg+N2=Mg3N2，问24克镁在空气中燃烧生成固体的质量为多少？如果我们只根据正常的思维方式是很难下手的。这时我们可以根据极限思维，假设24克镁全部与氧气反应，就能算出生成40克的MgO，假设全部与氮气反应就能生33.3克的Mg3N2，这样就不难得出24克镁在空气中燃烧生成固体的质量为：33.3克M固体40克。如果能经常性地训练极限思维，学生的思维能力就会有一个新的提高。

篇（3）

【中图分类号】G633.8 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2012）07-0178-01

人们常说，思想决定行为，思路决定出路。若没有形成正确的学科思想，该学科就难以发挥人们对行为的指导作用。化学学科思想是从化学视角出发，对自然、社会和化学学科的存在与发展的基本观点和认识。笔者结合我国新课程标准的基本要求从哲学思想和化学学科的基本特点出发，认为解决化学教学中的问题和培养学生的学习能力，应该具备以下化学学科思想。

一、物质构成思想

化学变化的本质是物质化学键的变化，物质形成的过程是化学键形成的过程，形成的物质必须满足正负化合价代数和为零这一规则。适用于在化学教学中解决下列问题：物质组成的计算；物质晶体结构的分析；熟悉物质和陌生物质化学式的书写； 无机物及有机物结构式的书写；有机物结构简式的书写；有机物最简式的书写等。

二、动态平衡思想

化学平衡原理是化学学科思想的重要组成部分，是科学思想的集中体现。平衡移动原理，即勒夏特列原理是自然辨证法在自然科学领域的具体化。它不仅适用于化学平衡，而且广泛应用于宇宙间的一切平衡体系。适用于在化学教学中解决下列问题：沉淀溶解平衡的移动；化学平衡的移动；电离平衡的移动；水解平衡的移动；络合平衡的移动等。

三、化学守恒思想

从元素——原子论的观点看，化学变化的实质是原子之间的重新组合，由此派生出化学反应中许多定量和守恒关系。适用于在化学教学中解决下列问题：化学变化中的质量守恒；某些气体反应中的体积守恒；化学反应中的原子守恒；电解质溶液中或离子反应中的电荷守恒；氧化还原反应中的得失电子守恒；恒温下饱和溶液中的浓度守恒；有机物单体加聚生成高聚物反应中的价键守恒；热化学方程式中的能量守恒等等。

四、平均值思想

在日常生活和工作中随处要计算平均值，如求平均年龄、平均身高、平均成绩、平均产量等等。平时我们在化学上应用的平均值法、十字交叉法、极端法（或极值法）和取值范围讨论法等方法就属于平均值思想的范畴。适用于在化学教学中解决二元或多元混合体系且具有平均意义的计算问题。

五、异性相吸思想

异性相吸，同性相斥是自然界普遍存在的科学原理。物理上有，生物上也有，化学上更是处处存在。适用于在化学教学中解决下列问题：1.化学方程式的书写：如金属和非金属反应；氧化剂和还原剂反应；酸和碱的中和反应；酸性氧化物和碱性氧化物反应；酸性氧化物和碱反应；碱性氧化物和酸反应等性质相反物质间的反应。又如复分解反应；盐类的水解反应；实验室制取乙炔的反应等均是因异性离子相互吸引而进行离子交换的反应。再如有机物的取代反应、酯化反应和水解反应等都是相反价态的原子或原子团之间相互结合交换成分而反应。 2. 物质的检验：检验阳离子选用阴离子，检验阴离子选用阳离子。3.电解池中阴阳离子移向的判断：阴离子移向阳极，阳离子移向阴极。4.原电池中电子流动方向判断：电子通过导线由负极流向正极。5.气体制备实验中干燥剂的选择：碱性干燥剂不能干燥酸性气体，酸性干燥剂不能干燥碱性气体，氧化性干燥剂不能干燥还原性气体等等。

六、强能制弱思想

在自然界和人类社会中强者代替弱者，强者置换弱者的事例屡见不鲜，“强者胜，弱者忘，从来都是狼吃羊”。而在化学中强酸制取弱酸、强碱制取弱碱、强氧化剂制取弱氧化剂、强还原剂制取弱还原剂是化学反应遵守的总的法则。适用于在化学教学中解决下列问题：复分解反应方程式的书写：如强酸制取弱酸的反应；又如强碱制取弱碱的反应；再如结合质子能力强的物质制取结合质子能力弱的物质。氧化还原反应方程式的书写：如强氧化剂制取弱氧化剂的反应；又如强还原剂制取弱还原剂的反应。沉淀反应方程式的书写：如溶解度大的转化为溶解度小的物质的反应。制取气体的反应方程式的书写：如高沸点酸制取低沸点酸的反应等。

七、强者优先思想

强者优先是自然界和人类社会的选择法则，在高考录取中总是分高者优先录取，在职场竞争中总是能力强者优先被录用，在中学化学中强者优先的例子更是不胜枚举：如在溴化亚铁、碘化亚铁混合溶液中通入氯气，反应的次序为碘离子大于亚铁离子大于溴离子；在氯化铁、氯化铜和盐酸的混合溶液中加入铁粉，反应的次序为铁离子大于铜离子大于氢离子；在碳酸氢铵溶液中加入氢氧化钠溶液反应的次序为铵离子大于碳酸氢根离子；在亚硫酸氢铵溶液中加入氢氧化钠溶液反应的次序为亚硫酸氢根离子大于铵离子；在氢氧化钠、偏铝酸钠的混合溶液中通入二氧化碳反应的次序为氢氧根离子大于偏铝酸根离子大于碳酸根离子；在硫酸铝铵溶液中滴加氢氧化钠溶液反应的次序为铝离子大于铵离子大于氢氧化铝。适用于在化学教学中解决下列问题：氧化还原反应方程式的书写；离子反应方程式正误的判断；化学计算过程的分析；电化学中阴阳离子放电顺序的确定等等。

新课程旨在使所有的学生得到全面的发展，让学生不仅要获得化学学科的基本知识，还要培养化学学科的创新能力，更重要的是形成独特的化学学科思想。化学学科思想是化学学科的灵魂，其实化学学科思想包括很多方面，但笔者认为以上七种学科思想是化学教与学中非常重要的思想，需要我们在化学教学中不断为学生进行渗透、应用和强化。

参考文献：

[1]高剑南，王祖浩．化学教育展望[M]．上海：华东师范大学出版社，2001．

[2]刘知新．化学教学论（第三版）[M]．北京：高等教育出版社，2004.

