内容正文:
优化探究
第一章 物质及其变化
第二节 离子反应
第1课时 电解质的电离
任务一 电解质
任务二 电解质的电离
课时作业 巩固提升
任务一 电解质
1.物质的导电性实验
(1)实验操作
在五个烧杯中分别加入干燥的NaCl固体、干燥的KNO3固体、蒸馏水、NaCl溶液及KNO3溶液,如图所示连接装置,将石墨电极依次放入五个烧杯中,分别接通电源,观察并记录现象。
(2)实验现象及结论
烧杯中物质 现象 结论
干燥的NaCl固体 灯泡不亮 干燥的NaCl固体、KNO3固体都
干燥的KNO3固体
蒸馏水 导电能力非常弱,上述装置不能测出
NaCl溶液 灯泡亮 NaCl溶液、KNO3溶液都能够
KNO3溶液
不导电
导电
2.物质导电的原因
(1)物质导电的原因:物质具有能 、 的粒子。
(2)电解质导电的原因(以NaCl为例)
自由移动的
NaCl固体 NaCl溶液 熔融NaCl
含有微粒 ______________
______________
能否自
由移动
能否导电
带电荷
Na+、Cl-
水合钠离子、
水合氯离子
Na+、Cl-
否
能
能
否
能
能
特别提醒 溶液能否导电,取决于溶液中是否存在能够自由移动的离子。一般来说,熔融态的碱和盐能导电,能溶于水的酸、碱、盐均能导电。溶液的导电能力取决于单位体积溶液里的离子数目(即离子浓度)和离子所带电荷数。
3.电解质和非电解质
水溶液里
熔融状态下
化合物
酸
碱
盐
1.下列各组物质哪组均能导电?哪组均不能导电?能导电的物质,分析导电的原因是什么?不能导电的物质,分析不导电的原因是什么?从本质上来看,有什么相同点和不同点?
①Cu、石墨;
②NaCl溶液、稀H2SO4、NaOH溶液;
③熔融NaCl、熔融KNO3、熔融KOH、熔融CaCO3;
④纯H2SO4液体,CaCO3悬浊液,干燥的NaCl固体、干燥的KNO3固体、干燥的KOH固体。
提示:①②③组均能导电,④组均不能导电。Cu、石墨能导电是因为有自由移动的电子,而NaCl溶液、稀H2SO4、NaOH溶液、熔融NaCl、熔融KNO3、熔融KOH、熔融CaCO3能导电是因为有自由移动的离子,从本质上来看,①②③组都有自由移动的带电的粒子,不同的是①组中是电子,②③组中是离子。纯H2SO4液体、CaCO3悬浊液、干燥的NaCl固体、干燥的KNO3固体、干燥的KOH固体均无自由移动的带电粒子,从本质上来看,纯H2SO4液体、CaCO3悬浊液中无带电粒子,干燥的NaCl、KNO3、KOH固体中有带电粒子,但不能自由移动。
2.上述物质中,哪些是电解质?从物质类别的角度分析,它们分别属于什么物质?哪些不是电解质?从物质类别的角度分析,它们分别属于什么物质?
提示:纯H2SO4液体、干燥的KNO3固体、干燥的KOH固体、干燥的NaCl固体、熔融NaCl、熔融KOH、熔融KNO3、熔融CaCO3都是电解质,其中H2SO4属于酸,KOH属于碱,NaCl、KNO3、CaCO3属于盐。
Cu、石墨、稀H2SO4、NaOH溶液、NaCl溶液、CaCO3悬浊液均不是电解质,其中Cu、石墨属于单质,既不是电解质,也不是非电解质,稀H2SO4、NaOH溶液、NaCl溶液、CaCO3悬浊液属于混合物,不是电解质,也不是非电解质。
3.为什么湿手直接接触电源时容易发生触电事故?
