内容正文:
化学 必修 第一册(鲁科)
第2节 电解质的电离 离子反应
第1课时 电解质的电离
核心素养发展重点
学业要求
从电离角度认识酸、碱、盐在水溶液中的状态,建立宏观物质与微观离子之间的联系,形成宏观辨识与微观探析的认识物质能力。
1.能运用电离的观点认识酸、碱、盐,用电离方程式表示某些酸、碱、盐的电离。
2.能准确地判断常见的电解质和非电解质。
1.电解质的有关概念
(1)电解质
在水溶液中或熔融状态下能够导电的化合物。
(2)非电解质
在水溶液中和熔融状态下均不导电的化合物。
(3)强电解质
在水溶液中能完全电离的电解质。
(4)弱电解质
在水溶液中部分电离的电解质。
2.电解质的电离
(1)电离的定义
电解质溶于水或受热熔化时,解离成能够自由移动的离子的过程称为电离。
(2)电离方程式
①定义:电离方程式是指用化学式和离子符号表示电解质电离的式子。
②书写方法:左边为电解质的化学式,右边为电解质电离出的离子,中间为“===”(电解质全部电解)或“”(电解质部分电离)。
如NaOH===Na++OH-,
NaCl===Na++Cl-。
(3)从电离的角度定义酸、碱、盐
①酸:电离时,生成的阳离子全部是H+的化合物称为酸。
如HCl===H++Cl-;H2SO4===2H++;HNO3===H++。
②碱:电离时,生成的阴离子全部是OH-的化合物称为碱。
如KOH===K++OH-;Ca(OH)2===Ca2++2OH-。
③盐:电离时,能生成金属阳离子(或铵离子)和酸根离子的化合物称为盐。如Fe2(SO4)3===2Fe3++3SO。
1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)NaCl溶液能导电,所以NaCl溶液是电解质。( )
(2)电离时生成的阳离子中有氢离子的化合物是酸。( )
(3)电离时生成的阴离子中有氢氧根离子的化合物是碱。( )
(4)只有电离时生成金属阳离子和酸根离子的化合物才是盐。( )
(5)NH4Cl的电离方程式是NH4Cl===NH+Cl-,所以NH4Cl是盐。( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)× (5)√
解析:(2)NaHSO4溶于水电离出的阳离子中有氢离子,它是盐。
(4)铵盐电离时不生成金属阳离子。
2.(2024·福州市格致中学高一期中)下列物质中,不能导电的电解质是( )
A.氯酸钾溶液 B.澄清石灰水
C.酒精 D.氯化钠晶体
答案:D
解析:氯酸钾属于电解质,其水溶液能导电;澄清石灰水是氢氧化钙的水溶液,是电解质的水溶液,能导电;酒精属于非电解质,不能导电;氯化钠是电解质,但NaCl晶体不含能自由移动的离子,不能导电。
3.下列物质的水溶液能导电,但属于非电解质的是( )
A.Na2O B.Cl2
C.Ca(HCO3)2 D.CO2
答案:D
解析:Na2O是电解质;Cl2是单质,既不是电解质,也不是非电解质;Ca(HCO3)2是电解质;CO2溶于水生成电解质碳酸,其溶液能导电,但CO2是非电解质。
4.下列电离方程式书写错误的是( )
A.BaCl2===Ba2++Cl-
B.Na2CO3===2Na++CO
C.MgCl2===Mg2++2Cl-
D.Ba(OH)2===Ba2++2OH-
答案:A
解析:A项中电荷、原子不守恒。
5.现有以下物质:①氮气 ②液态CO2 ③氯化氢气体 ④铜片 ⑤硫酸钡晶体 ⑥蔗糖 ⑦酒精 ⑧熔化的KNO3 ⑨NaOH溶液,请回答下列问题(填序号):
(1)以上物质能导电的是________。
(2)以上物质中属于电解质的是________。
(3)③⑧电离方程式为③____________________,⑧______________________________。
答案:(1)④⑧⑨ (2)③⑤⑧
(3)HCl===H++Cl- KNO3===K++NO