[3]王后雄．化学方法论[M]．长沙：中南大学出版社，2003．

篇（4）

平均值法所依据的数学原理是：

X=A-B 2 即 A

只要知道x的值，便可判断A和B 的取值范围，从而实现速解巧解，可见平均值法适用于两种混合物的有关计算，平均值法解题的范围很广，特别适合于缺少数据而不能直接求解的混合物判断题

如果考试中学生碰上这样的题目往往要花较多的时间，而在考试中又不能够浪费时间，对于某个题目如果花了较多时间，就会导致后面的题目没有时间去完成。这就要求我们老师在上课时要善于给学生对不同题目的类型进行归纳和总结，这样不但可以节省时间。同时可

以让学生有更多的时间去完成后面的题目。

题目一、

某硝酸铵（NH4NO3）样品，测知含氮量为37%，则该样品中含有的杂质可能是（ ）

A （NH4）2SO4 B CO（NH2）2 C NH4HCO3 D NH4Cl

解析：依题意我们知道：样品中含有硝酸铵（NH4NO3），先把硝酸铵（NH4NO3）中含氮量求出来.

在NH4NO3中： N%= 2NNH4NO3x100%=2880x100%=35%

根据x=A+B2即 A

因为x=37

35

所以杂质中的氮元素质量分数B必大于样品37%。

经过计算我们知道

（NH4）2SO4、 CO（NH2）2 、NH4HCO3 、NH4Cl四种氮肥的含氮量分别为：12%、46.7%、17.7%、26.1%

正确答案为： B

题目二、

一块质量为6克的Fe的合金，与足量的盐酸反应，产生0.2克氢气。则该合金的组成可能为（ ）

A Mg Fe B Mg Al C Zn Fe D Fe Mg

分析：

根据

氢气的质量=金属和酸反应时所显示的化合价参加反应的金属的相对原子质量x参加反应金属的质量

则6g铁与稀酸充分作用可产生氢气的质量=6g×2/56=1/7g=0.21g

6g锌与稀酸充分作用可产生氢气的质量=6g×2/65=0.18g

6g镁与稀酸充分作用可产生氢气的质量=6g×2/24=0.5g

6g铝与稀酸充分作用可产生氢气的质量=6g×3/27=0.67g

根据

x= A+B2即 A

因为平均值为：0.2g. 故有 A

所以A的值一定小于0.2

正确答案为：C

题目三

测知CO和M的混合体气体中，氧的质量分数为52%.则M气体可能是（ ）

A CO2 B N2O C SO2 D SO3

解析：依题意

先求出CO中：氧的质量分数=1628x100%=57.1%

因为混合气体中氧元素的平均质量分数为52%即x=52

根据x=A+B2即 A

A

所以M中的氧元素质量分数必小于CO中氧的质量分数，且小于52%

经过计算我们知道CO2 、N2O 、SO2 、SO3 四种氧化物的含氧元素质量分数 分别为：72.7%、88.9%、50%、60%

正确答案为：C

一个学生在考试中分数的高低，主要还是取决教师平时进行教学是的总结，对题目的类型进行分析、归纳和总结是提高学生解题效率和缩短解题时间的一个最有效的途径。这是本人在教学中的一点体会，希望能够给广大同仁和学生有点帮助。以下是例题的变形

练习题：

1测知Fe2O3和另一种氧化物的混合物中氧的含量为50%，则另一种氧化物可能是：

A MgO B Na2O C CO2 D SO2

2有两种金属组成的合金6.8克与足量的硫酸溶液反应，产生氢气0.4克 ，则该

合金的组成可能为：（ ）

A Al Mg B Na Fe C Al Cu D Mg Zn

3 两种氧化物的混合物共5.6克跟足7. 3%的盐酸100克完全反应，则混合物可能是：

A MgO和ZnO B CaO和CuO

篇（5）

高考化学考试说明中，对考生思维能力的考查内容有明确的界定，其中有重要的一条， 就是“将化学问题抽象成为数学问题，利用数学工具，通过计算和推理（结合化学知识）， 解决化学问题的能力”。数学思想方法在化学中有着极其重要的应用，每年的高考试题，都涉及许多化学计算，而解决化学计算问题，离不开数学工具。数学思想方法非常丰富，只要我们能理解这些思想方法的内涵，把握本质，结合化学问题的具体情境，将化学问题抽象成数学问题，就能应用数学手段给予解决。

一、典例剖析

近几年高考化学试题Ⅱ卷中的化学计算题，要求考生能将题目中各种信息转变成数学条件，或通过计算，或通过讨论足量、适量、过量、不过量等各种边界条件，或通过判定物质系统中某些成分在某个物理量方面的特点，利用代数方程、不等式、不定方程、几何定理、数轴、图像等数学工具，灵活机智地将化学问题抽象成数学问题，用数学语言描述化学物质和化学过程所隐含的量变规律，应用数学方法解决化学问题。

[例题]某氨水中c（NH4+）=0.5mol/L时达到电离平衡，若向其中加入c（NH4+）=0.5mol/L的NH4Cl溶液后，氨水的电离程度将 （ ）

A.减小 B.增大 C.不变 D.无法判断

解析：不少同学认为加入NH4Cl后，NH4+的浓度增大，氨水的电离平衡向逆向移动，氨水的电离程度将减小；还有同学认为氨根离子的浓度不变，故平衡不移动，氨水的电离程度将不变。其实，这道题只需用电离平衡常数就行了，因为在相同的条件下平衡常数是不变的。假设加入NH4Cl后平衡不移动，则此时NH4+的浓度不变，由于NH4Cl溶液水解显酸性，则OH-的物质的量减小，由于NH4Cl溶液中也有NH3H2O，故NH3H2O的物质的量增大。由此可知，加入NH4Cl溶液后， c（OH-）/c（NH3H2O）变小，则c（NH4+）・c（OH-）/c（NH3H2O）

