2.2 第1课时 电解质的电离 学案（含答案） 2023-2024学年高一化学鲁科版（2019）必修第一册
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| 名称 | 2.2 第1课时 电解质的电离 学案（含答案） 2023-2024学年高一化学鲁科版（2019）必修第一册 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 194.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2024-04-06 21:40:56 | ||
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文档简介
2.2 第1课时 电解质的电离
【学习目标】
1.通过实验,以变化的思想领会电离的定义,从而掌握电解质定义的内涵和外延,逐步提升宏观辨识与微观探析的化学核心素养。
2.通过对电解质和电离定义的理解,能从宏观和微观相结合的视角重新认识酸、碱、盐的定义。
3.通过归纳总结,学会用电离方程式表示某些酸、碱、盐的电离,培养证据推理与模型认知的化学核心素养。
【自主预习】
一、电解质的电离
1.实验探究:电解质的电离(以NaCl为例)
装置及操作 烧杯或瓷坩埚中的物质 现象 结论
氯化钠固体 氯化钠固体
熔融氯化钠 熔融氯化钠
氯化钠溶液 氯化钠溶液
2.电离
(1)概念:电解质在 或 时,解离成能够 的过程。
(2)表示方法——电离方程式
写出下列物质在水溶液中的电离方程式
①HCl: ;
②H2SO4: ;
③NaCl: ;
④NaOH: 。
二、电解质
1.电解质
(1)概念:在 中或 下能够导电的 。
(2)常见物质:酸、碱、盐等。
【微点拨】
(1)电解质都必须是化合物。
(2)电解质导电的条件是溶于水或熔融状态,二者具备其一即可。
2.从电离的角度认识酸、碱、盐
酸 碱 盐
定义 电离时生成的阳离子全部是 的化合物 电离时生成的阴离子全部是 的化合物 电离时能生成金属阳离子(或N)和 的化合物
实例 HCl、H2SO4、H2CO3等 NaOH、KOH、NH3·H2O等 Na2SO4、KCl、 BaCO3等
3.强电解质
(1)定义:在水溶液中能 的电解质。
(2)常见物质:强酸、强碱、大部分盐。
(3)电离方程式
强电解质的电离方程式用“”,如H2SO42H++S,KOHK++OH-。
4.弱电解质
(1)定义:在水溶液中 的电解质。
(2)常见物质:弱酸、弱碱、水。
(3)电离方程式
弱电解质的电离方程式用“”,如CH3COOHCH3COO-+H+,NH3·H2ON+OH-。
5.电解质溶液中离子浓度测定
电解质在溶液中电离出阴、阳离子,因而溶液会表现出一定性质,故可用一些方法测得溶液中某些离子的浓度:
(1)有些离子在水溶液中有颜色,可以用 测定该离子浓度。
(2)可用 测量溶液中H+和OH-的浓度。
【参考答案】一、1.电灯泡不发光 不导电 电灯泡发光 导电 电灯泡发光 导电
2.(1)溶于水 受热熔化 自由移动的离子
(2)HClH++Cl- H2SO42H++S NaClNa++Cl- NaOHNa++OH-
二、1.水溶液 熔融状态 化合物 2.H+ OH- 酸根离子 3.完全电离 4.部分电离 5.(1)比色计 (2)pH计
【效果检测】
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)铜和食盐水都能导电,都属于电解质。 ( )
(2)将BaSO4固体投入水中,水溶液导电性弱,故它是非电解质。 ( )
(3)电解质的电离需要通电才能进行。 ( )
(4)电解质是化合物,电解质溶液是混合物。 ( )
(5)溶于水能电离产生H+的电解质一定属于酸。( )
(6)氯化钠晶体不能导电,是由于其中不含离子。 ( )
(7)NH3属于非电解质,但其水溶液能够导电。 ( )
(8)在溶于水或熔融状态下能够自身发生电离的化合物一定是电解质。 ( )
【答案】(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)× (7)√ (8)√
2.电离产生H+的物质就是酸,电离产生OH-的物质就是碱,这种说法正确吗
【答案】错误。电离产生的阳离子全部是H+的化合物是酸;电离产生的阴离子全部是OH-的化合物是碱。如硫酸氢钠在溶液中电离产生H+,但属于盐。