解析:①是单质,且不导电;②是非电解质,不导电;③是电解质,但不导电;④是单质,导电;⑤是电解质,不导电;⑥、⑦是非电解质,不导电;⑧是电解质,导电;⑨是混合物,导电。
探究一 电解质
1.电解质的判断方法
2.常见电解质与非电解质的物质类别
电解质
非电解质
①酸:如H2SO4、HCl、H3PO4、H2CO3、H2S、CH3COOH
②碱:如NaOH、NH3·H2O、Fe(OH)3
③盐:如NaCl、KNO3、NaHSO4、CaCO3
④金属氧化物:如Na2O、CaO、MgO、Al2O3
⑤水
①非金属氧化物:如SO2、SO3、CO2、CO、P2O5
②非酸性气态氢化物:如NH3
③大部分有机物:如蔗糖、酒精、CH4
3.电解质与导电性的关系
(1)电解质不一定能导电,如固体NaCl、Ba(OH)2中不存在自由移动的离子,故不导电,但其在熔融状态下或溶于水后能导电。HCl、H2SO4等纯净物以分子形式存在,气、液、固三种状态下均不导电,溶于水后才能导电。
(2)能导电的物质不一定是电解质,因为该物质可能是单质或混合物。
(3)电解质在水溶液里或熔融状态下自身能电离出自由移动的离子而导电。CO2、SO2、NH3、SO3、P2O5属于非电解质,但是在水溶液中分别生成的H2CO3、H2SO3、NH3·H2O、H2SO4、H3PO4为电解质,溶液能导电。
4.强电解质和弱电解质
强电解质
弱电解质
相同点
均为电解质,在水溶液中均能电离
不同点
完全电离
部分电离
常见
物质
①强酸:HCl、H2SO4、HNO3、HClO4、HBr、HI等
②强碱:NaOH、KOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2等
③大部分盐:钾盐、钠盐、铵盐、硝酸盐、AgCl、CaCO3、BaSO4等
①弱酸:CH3COOH、H2CO3、HClO、H2S、HF、H2SO3等
②弱碱:NH3·H2O等
③少数盐
④水:H2O是极弱的电解质
[知识拓展]
电解质的强弱与溶解度无关,只与溶解的部分是否完全电离有关。例如:CaCO3、BaSO4等,虽溶解度很小,但其溶解的部分能全部电离,故CaCO3、BaSO4都是强电解质;而CH3COOH虽溶解度很大,但溶质只有部分电离,故CH3COOH是弱电解质。
1.下表中物质的分类组合完全正确的是( )
A
B
C
D
强电解质
KNO3
H2SO4
BaSO4
HClO4
弱电解质
HF
CaCO3
HClO
NH3
非电解质
SO2
Al
H2O
C2H5OH
答案:A
2.现有下列物质:①稀硫酸 ②液态HCl ③NaOH溶液 ④蔗糖晶体 ⑤Na3PO4固体 ⑥铜丝 ⑦液氨 ⑧CH3CH2OH ⑨熔融NaCl
回答下列问题:
(1)以上物质可以导电的是________。
(2)上述物质属于非电解质的是________。
答案:(1)①③⑥⑨ (2)④⑦⑧
解析:
探究二 电解质的电离
1.从电离角度认识酸、碱、盐
(1)水溶液中电离出的阳离子全部是H+的化合物才是酸,而NaHSO4===Na++H++SO,因为它在水溶液中电离出的阳离子除H+外,还有Na+,故NaHSO4不是酸,而是盐。
(2)酸只有在水溶液中才电离,液态时不电离,如液态HCl、纯H2SO4不导电,强碱、大部分盐溶于水或熔融状态下均电离。
2.电解质溶液导电的实质
电解质在水溶液中发生电离,产生能够自由移动的离子,离子带正、负电荷,在外加电场作用下发生定向移动,从而导电。
3.电离方程式书写的注意事项
(1)电离方程式左边书写化学式,表示电解质还未电离时的状态,右边书写离子符号,表示电解质电离产生的离子。
(2)书写时要遵循质量守恒(即方程式两边原子种类、个数相等)和电荷守恒(即电离产生的阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数)。