二、解题方略

1.平均值法

混合物某个物理量的平均值，必定介于组成混合物的各成分的同一物理量的数值之间。换言之，混合物中两个成分的这一物理量，肯定一个比平均值大，一个比平均值小。应用这个原理作为解题条件，可判断混合物的可能组成，增加解题条件。

2.图像法

数学中的数形结合思想同样适合于解决化学问题。化学过程中的量变关系用图像表达，很直观。考生一方面要善于用图像表达化学变化过程，揭示化学变化过程的量变规律，另一方面，要善于观察试题中的图像，能读懂图像所体现的化学内涵。

3.极值法

同一系统中的物质，由于受某些因素的制约，各成分的量往往有一个取值范围。通过对某个成分的量的最大值和最小值的讨论，可以获得一些有价值的结论，从而发掘隐含条件，开辟解题捷径。

[例题] 0.03 mol Cu 完全溶于硝酸，产生氮的氧化物（NO、NO2.N2O4）混合气体共0.05 mol 。该混合气体的平均相对分子质量是 （A）30 （B）46 （C）56（D）66

解析：NO、NO2.N2O4 三者的物质的量分别为：x mol、y mol、z mol

x + y + z = 0.05 ①

依据反应过程，铜化合价升高的总数等于硝酸被还原化合价降低的总数，得：

3x + y +2z = 0.06 ②

②式减去①式得：2x + z = 0.01。故，NO 物质的量的最大值为 0.005 mol ，N2O4 物质的量的最大值为 0.01 mol。若 NO 的量 为 0.005 mol，则 N2O4 的量为零，NO2 为 0.045 mol。混合气体的平均相对分子质量为44.4；若 N2O4 的量为 0.01 mol，则 NO 的量为零，NO2 为 0.04 mol。混合气体的平均相对分子质量为55.2。则混合气体（NO、NO2.N2O4）的平均相对分子质量必定介于 44.4 和 55.2 之间，故答案选 B。

4.模型法

把化学问题转化成数学模型，然后用化学原理解题，这样就使化学试题很直观，不易出错。

[例题]在1标准状况下，把1molNO2气体装入体积固定容积为1升的密闭容器里，一段时间达到平衡，2NO2（g）=N2O4（g）。平衡后，再往容器里加入NO2，再次达到平衡后，则容器里的NO2物质的量的百分含量 （ ）

A、增大 B、减小 C、不变 D、不能确定

篇（6）

2009年3月对60例经体检为无肿瘤的健康职工进行CEA和AFP的测定，分析其含量与《全国临床检验操作规程》中的CEA和AFP值差异无显著性。其结果报告如下。

资料与方法

2009年3月水电八局60例进行身体体检的健康职工的血浆标本，均为肝素抗凝。职工年龄26～50岁，平均35岁，男40例，女20例，经体检无肿瘤的健康人群。

试剂：由北京源德生物医学工程有限公司提供的《AFP定量测定试剂盒》和《CEA定量测定试剂盒》，该产品采用的是基于双抗体夹心法原理的酶促化学发光免疫分析方法。

方法：操作按试剂盒说明书进行。

仪器：北京源德生物医学工程有限公司提供的MPC-1型微孔板单光子计数仪。

结 果

60例健康职工血浆中CEA和AFP含量结果，见表1～3。

表1 60例健康职工血浆中CEA含量μg/L

表2 60例健康职工血浆中AFP含量（μg/L）

表3 男女t值检测

讨 论

表1中看出60例血浆CEA的平均值0.69μg/L，S为0.83μg/L，范围在0.12～5.7μg/L，在《全国临床检验操作规程》中的CEA范围内。

表2中看出60例血浆AFP的平均值1.36μg/L，S为1.45μg/L，范围在0.45～10.7μg/L，在《全国临床检验操作规程》中的AFP范围内。

人血清AFP是原发性肝癌的早期重要指标之一，对肝癌治疗后随访也有重要意义，AFP对其他疾病如酒精性肝炎，肝硬化，急性病毒性肝炎。慢活肝等AFP也可呈中低水平和暂时性升高。AFP也是孕早期唐氏综合症和开放性神经缺陷的标志物，它是最早发现的与唐氏综合行相关的血清标志物，对健康人群进行AFP的测定是有重要意义的。

CEA是一种分子量约为20万的可溶性糖蛋白。正常人血清中CEA含量甚微。研究提示结肠癌，直肠癌以及内胚层来源的其他恶性肿瘤，如食管、胃、肝、胰癌可升高。CEA不是一种癌的特异性抗原，而应该认为是一种癌的相关抗原。测定CEA水平可用于临床的辅助诊断及癌症治疗过程的监测。对健康人群进行CEA的检测可提前发现一些肿瘤。

表3中看出正常健康人群中男女AFP，CEA无明显差异。测定标本严重溶血会影响结果，标本应置-20℃存放，避免反复冻融。

篇（7）

关键词：白度；玻璃片；开松；平整；充满；不确定度

白度是指对白色物质表面白色程度的一维评价[1]，可用色度坐标L、a、b来表示，也可以用白度W(%) 表示。化学纤维特别是粘胶短纤维，白度差异在一定程度上反映短纤维的质量。在纺织加工时，如果将白度差异明显的纤维混合使用，在成纱上就会出现黄白纱，由于其吸色性能不一，在最后成品上还会造成色差、色花，影响产品质量。最近几年，“无纺布”在国内外兴起，对短纤维白度提出了更高的要求，如何准确真实地测试短纤维的白度值，就成了检测行业和相关部门的现实问题。

