内容正文:
第二节 离子反应
学习目标
重点难点
1.认识酸、碱、盐等电解质在水溶液中或熔融状态下能发生电离。
2.通过实验事实认识离子反应及其发生的条件。
3.了解常见离子的检验方法。
重点
离子方程式的书写。
难点
电解质概念的辨析,离子反应发生的条件。
第1课时 电解质的电离
新知探究(一)——电解质
1.导电性实验探究
装置
烧杯中试剂
实验现象
烧杯中试剂
实验现象
NaCl固体
电流表指针不偏转
NaCl
溶液
电流表指偏转
KNO3固体
电流表指针不偏转
KNO3溶液
电流表指针偏转
蒸馏水
电流表指针不偏转
结论
干燥的NaCl固体、KNO3固体都不导电,蒸馏水也不导电;NaCl溶液、KNO3溶液都能导电
[微点拨] ①严格地说,蒸馏水也能导电,只是导电能力非常弱,用上述装置不能测出。
②熔化的NaCl、KNO3、NaOH也能导电。
2.电解质与非电解质
3.注意事项
(1)导电的物质不一定是电解质如Fe、Cu等金属在熔融状态下也能够导电,但它们都是单质,不是电解质;稀盐酸能导电,但不能说稀盐酸是电解质,应该说HCl是电解质,因为稀盐酸是混合物。
(2)难溶性的物质不一定不是电解质如BaSO4、CaCO3等难溶于水的盐,其水溶液的导电能力也很弱,但熔融状态下导电,因而它们属于电解质。
应用化学
二氧化硫(SO2)是形成酸雨的“罪魁祸首”,为了保护环境,应减少二氧化硫在大气中的排放。
1.二氧化硫与水反应可生成亚硫酸(H2SO3),溶液可以导电,那么二氧化硫是电解质还是非电解质?
提示:非电解质。二氧化硫水溶液导电是由于亚硫酸发生电离,并不是二氧化硫发生电离。
2.工业尾气中的二氧化硫常用氢氧化钠溶液吸收,生成亚硫酸钠(Na2SO3)或亚硫酸氢钠(NaHSO3),两种产物是否属于电解质?
提示:是。两者都属于盐类且可在水溶液中导电,为电解质。
[题点多维训练]
1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)NaCl溶液、熔化NaCl均导电,二者均为电解质 (×)
(2)固体NaCl和液体HCl均不导电,二者均为非电解质 (×)
(3)金属Al可以导电,Al为电解质 (×)
(4)CO2的水溶液能导电,CO2为电解质 (×)
(5)AgCl的水溶液不导电,因为AgCl为非电解质 (×)
2.(2024·浙江1月选考)下列物质不属于电解质的是 ( )
A.CO2 B.HCl C.NaOH D.BaSO4
解析:选A HCl是强酸,NaOH是强碱,BaSO4是盐,都属于电解质,CO2本身不电离,是非电解质。
3.(2025·北京丰台期末)下列物质不属于电解质的是 ( )
A.Cu B.HNO3
C.K2SO4 D.Ba(OH)2
解析:选A Cu为单质,所以Cu不属于电解质,故A符合题意;HNO3的水溶液能导电且是化合物,所以HNO3是电解质,故B不符合题意;K2SO4的水溶液或熔融态的K2SO4导电且是化合物,所以K2SO4是电解质,故C不符合题意;Ba(OH)2的水溶液或熔融态的Ba(OH)2导电且是化合物,所以Ba(OH)2是电解质,故D不符合题意。
4.下列叙述正确的是 ( )
A.KNO3固体不导电,所以KNO3不是电解质
B.能导电的都是电解质
C.熔融的MgCl2能导电,所以MgCl2是电解质
D.能导电的都是纯净物
