高中化学第二章元素与物质世界第2节电解质学案鲁科版.docx

第2节电解质1电解质和非电解质(1)电解质在水溶液或熔融状态下能导电的化合物称为电解质。常见的电解质有酸、碱、盐等。(2)非电解质在水溶液和熔融状态下都不能导电的化合物称为非电解质。常见的非电解质包括蔗糖、酒精等。辨误区 辨析电解质与非电解质电解质和非电解质都是对化合物而言，单质与混合物既不是电解质，也不是非电解质，如铜、钠、氯气、盐酸等。能导电的物质不一定是电解质，如石墨、电解质溶液等。电解质本身不一定能导电，如食盐晶体、HCl气体(因未电离成自由移动的离子)。(3)电解质分为强电解质和弱电解质强电解质：在水溶液里能完全电离的电解质叫强电解质。常见的强电解质如强酸(HCl、H2SO4、HNO3等)、强碱NaOH、KOH、Ba(OH)2等、绝大部分盐(NaCl、K2CO3等)。弱电解质：在水溶液里只部分电离的电解质叫弱电解质。常见的弱电解质有弱酸(H2CO3、HClO)、弱碱NH3H2O、Fe(OH)3、Cu(OH)2等。谈重点 强、弱电解质辨析a区别电解质强弱的唯一依据是：在水溶液中能否完全电离，而不是电解质溶液的导电性的强弱。溶液导电性强的不一定是强电解质；溶液导电性弱的也不一定是弱电解质。b.电解质的强弱与电解质在水中溶解度的大小无关，也就是说易溶于水的物质不一定是强电解质，如NH3H2O、CH3COOH等，由于它们溶于水后只有一部分发生了电离，所以是弱电解质；难溶于水的物质不一定就是弱电解质，如BaSO4、CaCO3等，虽然它们难溶于水，但溶解的部分是完全电离的，所以它们是强电解质。【例11】 下列物质属于电解质的是_，属于非电解质的是_。H2SO4NaOHNaCl蔗糖铜CO2CH3COOH盐酸ABC D解析：化合物分为电解质和非电解质，对电解质和非电解质概念的理解要抓住两点：一是必须是化合物范畴；二是水溶液或熔融状态下是否导电。题目所给的物质中铜是单质，盐酸是混合物，这二者既不是电解质也不是非电解质。H2SO4、NaOH、NaCl、CH3COOH是水溶液或熔融状态下能导电的化合物，是电解质；蔗糖是水溶液和熔融状态下都不导电的化合物，CO2在熔融状态下不导电，虽然其水溶液可以导电，但导电的离子不是化合物本身提供的，因而蔗糖和CO2为非电解质。答案：AB【例12】 弱电解质和强电解质的本质区别在于()A离子数目的多少B物质的量浓度相同时，溶液的导电能力C在水溶液中是否完全电离D化学式的写法不同解析：弱电解质和强电解质的本质区别在于是否完全电离，即在水溶液中是否存在电离平衡。答案：C2电解质的电离(1)电离的概念电解质溶于水或受热熔化时，离解成能够自由移动的离子的过程称为电离。例如，氯化钠晶体不导电，是因为晶体中的Na和Cl通过静电作用按一定规律紧密地排列在一起，使Na和Cl不能自由移动，也就不能导电。当NaCl晶体溶于水时，在水分子的作用下，Na和Cl会脱离晶体表面进入溶液，成为自由移动的离子。受热熔化时，Na和Cl获得能量也能成为自由移动的离子。能自由移动的离子在外加电场作用下会发生定向移动而导电。因此，电解质能够导电的前提是电解质发生电离，形成自由移动的离子。淡重点 剖析电离电离的条件是在水的作用下或受热熔化，不能认为是通电。电离的结果是产生能自由移动的离子。实验表明，酸在溶于水时能发生电离，熔融状态不电离，碱、大部分盐在溶于水或受热熔化时能发生电离。