3.能导电的物质一定是电解质,不能导电的物质一定是非电解质吗
【答案】电解质、非电解质均指化合物,氯气单质不能导电,铜、石墨等单质能导电,NaCl溶液能导电,但它们都不是化合物,所以既不是电解质,也不是非电解质。
【合作探究】
任务1：电解质与非电解质
情境导入
问题生成
1.人体汗液里含有一定量的NaCl,NaCl和HCl都是电解质,它们本身导电吗 它们在熔融状态下都能导电吗
【答案】本身不导电。氯化钠在熔融状态下能导电,氯化氢不能。
2.二氧化硫、二氧化碳、氨气的水溶液均能导电,它们属于电解质吗 为什么
【答案】二氧化硫、二氧化碳、氨气均是非电解质。因为它们是化合物,而且熔融态时也是分子,不导电,水溶液虽然导电,但不是自身电离产生离子,其与水反应的产物H2SO3、H2CO3、NH3·H2O是电解质。
3.盐酸、NaOH溶液、NaCl溶液、熔融氯化钠、Fe、Cu都能导电,它们属于电解质吗 为什么
【答案】盐酸、NaOH溶液、NaCl溶液既不是电解质也不是非电解质,因为它们是混合物,其溶质HCl、NaOH、NaCl是电解质;熔融NaCl是电解质,因为它是一种在熔融状态下能导电的化合物;Fe、Cu既不是电解质也不是非电解质,因为它们是单质。
4.蔗糖溶液和熔融态蔗糖均不导电,其属于非电解质吗 为什么
【答案】蔗糖溶液不是非电解质,因为它是混合物;熔融态蔗糖是非电解质,因为它是化合物。
【核心归纳】
1.电解质和非电解质
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 水溶液里或熔融状态下能导电 水溶液里和熔融状态下都不能导电
本质区别 在水溶液里或熔融状态下自身能发生电离 在水溶液里和熔融状态下自身不能发生电离,以分子形式存在
所含物质类型 酸:H2SO4、H2CO3、CH3COOH; 碱:NaOH、NH3·H2O; 盐:NaCl、CaCO3; 活泼金属氧化物:Na2O; 水 非金属氧化物:如SO2、SO3、CO2、CO、P2O5; 非酸性气态氢化物:如NH3; 大部分有机物:如蔗糖、酒精、CH4
2.“三步曲”判断电解质、非电解质
(1)第一步看是不是化合物:电解质与非电解质都属于化合物。单质(如石墨)、混合物(如盐酸)既不是电解质,也不是非电解质。
(2)第二步看在水溶液里或者在熔融状态下能否导电:电解质在一定条件下导电。电解质导电的条件是电解质溶于水或熔融状态,二者具备其一即可。
(3)第三步还要看是否自身发生电离而导电:溶于水能导电的化合物不一定是电解质。如CO2的水溶液能导电,但不是CO2分子本身直接电离产生离子,而是CO2与水反应生成的H2CO3电离出自由移动的离子而导电,H2CO3是电解质,CO2不是电解质。
【典型例题】
【例1】下列说法正确的是( )。
A.硫酸钡不溶于水,所以硫酸钡是非电解质
B.二氧化碳溶于水可以导电,所以二氧化碳是电解质
C.硫酸是电解质,所以硫酸在熔融态或溶于水时都能导电
D.液态氯化氢不导电,但氯化氢是电解质
【答案】D
【解析】硫酸钡不溶于水但受热熔化时可导电,故硫酸钡是电解质,A项错误;虽然二氧化碳溶于水可以导电,但是在水溶液中能直接电离出自由移动离子的不是二氧化碳,而是碳酸,B项错误;硫酸是由硫酸分子构成的,在熔融态时不能导电,C项错误;液态氯化氢不导电,但氯化氢的水溶液能导电,氯化氢是电解质,D项正确。
易错辨析：(1)某化合物是不是电解质与其溶解性无关。如蔗糖溶于水,但是蔗糖是非电解质;难溶于水的盐,如BaSO4、CaCO3是电解质。
(2)不能导电的物质不一定是非电解质,如NaCl固体;能导电的物质不一定是电解质,如石墨、金属、氯化钠溶液等。
(3)电解质溶液总是呈电中性,即阳离子所带正电荷总数与阴离子所带负电荷总数相等,称为电荷守恒。
(4)电解质在水溶液中或熔融状态下即发生电离,电离不需要通电。电解质因电离而导电,而不是因导电而电离。
【例2】有下列物质:①NaOH固体;②铜丝;③HCl气体;④稀H2SO4;⑤CO2;⑥氨水;⑦Na2CO3粉末;⑧蔗糖晶体;⑨熔融NaCl;⑩CuSO4·5H2O晶体。
(1)上述状态下可导电的是 (填序号,下同),溶于水和熔融状态下都能导电的是 。
(2)属于电解质的是 ,属于非电解质的是 。
【答案】(1)②④⑥⑨ ①⑦⑨⑩
(2)①③⑦⑨⑩ ⑤⑧