解析:选C KNO3固体中不存在自由移动的离子,所以不能导电,但是KNO3固体溶于水能导电,属于电解质,A项错误;铜丝、石墨均能导电,但它们为单质,既不属于电解质又不属于非电解质,B项错误;熔融的MgCl2能导电,且MgCl2属于化合物,所以MgCl2是电解质,C项正确;混合物也可以导电,如部分合金、某些溶液,D项错误。
5.现有下列物质:
①氢氧化钠固体 ②铜丝 ③氯化氢气体 ④稀硫酸 ⑤二氧化碳气体 ⑥稀盐酸 ⑦硫酸钠粉末
⑧蔗糖晶体 ⑨熔融氯化钠 ⑩胆矾晶体
请用序号填空:
(1)上述状态下可导电的物质是 。
(2)属于电解质的是 。
(3)属于非电解质的是 。
(4)上述状态下不能导电的电解质是 。
答案:(1)②④⑥⑨ (2)①③⑦⑨⑩ (3)⑤⑧ (4)①③⑦⑩
新知探究(二)——电解质的电离及电离方程式
(一)电解质的导电
1.导电的条件
导电物质必须具有能自由移动的、带电荷的粒子。如NaCl溶液中的水合钠离子和水合氯离子。
2.两种导电模型
(1)NaCl溶液导电
(2)熔融的NaCl导电
结论:带正电荷的水合钠离子(或钠离子)向与电源负极相连的电极移动;带负电荷的水合氯离子(或氯离子)向与电源正极相连的电极移动。
(二)电解质的电离
1.电离
电解质溶于水或受热熔化时,形成自由移动的离子的过程。
2.电离方程式
(1)书写要求:左边写电解质的化学式,右边写电离出的离子。
(2)实例:HCl==H++Cl-;NaCl==Na++Cl-;Ba(OH)2==Ba2++2OH-。
3.酸、碱、盐的本质
酸
电离时生成的阳离子全部是氢离子(H+)的化合物。如HNO3==H++N
碱
电离时生成的阴离子全部是氢氧根离子(OH-)的化合物。如Ca(OH)2==Ca2++2OH-
盐
电离时生成金属阳离子或铵根离子和酸根阴离子的化合物。如Na2CO3==2Na++C,NH4Cl==N+Cl-
[微点拨] 理解酸、碱概念时注意“全部”两个字,如NaHSO4、Cu2(OH)2CO3虽能电离产生H+、OH-,但都属于盐。
(三)电离方程式的书写
1.书写要求
强酸、强碱及大部分盐的电离方程式
强酸、强碱、大部分盐书写时用“==”连接,如H2SO4==2H++S、NaOH==Na++OH-、NaCl==Na++Cl-
酸式盐的
电离方程式
①强酸的酸式盐在水溶液中完全电离,如NaHSO4==Na++H++S;在熔化时,酸式根不再电离,如NaHSO4Na++HS。
②弱酸的酸式盐在溶液中电离生成酸式酸根离子和阳离子,如NaHCO3==Na++HC,HCH++C
弱电解质的
电离方程式
①一元弱酸或弱碱电离用“”连接,如NH3·H2ON+OH-。
②多元弱酸分步电离,如H2CO3H++HC,HCH++C
2.注意事项
(1)质量与电荷要守恒。
(2)原子团不能拆开写,如HC、S、OH-等原子团不能拆开,但HS在水溶液中拆开写,在熔融状态下不拆开写。
(3)构成物质的原子或原子团的个数在书写成离子时为离子的化学计量数。
应用化学
电解质溶液导电能力的强弱主要由自由移动的离子浓度的大小决定。某兴趣小组同学在测定溶液的导电性实验时,采用如图所示的串联装置,闭合电键时,发现灯泡不亮。
1.上述四个烧杯中哪个烧杯中的物质发生了电离?写出Cu(NO3)2和KOH的电离方程式。
提示:A、B、D烧杯中的溶质均发生了电离,C烧杯中的硝酸没有发生电离。Cu(NO3)2==Cu2++2N,KOH==K++OH-。
2.小灯泡不亮的原因是什么?怎样才能使灯泡亮起来?