(3)强酸、强碱、大部分盐书写时用“===”连接,如HCl===H++Cl-、NaCl===Na++Cl-。有的原子团不能拆开写,如SO、HCO、OH-等不能拆开。熔融的NaHSO4的电离可表示为NaHSO4(熔融)===Na++HSO。NaHSO4溶于水的电离方程式为NaHSO4===Na++H++SO。
[知识拓展]
1.电解质溶液呈电中性,因此电解质溶液中,所有阴离子带的负电荷数等于所有阳离子带的正电荷数。如Al2(SO4)3溶液:3n(Al3+)=2n(SO),即3c(Al3+)=2c(SO)。
2.电解质溶液的导电能力与电解质的强弱无关,取决于溶液中自由移动的离子的浓度和离子所带电荷的多少,离子浓度越大、带的电荷越多,溶液的导电能力越强。如1 mol·L-1的Fe3+与1.5 mol·L-1的Mg2+与3 mol·L-1的Na+的导电能力几乎完全相同。
3.下列各组都为两种化合物溶于水时电离出的离子:①Na+、OH-、SO,②H+、Cl-、SO,③Na+、K+、OH-,④Na+、K+、NO。其中按照仅由酸、碱、盐的顺序依次电离的是( )
A.②③④ B.②①④
C.②③① D.②①③
答案:A
解析:①Na+不可能是由酸电离产生的,酸电离产生的阳离子应全部为H+,Na+应该为碱或盐电离产生的;②因阳离子全部为H+,可理解为盐酸和硫酸两种物质溶于水时电离出的离子;③Na+、K+不可能是由酸电离产生的,因阴离子只有OH-,应为两种碱;④Na+、K+、NO溶液中无H+,不会是由酸电离产生的,因有金属离子和硝酸根离子,则为盐电离产生的离子。按照仅由酸、碱、盐的顺序依次电离的是②③④。
4.下列电离方程式书写正确的是( )
A.熔融状态下NaHSO4的电离:NaHSO4===Na++H++SO
B.水溶液中Ba(OH)2的电离:Ba(OH)2===Ba2++OH-
C.水溶液中Al2(SO4)3的电离:Al2(SO4)3===2Al3++3SO
D.水溶液中KClO3的电离:KClO3===K++Cl-+3O2-
答案:C
解析:熔融状态下NaHSO4的电离方程式为NaHSO4===Na++HSO,A错误;水溶液中Ba(OH)2的电离方程式为Ba(OH)2===Ba2++2OH-,B错误;水溶液中KClO3的电离方程式为KClO3===K++ClO,D错误。
5.把0.05 mol NaOH固体分别加入下列100 mL液体中,溶液的导电能力基本不变的是( )
A.自来水 B.0.5 mol·L-1盐酸
C.0.5 mol·L-1醋酸溶液 D.0.5 mol·L-1氨水
答案:B
解析:水是弱电解质,其中自由移动的离子很少,当加入NaOH后,自由移动的离子浓度增大,溶液的导电能力增强;加入的NaOH与HCl恰好完全反应得到NaCl和H2O,消耗的H+数目与增加的Na+数目相等,则自由移动的离子浓度基本不变,所以溶液的导电能力基本不变;CH3COOH是弱酸,电离产生的离子浓度较小,加入的NaOH与CH3COOH恰好完全反应可得到强电解质CH3COONa,CH3COONa完全电离,使溶液中自由移动的离子浓度增大,溶液的导电能力增强;NH3·H2O与NaOH不反应,但加入NaOH后,自由移动的离子浓度增大,溶液的导电能力增强。
本课小结
课时作业
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
难度
★
★
★
★
★
★
★★
★★
对点
电解质与非电解质
电解质的电离
电离方程式的书写及正误判断
电解质和非电解质、物质的分类
电解质和非电解质、强电解质和弱电解质
电解质和非电解质、电解质的导电性
从电离的角度认识酸、碱、盐
强弱电解质及其导电性
题号
9
10
11
12
13
14
15
难度
★
★
★★
★★★
★
★★
★★★
对点
电解质和非电解质及其导电性
电解质和非电解质、电离方程式的正误判断