【解析】(1)固态化合物均不导电,气体和纯酸不导电,故不导电的物质有①③⑤⑦⑧⑩;金属单质,熔融态盐,多数酸、盐和碱的水溶液均导电,故②④⑥⑨均能导电;多数盐和碱溶于水和熔融状态下均导电。(2)②为单质,④和⑥为混合物,单质和混合物既不是电解质也不是非电解质;CO2溶于水导电是因为生成的H2CO3能电离出自由移动的离子,CO2自身不电离,故CO2是非电解质,蔗糖溶于水和熔融状态下均不导电,是非电解质;①③⑦⑨⑩在水溶液里或熔融状态下能导电,属于电解质。
任务2：电解质的电离
情境导入 已知:CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O,CaCO3+CO2+H2OCa(HCO3)2,且Ca(HCO3)2易溶于水。请根据上述信息,利用下图装置探究电解质溶液的导电能力。
问题生成
1.通入CO2前,灯泡是否发光 为什么
【答案】发光,因为Ca(OH)2溶于水后电离出离子,溶液中离子的浓度比较大,故灯泡亮。
2.通入CO2一段时间后,灯泡的亮度有何变化 原因是什么
【答案】灯泡先变暗后熄灭,因为发生了反应CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O,溶液中自由移动的离子减少。
3.继续通入过量的CO2,灯泡的亮度有何变化 原因是什么
【答案】灯泡熄灭后又逐渐变亮,因为又发生了反应CaCO3+CO2+H2OCa(HCO3)2,Ca(HCO3)2完全电离出自由移动的离子,溶液中离子浓度增大。
4.下列四个图中,哪一个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(x轴表示CO2通入的量,y轴表示导电能力)。原因是什么
【答案】D;通入CO2后,溶液中自由移动离子的浓度逐渐减小,溶液的导电能力逐渐下降,随着反应的进行,离子浓度又逐渐增大,导电能力又逐渐增强。
5.请写出Ca(HCO3)2的电离方程式。
【答案】Ca(HCO3)2Ca2++2HC。
6.BaSO4、AgCl、CaCO3的水溶液导电能力很弱,它们是弱电解质吗
【答案】不是。它们难溶于水,在水溶液中的溶解度很小,导致溶液中的离子浓度很小,导电能力较弱。但溶解的BaSO4、AgCl、CaCO3在水溶液中全部电离,所以它们属于强电解质。
【核心归纳】
1.强电解质和弱电解质
强电解质 弱电解质
定义 在水溶液中能完全电离的电解质 在水溶液中只部分电离的电解质
电离程度 完全电离 部分电离
在水溶液中电离时存在的微粒 离子、水分子 离子、水分子、电解质分子
化合物种类 强酸、强碱、绝大多数盐等 弱酸、弱碱、水等
物质类别实例 HCl、NaOH、NaCl CH3COOH、H2O、NH3·H2O
电离方式实例 用“”号,如NaClNa++Cl- 用“”号,如H2OH++OH-
(1)电解质的强弱与其溶解度的大小无关。某些难溶于水的盐,由于溶于水的部分完全电离,它们属于强电解质,如BaSO4、CaCO3等。
(2)电解质的强弱与溶液的导电性没有必然的联系。由于溶液的导电性强弱与溶液中自由移动离子的浓度大小和离子所带的电荷多少有关,所以强电解质溶液的导电能力不一定强,弱电解质溶液的导电能力也不一定弱。
2.电离方程式的书写
(1)强酸、强碱和绝大部分盐书写时用“”连接,如H2SO42H++S、NaOHNa++OH-、NaClNa++Cl-。
(2)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NaHSO4Na++H++S,熔融状态下NaHSO4的电离方程式为NaHSO4Na++HS。
②弱酸的酸式盐在溶液中完全电离,生成酸式酸根离子和阳离子,如NaHCO3Na++HC。
(3)活泼金属的氧化物在熔融状态下也可电离,如Na2O2Na++O2-。
(4)一元弱酸、弱碱的电离方程式用“”连接,如HClOH++ClO-。
(5)多元弱酸分步电离,如H2CO3H++HC,HCH++C。
(6)多元弱碱一步电离,如Fe(OH)3Fe3++3OH-。
【典型例题】
【例3】某化学兴趣小组进行化学实验,按照图Ⅰ连接好线路发现灯泡不亮,按照图Ⅱ连接好线路发现灯泡亮了起来,由此得出的结论正确的是( )。
A.MgCl2是非电解质
B.MgCl2溶液是电解质
C.MgCl2在水溶液中电离出了可以自由移动的离子
D.MgCl2只有在溶液中才能导电
【答案】C
