微专题9 电解质溶液的导电性
1.电解质溶液的导电原理
电解质在溶液中电离成自由移动的阴、阳离子,在电源(电场)的作用下沿某一方向定向移动,形成电流。
2.影响电解质溶液导电能力的因素
电解质溶液的导电能力与溶液中离子浓度及离子所带电荷多少有关,离子浓度越大,离子所带电荷越多,导电能力越强。
注意 一般温度升高金属的导电能力减弱,弱电解质溶液的导电能力增强。
1.盐酸是强酸,醋酸是弱酸,所以盐酸的导电能力一定比醋酸溶液的强,这种说法对吗?
提示 不一定。电解质溶液的导电能力与溶液中自由移动离子的浓度有关,当盐酸中离子的浓度大于醋酸中离子的浓度时,盐酸的导电能力比醋酸溶液的强。当盐酸中离子的浓度小于醋酸中离子的浓度时,盐酸的导电能力则比醋酸溶液的弱。
2.向1 L 1 mol·L-1的HCl溶液中加入1 mol NaOH固体(假设溶液体积无变化),溶液的导电性怎么变化?
提示 无明显变化。1 L 1 mol·L-1的HCl溶液与1 mol NaOH恰好完全反应生成1 mol NaCl,由于溶液体积不变,NaCl溶液的浓度为1 mol·L-1,所以反应前后溶液中离子浓度和所带电荷数目相同,溶液的导电性没有明显变化。
3.向500 mL 1 mol·L-1的醋酸溶液中加入等体积等浓度的氨水后,溶液的导电性怎样变化?
提示 导电性增强。醋酸溶液、氨水都是弱电解质溶液,导电性都较弱,但二者反应后生成的醋酸铵是强电解质,溶液的导电性增强。
4.在一定温度下,冰醋酸加水稀释过程中,溶液的导电能力如图所示,请回答:
(1)“O”点导电能力为0的理由是___________________________________________。
(2)a、b、c三点溶液中醋酸的电离程度由小到大的顺序为____________。
(3)a、b、c三点溶液中CH3COO-物质的量最大的是____________________________。
提示 (1)冰醋酸中没有自由移动的离子 (2)a1.下列物质中导电性最差的是( )
A.30%的硫酸 B.15%的盐酸
C.熔融的氯化钠 D.硝酸钾晶体
答案 D
解析 30%的硫酸中自由移动的离子浓度大于15%的盐酸,所以导电能力强,熔融的氯化钠可以导电,硝酸钾晶体中钾离子和硝酸根离子不可以自由移动,不能导电,导电性最差。
2.下列措施不能使0.1 mol·L-1的醋酸溶液导电性增强的是( )
A.加水 B.加无水醋酸
C.加NaOH固体 D.通NH3
答案 A
解析 加水稀释促进醋酸电离,但醋酸电离增大的程度小于溶液体积增大的程度,溶液中离子浓度降低,溶液的导电性减弱,故A符合题意;加无水醋酸,使醋酸浓度增大,导致溶液中离子浓度变大,所以溶液导电性增强,故B不符合题意;加入NaOH固体,生成强电解质醋酸钠,促进醋酸电离,导致溶液中离子浓度增大,溶液导电性增强,故C不符合题意;通入氨气,氨气和醋酸反应生成醋酸铵和水,醋酸铵是强电解质,在水溶液里完全电离,导致溶液中离子浓度增大,溶液导电性增强,故D不符合题意。
3.下列说法正确的是( )
A.强酸和强碱一定是强电解质,不论其水溶液浓度大小,都能完全电离
B.强电解质溶液的导电能力一定比弱电解质强
C.多元酸、多元碱的导电性一定比一元酸、一元碱的导电性强
D.强电解质不一定都是离子化合物
答案 D