由于白度是一种视觉概念, 其影响因素很多，有人曾分析过影响白度测定的因素[2]：a.仪器不同；b.标准白板、黑筒值不准确；c.使用不同的试样盘；d.试样重量的变化。FZ/T 50013―2008《纤维素化学纤维白度试验方法 蓝光漫反射因数法》[3]应运而生，从某种程度上减小了纤维素纤维白度测定误差。但是标准执行过程中发现有些不明确的地方，使用者操作方式不同会影响测定结果，笔者对检验过程需要明确的问题进行了归纳总结，提出了建议，并根据JJF 1059―1999评定了formetex纤维的不确定度，为相关部门和行业提供参考。

1白度测试影响因素分析

1.1试验材料与仪器

1.1.1试验材料

formetex纤维，天竹纤维，高湿模量未梳木制粘胶纤维。

1.1.2试验仪器及试验原理

测试仪器：AQ-B900白度测定仪[4]，杭州奥强自动化技术有限公司研制。

测定原理：模拟D65光源，采用漫射/垂直照明观测条件，测定纤维素化学纤维对主波长457nm蓝光的漫反射因数（%），其数值表示白度测定结果。

1.1.3测试程序

首先开启仪器，待仪器显示“b 900”，进行仪器调整：用标准黑筒校准零点；输入标准工作白度板1#标准值并进行调准，再将1#放上玻璃片进行调准；接着测试开松的样品2次，取其平均值作为最终测定结果。

1.2影响因素分析

经过初步分析得出，仪器校准是否使用玻璃片、样品开松程度（开松均匀即指成束纤维和团状纤维分散成网，否则即为不均匀）、试样盒测试面（试样盒的玻璃面）平整和充满程度对检测结果有影响。

为了减小不同测试位置对白度值的影响，本文中的试验数据，均是以测试面边缘上凹口为起点，顺时针或者逆时针每旋转90°，对同一个样品测试4次，取其平均值进行比较分析。

1.2.1玻璃片、开松程度对测定结果的影响

测试面平整、完全充满整个测试面，讨论玻璃片、开松程度对白度值的影响，如图1所示。

图1不同材料白度值柱状图

由图1可见，同一个试验样品，随着试验条件和样品状态的改变，即仪器校准是否使用玻璃片、样品开松程度不同，不同材料获取的白度值呈现相同变化趋势，仪器校准使用玻璃片，样品开松均匀时的白度值高于其他三种条件下的白度值。由此在以下试验过程中从黑筒的零点校准到标准白度板标准值的校准均采用加玻璃片的方法。

1.2.2.样品开松程度、测试面平整和充满程度对结果的影响

仪器校准使用玻璃片，讨论样品开松程度、测试面平整和充满程度对测试结果的影响，如图2所示。

图2不同材料白度值柱状图

由图2分析得出，同一个样品，样品开松程度、测试面平整和充满程度对测试结果影响较大且呈现相似的变化趋势，即表面平整高于表面不平整的白度值，开松均匀时表面平整和充满程度对测试结果的影响相对较小。

1.2.3测试面成束纤维的影响

纤维素纤维属于再生纤维，通过干法或者湿法纺丝获得，其卷曲是经过卷曲加工的，样品中有成束或者成团纤维，这会影响测试面对R457蓝光的漫反射，进而影响测试结果。从图1、图2得出，白度值受样品开松程度影响。

（1）仪器校准加玻璃片、测试面平整的条件下，讨论成束纤维的存在测试面对白度值测定的影响。

从表1可以看出，测试面是否有成束纤维存在，即样品开松均匀与否对纤维素纤维白度值的影响较明显：天竹纤维不同角度白度值变异为0.12%，对平均值影响较大，变化为2.4%，这可能是因为该样品成束纤维较少，不同角度蓝光漫反射受影响较小；formetex纤维和高湿模量未梳木制粘胶纤维不同角度白度值变异较大，最大的为0.45%，但对白度平均值影响不大，最大的仅为0.4%，这可能是因为这两种样品成束纤维多，测试过程中对蓝光漫反射影响较大。

表1白度值比较表

（2）讨论测试面有成束纤维时，表面平整和充满程度对白度测试结果的影响，见表2。

表2表面平整和充满程度对测试结果的影响

从表2可以看出，成束纤维存在于测试面，表面平整和充满程度对白度值的影响不大，变化最大的为高湿模量未梳木制粘胶纤维（1.5%）；不同角度测试结果的变异较大，变异最大的为formetex纤维（0.62%）。

1.3建议

通过分析，笔者对FZ/T 50013―2008《纤维素化学纤维白度试验方法 蓝光漫反射因数法》及AQ-B 900白度测定仪在纺织材料白度测试中的应用提出以下建议：

1.3.1取样及样品开松要求

从取出的实验室样品中均匀地抽出约20g试样，混合均匀后进行开松除杂处理。

从20g试验样品中随机抽取3g～4g，进行充分开松。开松过程中要尽量使成束或者成团纤维分散成网状且不能损伤其光滑度和卷曲度，有杂质的要将杂质拣出，再进行调湿平衡，平衡时间为24h。

1.3.2仪器校准

开启AQ-B900白度测定仪，待仪器显示“b 900”预热15min，再进行仪器校准工作。

（1）将标准黑筒加上试样盒内的玻璃片放置在仪器的试样座上校准零点；

（2）输入标准值，即指标准工作白度板1#的R457值；

（3）将1#加上玻璃片放置在试样座上进行调准。

1.3.3测试

从完全开松的3g~4g样品中随机取出试样3g，精确到0.001g。均匀铺入试样盒内，注意从底部（玻璃片相对面）放纤维，保持厚度均匀且试样均匀充满整个测试面。压紧试样，旋紧圆盖，将其放置在试样座上，测试白度值，记录。