提示:四个烧杯中只有C中纯硝酸没有自由移动的离子,不导电,整个装置没有形成闭合回路,灯泡不亮;当向C中加水时,HNO3发生电离而导电,整个装置形成闭合回路,灯泡亮。
3.若经过操作灯泡亮起来后,各烧杯等体积溶液中溶质的粒子数目相等,则哪个烧杯的溶液导电能力最强?
提示:B烧杯。等体积的溶液中溶质的粒子数目相等时,溶液中离子浓度越大、离子所带电荷越多,导电能力越强。
[题点多维训练]
1.生活中常用84消毒液进行杀菌、消毒,其溶质主要有NaClO和NaCl,下列说法不正确的是 ( )
A.NaClO和NaCl均为电解质
B.NaClO的电离方程式为NaClO==Na++ClO-
C.84消毒液导电的原因是溶液中含有自由移动的Na+、Cl-、ClO-等离子
D.84消毒液能导电,故84消毒液为电解质
解析:选D 84消毒液为混合物,不是电解质,D项错误。
2. [双选]能导电的物质本质上是存在自由移动的带电微粒,下列说法不正确的是 ( )
A.金属和石墨能导电是因为存在自由移动的电子
B.酸、碱、盐的溶液能导电是因为存在自由移动的阴、阳离子
C.氢氧化铁胶体不能导电
D.电解质受热熔化时都能产生自由移动的离子
解析:选CD 氢氧化铁胶体也能导电,C错误;由分子构成的电解质(如硫酸)在液态时不能产生自由移动的离子,D错误。
3.(2025·枣庄高一期末)酸式盐是盐的一种,可看作是多元酸中的氢离子未被完全中和所得到的盐,常见的有NaHCO3、KH2PO4等。已知H3PO2与足量的KOH反应只生成KH2PO2一种盐,则下列说法中正确的是 ( )
A.KH2PO2属于正盐
B.KH2PO2中的P为+5价
C.H3PO2属于三元酸
D.KH2PO2可以和KOH反应生成K3PO2
解析:选A H3PO2与足量的KOH反应只生成KH2PO2一种盐,由题给酸式盐的定义可知,KH2PO2不属于酸式盐,KH2PO2属于正盐,则KH2PO2不可以和KOH反应,H3PO2属于一元酸,故A正确,C、D错误;KH2PO2中K、H为+1价,O为-2价,根据正、负化合价为0的原则可知,P为+1价,故B错误。
4.现有中学化学中常见的八种物质。
①固体氢氧化钡 ②石墨棒 ③纯醋酸 ④液态氯化氢 ⑤硫酸氢钾固体
⑥熔融氯化钠 ⑦蔗糖 ⑧碳酸钠粉末
请用序号填空:
(1)上述状态下可导电的是 ,属于非电解质的是 。
(2)属于酸的是 ,属于碱的是 ,属于盐的是 。
(3)写出①④⑤⑧在水溶液中的电离方程式。
① ;
④ ;
⑤ ;
⑧ 。
答案:(1)②⑥ ⑦ (2)③④ ① ⑤⑥⑧
(3)Ba(OH)2==Ba2++2OH-
HCl==H++Cl-
KHSO4==K++H++S
Na2CO3==2Na++C
5.NaHSO4通常为晶体,易溶于水,它溶于水时电离出三种不同的离子,溶液显酸性。NaHSO4受热熔化时只能电离出两种不同的离子。
(1)NaHSO4在水溶液中的电离方程式为 。
(2)NaHSO4在熔融状态下的电离方程式为 。
(3)下列说法正确的是 (填字母)。
a.NaHSO4属于酸
b.NaHSO4属于盐
c.NaHSO4属于电解质
d.NaHSO4溶液能与Zn反应生成氢气
答案:(1)NaHSO4==Na++H++S
(2)NaHSO4==Na++HS (3)bcd
[课时跟踪检测]
一、选择题
1.我国研制天问一号着陆巡视器探测到火星大气由二氧化碳、氩气(Ar)、水蒸气和甲烷等组成,上述物质中属于电解质的是 ( )
A.二氧化碳 B.水
C.甲烷 D.氩气