【例21】 下列叙述中正确的是()A氯化镁晶体之所以不导电其原因是氯化镁晶体中不含阴、阳离子B在电流作用下氯化钠在水溶液中电离成钠离子和氯离子C氯化钾晶体不能导电而其水溶液能导电的原因是氯化钾与水发生反应产生了钾离子和氯离子D氯化钾晶体不能导电的原因是构成氯化钾晶体的钾离子和氯离子不能自由移动，而溶于水后在水分子的作用下产生了自由移动的钾离子和氯离子，所以其水溶液能导电解析：氯化镁晶体不导电的原因是氯化镁晶体中的Mg2和Cl不能自由移动；电解质的电离不需要电流作用，因而A、B、C三项都是错误的。答案：D析规律 物质导电类型总结(1)自由离子导电：电解质电离产生自由离子通电(化学变化)(2)自由电子导电：金属(或石墨)含自由电子导电(物理变化)(2)电离方程式电解质的电离过程可以用电离方程式来表示。书写电离方程式时，要分清电解质在水分子作用下能电离出哪些离子，要注意阳离子所带的正电荷总数必须等于阴离子所带的负电荷总数。例如：H2SO4=2HSO，NaOH=NaOH。书写电离方程式时，有些原子与原子结合能力强，不能将其拆开，如酸根离子及弱酸的酸式酸根离子，如CO、SO、HCO等，而强酸的酸式酸根离子要拆开写，例如NaHCO3=NaHCO，NaHSO4=NaHSO等。强电解质的电离方程式用“=”而弱电解质的电离方程式用“”。例如Na2SO4=2NaSO， CH3COOHCH3COOH，NH3H2ONHOH。电离方程式要符合质量守恒和电荷守恒。电荷守恒就是“=”两边正、负电荷的代数和相等。如NaCl=NaCl，“=”左边的NaCl不带电荷(电荷数为零)，“=”右边Na与Cl的正、负电荷的代数和等于零。(3)酸、碱、盐的概念酸：电离时生成的阳离子全部是H的化合物叫酸。例如酸的电离通式一般为：酸H酸根离子碱：电离时生成的阴离子全部是OH的化合物叫碱。例如碱的电离通式一般为：碱金属离子(或NH)OH注意：酸或碱的定义中的“全部”在这里的含义是只有一种阳离子：H(或只有一种阴离子OH)。盐：电离时，生成金属阳离子(或NH)和酸根阴离子的化合物叫盐。例如：盐的电离通式一般为：盐金属阳离子(或NH)酸根阴离子。在稀溶液中：NaHSO4=NaHSO；在熔融状态下：NaHSO4=NaHSO。【例22】 下列电离方程式正确的是()AMgSO4=Mg2SOBBa(OH)2=Ba2OHCAl2(SO4)3=2Al33SODCa(NO3)2=Ca2NO解析：书写电离方程式时，要注重两个守恒，一个是质量守恒，另一个是电荷守恒，同时要注意离子电荷和化合价表示形式的区别。A项中Mg2的标法不对；B、D项中电荷不守恒。 答案：C3.电解质在水溶液中反应的实质(1)原理分析H2SO4与Ba(OH)2都是电解质，在水溶液中分别发生电离：H2SO4=2HSOBa(OH)2=Ba22OH根据复分解反应发生的条件，Ba2和SO结合为BaSO4沉淀，OH与H结合为H2O，从而使溶液中离子浓度降低。由此可知H2SO4与Ba(OH)2在水溶液中的反应，参加反应的不是分子而是离子，像这样，在溶液中有离子参加的化学反应称为离子反应。该反应可表示为：Ba22OH2HSO=BaSO42H2O。(2)实验设计向0.01 molL1 的Ba(OH)2溶液中滴入几滴酚酞溶液，按下图所示连接装置，然后向Ba(OH)2溶液中滴加0.2 molL1 的H2SO4溶液，观察溶液中的现象和电流表(量程：15 A)指针的变化。稀硫酸与Ba(OH)2溶液反应实质的研究(3)实验现象滴有酚酞的Ba(OH)2溶液显红色，电流表指针示数较大；随着H2SO4 溶液的加入，溶液的颜色逐渐由红色变为无色，溶液中生成白色沉淀并逐渐增多，电流表指针的示数逐渐减小为零(或接近零)。