提示:人的手上常会沾有汗液(含有氯化钠)或其他物质,当遇到水时,形成自由移动的离子而导电,因此湿手直接接触电源时容易发生触电事故。
1.电解质、非电解质均必须是化合物,混合物(溶液)、单质既不是电解质,也不是非电解质。
2.电解质与导电性的关系
(1)有些电解质溶于水能导电,在熔融状态下不能导电,如HCl、H2SO4等。
(2)能导电的物质不一定是电解质,如金属、石墨、盐酸等,电解质本身也不一定能导电,如NaCl固体、HCl气体等。
(3)溶于水能导电的化合物不一定是电解质,如SO2、NH3等。
3.电解质与溶解性的关系
电解质不一定易溶于水(如硫酸钡等),易溶于水的化合物不一定是电解质(如酒精等)。
1.易错辨析
(1)在熔融状态或水溶液中能够导电的物质叫做电解质。 ( )
(2)H2SO4、Ca(OH)2、CaCO3都属于电解质。 ( )
(3)在水溶液里或熔融状态下不导电的化合物叫非电解质。 ( )
(4)硫酸钡难溶于水,其水溶液几乎不导电,硫酸钡不是电解质。 ( )
×
√
×
×
2.(双选)下列物质属于电解质的是( )
A.HNO3 B.Ba(OH)2
C.SO2 D.葡萄糖
AB
3.现有下列物质:①固体食盐 ②食盐水 ③CuSO4·5H2O
④铜 ⑤蔗糖 ⑥氯化氢气体 ⑦盐酸 ⑧液态氯化氢
⑨熔融BaSO4
(1)能导电的是 (填序号,下同)。
(2)不导电,但属于电解质的是 。
②④⑦⑨
①③⑥⑧
任务二 电解质的电离
1.电解质的电离
(1)概念:电解质 或 时,形成 的
的过程。
(2)电离的表示方法——电离方程式
①含义:表示电解质电离的方程式。
溶于水
受热熔化
自由移动
离子
②书写要求
a.左边写电解质的化学式,右边写电离出的离子(为简便起见,一般仍用离子符号表示水合离子);离子所带电荷数必须等于该元素或原子团在该化合物中的化合价。
b.符合质量守恒(即电离前后原子的种类和个数相等)和电荷守恒(即电离后的阴、阳离子所带负、正电荷总数相等)。
③实例(在水溶液中):
HCl=== ;
Ba(OH)2=== ;
KNO3=== 。
H++Cl-
Ba2++2OH-
K++N
2.从电离的角度认识酸、碱、盐
HNO3===H++N
H2SO4===2H++S
全部是H+
KOH===K++OH-
Ca(OH)2===Ca2++2OH-
全部是OH-
NH4NO3===N+N
Al2(SO4)3===2Al3++3S
金属阳离子(或铵根离子)
酸根离子
特别提醒 (1)理解酸、碱概念时注意“全部”两个字,如NaHSO4(酸式盐)、Cu2(OH)2CO3(碱式盐)虽能电离产生H+、OH-,但都属于盐。
(2)盐中不一定含有金属元素,如NH4Cl。
NaCl、NaOH、KNO3等电解质,在干燥时不导电,溶于水或受热熔化后能导电;而HCl、H2SO4等电解质,在干燥时或液态时均不导电,溶于水却能导电。请思考:
(1)什么是导电性(即电流是如何形成的)?
提示:(1)带电荷的粒子定向移动便形成电流,具有能自由移动的带电荷的粒子的物质,便具有导电性。
(2)NaCl、NaOH、KNO3固体溶于水或受热熔化前后有何变化?HCl、H2SO4溶于水前后有何变化?
提示: (2)NaCl、NaOH、KNO3是由阴、阳离子构成的电解质,其固体溶于水或受热熔化后,形成能够自由移动的阴、阳离子,如NaCl===Na++Cl-,
KNO3===K++N;而HCl、H2SO4是由分子构成的电解质,溶于水后,在水分子的作用下,解离成能够自由移动的离子,HCl===H++Cl-,
H2SO4===2H++S。
(3)NaOH溶液、NaCl溶液、KNO3溶液、盐酸、稀H2SO4以及熔融NaCl、熔融KNO3通电前后有何变化?
提示: (3)通电前离子自由移动,通电后离子定向移动,阳离子(如Na+、K+、H+等)向与电源负极相连的电极移动,阴离子(如Cl-、N、OH-等)向与电源正极相连的电极移动。
(4)上述物质中哪些是酸、碱、盐?为什么?