解析 98.3%的浓硫酸中硫酸大部分以硫酸分子的形式存在,A错误;电解质溶液的导电能力与离子浓度、离子所带电荷数有关,与电解质的强弱无关,B错误;磷酸是三元弱酸,同浓度的磷酸和硝酸溶液,硝酸溶液的导电性强,C错误;强电解质可以是离子化合物,也可以是共价化合物,如氯化氢,D正确。
4.向某氨水中加入醋酸溶液,其导电能力(I)与加入醋酸溶液的体积(V)关系正确的是( )
答案 C
解析 氨水是弱电解质的水溶液,导电能力较弱,随着醋酸的加入,发生反应:CH3COOH+NH3·H2O===CH3COONH4+H2O,生成了强电解质CH3COONH4,导电能力增强,恰好反应完全时,溶液导电能力最强;继续加入醋酸,随着溶液体积的增大,离子浓度减小,溶液导电能力减弱,但溶液中存在离子,导电能力不可能为0,所以C项正确。
5.电导率是衡量溶液导电性强弱的物理量,画出下列四种溶液随反应物的加入电导率的变化曲线:
溶液(常温下) 电导率的变化曲线
(1)向饱和石灰水中不断通入CO2至过量
(2)向0.1 mol·L-1盐酸中滴加等浓度的NaOH溶液至过量
(3)向0.1 mol·L-1醋酸溶液中滴加等浓度的NaOH溶液至过量
(4)向H2S溶液中通入Cl2直至过量
6.(2020·江苏如皋中学教学质量调研)向一定体积的Ba(OH)2溶液中逐滴加入稀硫酸,测得混合溶液的导电能力随时间变化的曲线如图所示,下列说法正确的是( )
A.XY段溶液的导电能力不断减弱,说明H2SO4不是电解质
B.a时刻表明参加反应的两种溶液的体积相等
C.Y处溶液的导电能力约为0,说明溶液中几乎没有自由移动的离子
D.YZ段溶液的导电能力不断增强,主要是由于Ba(OH)2电离出的离子导电
答案 C
解析 XY段溶液的导电能力不断减弱,是因为Ba(OH)2+H2SO4===BaSO4↓+2H2O,溶液中的离子浓度不断减小,H2SO4是强电解质,A项错误;a时刻表明参加反应的两种溶液中Ba(OH)2和H2SO4的物质的量相等,两种溶液的体积不一定相等,B项错误;YZ段溶液的导电能力不断增强,主要是由于过量硫酸电离出的离子导电,D项错误。
7.用如图所示装置分别进行下列各组物质的导电性实验,小灯泡的亮度比反应前明显减弱的是( )
A.向亚硫酸钠溶液中通入氯气
B.向硝酸银溶液中通入少量氯化氢
C.向氢碘酸饱和溶液中通入少量氧气
D.向氢氧化钠溶液中通入少量氯气
答案 C
解析 A项中发生的反应为Na2SO3+Cl2+H2O===Na2SO4+2HCl,生成了两种强电解质,溶液的导电能力增强,故灯泡变亮;B项中发生的反应为AgNO3+HCl===AgCl↓+HNO3,溶液的导电能力没有明显变化;C项中发生的反应为4HI+O2===2H2O+2I2,溶液的导电能力下降,灯泡变暗;D项中发生的反应为2NaOH+Cl2===NaCl+NaClO+H2O,溶液的导电能力没有明显变化,灯泡的亮度没有明显变化。
8.把0.05 mol NaOH固体分别加入下列100 mL溶液中,导电能力变化较大的是( )
A.0.5 mol·L-1 MgSO4溶液
B.0.5 mol·L-1盐酸
C.0.5 mol·L-1的CH3COOH溶液
D.0.5 mol·L-1 NH4Cl溶液
答案 C
解析 首先考虑物质间的反应,只有CH3COOH是弱电解质,原来的导电能力较弱,加入NaOH后,反应生成了强电解质,导电能力变化较大。
9.(1)在如图所示的串联装置中,发现灯泡不亮,但若向其中一个烧杯中加水,则灯泡会亮起来。
请问:
①哪个烧杯中液体加水灯泡会亮起来,为什么?