每个试样测试4次（每次以测试面边缘上凹口为起点，顺时针或者逆时针每旋转90°记录一次测试值），其算术平均值作为该试样的白度值。

2不确定度评定

2.1数学模型

在恒温恒湿实验室进行formetex纤维白度测试，引入的数学模型为：

A=A（x）

A（x）――测量结果。

同一批样品混样均匀后从中取样3g/个，共20个样品的测试结果如表3所示。

表3白度值统计表

2.2测量不确定度分量

2.2.1单次测量标准不确定度（A类不确定度）

通常以样本的平均值作为被测量的无偏估计，以平均值的标准差作为被测量的标准不确定度。

平均值：

标准差：

Ai――单次测量值；

i――第i次测量；

n――测量次数估计值（平均值）的标准不确定度。

2.2.2仪器示值不确定度（B类不确定度）：

检定证书给出仪器示值误差的扩展不确定度：U2=1.7；k=2，所以

2.2.3标准白板的不确定度（B类不确定度）

检定证书中给出标准白板扩展不确定度：U3=2.00，k=2，于是

2.3合成标准不确定度

以上不确定度相互独立，故其合成不确定度为：

2.4扩展不确定度

取包含因子k=2，根据JJF 1059―1999的规定，其概率分布可估计为正态分布，对应置信概率为95%，故扩展不确定度为：

U=k×uc=2.6（%）

2.5测量不确定度报告

测量结果表示：A（%）=80.0±2.6

3结论

(1)本文主要讨论了基于FZ/T 50013―2008《纤维素化学纤维白度试验方法 蓝光漫反射因数法》AQ-B900白度测定仪白度值测定结果的影响因素，并从仪器校准和样品准备、试验步骤方面提出建议，以改善白度测定结果的正确可靠性。

(2)讨论了formetex纤维的白度不确定度的评定，不确定度主要来自仪器示值和白板。

参考文献:

[1] GB/T 17644―2008纺织纤维白度色度试验方法[S].

[2]侯文芝. 粘胶短纤维白度测定值的测定误差分析[J].人造纤维，2000,30（6）：14-15.

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中图分类号：G475 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2014）11-0052-03

一、引言

高校财务预算工作是高校根据自己的发展目标事先编制的下一年度收入与支出的财务计划，用来合理地分配财物、实物以及人力等各种资源，以实现高校既定的战略目标。[1]目前高校收入预算仍停留在以财政年初拨款加学杂费及其他收入的范围上，[2]收入相对固定，这样如何使支出分配更加科学、合理，以达到节约、高效的作用尤为重要。高校财务预算管理中存在的问题主要表现在预算缺乏全面性、科学性。目前在我国很多高校预算中，大多采用“基数加增长”的方法，即以上年实际支出为基数，增加相关变动因素。这种方法使预算不太准确，缺乏量化分析和科学论证。[3]针对这个问题，一些学者提出一些解决办法，如零基预算、弹性预算、滚动预算、复式预算等方法，本文提出一种运用学校各方面数字信息的比较精细化的预算编制方法。

二、高校财务预算精细化管理方法

（一）做财务预算需要其他相关部门的配合，得到需要的数据

财务预算不只是财务部门的事情，需要各相关部门积极配合。例如，在做化学试剂预算的时候，涉及学校的其他部门，如教务处、实践设备处。需要和这两个部门协调好，得到相关数据库中的数据。从教务处得到学生选课数据，知道开设哪些实验课；从实践设备处得到有关学院化学试剂出库查询明细表。

（二）用数学的方法对数据进行量化处理

1.对数据库中的表进行处理

先根据本科人才培养方案，了解到哪些学院、哪些专业的学生第几学期上课需要使用化学试剂的实验。再根据从教务处得到的学生选课表，得到某个学生选修哪个实验课。然后利用oracle数据库的查询和统计语句得到某个学院选修使用化学试剂实验课的学生人数和实验课的门数。

2.建立数学公式

通过对学生选课数据库处理，得到某学院需要使用化学试剂的几门实验课的总人数，从实践教学处得到的化学试剂出库查询表中可以知道某学院使用化学试剂的费用。再把人数和费用联系起来，可以得到数据之间的关联，从而建立数学公式2-1。

=2-1

数学公式解释：其中A表示今年选课总人数，B表示今年的费用，C表示明年选课总人数，D表示明年的预算费用。这样通过上面数据库表的查询可以得到今年选课总人数A和今年化学试剂使用的费用B，如果到明年做预算的时候，可以先通过学生选课表，统计出学生选课总人数得到C，再根据公式2-1，就可以推算出明年预算的费用D。

3.用近几年人数和费用的平均值来做预算

为了使预算费用更准确，可以用近几年人数和费用的平均值来做预算。例如用近3年的人数和费用平均值做预算。可以得到下面的公式：

=2-2

数学公式解释：其中A’表示近三年选课总人数平均值，B’表示近三年的费用平均值，C表示明年选课总人数，D表示明年的预算费用。A’、B’和C可以通过统计计算和查表得到，通过公式2-2就能推出D。这样采用平均值做预算，预算的精确度会更高。

（三）应用数据挖掘算法做定性研究

用数据挖掘方法可以得到数据之间潜在有用的信息。把数据挖掘算法应用到财务预算中可以得到哪些因素和预算费用有关，对决策者做财务预算起到一定的帮助作用。

1.数据预处理[4]

数据挖掘的步骤中，首先要进行数据预处理。数据预处理为挖掘数据提供有价值的数据表。

（1）选取合适的表和字段[5]

这里主要涉及两张初始表――学生选课表和化学试剂出库表。学生选课表中主要包括学号、姓名、班级、课程号、课程名、学时等字段。化学试剂出库表主要包括物品、单位、数量、单价、金额和合计。从这两个表中选取有用的相关联字段，如学号和费用。

（2）统计求和[6]

有些需要的字段不能直接得到，需要通过计算得到，如“人数”字段和“课程门数”字段。需要通过函数把相关的数据累计求和处理得到精确的人数和课程门数。然后还需要面向属性的规约处理，才能得到需要的属性值。

（3）面向属性的规约处理[7,8]

面向属性的规约处理方法是通过考察任务相关数据中每个属性的不同值个数，进行概化，选取适当的字段。学号和姓名字段中存在着大量的不同值，该属性需要删除。还有些字段是通过概念分层得到的，例如根据学生选课表得到的人数字段，是数字信息，根据人数的多少把它分段，概化成三个值――较多、一般、较少。课程门数字段也是数字信息，根据门数的多少把它分段，概化成两个值――多和少。从化学试剂出库表中得到的合计金额也是数字信息，根据费用的多少，概化成少、中、多和很多四个值。