继续滴加稀硫酸，指针读数又变大。(4)实验结论电解质在溶液中的反应，实质上是某些离子之间相互反应而使其浓度降低。另外，使离子浓度降低除了通过生成难溶的物质(如BaSO4 )、难电离的物质(如H2O)之外，还可以通过生成易挥发性的物质(如CO2)达到目的。【例3】 下列各组物质相互混合后，不会发生离子反应的是()ANaOH溶液和CuCl2溶液BNa2CO3溶液和稀硫酸C. Na2SO4溶液和MgCl2溶液DCa(OH)2和盐酸解析：题中所涉及的溶质都是电解质，它们易溶于水，在水溶液中电离成自由移动的阴、阳离子，它们之间的化学反应应该是某些离子之间的反应。是否能够发生化学反应，可根据是否生成难溶性物质、难电离的物质、易挥发性物质来进行判断。Na2SO4和MgCl2溶液混合后没有难溶性物质、难电离的物质、易挥发性物质生成，故不发生离子反应。答案：C4离子方程式的书写(1)离子反应有离子参加的化学反应称为离子反应。酸、碱、盐在水溶液中发生的复分解反应都是离子反应。(2)电解质在水溶液中发生离子反应的条件生成难溶性物质；生成难电离物质(弱酸、弱碱、水)；生成挥发性物质。(3)离子方程式的概念用实际参加反应的离子的符号来表示离子反应的式子。(4)离子方程式的意义离子方程式表示化学反应的实质。离子方程式不仅表示一定物质间的某个反应，而且还表示所有同一类型的离子间的反应。如CO2H=H2OCO2，不仅可以表示碳酸钠溶液与盐酸的反应，还可以表示所有可溶性碳酸盐与强酸在溶液中进行的反应。(5)离子方程式的书写方法通常有以下两种方法1：以稀硫酸与Ba(OH)2溶液反应为例写出反应物在水溶液里的电离方程式：H2SO4=2HSOBa(OH)2=Ba22OH明确溶液中存在的离子：H2SO4溶液中存在H和SO，Ba(OH)2溶液中存在Ba2和OH。判断混合后能够相互作用生成沉淀、水或气体的离子间的反应：写出离子方程式，并配平(原子守恒、电荷守恒、物料守恒)2HSOBa22OH=BaSO42H2O方法2：以CuSO4溶液和NaOH溶液反应为例写出正确的反应方程式(注意方程式的配平，“”和“”的使用)：CuSO42NaOH=Cu(OH)2Na2SO4将易溶于水并且易电离的物质改为用离子符号表示，而难溶的物质、难电离的物质、气体仍用化学式表示：Cu2SO2Na2OH=Cu(OH)22NaSO。将方程式两边相同的离子符号等量删去，得离子方程式：Cu22OH=Cu(OH)2检查已写出的离子方程式是否质量守恒和电荷守恒。这种方法的书写步骤可以抓住四个关键的字来记忆，即“写、改、删、查”。析规律 物质改写规律在掌握离子方程式的书写时，只有强酸、强碱和易溶性的盐能改成离子形式；难溶物质、难电离物质(弱酸、弱碱、水等)、易挥发性物质、单质、氧化物，均不能拆开，要保留化学式。对于微溶性物质如作为生成物，一律视为沉淀，写化学式，标“”号；如作为反应物，若是澄清溶液应改写成离子符号，若是悬浊液应写化学式。多元弱酸的酸式酸根离子，不能拆开写，如HCO不能拆成H和CO。此方法的关键是第二步，能否可拆取决于该物质是否是电解质，是否符合电离的条件，是否完全电离，在体系中是否以离子形态大量存在。【例4】 已知0.1 molL1的NaHSO4溶液中H的物质的量浓度为0.1 molL1，请回答下列问题：(1)写出NaHSO4在水溶液中的电离方程式_。(2)NaHSO4属于“酸”、“碱”、“盐”中的_；选择的理由是_。