②哪两个烧杯液体混合后导电能力会减弱?为什么?
(2)在一定温度下,向电解质溶液中加入新物质时溶液的导电能力可能发生变化,实验过程中电流(I)随所加新物质的质量(m)变化的曲线如图所示。
下列各项中与A图变化趋势一致的是________(填字母,下同),与B图变化趋势一致的是________,与C图变化趋势一致的是________。
a.向Ba(OH)2溶液中滴入H2SO4溶液至过量
b.向CH3COOH溶液中滴入氨水至过量
c.向澄清石灰水中通入CO2至过量
d.向NH4Cl溶液中逐渐加入适量NaOH固体
答案 (1)①在盛有纯醋酸的C烧杯中加水,灯泡就会亮起来;理由是纯醋酸中没有自由移动的离子,所以不导电,纯醋酸加水后就会发生电离,从而产生自由移动的离子,能够导电。②A和D;因为两者混合发生反应:H2SO4+Ba(OH)2===BaSO4↓+2H2O,离子浓度降低。
(2)b ac d
解析 (2)a中发生反应的离子方程式为Ba2++2OH-+2H++SO===BaSO4↓+2H2O,溶液中离子浓度先减小,当Ba(OH)2和H2SO4恰好完全反应时,体系中只有BaSO4沉淀和水,导电能力接近于0,继续滴加H2SO4溶液,溶液中离子浓度增大,溶液的导电能力又逐渐增强,与B图变化趋势一致;b中发生反应的离子方程式为CH3COOH+NH3·H2O===CH3COO-+NH+H2O,随着反应的进行,溶液中离子浓度逐渐增大,溶液的导电能力逐渐增强,当CH3COOH和NH3·H2O恰好完全反应时,再滴加氨水,离子的数量没有明显增加,但溶液的体积增大,则离子浓度减小,溶液的导电能力减弱,与A图变化趋势一致;c中刚通入CO2时发生反应的离子方程式为Ca2++2OH-+CO2===CaCO3↓+H2O,CO2过量后发生的反应为CaCO3+H2O+CO2===Ca2++2HCO,故溶液中离子浓度先减小后增大,导电能力的变化趋势与B图变化趋势一致;d中发生反应的离子方程式为NH+OH-===NH3·H2O,溶液中减少的NH的物质的量和增加的Na+的物质的量几乎相等,溶液的体积变化不大,故溶液的导电能力几乎不变,与C图变化趋势一致。
10.在一定温度下,对冰醋酸加水稀释的过程中,溶液的导电能力I随加入水的体积V变化的曲线如图所示。
请回答下列问题:
(1)a、b、c三点对应的溶液中,c(H+)由小到大的顺序为________________。
(2)若使c点对应的溶液中的c(CH3COO-)增大,则下列措施中,可行的是________(填字母,下同)。
A.加热 B.加入NaOH稀溶液
C.加入K2CO3固体 D.加水
E.加入CH3COONa固体 F.加入锌粒
(3)在稀释过程中,随着醋酸浓度的减小,下列始终保持增大趋势的是________。
A.c(H+) B.n(H+)
C.CH3COOH分子数 D.
答案 (1)c<a<b (2)ACEF (3)BD
解析 (1)导电能力越强,c(H+)、c(CH3COO-)越大,故a、b、c三点对应的溶液中,c(H+)由小到大的顺序为c<a<b。(2)加热可以使CH3COOH的电离平衡右移,c(CH3COO-)增大,A正确;加入NaOH稀溶液,虽然可使CH3COOH的电离平衡右移,但c(CH3COO-)因稀释而减小,B错误;加入K2CO3固体,CO与H+反应使平衡右移,c(CH3COO-)增大,C正确;加水虽然会使平衡右移,但c(CH3COO-)减小,D错误;加入CH3COONa固体虽然会使平衡左移,但c(CH3COO-)增大,E正确;加入锌粒会消耗H+,使平衡右移,c(CH3COO-)增大,F正确。