人教版高中化学必修第一册第一章物质及其变化第二节第1课时电解质的电离学案

第二节　离子反应
第1课时　电解质的电离
[学习目标]　1.理解电解质的概念，会正确识别判断电解质与非电解质。　2.认识酸、碱、盐在水溶液或熔融状态下能发生电离，并会用电离方程式表示。　3.能从电离的角度认识酸、碱、盐的概念及其各自的通性。
任务一　电解质及其导电性
1．物质的导电性实验
实验装置 烧杯内物质 实验现象
NaCl固体 灯泡不亮
KNO3固体 灯泡不亮
NaCl溶液 灯泡变亮
KNO3溶液 灯泡变亮
蔗糖溶液 灯泡不亮
乙醇溶液 灯泡不亮
[交流研讨1]　根据上述实验现象，探究下列问题：
(1)将NaCl固体溶于水，发生了怎样的变化？
提示：在水分子的作用下，Na＋和Cl－扩散到水中，形成能够自由移动的离子，因此可以导电。
(2)为什么盐酸溶液可以导电，蔗糖溶液和乙醇溶液却不能导电？
提示：盐酸溶液中有自由移动的离子，而蔗糖溶液和乙醇溶液中没有自由移动的离子。
溶液是靠自由移动的离子导电。　　
[交流研讨2]　为什么湿手直接接触电源时容易发生触电事故？
提示：手上常会沾有汗液(含有氯化钠)，当遇到水时形成自由移动的离子而导电。
溶液的导电能力取决于离子浓度和离子所带电荷数。　　
2.电解质与非电解质
(1)电解质
(2)非电解质
1．正误判断，错误的说明原因。
(1)HCl溶于水后能导电，但熔融状态下不导电：
________________________________________________________________________；
(2)铁丝、NaCl溶液都能导电，所以二者都是电解质：__________________________
________________________________________________________________________；
(3)BaSO4难溶于水，其水溶液几乎不导电，所以BaSO4不是电解质：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
(4)CO2的水溶液能导电，所以CO2是电解质：_________________________________
________________________________________________________________________。
答案：(1)正确
(2)错误，铁为单质、NaCl溶液为混合物，均不属于电解质
(3)错误，BaSO4属于盐，盐类均为电解质
(4)错误，CO2与水反应生成的H2CO3为电解质，导致溶液导电，而CO2为非电解质
2．现有以下10种物质：①铜　②稀硫酸　③氯化氢　④氨气　⑤空气　⑥二氧化碳　⑦金属汞(俗称水银)　⑧食盐水　⑨硫酸钡　⑩氯气。
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________。
答案：(1)①②⑦⑧　(2)③⑨　(3)④⑥
1．电解质与导电性的关系
(1)有些电解质溶于水能导电，在熔融状态下不能导电，如HCl、H2SO4等。
(2)有些电解质只在熔融状态下能导电，如BaSO4、CaCO3等。
(3)能导电的物质不一定是电解质，如金属、石墨、盐酸等，电解质本身也不一定能导电，如NaCl固体、HCl气体等。
(4)溶于水能导电的化合物本身不一定是电解质，如SO2、NH3等。
2．电解质与溶解性的关系
电解质不一定易溶于水(如硫酸钡等)，易溶于水的化合物不一定是电解质(如酒精等)。　　
任务二　电解质的电离
1．电离
(1)概念：电解质溶于水或受热熔化时，形成自由移动的离子的过程，叫做电离。
(2)表示方法——电离方程式
电解质的电离可以用电离方程式表示，为简便起见，一般仍用离子符号表示水合离子。
[交流研讨1]　(1)电离需要通电吗？
提示：电离是电解质溶于水或受热熔化时形成自由移动离子的过程，电离不需要通电。
(2)写出下列电解质的电离方程式。
①H2SO4：H2SO4===2H＋＋SO；
②KNO3：KNO3===K＋＋NO；
③Ca(OH)2：Ca(OH)2===Ca2＋＋2OH－。
(3)下列四组物质的水溶液中，哪几组含有的离子种类完全相同？
①NH4Cl、KNO3、Na2SO4
②K2SO4、NaNO3、NH4Cl
③NH4NO3、K2CO3、(NH4)2SO4、NaCl
④NaCl、(NH4)2SO4、K2SO4、NaNO3
提示：①②④
具体分析：①NH、K＋、Na＋、Cl－、NO、SO
②K＋、Na＋、NH、SO、NO、Cl－
③NH、K＋、Na＋、NO、CO、SO、Cl－
④Na＋、NH、K＋、Cl－、SO、NO
2．从电离角度认识酸、碱、盐
[交流研讨2]　(1)氯化氢溶于水得盐酸，盐酸能导电。液态氯化氢能导电吗？为什么？
提示：液态氯化氢不导电。因为氯化氢在熔融状态下不能电离，没有自由移动的离子。
(2)NaHSO4在水溶液中与熔融状态下电离有什么区别？用电离方程式表示。
提示：水溶液：NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO；熔融：NaHSO4===Na＋＋HSO。
电解质电离的条件
1．酸：只能在水溶液中发生电离；
2．碱：强碱在水溶液或熔融状态下均能电离；
3．盐：在水溶液中均能电离，在熔融状态下绝大多数能电离；
4．活泼金属氧化物：只能在熔融状态下发生电离。　　
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)电解质发生电离，是在通电条件下才发生的(　　)
(2)NaHSO4在水溶液中可以电离出H＋，所以NaHSO4属于酸(　　)