(3)向NaHSO4溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液至中性，写出发生反应的离子方程式_；在以上中性溶液中，继续滴加Ba(OH)2溶液，写出此步反应的离子方程式_。解析：(1)由c(NaHSO4)c(H)0.1 molL1可知，NaHSO4在水溶液中完全电离为Na、H、SO三种离子。(2)根据NaHSO4电离的结果和酸、碱、盐的定义，可以判断出NaHSO4的物质类别。(3)反应后溶液呈中性时反应的化学方程式为2NaHSO4Ba(OH)2=BaSO4Na2SO42H2O，离子方程式为Ba22OH2HSO=BaSO42H2O。此时溶液中只有Na2SO4，再加入Ba(OH)2溶液，反应的离子方程式为Ba2SO=BaSO4。答案：(1)NaHSO4=NaHSO(2)盐NaHSO4在水溶液中电离出的离子，既有金属阳离子又有酸根阴离子(3)Ba22OH2HSO=BaSO42H2OBa2SO=BaSO45离子的检验离子的检验常利用离子间发生反应时伴随产生的不同现象，如有无沉淀、沉淀颜色、有无气体、气体颜色和气味及溶液颜色的变化等。检验的离子主要有SO、 Cl、CO等常见离子的检验方法见下表：离子检验方法H能使紫色石蕊溶液或橙色的甲基橙溶液变为红色。Ba2能使稀硫酸或可溶性硫酸盐溶液产生白色BaSO4沉淀，且沉淀不溶于稀硝酸。OH能使无色酚酞、紫色石蕊、橙色的甲基橙等指示剂分别变为红色、蓝色、黄色。Cl能与硝酸银反应，生成白色的AgCl沉淀，沉淀不溶于稀硝酸。SO能与含Ba2溶液反应，生成白色BaSO4沉淀，不溶于硝酸。CO能与BaCl2溶液反应，生成白色的BaCO3沉淀，该沉淀溶于硝酸(或盐酸)，生成无色无味，能使澄清石灰水变浑浊的CO2气体。离子的检验是中学化学实验的一项重要内容，同学们不仅要掌握常见离子的检验方法，更应该理解其原理。如检验Cl最关键的问题是防止CO等离子对Cl检验的干扰。因为CO也可以和Ag反应生成白色的Ag2CO3沉淀，所以在检验之前要对溶液进行酸化，排除CO的干扰。选择的试剂是稀硝酸，它可以把CO转化成CO2气体逸出，然后再加入硝酸银溶液，如有白色沉淀生成，则证明有Cl存在。【例5】 向某无色溶液中加入BaCl2溶液，生成不溶于稀硝酸的白色沉淀，则溶液中溶有的离子是()A一定有SOB一定没有SO C一定有AgD可能是SO，也可能是Ag，但二者不能同时存在解析：加入BaCl2溶液也就是加入Ba2和Cl，因而形成的不溶于稀硝酸的白色沉淀可能是AgCl或BaSO4。由于Ag2SO4是微溶物，因而Ag 和SO不能大量共存，故选D。答案：D6电解质与非电解质的比较电解质非电解质概念在水溶液里或熔融状态下能够导电的化合物在水溶液里和熔融状态下都不能导电的化合物相同点均为化合物不同点水溶液或熔融状态下能导电在水溶液里和熔融状态下都不能导电本质区别水溶液或熔融状态下自身能发生电离水溶液里和熔融状态下自身都不能发生电离所含物质类型酸：H2SO4、HCl、H3PO4、H2CO3等碱：NaOH、Fe(OH)3、NH3H2O等盐：NaCl、NaHCO3、CaCO3等金属氧化物：Na2O、CaO、MgO等非金属氧化物：SO2、CO2、CO等，NH3，部分有机物：蔗糖、酒精、CH4等对电解质和非电解质的理解，应注意如下几点：电解质和非电解质都是对化合物而言，单质、混合物既不是电解质，也不是非电解质。例如NaCl溶液能导电，但不能说NaCl溶液是电解质，因为溶液是混合物；同样地，铝、铜等单质虽能导电，但也不是电解质，因为它们是单质。某化合物是否是电解质与溶解性无关。