【解析】MgCl2固体中离子不能自由移动,不导电;MgCl2固体在溶液中电离生成能够自由移动的Mg2+和Cl-,MgCl2溶液导电;MgCl2在熔融状态也能导电。
【例4】下列电离方程式书写错误的是( )。
A.NaHSO4(水溶液)Na++H++S
B.KClO3K++Cl-+3O2-
C.AlCl3(水溶液)Al3++3Cl-
D.CH3COOHCH3COO-+H+
【答案】B
【解析】原子团是在化学反应中作为整体参加反应的微粒,不能继续拆成离子形式,如S、Cl等。
【母题追问】
(1)若将A项“NaHSO4(水溶液)”改为“NaHSO4(熔融)”,则电离方程式的书写对吗
【答案】不对。酸或酸式酸根离子在熔融状态下不电离,应为NaHSO4(熔融)Na++HS。
(2)若将A项“NaHSO4”改为“NaHCO3”,电离方程式如何书写
【答案】NaHCO3Na++HC。
灵犀一点：书写电离方程式的注意事项
(1)符合客观事实。不能随意书写离子符号,离子的个数用“2”“3”等标在离子符号之前。注意在水溶液中HC不能拆成H+和C,而HS必须拆成H+和S。
(2)符合质量守恒:“”“”两边原子种类、数目、质量相同。
(3)符合电荷守恒:正电荷总数=负电荷总数。
【随堂检测】
1.目前市场上有一种专门为婴幼儿设计的电解质饮料,适合在婴幼儿感冒、 发烧时快速补充体内流失的电解质成分。 下列物质可用作该饮料中的电解质的是( )。
A.Fe B.葡萄糖
C.MgSO4 D.CO2
【答案】C
【解析】选项中只有 MgSO4是电解质,C项正确。
2.下列电离方程式书写正确的是( )。
A.NaOHNa++O2-+H+
B.FeCl3Fe+3+3Cl-
C.Mg(NO3)2Mg2++N
D.H2SO42H++S
【答案】D
【解析】NaOH完全电离为Na+和OH-,A项错误;FeCl3完全电离为1个Fe3+和3个Cl-,B项错误;Mg(NO3)2完全电离为1个Mg2+和2个N,C项错误。
3.下列关于强、弱电解质的叙述错误的是( )。
A.强电解质在溶液中完全电离
B.在溶液中导电能力强的电解质是强电解质,导电能力弱的电解质是弱电解质
C.不同弱电解质的溶液,当温度、浓度不同时,其导电能力可能相同
D.纯净的强电解质在液态时,有的导电,有的不导电
【答案】B
【解析】电解质溶液导电性强弱取决于自由移动离子浓度的大小和所带电荷总数的多少。强电解质溶液的导电能力不一定强,还受浓度、温度的影响。
4.在电解质溶液的导电性装置(如图所示)中,若向某一电解质溶液中逐滴加入另一溶液,灯泡由亮变暗,至熄灭后又逐渐变亮的是( )。
A.盐酸中逐滴加入食盐溶液
B.硫酸溶液中逐滴加入氢氧化钠溶液
C.石灰乳中逐滴加入稀盐酸
D.硫酸溶液中逐滴加入氢氧化钡溶液
【答案】D
【解析】HCl是强电解质,在水溶液里完全电离,加入NaCl溶液后,两者不反应,灯泡不会熄灭,A项错误;硫酸和NaOH都是强电解质,两者发生反应H2SO4+2NaOHNa2SO4+2H2O,生成的硫酸钠是强电解质,溶液中离子浓度减小,灯泡变暗,但不会熄灭,B项错误;Ca(OH)2、HCl都是强电解质,两者发生反应Ca(OH)2+2HClCaCl2+2H2O,石灰乳属于微溶物,离子浓度较小,反应后溶液中离子浓度增大,则灯泡变亮,C项错误;硫酸和氢氧化钡都是强电解质,两者发生反应Ba(OH)2+H2SO4BaSO4↓+2H2O,反应后生成难溶物和水,溶液中离子浓度逐渐减小,所以灯泡变暗,两者恰好反应时离子浓度最小,灯泡熄灭,再继续滴加氢氧化钡溶液,溶液中离子浓度增大,灯泡变亮,D项正确。
5.2022年北京冬奥会上,奥运健儿赛场挥洒汗水,运动员大量出汗会流失钾离子、钠离子、镁离子、氯离子、硫酸根离子、磷酸根离子等,从而引起身体乏力甚至抽筋,导致运动能力下滑。所以激烈运动后人体内需补充电解质。
现有以下物质:①NaCl晶体、②纯H2SO4、③碳酸钙固体、④熔融KCl、⑤葡萄糖晶体、⑥铜、⑦CO2、⑧MgSO4固体、⑨K2SO4溶液。
(1)以上物质中能导电的是 (填序号,下同)。
(2)以上物质中属于电解质的是 ,属于非电解质的是 ,既不属于电解质又不属于非电解质的是 。
(3)在以上属于电解质的物质中任选2种,写出其在水溶液中或熔融状态下的电离方程式: 。
【答案】(1)④⑥⑨
(2)①②③④⑧ ⑤⑦ ⑥⑨
(3)NaClNa++Cl-、H2SO42H++S、CaCO3Ca2++C、KClK++Cl-、MgSO4Mg2++S(任写两种)