电解质的判断、物质的分类
电解质和非电解质及其导电性
电解质的导电性、电解质的电离
电离方程式与化学方程式的书写、物质类别的判断
电解质溶液的导电性
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)
1.对电解质概念理解正确的是( )
A.在水溶液或熔融状态下能导电的物质
B.凡在水中能生成离子因而能导电的物质
C.Na2O溶于水能生成Na+和OH-,其水溶液能导电,但溶液中OH-并非Na2O本身电离,故Na2O是非电解质
D.在水溶液里或熔融状态下本身能电离出阳离子和阴离子而能导电的化合物
答案:D
解析:A项中未说明该物质是化合物还是单质;B项未说明在水中生成的离子是化合物本身产生的,还是该物质与水反应后生成的新物质产生的,故不能作为判断电解质的依据;C项氧化钠在熔融状态下能导电,因此,氧化钠是电解质。
2.要使溶液中存在大量的K+、Na+、H+、NO和SO五种离子,则在蒸馏水中至少要溶解几种物质( )
A.2种 B.3种
C.4种 D.5种
答案:A
解析:由于NaHSO4(或KHSO4)能电离出三种离子,剩下的两种离子可由KNO3(或NaNO3)提供。
3.下列物质在水中的电离方程式正确的是( )
A.KHCO3===K++HCO
B.Ca(OH)2===Ca2++OH-
C.H2SO4===2H+1+SO
D.NaHSO4===Na++HSO
答案:A
解析:OH-前的系数应为2,B错误;氢离子和硫酸根离子的符号应为H+和SO,C错误;NaHSO4是强酸的酸式盐,水溶液中应以NaHSO4===Na++H++SO的形式电离,D错误。
4.下列关于纯净物、混合物、电解质和非电解质的正确组合是( )
纯净物
混合物
电解质
非电解质
A
浓盐酸
天然气
硫酸
干冰
B
氢氧化钡
蔗糖溶液
硫酸钡
三氧化硫
C
胆矾
石灰水
苛性钾
碳酸钙
D
硫酸
铝合金
氯化钠
氢气
答案:B
解析:A项,浓盐酸属于混合物;C项,碳酸钙属于电解质;D项,氢气既不是电解质也不是非电解质。
5.下列叙述正确的是( )
A.硫酸钡难溶于水,故硫酸钡为弱电解质
B.硝酸钾溶液能导电,故硝酸钾溶液为电解质
C.二氧化碳溶于水能部分电离,故二氧化碳为弱电解质
D.石墨虽能导电,但既不是电解质,也不是非电解质
答案:D
6.下列说法正确的是( )
A.难溶于水的盐(CaCO3、BaSO4等)都是非电解质
B.不是电解质的物质一定是非电解质
C.电解质溶液导电的原因是溶液中有自由移动的阴离子和阳离子
D.熔融的电解质都能导电
答案:C
解析:CaCO3、BaSO4虽难溶于水,但它们是电解质,故A错误;单质既不是电解质,也不是非电解质,故B错误;熔融的HCl不能导电,故D错误。
7.下列关于酸、碱、盐的说法正确的是( )
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.盐在水溶液中电离出来的阳离子一定是金属离子
D.碱在水溶液中电离出的离子一定是金属阳离子和OH-
答案:B
解析:NaHSO4在水溶液中电离出的离子有H+,但不属于酸,A错误;NH4Cl在溶液中电离出的阳离子为NH,而不是金属离子,C错误;NH3·H2O属于碱,在溶液中电离出的阳离子是NH,而不是金属离子,D错误。
8.将以下4份溶液分别置于如图所示装置中,其他条件相同时,灯泡最亮的是( )
A.100 mL 1 mol·L-1盐酸
B.100 mL 2 mol·L-1蔗糖溶液
C.100 mL 1 mol·L-1醋酸溶液
D.30 mL 1 mol·L-1的CaCl2溶液
答案:D
解析:A项,氯化氢是强电解质,该溶液中氢离子、氯离子浓度均是1 mol·L-1;B项,蔗糖是非电解质,在溶液中以分子形式存在;C项,醋酸是弱电解质,在水溶液里部分电离,所以该溶液中氢离子、醋酸根离子浓度小于1 mol·L-1;D项,氯化钙是强电解质,在水溶液里完全电离,该溶液中钙离子浓度是1 mol·L-1、氯离子浓度是2 mol·L-1。通过以上分析知,离子浓度最大的是氯化钙溶液,则氯化钙溶液中灯泡最亮。
