下列关于离子迁移数的说法正确的是?A. 离子迁移速率与外加电压无关B. 离子迁移数不受外加电压的影响C. 同种离子在不同电解质中的迁移数相同D. 离子迁移数不受浓度和温度的影响
A. 离子迁移速率与外加电压无关
B. 离子迁移数不受外加电压的影响
C. 同种离子在不同电解质中的迁移数相同
D. 离子迁移数不受浓度和温度的影响
题目解答
答案
解析
本题考查离子迁移数的相关知识。解题的关键在于理解离子迁移数的定义以及影响离子迁移速率和迁移数的各种因素。
选项A分析
离子迁移速率与外加电压有关。根据离子迁移的基本原理,离子在电场中受到电场力的作用而发生迁移,电场力的大小与外加电压成正比。根据牛顿第二定律$F = ma$(其中$F$是电场力,$m$是离子质量,$a$是离子加速度),电场力越大,离子的加速度越大,在一定时间内离子的迁移速率也就越大。所以离子迁移速率与外加电压有关,A选项错误。
选项B分析
离子迁移数$t_i$的定义为某种离子所运载的电流与总电流之比,即$t_i=\frac{I_i}{I_{总}}$。在一定的电解质溶液中,离子的迁移数只取决于离子的本性(如离子的电荷数、离子半径等)和离子的迁移速率之比,而与外加电压无关。因为当外加电压改变时,各种离子的迁移速率会按相同的比例改变,它们的迁移速率之比保持不变,所以离子迁移数不受外加电压的影响,B选项正确。
选项C分析
同种离子在不同电解质中的迁移数不一定相同。离子迁移数不仅与离子本身的性质有关,还与溶液中其他离子的存在情况有关。不同的电解质溶液中,离子之间的相互作用不同,会影响离子的迁移速率,从而影响离子迁移数。例如,在$HCl$溶液和$NaCl$溶液中,$H^+$的迁移数是不同的,因为$Cl^-$在两种溶液中的存在情况不同,对$H^+$的迁移产生的影响也不同,C选项错误。
选项D分析
离子迁移数受浓度和温度的影响。浓度的改变会影响离子之间的相互作用,当溶液浓度增大时,离子之间的距离减小,离子间的相互作用力增强,离子的迁移速率会受到影响,从而导致离子迁移数发生变化。温度升高时,离子的热运动加剧,离子的迁移速率增大,而且不同离子的迁移速率增大的程度可能不同,这也会使离子迁移数发生改变,D选项错误。