解析:选B 二氧化碳属于非电解质,故A不选;水属于电解质,故B选;甲烷属于非电解质,故C不选;氩气属于单质,既不是电解质也不是非电解质,故D不选。
2.电解质是人体维持适当功能必需的物质,但它们会通过出汗流失,在剧烈运动或过热出汗后,及时补充电解质对保持健康很重要。从电离角度可以对酸、碱、盐进行分类,下列关于酸、碱、盐的说法错误的是 ( )
A.电离时产生的阴离子全部是OH-的化合物才可能是碱
B.电离时产生的阳离子全部是H+的化合物才可能是酸
C.电离时能产生金属阳离子和酸根阴离子的化合物是盐
D.酸、碱、盐都是电解质,电解质只有酸、碱、盐
解析:选D 金属氧化物、金属氢化物也是电解质,D错误。
3.(2025·邢台五校联考)下列物质的电离方程式书写正确的是 ( )
A.HNO3==H++3NO-
B.Ca(OH)2==Ca2++OH2-
C.(NH4)2S==N+S2-
D.MgCl2==Mg2++2Cl-
解析:选D HNO3的电离方程式为HNO3==H++,A错误;Ca(OH)2的电离方程式为Ca(OH)2==Ca2++2OH-,B错误;(NH4)2S的电离方程式为(NH4)2S==2N+S2-,C错误;MgCl2的电离方程式为MgCl2==Mg2++2Cl-,D正确。
4.下列有关电解质的说法正确的是 ( )
①NaOH固体溶于水能导电,所以NaOH是电解质
②液态铜的导电能力很强,所以铜是电解质
③FeCl3溶液能导电,所以FeCl3是电解质
④C2H5OH(乙醇)是化合物,所以它是电解质
⑤CaCO3是难溶物,其水溶液不导电,故不是电解质
A.①② B.①③
C.①③⑤ D.②④⑤
解析:选B ①NaOH固体溶于水能导电,则NaOH是电解质;②铜是单质,不是电解质;③FeCl3是电解质;④C2H5OH不属于电解质,因为它在水溶液里和熔融状态下都不导电;⑤虽然CaCO3的水溶液不导电,但在熔融状态下能导电,故是电解质。
5.(2025·大同高一期中)下列描述Ⅰ、描述Ⅱ均正确且存在因果关系的是 ( )
选项
描述Ⅰ
描述Ⅱ
A
CO2的水溶液能够导电
CO2为电解质
B
CaO的水溶液能导电
CaO为电解质
C
H2SO4在水溶液中能电离出自由移动的离子
H2SO4为电解质
D
Cu单质能够导电
Cu为电解质
解析:选C 电解质必须是本身能电离产生自由移动的离子而导电,二氧化碳本身不能电离产生自由移动的离子,属于非电解质,故A错误;CaO水溶液导电是因为氧化钙与水反应生成电解质氢氧化钙,氢氧化钙电离产生自由移动的离子,不能说明氧化钙为电解质,故B错误;硫酸为化合物,在水溶液中能电离出自由移动的离子,所以硫酸为电解质,故C正确;铜为单质,不是电解质也不是非电解质,故D错误。
6.(2025·黑龙江五校联考)现有一种固体化合物X不导电,但熔融状态或溶于水导电,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
解析:选A 因为该化合物X在熔融状态或溶于水能导电,该化合物一定是电解质,可以是盐类(如氯化钠)或碱类(如氢氧化钠)。
7.下列说法正确的是 ( )
A.电离时能生成H+的化合物是酸
B.水溶液显碱性的物质是碱
C.碱类电解质电离时产生的阴离子全部是OH-
D.能与碱发生反应生成水的化合物是酸
解析:选C 电离时能生成H+的化合物不一定是酸,如NaHSO4,A项错误;水溶液呈碱性的物质不一定是碱,如Na2CO3,B项错误;能与碱反应生成水的化合物可能是酸、酸性氧化物等,D项错误。
8.下列说法错误的是 ( )
A.熔融NaCl发生了电离,能导电
B.NaCl晶体不能导电