经过选取合适的表和字段、统计求和、面向属性的规约处理等步骤，最后得到所需要的数据表，其中表中的字段包括学院、人数、课程门数和费用等字段。

2.改进的id3算法的应用

（1）id3算法简介[9]

id3算法是一种决策树算法。它是Quinlan在1986年提出来的，该算法的基本思想是自顶向下地使用贪心算法递归地搜索训练样本集，在每个节点处测试它的非类别属性，选择信息增益最大的属性作为决策树节点，由该属性的不同取值建立决策树的分支，再对各分支的子集递归地调用该算法，建立决策树节点的分支，直到所有子集仅包含同一类别的数据为止。[9]在id3决策树算法中，树中的非叶子节点对应着一个非类别属性，树枝代表该属性值。一个叶节点代表从树根到叶节点之间路径所对应记录所属的类别属性值。

id3算法涉及的定义如下：

定义1若先根据非类别属性X的值将T分成集合T1、T2…Tn，则确定T 中一个元素类的信息量可通过确定Ti的加权平均得到，即info（Ti）的加权平均值为：

info（X，T）=TiT×info（Ti）2-3

定义2将增益Gain(X,T)定义为：

Gain（X，T）=info（T）-info（X，T）2-4

传统的id3算法是用信息增益最大的属性作为决策树节点，由该属性的不同取值建立决策树的分支。id3算法存在着倾向取值较多的属性的缺点，引进用户经验权，避免只选择取值较多的属性作为决策树的节点。对id3算法做了改进，形成了改进的id3算法。

（2）改进的id3算法简介

改进的id3 算法用到下面的定义：

定义3若先根据非类别属性X的值将T分成集合T1、T2…Tn，α为用户经验权，取值为[0，1]之间，其大小由决策者根据先验知识或领域知识测试后给出。确定T 中一个元素类的信息量可通过确定Ti的加权平均得到，即info（Ti）的加权平均值为：

info（X，T）=TiT×info（Ti）×α2-5

定义4 将增益Gain（X，T）定义为：

Gain（X，T）=info（T）-info（X，T）2-6

info（X，T）由公式（2-5）得到的定义4作为改进后的最大增益值。作为测试属性选择标准来构造决策树。

（3）系统运行情况

通过把原始数据表进行预处理后得到的训练集数据如图1所示。共有3698条记录。图2是调用改进的id3算法的运行后构成的决策树。

通过决策树能够反映出费用和哪些属性有关。主要是人数因素，其次再考虑课程门数，改进的id3算法为决策者做预算提供定性的依据。

（四）综合考虑做预算

根据上面定量研究和定性研究的结果做预算。

例如，如果上面定量研究中某个学院的预算经费是30万元，再考虑定性研究因素，人数是主要的决定因素，其次是课程门数。人数分为较少、一般和较多三个级别。人数在399以下为较少，人数在400~500之间为一般，人数在500以上为较多。根据人数多少设置不同的权值：较少人数的权值为0.5，一般人数为0.6，较多人数为0.7。课程门数分为多和少两个级别。10门课程以下为少，10门及以上为多。权值分别为0.3和0.4，考虑定性因素，把定性因素作为调节值。

所以设计下面数学公式作为调节值：

E=基数1×F+基数2×G2-7

数学公式解释：公式中的E表示调节值；基数1可以根据经验得到，例如1万元；F表示人数权值；基数2可以根据经验得到，例如0.8万；G表示课程门数权值。

某个学院化学试剂综合预算值的数学公式：

H=D+E2-8

数学公式解释：公式中的H表示综合预算值，D表示明年的预算费用，E表示调节值。

这样综合考虑定量因素和定性因素可使预算做得更加细致、准确。

三、结论

本文以化学试剂做预算为例，提出了一种新的高校财务预算精细化管理方法。这种方法采用数学统计的方法和数据挖掘的方法相结合，主要从定量和定性方面考虑，最后综合两项因素做预算。使用新方法可以给财务部门更加精细地做预算提供借鉴和帮助。

参考文献：

[1]张佳.高校全面预算管理制度构建探讨[J].财务通讯(综合),2011(35):120-121.

[2]赵善庆.高校财务预算应做到精细化管理[J].财务月刊,2011(2):87-88.

[3]陈萍,康琛.高校财务预算管理中存在的主要问题及对策[J].开发研究,2010(5).

[4]唐一,马征.改进的ID3算法在高校就业系统中的应用分析[J].科技情报开发与经济,2011,21(4):155-156.

[5]赵微,苏健民.基于ID3算法决策树的研究与改进[J].科技信息(科学教研),2008(23):391-392.

[6]高阳,廖家平,吴伟.基于决策树的ID3算法与C4.5算法[J].湖北工业大学学报,2011,26(2):54-56.

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中图分类号：S143.3+2文献标识码： A 文章编号：

1、 前言

1.1 总氮测定方法及其原理简介

水体富营养化如今已成为重大的环境问题之一。水体中，总氮含量作为衡量水体富营养化的重要指标，越来越成为人们关注的焦点。总氮含量主要是指水样中亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、无机氨盐、溶解态氨以及大部分有机含氮化合物的总和。

在水质监测中，测定总氮通常采用GB11894-89碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法。其基本原理是：在60的水溶液中，过硫酸钾发生反应，生成氢离子和氧，加入氢氧化钠以中和生成的氢离子，使过硫酸钾分解完全。在120-124℃的碱性介质条件下，用过硫酸钾作氧化剂，将水中的氨氮和亚硝酸盐氮在氧化成硝酸盐的同时，将水中大部分有机氮氧化为硝酸盐，而后用紫外分光光度法分别于波长220nm和275nm处测定其吸光度，按A＝A220-2A275计算硝酸盐氮的吸光度值，从而计算总氮含量。反应式为：;;;