【解析】熔融KCl和K2SO4溶液中存在着自由移动的离子,铜中存在着自由移动的电子,故它们能导电;化合物依据其在水溶液里或熔融状态下能否导电分为电解质和非电解质,①②③④⑧在水溶液中或熔融状态下能导电,故①②③④⑧为电解质;⑤溶于水时和熔融态时均不导电,属于非电解质,虽然⑦溶于水后生成的新物质H2CO3能发生电离,但⑦属于非电解质。
2
【学习目标】
1.通过实验,以变化的思想领会电离的定义,从而掌握电解质定义的内涵和外延,逐步提升宏观辨识与微观探析的化学核心素养。
2.通过对电解质和电离定义的理解,能从宏观和微观相结合的视角重新认识酸、碱、盐的定义。
3.通过归纳总结,学会用电离方程式表示某些酸、碱、盐的电离,培养证据推理与模型认知的化学核心素养。
【自主预习】
一、电解质的电离
1.实验探究:电解质的电离(以NaCl为例)
装置及操作 烧杯或瓷坩埚中的物质 现象 结论
氯化钠固体 氯化钠固体
熔融氯化钠 熔融氯化钠
氯化钠溶液 氯化钠溶液
2.电离
(1)概念:电解质在 或 时,解离成能够 的过程。
(2)表示方法——电离方程式
写出下列物质在水溶液中的电离方程式
①HCl: ;
②H2SO4: ;
③NaCl: ;
④NaOH: 。
二、电解质
1.电解质
(1)概念:在 中或 下能够导电的 。
(2)常见物质:酸、碱、盐等。
【微点拨】
(1)电解质都必须是化合物。
(2)电解质导电的条件是溶于水或熔融状态,二者具备其一即可。
2.从电离的角度认识酸、碱、盐
酸 碱 盐
定义 电离时生成的阳离子全部是 的化合物 电离时生成的阴离子全部是 的化合物 电离时能生成金属阳离子(或N)和 的化合物
实例 HCl、H2SO4、H2CO3等 NaOH、KOH、NH3·H2O等 Na2SO4、KCl、 BaCO3等
3.强电解质
(1)定义:在水溶液中能 的电解质。
(2)常见物质:强酸、强碱、大部分盐。
(3)电离方程式
强电解质的电离方程式用“”,如H2SO42H++S,KOHK++OH-。
4.弱电解质
(1)定义:在水溶液中 的电解质。
(2)常见物质:弱酸、弱碱、水。
(3)电离方程式
弱电解质的电离方程式用“”,如CH3COOHCH3COO-+H+,NH3·H2ON+OH-。
5.电解质溶液中离子浓度测定
电解质在溶液中电离出阴、阳离子,因而溶液会表现出一定性质,故可用一些方法测得溶液中某些离子的浓度:
(1)有些离子在水溶液中有颜色,可以用 测定该离子浓度。
(2)可用 测量溶液中H+和OH-的浓度。
【参考答案】一、1.电灯泡不发光 不导电 电灯泡发光 导电 电灯泡发光 导电
2.(1)溶于水 受热熔化 自由移动的离子
(2)HClH++Cl- H2SO42H++S NaClNa++Cl- NaOHNa++OH-
二、1.水溶液 熔融状态 化合物 2.H+ OH- 酸根离子 3.完全电离 4.部分电离 5.(1)比色计 (2)pH计
【效果检测】
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)铜和食盐水都能导电,都属于电解质。 ( )
(2)将BaSO4固体投入水中,水溶液导电性弱,故它是非电解质。 ( )
(3)电解质的电离需要通电才能进行。 ( )
(4)电解质是化合物,电解质溶液是混合物。 ( )
(5)溶于水能电离产生H+的电解质一定属于酸。( )
(6)氯化钠晶体不能导电,是由于其中不含离子。 ( )
(7)NH3属于非电解质,但其水溶液能够导电。 ( )
(8)在溶于水或熔融状态下能够自身发生电离的化合物一定是电解质。 ( )
【答案】(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)× (7)√ (8)√
2.电离产生H+的物质就是酸,电离产生OH-的物质就是碱,这种说法正确吗
【答案】错误。电离产生的阳离子全部是H+的化合物是酸;电离产生的阴离子全部是OH-的化合物是碱。如硫酸氢钠在溶液中电离产生H+,但属于盐。
3.能导电的物质一定是电解质,不能导电的物质一定是非电解质吗
【答案】电解质、非电解质均指化合物,氯气单质不能导电,铜、石墨等单质能导电,NaCl溶液能导电,但它们都不是化合物,所以既不是电解质,也不是非电解质。
【合作探究】
任务1：电解质与非电解质
情境导入
问题生成
1.人体汗液里含有一定量的NaCl,NaCl和HCl都是电解质,它们本身导电吗 它们在熔融状态下都能导电吗