如蔗糖溶于水，但是蔗糖是非电解质；难溶或不溶于水的盐，由于溶解度很小，很难测出其溶液的导电性，但它溶于水的部分，却完全电离成离子，在熔融状态下也完全电离，所以它们是电解质，例如BaSO4、CaCO3、AgCl等。电解质是指在溶于水或熔融状态时本身能电离的化合物。有些化合物的水溶液虽然能导电，可导电的离子不是该化合物本身电离产生的，而是由其与水反应的产物电离出来的，因此这样的化合物不属于电解质，而属于非电解质。如CO2，CO2H2O=H2CO3，生成的H2CO3属于电解质，可以发生电离而导电，而CO2属于非电解质。【例61】 掌握电解质和非电解质的概念，能熟练判断一种物质是否是电解质，是认识电解质的性质、研究离子反应的前提。以下10种物质：铜稀硫酸氯化氢氨气空气二氧化碳金刚石氯化钾碳酸钙氯气按照表中提示的信息，把它们中符合左栏的物质化学式(混合物写物质名称)填入相应的位置。序号符合的条件物质的化学式或名称1混合物2电解质，但熔融状态下并不导电3电解质，但难溶于水4非电解质5既不是电解质，也不是非电解质，但本身能导电解析：本题应首先明确电解质和非电解质的概念及其判断的依据，然后分析所给物质的组成和性质等，进行归纳。上述10种物质中稀硫酸和空气属于混合物。HCl溶于水可电离出H 和Cl，能导电，但熔融状态下不存在自由移动的离子，不导电，故HCl属于电解质。CaCO3是难溶性电解质。NH3及CO2 的水溶液虽然能导电，但不是它们本身发生电离，而是它们与水分别发生了反应，生成了电解质：NH3H2O和H2CO3 ，故它们属于非电解质。铜属于单质，稀硫酸属于混合物，不是化合物，故既不是电解质也不是非电解质，但能导电。答案：序号符合的条件物质的化学式或名称1混合物稀硫酸空气2电解质，但熔融状态下并不导电HCl3电解质，但难溶于水CaCO34非电解质NH3CO25既不是电解质，也不是非电解质，但本身能导电Cu稀硫酸【例62】下列说法正确的是()A凡是能导电的物质都是电解质B电解质溶液能导电的原因是溶液中有自由移动的离子C盐酸能导电的原因是溶液在电流作用下电离生成了自由移动的离子D凡是能电离的物质一定能导电解析：电解质属于化合物，尽管金属也能导电，但不是化合物，故排除A选项；电解质在水溶液中电离是水分子作用的结果，而非电流作用的结果，故排除C选项；电解质导电需具备两个条件，即有离子并且离子能自由移动，只有两个条件同时具备，电解质才能导电。例如：NaCl晶体在水溶液或熔融状态下能导电，但固态NaCl晶体中的Na、Cl不能自由移动，故NaCl晶体能电离但不能导电。所以正确答案为B。答案：B7.强电解质与弱电解质的比较强电解质弱电解质相同点都是电解质，在水溶液中都能电离，在一定条件下都能导电，与溶解度无关不同点电离程度完全电离部分电离电离过程不可逆过程可逆过程，存在电离平衡表示方法电离方程式用“=”电离方程式用“”水溶液中粒子存在形式电离出的阴、阳离子，不存在电解质分子既有电离出的阴、阳离子，又有电解质分子实例绝大多数盐：NaCl、BaSO4等强酸：H2SO4、HCl、HClO4等强碱：Ba(OH)2、Ca(OH)2等弱酸：H2CO3、CH3COOH等弱碱：NH3H2O、Cu(OH)2等极少数盐和水强电解质溶液的导电能力不一定强。因溶液的导电能力主要与溶液中自由移动的离子的浓度有关，若物质的量浓度非常小，导电能力就不会强。【例71】 能证明某物质是弱电解质的是()A难溶于水B溶液中存在已电离的离子和未电离的电解质分子C水溶液的导电性差D熔融状态时不导电解析：根据弱电解质的定义进行判断。