1.2碱性过硫酸钾配制方法及其特性

碱性过硫酸钾配制方法通常为：称取40g过硫酸钾（K2S2O8），另外称取15g氢氧化钠（NaOH）溶于水中，稀释至1000mL，溶液存放在聚乙烯瓶中。贮存时间：最长可贮存一周。

碱性过硫酸钾的配制过程十分重要，掌握不好，会影响消解效果，从而对测定结果产生一定的影响。在配制碱性过硫酸钾溶液时，须等配制的氢氧化钠溶液降到室温后再加入过硫酸钾溶液。同时，配制好的碱性过硫酸钾溶液随放置时间的延长，空白吸光值会增高，存放时间对其影响如图1。

存放时间/天 图2:总氮标准曲线

图1:存放天数与空白吸光度比率

1.3碱性过硫酸钾改进用法设想

设想原则：①改进碱性过硫酸钾存贮时间较短的缺陷；②不改变碱性过硫酸钾原有的作用功效；③尽量使用现有试剂，不增加新的配制试剂的工作量。

2、 试验方法

2.1物料衡算

依据碱性过硫酸钾的配制方法：在1000mL碱性过硫酸钾溶液中含过硫酸钾40g，氢氧化钠15g，即：1000mL40gK2S2O8+15gNaOH，则以每次加入5mL碱性过硫酸钾换算：5mL0.2gK2S2O8+0.075gNaOH。

按照设想原则之三，现有的过硫酸钾和氢氧化钠试剂分别为：钼酸铵分光光度法测定总磷中消解步骤所使用的过硫酸钾（50g/lK2S2O8）和纳氏试剂比色法测定氨氮中预处理步骤所使用的氢氧化钠（50%NaOH）。

即：0.2gK2S2O8＝50g/lK2S2O8×4mL；0.075gNaOH=50%NaOH×0.15mL

(以实际在用的胶头滴管为准，可得，一滴管共A滴，含BmL，则所滴加量为0.15A/B滴，测得A=18，B=1.5，故:0.15mL≈2滴)

2.2新标准曲线绘制

按GB11894-89碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法要求绘制标准曲线，其中，5mL碱性过硫酸钾4mL50g/lK2S2O8+2滴50%NaOH替代。绘得标准曲线如图2所示：

其中，横坐标为微克，纵坐标为吸光度值。数据如表1所示：

表1：标准曲线浓度与吸光度的值

表2：定量标准溶液测定

注：标准曲线相关系数R2＝0.9998，符合相关系数要求。

2.3定量标准溶液测定

按照GB11894-89方法，将真值为40.0000微克的已知溶液用图

2所示曲线进行检验。共分二组，每组五个。

3、 结果分析统计检验

在实际工作中，往往会遇到对标准试样进行测定时，所得到的平均值与标准值不完全一致。如果分析结果之间存在“显著性差异”，就认为它们之间有明显的系统误差；否则就认为没有系统误差，纯属偶然误差引起，认为是正常的。显著性检验方法在分析化学中常用的有F检验法和T检验法。

3.1 F检验法：F=S2大/S2小

;

查表3，得F(4,4)=6.39，故F＜F(4,4)，即两组数据的标准偏差（精密度）不存在显著性差异。

3.2T检验法

3.2.1平均值与标准值的比较

；

；

表4：t ,f值表(双边)

表3：置信度95%时F值（单边）

在分析化学中，通常以95%的置信度为检验标准，即显著性水准为5%，则查表4得，t=2.78。

故，t1＜t,t2＜t,即， 与 之间不存在显著性差异，采用新方法后，没有引起明显的系统误差。

3.2.2两组平均值的比较

；

（经F检验法证明S1与S2之间没有显著性差异，则可合并为S）则，S＝0.2013

篇（10）

1 项目概况

化肥二部合成尿素控制系统为霍尼韦尔公司的TPS系统，采用的是上个世纪90年代的控制技术，于2003年9月投入使用，至今运行了11年。系统故障频率和范围增加，故障在线处理难度和安全风险加大，部分备件已停产。调查国内同类型控制系统的运行周期，依据与DCS系统生产厂家的前期技术交流情况，化肥二部计划利用2015年3月装置停车大修机会对现有DCS系统进行升级改造，以解决目前DCS系统存在的安全运行隐患。

2 改造方案分析

2.1 过程控制器

控制器1：1冗余配置，包括电源单元、CPU、通信卡。控制器至少采用32位微机处理器。本项目只采用标准控制器，不采用经过功能扩展的控制器。每个控制器的负荷超过50%，应提供控制器的负荷计算表。负荷按所有输入输出变量扫描速率为0.5秒计算。估算负荷不超过系统存储、计算、传输能力的50%。冗余的控制器CPU必须能够在线自诊断。控制器具备数据记忆功能，断电情况下，数据可以保存72小时以上。所有控制器的型号和配置必须一致，不允许多种型号或规格的控制器混用。如图1所示。

2.2 操作站及辅助操作台

操作站是独立的电子单元，能够通过控制网络与控制站进行通讯。操作站具有报警管理功能软件包，操作站操作系统采用MS Windows 7系统。主机：CPU： Xeon CPU E5 -1620，内存： 8GB DDR3，硬盘：SAS 500G；1G以上独立双输出显卡；彩色双屏24" LCD高分辨率监视器，工程师键盘、光电鼠标、工作台。

两套装置共用一台工程师站，用于组态维护，四台数据服务器都具备工程师组态功能。操作台及辅助操作台全部更新，适当加宽操作位置。各操作台、辅助操作台之间无缝连接。操作台配置2台LCD安装支架，支架有一定的选装角度；满足操作员个性化需求。辅操台上的开关、按钮、指示灯、声光报警器全部更换，保留电极液位显示器。增加合成/尿素公共监控站，用于非操作人员查看生产状态数据。