【答案】本身不导电。氯化钠在熔融状态下能导电,氯化氢不能。
2.二氧化硫、二氧化碳、氨气的水溶液均能导电,它们属于电解质吗 为什么
【答案】二氧化硫、二氧化碳、氨气均是非电解质。因为它们是化合物,而且熔融态时也是分子,不导电,水溶液虽然导电,但不是自身电离产生离子,其与水反应的产物H2SO3、H2CO3、NH3·H2O是电解质。
3.盐酸、NaOH溶液、NaCl溶液、熔融氯化钠、Fe、Cu都能导电,它们属于电解质吗 为什么
【答案】盐酸、NaOH溶液、NaCl溶液既不是电解质也不是非电解质,因为它们是混合物,其溶质HCl、NaOH、NaCl是电解质;熔融NaCl是电解质,因为它是一种在熔融状态下能导电的化合物;Fe、Cu既不是电解质也不是非电解质,因为它们是单质。
4.蔗糖溶液和熔融态蔗糖均不导电,其属于非电解质吗 为什么
【答案】蔗糖溶液不是非电解质,因为它是混合物;熔融态蔗糖是非电解质,因为它是化合物。
【核心归纳】
1.电解质和非电解质
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 水溶液里或熔融状态下能导电 水溶液里和熔融状态下都不能导电
本质区别 在水溶液里或熔融状态下自身能发生电离 在水溶液里和熔融状态下自身不能发生电离,以分子形式存在
所含物质类型 酸:H2SO4、H2CO3、CH3COOH; 碱:NaOH、NH3·H2O; 盐:NaCl、CaCO3; 活泼金属氧化物:Na2O; 水 非金属氧化物:如SO2、SO3、CO2、CO、P2O5; 非酸性气态氢化物:如NH3; 大部分有机物:如蔗糖、酒精、CH4
2.“三步曲”判断电解质、非电解质
(1)第一步看是不是化合物:电解质与非电解质都属于化合物。单质(如石墨)、混合物(如盐酸)既不是电解质,也不是非电解质。
(2)第二步看在水溶液里或者在熔融状态下能否导电:电解质在一定条件下导电。电解质导电的条件是电解质溶于水或熔融状态,二者具备其一即可。
(3)第三步还要看是否自身发生电离而导电:溶于水能导电的化合物不一定是电解质。如CO2的水溶液能导电,但不是CO2分子本身直接电离产生离子,而是CO2与水反应生成的H2CO3电离出自由移动的离子而导电,H2CO3是电解质,CO2不是电解质。
【典型例题】
【例1】下列说法正确的是( )。
A.硫酸钡不溶于水,所以硫酸钡是非电解质
B.二氧化碳溶于水可以导电,所以二氧化碳是电解质
C.硫酸是电解质,所以硫酸在熔融态或溶于水时都能导电
D.液态氯化氢不导电,但氯化氢是电解质
【答案】D
【解析】硫酸钡不溶于水但受热熔化时可导电,故硫酸钡是电解质,A项错误;虽然二氧化碳溶于水可以导电,但是在水溶液中能直接电离出自由移动离子的不是二氧化碳,而是碳酸,B项错误;硫酸是由硫酸分子构成的,在熔融态时不能导电,C项错误;液态氯化氢不导电,但氯化氢的水溶液能导电,氯化氢是电解质,D项正确。
易错辨析：(1)某化合物是不是电解质与其溶解性无关。如蔗糖溶于水,但是蔗糖是非电解质;难溶于水的盐,如BaSO4、CaCO3是电解质。
(2)不能导电的物质不一定是非电解质,如NaCl固体;能导电的物质不一定是电解质,如石墨、金属、氯化钠溶液等。
(3)电解质溶液总是呈电中性,即阳离子所带正电荷总数与阴离子所带负电荷总数相等,称为电荷守恒。
(4)电解质在水溶液中或熔融状态下即发生电离,电离不需要通电。电解质因电离而导电,而不是因导电而电离。
【例2】有下列物质:①NaOH固体;②铜丝;③HCl气体;④稀H2SO4;⑤CO2;⑥氨水;⑦Na2CO3粉末;⑧蔗糖晶体;⑨熔融NaCl;⑩CuSO4·5H2O晶体。
(1)上述状态下可导电的是 (填序号,下同),溶于水和熔融状态下都能导电的是 。
(2)属于电解质的是 ,属于非电解质的是 。
【答案】(1)②④⑥⑨ ①⑦⑨⑩
(2)①③⑦⑨⑩ ⑤⑧
【解析】(1)固态化合物均不导电,气体和纯酸不导电,故不导电的物质有①③⑤⑦⑧⑩;金属单质,熔融态盐,多数酸、盐和碱的水溶液均导电,故②④⑥⑨均能导电;多数盐和碱溶于水和熔融状态下均导电。(2)②为单质,④和⑥为混合物,单质和混合物既不是电解质也不是非电解质;CO2溶于水导电是因为生成的H2CO3能电离出自由移动的离子,CO2自身不电离,故CO2是非电解质,蔗糖溶于水和熔融状态下均不导电,是非电解质;①③⑦⑨⑩在水溶液里或熔融状态下能导电,属于电解质。
任务2：电解质的电离