9.下列说法正确的是( )
A.液态HCl、固态NaCl均不能导电,所以HCl、NaCl是非电解质
B.NH3、CO2、Cl2的水溶液均能导电,所以NH3、CO2、Cl2是电解质
C.蔗糖、乙醇在液态时和水溶液里均不能导电,所以它们是非电解质
D.铜、石墨均能导电,所以它们是电解质
答案:C
解析:A项,液态HCl、固态NaCl虽不能导电,但是它们的水溶液均可以导电,所以它们均为电解质。B项,NH3、CO2、Cl2的水溶液均能导电,这是因为它们溶于水生成了能电离的物质,而它们自身不是电解质。D项,铜、石墨均能导电,但它们是单质,所以它们不是电解质。
10.日常生活中常用“84”消毒液进行杀菌、消毒,实验室中可利用下列反应制备“84”消毒液:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。下列说法中错误的是( )
A.NaCl和NaClO都是电解质,Cl2既不是电解质也不是非电解质
B.NaClO的电离方程式为NaClO===Na++ClO-
C.“84”消毒液能够导电,故“84”消毒液属于电解质
D.“84”消毒液中含自由移动的Na+、Cl-、ClO-等,故能够导电
答案:C
解析:“84”消毒液是混合物,含有NaCl、NaClO和H2O等,故不属于电解质,C错误。
11.今有一种固体化合物X,X本身不导电,但熔融状态下或溶于水中均能够电离,下列关于X的说法中,正确的是( )
A.X一定为电解质 B.X可能为非电解质
C.X只能是盐类 D.X只能是碱类
答案:A
解析:因为该化合物在熔融状态或溶于水能电离而导电,该化合物一定是电解质,可以是盐类(如NaCl),也可以是碱类(如NaOH)等。
12.某学生利用如图所示装置对电解质溶液导电性进行实验探究。下列说法中正确的是( )
A.闭合开关K后,电流计指针不发生偏转,证明酒精溶液是非电解质
B.闭合开关K,往溶液中通入氯气,随着气体通入,电流计示数增大,故氯气是电解质
C.取用0.1 mol·L-1的蔗糖溶液替换酒精溶液,电流计的示数相同
D.闭合开关K,分别用0.1 mol·L-1的CuSO4溶液和0.2 mol·L-1的NaCl溶液替换酒精溶液时,电流计的示数不相同
答案:C
解析:当开关K闭合后,电流计指针不发生偏转,说明不能形成闭合回路,证明酒精溶液不导电,酒精是非电解质,A错误;闭合开关K,往溶液中通入氯气,氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,这两种酸电离出阴、阳离子,随着气体通入,离子浓度增大,导电性增强,电流计示数增大,而氯气是单质,氯气既不是电解质也不是非电解质,B错误;酒精溶液和蔗糖溶液均不导电,取用0.1 mol·L-1的蔗糖溶液替换该酒精溶液,电流计的示数相同,C正确;电解质溶液的导电能力与自由移动离子的浓度及其离子所带电荷数目有关,其中0.1 mol·L-1的Cu2+、SO与0.2 mol·L-1的Na+、Cl-的导电能力几乎相同,所以,闭合开关K时,两溶液的导电能力几乎相同,电流计示数相同,D错误。
二、非选择题
13.某课外活动小组根据熔融状态下的NaCl能导电,推测AlCl3在熔融状态下也能导电,可是通过实验发现熔融状态下的AlCl3不能导电,而AlCl3水溶液却能导电,据此回答下列问题。
(1)熔融状态的AlCl3不导电的原因是_______________________________________________