提示: (4)HCl、H2SO4是酸,因电离出的阳离子全是H+,NaOH是碱,因电离出的阴离子全是OH-,NaCl、KNO3是盐,因电离出的离子是金属阳离子和酸根阴离子。
1.电离方程式书写时注意
(1)严格遵守质量守恒和电荷守恒。
(2)原子团不能拆开写,如HC、OH-等,但HS在水溶液中拆开写,在熔融状态下不拆开写。
(3)正确标注离子所带的电荷及其数目。
2.从电离的角度认识电解质、非电解质
(1)CO2溶于水能导电,导电的离子是由CO2与水反应生成的H2CO3电离产生的,液态的CO2不能导电,说明CO2本身不能电离,是非电解质,相似的还有其他的非金属氧化物,如SO2、SO3、P2O5等。
(2)CO难溶于水,不与水反应,自身也难电离,也为非电解质。
(3)HCl、H2SO4等在熔融状态下不能导电,但溶于水能导电,自身可以电离出离子,它们是电解质。
(4)酸、碱、盐和活泼金属氧化物是电解质,非金属氧化物除H2O外是非电解质,酒精、蔗糖等大多数有机物是非电解质。
1.易错辨析
(1)K2CO3的电离方程式为K2CO3===2K++C。 ( )
(2)NH4NO3电离时产生N、N,无金属阳离子,所以NH4NO3不是盐。
( )
(3)NaHSO4在水溶液中电离出Na+、H+、 S三种离子。 ( )
(4)化合物能电离出H+的就是酸。 ( )
√
×
√
×
2.判断下列物质在水溶液中的电离方程式是否正确,不正确的加以改正。
(1)HNO3===H+1+N: ;
改正: 。
(2)Ba(OH)2===Ba2++(OH-)2: ;
改正: 。
(3)Na2SO4===N: ;
改正: 。
(4)Al2(SO4)3===Al3++S: ;
改正: 。
不正确
HNO3 === H++N
不正确
Ba(OH)2 === Ba2++2OH-
不正确
Na2SO4 === 2Na++S
不正确
Al2(SO4)3 === 2Al3++3S
课时作业 巩固提升
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1
对点训练
题组一 电解质
1.下列各组物质,前者属于电解质,后者属于非电解质的是( )
A.NaCl晶体、碱石灰 B.铜、二氧化硫
C.液态的HCl、乙醇 D.KNO3溶液、CO2
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C
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NaCl晶体是电解质,碱石灰是氢氧化钠和氧化钙的混合物,既不是电解质也不是非电解质,A项不符合题意;Cu属于金属单质,既不是电解质也不是非电解质,二氧化硫是非电解质,B项不符合题意;液态的HCl溶于水能导电,属于电解质,乙醇属于非电解质,C项符合题意;KNO3溶液为混合物,既不是电解质也不是非电解质,CO2是非电解质,D项不符合题意。
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2.某一化学兴趣小组的同学在家中进行实验,按照图A连接好线路,发现灯泡不亮;按照图B连接好线路,发现灯泡亮了。由此得出的以下结论正确的是( )
A.硝酸钾固体不是电解质
B.硝酸钾溶液是电解质
C.硝酸钾在水溶液中电离出了可以
自由移动的离子
D.在硝酸钾溶液中,水电离出了大量的离子
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C
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硝酸钾是电解质,但硝酸钾固体中没有可以自由移动的离子,所以不导电,而硝酸钾在水溶液中电离出了可以自由移动的离子,所以能导电,硝酸钾溶液是混合物,不是电解质,故C正确。
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3.下列物质中,能够导电的电解质是( )
A.Cu B.熔融MgCl2
C.乙醇 D.蔗糖
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B
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Cu能导电,但Cu是单质,既不是电解质也不是非电解质,故A错误;熔融MgCl2中含有能自由移动的Mg2+和Cl-,能导电,所以熔融MgCl2是能够导电的电解质,故B正确;乙醇、蔗糖中均没有能自由移动的阴、阳离子,不能导电,都是非电解质,故C、D错误。
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4.下列关于电解质的说法正确的是( )
A.一定是化合物 B.水溶液一定导电
C.一定由离子构成 D.一定易溶于水
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A
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电解质的研究对象都是化合物,A正确;电解质的水溶液不一定能导电,如电解质硫酸钡的水溶液几乎不导电,B错误;电解质不一定是由离子构成的,C错误;电解质不一定易溶于水,如碳酸钙,D错误。
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5.(双选)下列叙述正确的是( )
A.虽然石墨有较好的导电性,但它属于非电解质
B.实验测得CO2的水溶液能导电,但CO2是非电解质
C.实验测得液态HCl、固体NaCl均不能导电,所以HCl、NaCl均是非电解质
D.蔗糖(纯净物)在水溶液和熔融状态下均不能导电,所以蔗糖属于非电解质
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BD