情境导入 已知:CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O,CaCO3+CO2+H2OCa(HCO3)2,且Ca(HCO3)2易溶于水。请根据上述信息,利用下图装置探究电解质溶液的导电能力。
问题生成
1.通入CO2前,灯泡是否发光 为什么
【答案】发光,因为Ca(OH)2溶于水后电离出离子,溶液中离子的浓度比较大,故灯泡亮。
2.通入CO2一段时间后,灯泡的亮度有何变化 原因是什么
【答案】灯泡先变暗后熄灭,因为发生了反应CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O,溶液中自由移动的离子减少。
3.继续通入过量的CO2,灯泡的亮度有何变化 原因是什么
【答案】灯泡熄灭后又逐渐变亮,因为又发生了反应CaCO3+CO2+H2OCa(HCO3)2,Ca(HCO3)2完全电离出自由移动的离子,溶液中离子浓度增大。
4.下列四个图中,哪一个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(x轴表示CO2通入的量,y轴表示导电能力)。原因是什么
【答案】D;通入CO2后,溶液中自由移动离子的浓度逐渐减小,溶液的导电能力逐渐下降,随着反应的进行,离子浓度又逐渐增大,导电能力又逐渐增强。
5.请写出Ca(HCO3)2的电离方程式。
【答案】Ca(HCO3)2Ca2++2HC。
6.BaSO4、AgCl、CaCO3的水溶液导电能力很弱,它们是弱电解质吗
【答案】不是。它们难溶于水,在水溶液中的溶解度很小,导致溶液中的离子浓度很小,导电能力较弱。但溶解的BaSO4、AgCl、CaCO3在水溶液中全部电离,所以它们属于强电解质。
【核心归纳】
1.强电解质和弱电解质
强电解质 弱电解质
定义 在水溶液中能完全电离的电解质 在水溶液中只部分电离的电解质
电离程度 完全电离 部分电离
在水溶液中电离时存在的微粒 离子、水分子 离子、水分子、电解质分子
化合物种类 强酸、强碱、绝大多数盐等 弱酸、弱碱、水等
物质类别实例 HCl、NaOH、NaCl CH3COOH、H2O、NH3·H2O
电离方式实例 用“”号,如NaClNa++Cl- 用“”号,如H2OH++OH-
(1)电解质的强弱与其溶解度的大小无关。某些难溶于水的盐,由于溶于水的部分完全电离,它们属于强电解质,如BaSO4、CaCO3等。
(2)电解质的强弱与溶液的导电性没有必然的联系。由于溶液的导电性强弱与溶液中自由移动离子的浓度大小和离子所带的电荷多少有关,所以强电解质溶液的导电能力不一定强,弱电解质溶液的导电能力也不一定弱。
2.电离方程式的书写
(1)强酸、强碱和绝大部分盐书写时用“”连接,如H2SO42H++S、NaOHNa++OH-、NaClNa++Cl-。
(2)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NaHSO4Na++H++S,熔融状态下NaHSO4的电离方程式为NaHSO4Na++HS。
②弱酸的酸式盐在溶液中完全电离,生成酸式酸根离子和阳离子,如NaHCO3Na++HC。
(3)活泼金属的氧化物在熔融状态下也可电离,如Na2O2Na++O2-。
(4)一元弱酸、弱碱的电离方程式用“”连接,如HClOH++ClO-。
(5)多元弱酸分步电离,如H2CO3H++HC,HCH++C。
(6)多元弱碱一步电离,如Fe(OH)3Fe3++3OH-。
【典型例题】
【例3】某化学兴趣小组进行化学实验,按照图Ⅰ连接好线路发现灯泡不亮,按照图Ⅱ连接好线路发现灯泡亮了起来,由此得出的结论正确的是( )。
A.MgCl2是非电解质
B.MgCl2溶液是电解质
C.MgCl2在水溶液中电离出了可以自由移动的离子
D.MgCl2只有在溶液中才能导电
【答案】C
【解析】MgCl2固体中离子不能自由移动,不导电;MgCl2固体在溶液中电离生成能够自由移动的Mg2+和Cl-,MgCl2溶液导电;MgCl2在熔融状态也能导电。
【例4】下列电离方程式书写错误的是( )。
A.NaHSO4(水溶液)Na++H++S
B.KClO3K++Cl-+3O2-
C.AlCl3(水溶液)Al3++3Cl-
D.CH3COOHCH3COO-+H+
【答案】B
【解析】原子团是在化学反应中作为整体参加反应的微粒,不能继续拆成离子形式,如S、Cl等。
【母题追问】