_________________________________________________________________________________________________。
(2)AlCl3水溶液导电的原因是____________________________________________________
______________________________________。
(3)写出AlCl3在水溶液中的电离方程式:________________________________。
答案:(1)熔融状态下AlCl3不发生电离,以分子的形式存在,其中不存在自由移动的离子
(2)AlCl3在水溶液中能电离出自由移动的离子
(3)AlCl3===Al3++3Cl-
14.回答下列问题:
(1)分别写出HCl、NaHSO4、NaHCO3在水溶液中的电离方程式:
HCl:________________________________________________________________________;
NaHSO4:________________________________________________________________________;
NaHCO3:_______________________________________________________________________。
(2)NaHSO4属于“酸”“碱”“盐”中的________,理由是____________________________。
(3)取少量NaHSO4溶液于试管中,滴入BaCl2溶液有不溶于稀盐酸的白色沉淀生成,写出此反应的化学方程式:__________________________________。
(4)若将NaHSO4与Ba(OH)2在溶液中按照物质的量之比1∶1混合,反应的化学方程式为____________________________________。
答案:(1)HCl===H++Cl-
NaHSO4===Na++H++SO
NaHCO3===Na++HCO
(2)盐 NaHSO4在溶液中能电离出阳离子Na+、H+和阴离子SO
(3)NaHSO4+BaCl2===NaCl+BaSO4↓+HCl
(4)NaHSO4+Ba(OH)2===NaOH+H2O+BaSO4↓
15.已知:CaCO3+CO2+H2O===Ca(HCO3)2,且Ca(HCO3)2易溶于水。试根据如图1所示装置回答下列问题:
(1)通入CO2前,灯泡________(填“亮”或“不亮”)。
(2)通入CO2后,灯泡的亮度________________________。
(3)继续通入过量的CO2,灯泡的亮度________。
(4)如图2所示,________(填字母)能比较准确地反映出溶液的导电能力和通入CO2气体的量的关系(x轴表示CO2通入的量,y轴表示导电能力)。
答案:(1)亮 (2)先变暗后熄灭 (3)逐渐变亮 (4)D
解析:(1)因为Ca(OH)2溶于水后完全电离,溶液中有自由移动的离子,故灯泡亮。
(2)通入CO2后,发生反应:CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O,生成沉淀和水,使溶液中自由移动的离子减少,灯泡逐渐变暗直至熄灭。
(3)继续通入过量的二氧化碳,发生反应:CaCO3+CO2+H2O===Ca(HCO3)2,生成的Ca(HCO3)2易溶于水且完全电离出自由移动的离子,溶液中离子增多,灯泡又开始逐渐变亮。
(4)由于通入CO2后生成沉淀和水,溶液中自由移动的离子逐渐减少,所以一开始导电能力逐渐下降直至接近0,然后继续通入CO2,CO2与CaCO3、H2O反应,随着反应的进行,自由移动的离子逐渐增多,导电能力又逐渐增大,当反应完全后,溶液导电能力保持不变。
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