C.NH4NO3电离时产生了N、N,无金属离子,所以NH4NO3不是盐
D.NaHSO4在水溶液中电离出Na+、H+、S三种离子
解析:选C 熔融NaCl能电离出Na+和Cl-,故能导电;NaCl晶体中无自由移动的离子,所以不能导电;N的性质与金属离子相似,NH4NO3是铵盐;NaHSO4在水溶液中电离出Na+、H+、S。
9.导体是指电阻率很小且易于传导电流的物质。导体中存在大量可自由移动的带电粒子称为载流子。
在外电场作用下,载流子发生定向运动,形成明显的电流。第一类导体是金属,是最常见的一类导体。第二类导体是有电解质的溶液或熔融电解质,其载流子是正、负离子。下列叙述正确的是 ( )
A.石墨有较好的导电性,所以它属于电解质
B.实验测得CO2的水溶液能导电,所以CO2是电解质
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
解析:选D 电解质和非电解质必须是化合物,石墨属于单质,故A错误;二氧化碳本身不能电离产生自由移动离子,其水溶液可以导电是因为生成了碳酸,二氧化碳属于非电解质,故B错误;氯化氢水溶液能导电,氯化钠水溶液或者熔融状态都能导电,二者都是电解质,故C错误;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,故D正确。
10.(2025·承德高一期末)草木灰是农家肥料,它的主要成分是碳酸钾、硫酸钾和氯化钾等。下列说法正确的是 ( )
A.K2CO3、K2SO4、KCl均属于电解质
B.当光束通过氯化钾溶液时,可以看到一条光亮的“通路”
C.K2CO3的电离方程式为K2CO3==+C
D.K2SO4→KCl之间的转化不能通过一步反应来实现
解析:选A K2CO3、K2SO4、KCl溶于水均能电离出离子,均属于电解质,故A正确;氯化钾溶液不属于胶体,故不会产生丁达尔效应,故B错误;K2CO3的电离方程式为K2CO3==2K++C,故C错误;K2SO4与BaCl2反应生成BaSO4和KCl,因此K2SO4→KCl之间的转化能通过一步反应来实现,故D错误。
11.(2025·重庆巴蜀中学月考)在电解质溶液的导电性实验(装置如图所示)中,若向某一电解质溶液中逐滴加入另一溶液时,灯泡由亮变暗至熄灭又逐渐变亮的是 ( )
A.硫酸钠溶液中逐滴加入氢氧化钡溶液
B.盐酸中逐滴加入氢氧化钠溶液
C.硫酸铜溶液中逐滴加入氢氧化钡溶液
D.盐酸中逐滴加入硝酸银溶液
解析:选C A项反应生成BaSO4沉淀和NaOH,B项反应生成NaCl和水,D项反应生成AgCl沉淀和HNO3,溶液中始终存在自由移动的离子,灯泡不会熄灭;C项反应生成BaSO4和Cu(OH)2沉淀,随着不断反应灯泡由亮变暗,二者恰好反应时溶液几乎不导电,当Ba(OH)2溶液过量时,灯泡又逐渐变亮。
12.(2025·常德高一检测)常温下,向某硫酸铜溶液中分别加入硫酸铜固体和Ba(OH)2固体,随着二者的加入,溶液的导电性变化如图所示。下列分析不合理的是 ( )
A.原硫酸铜溶液一定不是饱和溶液
B.M点后曲线表征的是新加入的硫酸铜固体生成了胆矾晶体,使溶液质量减小
C.N点时CuSO4和Ba(OH)2恰好完全反应
D.若将Ba(OH)2固体换成BaCl2固体,曲线变化可能完全重叠
解析:选D 加入硫酸铜固体后导电能力增强,所以原硫酸铜溶液一定不是饱和溶液,A正确;M点后加入的硫酸铜固体变成胆矾晶体,使溶液质量减小,B正确;N点时导电能力几乎为0,所以是CuSO4和Ba(OH)2恰好完全反应的点,C正确;若将Ba(OH)2固体换成BaCl2固体,导电能力应先基本不变,后上升,D错误。