2.3 将原有HM历史模件设计成新的冗余数据服务器结构

HM是系统的文件服务器，处于核心地位，是存储系统软件和应用软件及历史记录的重要节点，其硬盘是24小时读写，已使用12年，随着时间的推移发生故障的次数在增大，而且一旦发生故障，大量文件就会丢失，后果十分严重。根据实际使用要求，采用冗余数据服务器的系统架构，服务器直接从控制器完成在线数据采集和存贮，每个操作站能从服务器获取历史数据的趋势和表格数据。

（1）对用户所要求的快速点进行每5秒一次采集，至少存储30天数据，其他数据每60秒一次采集；

（2）每天计算一次平均值，根据小时平均值计算得到数据，存贮5年时间；

（3）提供冗余配置的硬件，用于在线历史数据的采集、存贮、平均值和检查；

（4）提供小时平均值和日平均值进行永久性离线存贮和查询的方法；

（5）支持开放的历史数据访问，如SQL、ODBC、OPCHDA、ModbusRTU、Modbus TCP/IP等。

2.4 网络通信系统及通讯接口

网络通信系统为控制站、操作站、数据服务器、工程师站和OPC站、上位计算机接口提供可靠的高速数据传送。网络通信系统为全冗余的工业化数字网络通信系统，能够自动切换，并产生系统诊断报警，自动切换时间应小于1秒。在切换时不允许有数据丢失。

通讯接口：DCS提供了与工厂信息管理系统、ESD系统、燃气透平MARK VI系统、压缩机控制ITCC系统、ESD2000监控系统（变电所运行监控）以及其它成套设备控制系统的通讯接口。与其它子系统的通讯接口支持冗余配置。DCS确保与ESD等子系统的时钟同步。

3 项目效果分析

（1）原来的操作流程图画面是单屏显示，现在改成双屏显示，操作人员在操作同时可以查看相关参数的趋势，提高操作效率；

（2）参数趋势存储时间长，正常使用可以达到2年，采样时间为1秒，以前是5秒；

（3）FTE容错以太网提供节点之间更多的网络通讯路径，可以承受更多的故障，包括所有单个故障和多个多重故障，与以前LCN和UCN网络比较，FTE有了明显的改进；

（4）PKS组态软件Control Builder是图形化，简单易懂，容易上手，而TPS的Native Window 是填表方式；

（5）新安装的C300控制器具有快速执行过程控制、逻辑控制、顺序控制和批量控制的强大实力，其处理能力是HPM控制器的1.5倍；

（6）PKS系统丰富的自诊断功能方便日后的巡检和与预知性维护，从而提高了DCS的稳定性和可靠性。

4 结语

做好工厂测试FAT很重要，问题尽量在测试期间发现并解决，可以减少SAT工作量，节省系统调试的时间。DCS改造只有在大修期间实施，开停车进度要求严格，因此，合理、紧凑的工期安排，严格按计划实施的制度保障，是改造按时顺利完成的坚实基础。

参考文献

[1]姜兆海.HONEYWELL DCS系统升级改造概述[J].中国仪器仪表，2010（11）.

篇（11）

中图分类号： TN xxx 文献标识码：A 文章编号：

0 引言

Matlab提供的可视化仿真工具Simulink可直接建立电路仿真模型，随意改变仿真参数，并且立即可得到任意的仿真结果，直观性强，进一步省去了编程的步骤[3-5]。Matlab 作为一种新型的高性能的语言，为电力电子技术的研究与应用实现提供了理想的工具[1][2]。

1 理论分析

三相半波电阻负载可控整流电路原理图如图1所示：

图1 三相半波电阻负载可控整流电路原理图

二极管换相时刻为自然换相点，是各相晶闸管能触发导通的最早时刻，将其作为计算各晶闸管触发角α的起点，即α=0°。α≤30°时的波形：负载电流连续，晶闸管导通角等于120° （α=30°时负载电流连续和断续之间的临界状态）。α>30°的情况：负载电流断续，晶闸管导通角小于120° 。故由分析可知，α的移相范围： 0° ～150°。

（a） α=0°

（b） α=60°

图2 三相半波可控整流电路共阴极接法电阻负载时的波形

由理论分析可知， 0 ° ≤α≤30°时，负载电流连续， 输出整流电压平均值ud为：

2 MATLAB仿真模型

当α≤30°时，在MATLAB命令窗口输入以下命令，可得整流电路输出平均电压。

>> syms U2 Ud alpha omega t；

>> T=1/50；omega=100*pi；

>> u=sqrt（2）*U2*sin（omega*t）；

>>Ud=1/（2*pi/（3*omega））*int（u，t，（pi/6+alpha）/omega，（5*pi/6+alpha）/omega）；

>> Ud=expand（Ud）；Ud=vpa（Ud，4）

命令运行结果为：

Ud =1.169*U2*cos（alpha）

即整流电压平均值 。当α=0°时， 。

当30° ≤α≤150 °时，在MATLAB命令窗口继续输入以下命令，可计算整流电路输出平均电压。

>>Ud=1/（2*pi/（3*omega））*int（u，t，（pi/6+alpha）/omega，pi/omega）；

>> Ud=expand（Ud）；Ud=vpa（Ud，4）

命令运行结果为：

Ud=0.6750*U2+.5846*U2*cos（alpha）-.3375*U2*sin（alpha）

即整流电压平均值 。当α=150°时，Ud=0。由以上分析可知，MATLAB命令计算结果与理论分析一致。

4 结论

文中应用Matlab的命令语言对三相半波电阻负载可控整流电路的理论计算结果进行了仿真，对仿真结果与理论进行了比较，在误差允许范围内， MATLAB命令计算结果与理论分析一致，进一步验证了MATLAB命令语言的正确性。应用Matlab对整流电路仿真研究，为分析整流电路打下较好的基础，是一种值得进一步应用推广的功能强大的仿真软件，同进也是电力电子技术实验较好辅助工具。本文的分析对电力电子电路的研究与使用有很好的辅助作用。

参考文献

[1] 潘文霞，范永威，陆小花，等. Matlab在电路教学中的三种应用方法[ J].电力系统及其自动化学报， 2006， 18（1）：108-112.

[2] 贾周，王金梅.基于MATLAB的单相桥式整流电路研究[J].2009（6）：33-35，46.