电解质的强弱与溶解性无关，如BaSO4、AgCl等，虽然它们溶解度很小，但它们溶解的部分是完全电离的，所以是强电解质。醋酸易溶于水，但它部分电离，所以是弱电解质。电解质溶液导电能力的强弱决定于溶液中离子的浓度大小和离子电荷，与电解质的强弱无关，如BaSO4饱和溶液导电性很差，醋酸浓溶液导电性很好。共价化合物在熔融状态时不导电，但有的是强电解质，如硫酸，有的是弱电解质，如醋酸。答案：B【例72】 下列物质中导电性最差的是()A固体氯化钾B石墨棒C盐酸 D熔融的氢氧化钠解析：固体氯化钾中没有自由移动的离子，故不导电，A项正确；石墨虽然是非金属单质，但它可以导电；盐酸中有H、Cl，并能自由移动，也可以导电；熔融的氢氧化钠中有自由移动的Na、OH，也能导电，故正确答案为A。答案：A8离子共存问题的讨论判断溶液中离子能否大量共存的规律：几种离子在溶液中能否大量共存，取决于它们之间能否发生反应。若离子间不发生反应就能大量共存；否则不能大量共存。不能共存的情况有以下几种：(1)生成难溶物质，如Ca2与CO、Ag与Cl、Ba2与SO等。(2)生成气体或挥发性物质，如H与CO、HCO等。(3)生成难电离的物质(难电离物质包括弱酸、弱碱和水)，如H与CH3COO、OH与NH、H与OH等。(4)多元弱酸的酸式酸根离子在酸性环境、碱性环境都不能大量共存。如HCO与H、OH都不能大量共存。解技巧 离子共存技巧在解答这类题时，在审题时要注意以下两点：一是看是否说明“无色透明溶液”，若为无色透明溶液，则有颜色的离子不存在，如Cu2(蓝色)、Fe3(棕黄色)、Fe2(浅绿色)、MnO(紫色)等。二是看是否说明溶液的酸碱性。在酸性溶液中，与H反应的离子不共存；在碱性溶液中，与OH反应的离子不共存。一般酸碱性的提法有直接说明酸碱性。通过溶液pH表述。通过与某种物质反应，例如：“在与铁反应放出氢气的溶液中”说明该溶液显酸性。,【例81】 下列各组离子，在无色透明溶液中能大量共存的是()AK、H、Cl、SOBNa、H、CO、ClCNa、Cu2、SO、OH DH、K、HCO、Cl解析：影响一组离子能否大量共存的因素很多，一是组内离子能否与外界条件的成分发生反应，如在酸性溶液中，CO、OH等不能大量共存；二是组内离子是否符合试题要求，如无色溶液则不能含有Fe3、MnO等离子；三是看各组离子之间能否发生反应。B项中H与CO生成CO2和H2O，故不能大量共存；C项中Cu2在水溶液中呈蓝色，不符合“无色”的要求，且它能与OH生成Cu(OH)2沉淀，故不能大量共存；D项中H能和HCO生成H2CO3，而H2CO3易分解成CO2和H2O，不能大量共存。答案：A【例82】 常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是()ApH1的溶液中：Fe2、NO、SO、NaB由水电离的c(H)11014 molL1的溶液中：Ca2、K、Cl、HCOCc(H)/c(OH)1012的溶液中：NH、Al3、NO、ClDc(Fe3)0.1 molL1的溶液中：K、ClO、SO、SCN解析：A项，酸性溶液中Fe2可被NO氧化；B项，该溶液无论是强酸还是强碱，HCO都不能存在；C项正确；D项，Fe3与SCN不能大量共存。答案：C9.离子方程式书写正误判断(1)看离子反应是否符合客观事实。如Fe跟稀盐酸反应，写成2Fe6H=2Fe33H2是错误的。(2)看反应能否用离子方程式表示。不是在溶液中进行的反应，不能用离子方程式表示，如H2Cl22HCl等。(3)看各物质的化学式、离子是否正确。原则是可溶性的强电解质用离子符号表示，