(1)若将A项“NaHSO4(水溶液)”改为“NaHSO4(熔融)”,则电离方程式的书写对吗
【答案】不对。酸或酸式酸根离子在熔融状态下不电离,应为NaHSO4(熔融)Na++HS。
(2)若将A项“NaHSO4”改为“NaHCO3”,电离方程式如何书写
【答案】NaHCO3Na++HC。
灵犀一点：书写电离方程式的注意事项
(1)符合客观事实。不能随意书写离子符号,离子的个数用“2”“3”等标在离子符号之前。注意在水溶液中HC不能拆成H+和C,而HS必须拆成H+和S。
(2)符合质量守恒:“”“”两边原子种类、数目、质量相同。
(3)符合电荷守恒:正电荷总数=负电荷总数。
【随堂检测】
1.目前市场上有一种专门为婴幼儿设计的电解质饮料,适合在婴幼儿感冒、 发烧时快速补充体内流失的电解质成分。 下列物质可用作该饮料中的电解质的是( )。
A.Fe B.葡萄糖
C.MgSO4 D.CO2
【答案】C
【解析】选项中只有 MgSO4是电解质,C项正确。
2.下列电离方程式书写正确的是( )。
A.NaOHNa++O2-+H+
B.FeCl3Fe+3+3Cl-
C.Mg(NO3)2Mg2++N
D.H2SO42H++S
【答案】D
【解析】NaOH完全电离为Na+和OH-,A项错误;FeCl3完全电离为1个Fe3+和3个Cl-,B项错误;Mg(NO3)2完全电离为1个Mg2+和2个N,C项错误。
3.下列关于强、弱电解质的叙述错误的是( )。
A.强电解质在溶液中完全电离
B.在溶液中导电能力强的电解质是强电解质,导电能力弱的电解质是弱电解质
C.不同弱电解质的溶液,当温度、浓度不同时,其导电能力可能相同
D.纯净的强电解质在液态时,有的导电,有的不导电
【答案】B
【解析】电解质溶液导电性强弱取决于自由移动离子浓度的大小和所带电荷总数的多少。强电解质溶液的导电能力不一定强,还受浓度、温度的影响。
4.在电解质溶液的导电性装置(如图所示)中,若向某一电解质溶液中逐滴加入另一溶液,灯泡由亮变暗,至熄灭后又逐渐变亮的是( )。
A.盐酸中逐滴加入食盐溶液
B.硫酸溶液中逐滴加入氢氧化钠溶液
C.石灰乳中逐滴加入稀盐酸
D.硫酸溶液中逐滴加入氢氧化钡溶液
【答案】D
【解析】HCl是强电解质,在水溶液里完全电离,加入NaCl溶液后,两者不反应,灯泡不会熄灭,A项错误;硫酸和NaOH都是强电解质,两者发生反应H2SO4+2NaOHNa2SO4+2H2O,生成的硫酸钠是强电解质,溶液中离子浓度减小,灯泡变暗,但不会熄灭,B项错误;Ca(OH)2、HCl都是强电解质,两者发生反应Ca(OH)2+2HClCaCl2+2H2O,石灰乳属于微溶物,离子浓度较小,反应后溶液中离子浓度增大,则灯泡变亮,C项错误;硫酸和氢氧化钡都是强电解质,两者发生反应Ba(OH)2+H2SO4BaSO4↓+2H2O,反应后生成难溶物和水,溶液中离子浓度逐渐减小,所以灯泡变暗,两者恰好反应时离子浓度最小,灯泡熄灭,再继续滴加氢氧化钡溶液,溶液中离子浓度增大,灯泡变亮,D项正确。
5.2022年北京冬奥会上,奥运健儿赛场挥洒汗水,运动员大量出汗会流失钾离子、钠离子、镁离子、氯离子、硫酸根离子、磷酸根离子等,从而引起身体乏力甚至抽筋,导致运动能力下滑。所以激烈运动后人体内需补充电解质。
现有以下物质:①NaCl晶体、②纯H2SO4、③碳酸钙固体、④熔融KCl、⑤葡萄糖晶体、⑥铜、⑦CO2、⑧MgSO4固体、⑨K2SO4溶液。
(1)以上物质中能导电的是 (填序号,下同)。
(2)以上物质中属于电解质的是 ,属于非电解质的是 ,既不属于电解质又不属于非电解质的是 。
(3)在以上属于电解质的物质中任选2种,写出其在水溶液中或熔融状态下的电离方程式: 。
【答案】(1)④⑥⑨
(2)①②③④⑧ ⑤⑦ ⑥⑨
(3)NaClNa++Cl-、H2SO42H++S、CaCO3Ca2++C、KClK++Cl-、MgSO4Mg2++S(任写两种)
【解析】熔融KCl和K2SO4溶液中存在着自由移动的离子,铜中存在着自由移动的电子,故它们能导电;化合物依据其在水溶液里或熔融状态下能否导电分为电解质和非电解质,①②③④⑧在水溶液中或熔融状态下能导电,故①②③④⑧为电解质;⑤溶于水时和熔融态时均不导电,属于非电解质,虽然⑦溶于水后生成的新物质H2CO3能发生电离,但⑦属于非电解质。
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