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石墨能导电,但石墨是单质,既不是电解质也不是非电解质,A错误;CO2的水溶液能导电,是因为CO2与水反应生成的H2CO3电离出了能自由移动的离子,但CO2是非电解质,B正确;液态HCl不能导电,但溶于水时能导电,固体NaCl不导电,但溶于水或熔融状态下能导电,因此HCl、NaCl均是电解质,C错误;在水溶液和熔融状态下均不能导电的化合物是非电解质,D正确。
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6.下列都是中学化学常见的物质:
①Cu ②NaCl ③NaHSO4 ④SO2 ⑤H2SO4
⑥C2H5OH(乙醇) ⑦CaCO3 ⑧BaSO4
⑨Cu(OH)2 ⑩NaOH
请按下列分类标准回答。
(1)属于电解质的是 (填序号,下同)。
(2)溶于水能电离出H+的是 ,属于酸的是 。
(3)属于难溶性碱的是 ,属于难溶性盐的是 。
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②③⑤⑦⑧⑨⑩
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③⑤
⑤
⑨
⑦⑧
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7.导电性实验可以作为研究电解质的电离本质及反应机理的有效方法。
(1)在图甲所示的装置里,若灯泡亮,则广口瓶内的物质A可以是 (填序号)。
①干燥的氯化钠晶体 ②干燥的氢氧化钠晶体 ③蔗糖晶体 ④酒精 ⑤氯化钠溶液 ⑥氢氧化钠溶液 ⑦稀盐酸 ⑧硫酸铜溶液
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⑤⑥⑦⑧
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(1)干燥的氯化钠、氢氧化钠晶体虽属于电解质,本身含有离子,但离子不能自由移动,所以不导电。两者溶于水后,在水分子的作用下,电离成可自由移动的阴、阳离子(实为水合离子),所以二者的水溶液能导电。蔗糖由分子构成,不能导电,其水溶液也不导电,酒精也不导电。
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(2)在测电解质溶液的导电性装置(如图乙所示)中,若向某一电解质溶液中逐滴加入另一溶液,则灯泡由亮变暗至熄灭后又逐渐变亮的是 (填字母)。
A.盐酸中逐滴加入食盐溶液
B.硫酸中逐滴加入氢氧化钠溶液
C.石灰乳中滴加稀盐酸
D.硫酸中逐滴加入氢氧化钡溶液
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(2)溶液能否导电取决于溶液中是否存在能自由移动的离子;导电性强弱则由离子浓度大小及所带电荷数多少等因素决定。D中发生的反应为H2SO4+Ba(OH)2===BaSO4↓+2H2O,逐滴加入Ba(OH)2溶液时,溶液中的离子浓度减小,恰好完全反应时,溶液中几乎没有离子,继续滴加Ba(OH)2溶液,Ba(OH)2过量,溶液中Ba2+、OH-的数目增多,故导电能力先减小到几乎为0后又增大,则灯泡由亮变暗至熄灭后又逐渐变亮,故D符合题意。
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(3)已知:CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O,CaCO3+CO2+H2O===Ca(HCO3)2,且Ca(HCO3)2易溶于水。若在(2)题图中,电解质溶液为Ca(OH)2溶液,向溶液中逐渐通入CO2。则下列四个图像中, (填字母)能比较准确地反映出溶液的导电能力与通入CO2气体的量的关系(x轴表示通入CO2的量,y轴表示导电能力)。
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(3)由于通入CO2后溶液中开始生成CaCO3沉淀,自由移动的离子的浓度逐渐减小,所以一开始导电能力逐渐下降,随着CO2的继续通入,反应继续进行,可自由移动的离子的浓度逐渐增大,导电能力又逐渐增强,D符合题意。
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题组二 电解质的电离
8.下列物质溶于水时,不能电离出酸根离子的是( )
A.NaNO3 B.Ba(OH)2
C.KMnO4 D.KCl
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B
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氢氧化钡是碱,电离出的是氢氧根离子,其他三种物质均能电离出酸根离子。
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9.(双选)下列物质在水溶液中的电离方程式错误的是( )
B.NaHSO4===Na++H++S
C.HNO3===H++N
D.KClO3===K++Cl++3O2-
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AD
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CaCl2的电离方程式为CaCl2===Ca2++2Cl-,A错误;氯酸钾是强电解质,其在水溶液中的电离方程式为KClO3===K++Cl,Cl是原子团,不能拆,D错误。
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10.下列电离方程式书写不正确的是( )
A.Ca(OH)2===Ca2++2OH-
B.NaOH===Na++O2-+H+
C.HCl===H++Cl-
D.KHCO3===K++HC
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B