二、非选择题
13.(10分)(1)判断下列物质在相应条件下能否电离,并说明理由。
①液态HCl: (填“能”或“不能”,下同),
。
②熔融状态下的NaCl: , 。
③高温熔化后的单质铁: , 。
④固体KOH: , 。
(2)写出下列物质在水溶液中的电离方程式。
①KNO3: ;
②Ca(OH)2: ;
③MgCl2: ;
④NH4NO3: 。
答案:(1)①不能 HCl是共价化合物,在液态时不电离,只在水溶液中电离 ②能 能电离出Na+和Cl- ③不能 Fe是单质 ④不能 电解质在固态时不电离
(2)①KNO3==K++N
②Ca(OH)2==Ca2++2OH-
③MgCl2==Mg2++2Cl-
④NH4NO3==N+N
14.(8分)下列物质中:①NaCl(固) ②H2SO4(纯) ③HCl(气) ④NaOH(固) ⑤蔗糖 ⑥Fe
⑦石墨 ⑧KNO3溶液 ⑨CO2 ⑩CaO ⑪KCl(熔融) ⑫BaSO4(固) ⑬Mg(OH)Cl
(1)属于电解质的是 (填序号,下同)。
(2)属于非电解质的是 。
(3)既不是电解质也不是非电解质的是 。
(4)能导电的是 。
(5)属于碱的是 。
(6)属于盐的是 。
答案:(1)①②③④⑩⑪⑫⑬ (2)⑤⑨ (3)⑥⑦⑧ (4)⑥⑦⑧⑪ (5)④ (6)①⑪⑫⑬
15.(12分)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水溶液能导电的原因是 。
(3)电解质溶液导电与金属导电的原理 (填“相同”或“不相同”,若填“相同”,下一空不必填写;若填“不相同”,完成下一空),区别是 。
(4)相同浓度的NaCl溶液和AlCl3溶液,
的导电能力更强,理由是 。
答案:(1)熔融状态下氯化铝不发生电离,以分子形式存在,不存在自由移动的离子
(2)AlCl3在水分子的作用下能电离出自由移动的离子
(3)不相同 电解质溶液导电是由于阴、阳离子的定向移动,金属导电是由于自由电子的定向移动
(4)AlCl3溶液 电解质溶液导电能力的强弱与自由移动离子的浓度及离子所带电荷数有关。相同浓度的NaCl溶液和AlCl3溶液,AlCl3电离出的离子浓度大且所带电荷数多,溶液导电能力更强
16.(12分)已知:①CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O,②CaCO3+CO2+H2O==Ca(HCO3)2,且Ca(HCO3)2易溶于水。试根据如图所示装置回答下列问题:
(1)通入CO2前,灯泡 (填“亮”或“不亮”)。
(2)随着CO2的通入,灯泡 。
(3)继续通入过量的CO2,灯泡 。
(4)下列四个图中,能比较准确地反映出溶液的导电能力和通入CO2气体量的关系的是 (填字母,x轴表示CO2通入的量,y轴表示导电能力)。
解析:(1)Ca(OH)2溶液可以导电,通入CO2前灯泡亮。(2)随着CO2的通入,发生反应①,溶液中离子浓度减小,灯泡逐渐变暗直至熄灭。(3)Ca(OH)2完全反应后继续通入CO2,发生反应②,生成易溶的Ca(HCO3)2,溶液中离子浓度增大,灯泡又逐渐变亮。(4)随CO2的通入,溶液的导电能力先减弱,然后再增强,当完全生成Ca(HCO3)2时,溶液导电能力保持不变,故D图符合。
答案:(1)亮 (2)变暗至熄灭 (3)逐渐变亮 (4)D
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