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氢氧根是原子团,NaOH的电离方程式为NaOH===Na++OH-,故B错误。
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11.下列各组均为两种互不反应的化合物溶于水时电离出的离子,其中由酸电离的是( )
A.Na+、OH-、S
C.Na+、K+、OH- D.Na+、K+、N
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依据酸的概念——电离产生的阳离子全部是H+的化合物,B符合题意。
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12.物质M在水中发生电离:M===X2++2Y-,则下列判断正确的是( )
A.M可能是酸 B.X2+一定是金属离子
C.Y-是OH- D.M一定属于盐
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B
依据酸的概念可知,A错误;M可能是碱,也可能是盐,C、D错误。
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13.下列说法正确的是( )
A.某物质不是电解质就是非电解质
B.碳酸氢钠在水中的电离方程式:NaHCO3===Na++H++C
C.能电离出H+ 的化合物都是酸
D.导电性强的溶液里可以自由移动的离子数不一定比导电性弱的溶液里可以自由移动的离子数多
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D
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单质、混合物既不是电解质,也不是非电解质,故A错误;碳酸氢钠在水中的电离方程式:NaHCO3===Na++HC,故B错误;能电离出H+ 的化合物可能是酸,也可能是酸式盐,如NaHSO4,故C错误;导电能力跟离子浓度和离子所带电荷数有关,溶液的体积不能确定,导电性强的溶液里可以自由移动的离子数不一定比导电性弱的溶液里可以自由移动的离子数多,故D正确。
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14.如表所示是常见的几种酸、碱、盐在水溶液中电离出离子的情况,根据表中信息分析正确的是( )
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溶质 电离出的离子
酸 HCl H+、Cl-
H2SO4 H+、S
盐 NaCl Na+、Cl-
NaHSO4 Na+、H+、S
NH4Cl N、Cl-
碱 NaOH Na+、OH-
NH3·H2O N、OH-
A.在水溶液中电离出H+的物质一定是酸
B.在水溶液中电离出金属阳离子和酸根离子的物质一定是盐
C.盐溶液电离出来的阳离子一定是金属离子
D.碱溶液电离出的离子一定是金属阳离子和OH-
答案:B
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NaHSO4属于盐,其在水溶液中电离出的离子有H+,但不属于酸,A错误;盐由金属阳离子(或铵根离子)和酸根离子构成,则在水溶液中电离出金属阳离子和酸根离子的物质一定是盐,B正确,C错误;NH3·H2O属于碱,其在溶液中电离出的阳离子是N,不是金属离子,D错误。
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15.(1)判断下列物质在所给定条件下能否电离,并说明理由。
①液态HCl: , 。
②熔融状态下的NaCl: , 。
③高温熔化后的单质铁: , 。
④固体KOH: , 。
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不能
HCl液态时不电离,只在水溶液中电离
能
能电离出Na+和Cl-
不能
Fe是单质
不能
电解质在固态时不电离
(2)写出下列物质在水溶液中的电离方程式:
HCl: 。
H2SO4: 。
Ca(OH)2: 。
KOH: 。
NH4NO3: 。
KAl(SO4)2: 。
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HCl===H++Cl-
H2SO4===2H++S
Ca(OH)2===Ca2++2OH-
KOH===K++OH-
NH4NO3===N
KAl(SO4)2===K++Al3++2S
综合强化
16.(1)已知下列物质的电离方程式:
HClO4===H++Cl
Ba(OH)2===Ba2++2OH-
Fe2(SO4)3===2Fe3++3S
KHSO4===K++H++S
属于酸的物质是 (写化学式,下同);属于碱的物质是 ;属于盐的物质是 。
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HClO4
Ba(OH)2
Fe2(SO4)3、KHSO4
(2)化工生产中常常用到“三酸两碱”,“三酸”指硝酸、硫酸和盐酸,“两碱”指烧碱和纯碱。
①从物质的分类角度看,不恰当的一种物质是 (填名称,下同)。
②上述物质中既不是电解质也不是非电解质的是 ,依据是 。
③写出纯碱的电离方程式: 。
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纯碱
盐酸
盐酸是混合物
Na2CO3===2Na++C
(2)①纯碱的化学式为Na2CO3,属于盐,不是碱;②盐酸是HCl的水溶液,是混合物,既不是电解质也不是非电解质;③Na2CO3的电离方程式:Na2CO3===2Na++C。
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A.CaCl2===Ca2++Cl
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