(3)液态硫酸无法电离，只有在溶于水形成水溶液时才发生电离(　　)
答案：(1)×　(2)×　(3)√
2．判断下列物质在水溶液中的电离方程式是否正确，不正确的加以改正。
(1)HNO3===H＋1＋NO__________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)Ba(OH)2===Ba2＋＋(OH－)2_______________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)Na2SO4===Na＋SO_________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)Al2(SO4)3===Al3＋＋SO______________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：(1)不正确；改正：HNO3===H＋＋NO
(2)不正确；改正：Ba(OH)2===Ba2＋＋2OH－
(3)不正确；改正：Na2SO4===2Na＋＋SO
(4)不正确；改正：Al2(SO4)3===2Al3＋＋3SO
1. (2023·河南安阳高一段考)下列物质属于非电解质的是(　　)
A.干冰 B.氯化钠 C.雪花 D.C60
答案：A
解析：干冰是二氧化碳，二氧化碳是非电解质，A正确；氯化钠溶于水导电，是电解质，B错误；雪花是水，水是弱电解质，C错误；C60是单质，不是化合物，不是非电解质，D错误。
2. (2023·高台一中高一月考)下列有关说法不正确的是(　　)
A．盐酸是一种强酸，所以盐酸是强电解质
B．氨气的水溶液能够导电，但NH3是非电解质
C．石墨能导电，但石墨既不是电解质，也不是非电解质
D．根据化合物在水溶液或熔融状态下是否导电，将化合物分为电解质和非电解质
答案：A
解析：盐酸是HCl的水溶液，该物质是混合物，不是化合物，因此盐酸不是强电解质，A错误；氨气的水溶液能够导电，是由于氨气与水反应生成了NH3·H2O，NH3·H2O电离产生自由移动的离子而能够导电，因此NH3·H2O是电解质，而NH3不仅在水中不能电离，在熔融状态下也不能电离，因此NH3是非电解质，B正确；石墨能导电，是由于其中含有自由移动的电子，但石墨是非金属单质，不是化合物，因此石墨既不是电解质，也不是非电解质，C正确；根据化合物在水溶液或熔融状态下是否导电，将化合物分为电解质和非电解质，D正确。
3．下列关于酸、碱、盐的各种说法中正确的是(　　)
A．电离出的阳离子有H＋的化合物叫酸
B．电离出OH－的化合物叫碱
C．化合物电离时，生成金属阳离子(或铵根离子)和酸根阴离子的是盐
D．NaHSO4可以电离出H＋，因此NaHSO4属于酸
答案：C
解析：电离时生成的阳离子只有H＋的化合物称为酸，生成的阴离子只有OH－的化合物称为碱， A、B项错误； NaHSO4电离的阳离子除H＋外还有Na＋，不属于酸，NaHSO4应属于酸式盐，D项错误。
4．(2023·沛县高一一调)很多人喜欢逛超市，走进超市可以看到饮料区的货架上放有碳酸饮料，顾名思义，碳酸饮料就是饮料中溶解了碳酸；人身体有汗时容易发生触电事故；单层石墨称为石墨烯，石墨烯可导电。则下列有关说法不正确的是(　　)
A．碳酸是电解质，而碳酸饮料是电解质溶液
B．身体有汗容易发生触电事故，是因为人的汗液中含有自由移动的无机盐离子
C．二氧化碳溶于水形成碳酸能导电，所以二氧化碳是电解质
D．石墨烯可导电，但它不是电解质
答案：C
解析：碳酸在水溶液中能电离出离子是电解质，而碳酸饮料是电解质溶液，A正确； 身体有汗容易发生触电事故，是因为人的汗液中含有自由移动的无机盐离子，例如钠离子等，B正确；二氧化碳溶于水形成碳酸能导电，但二氧化碳自身不能电离出离子，是非电解质，C错误；石墨烯可导电，但它属于单质，不是电解质，D正确。
5．1923年丹麦化学家布朗斯特和英国化学家劳里提出了酸碱质子理论，其定义是凡是能够释放质子(H＋)的任何含氢原子的分子或离子都是酸；凡是能与质子结合的分子或离子都是碱。按照酸碱质子理论，下列粒子既可以看作酸又可以看作碱的是(　　)
A．CH3COO－ B．HSO
C．OH－ D．NH
答案：B
解析：按照酸碱质子理论，CH3COO－只能结合H＋转化为CH3COOH，属于碱，A错误；HSO可以结合H＋转化为H2SO3，属于碱，也可以释放H＋转化为SO，属于酸，B正确；OH－只能结合H＋转化为H2O，属于碱，C错误；NH只能释放H＋转化为NH3，属于酸，D错误。
课时测评4　电解质的电离
(本栏目内容在学生用书中以活页形式分册装订！)
题点一　电解质和非电解质
1．下列物质属于电解质的是(　　)
A．酒精 B．NaCl
C．稀硫酸 D．Cu
答案：B
解析：酒精溶于水不导电，不属于电解质，故A不符合题意；NaCl溶于水能导电，属于电解质，故B符合题意；稀硫酸是混合物，不属于电解质，故C不符合题意；Cu是金属单质，不属于电解质，故D不符合题意。
2．下列各组关于电解质、非电解质的归类，完全正确的是(　　)
选项 A B C D
电解质 Fe NaCl溶液 CaCO3 HNO3
非电解质 C12H22O11(蔗糖) BaSO4 SO2 H2O
答案：C
解析：A项，Fe是单质，既不是电解质，也不是非电解质，错误；B项，NaCl溶液是混合物，既不是电解质，也不是非电解质，BaSO4虽难溶于水，但BaSO4是盐，属于电解质，错误；D项，H2O是电解质，错误。
3．下列说法正确的是(　　)
A．蔗糖、酒精在水溶液里和熔融状态时均不导电，所以它们是非电解质
B．液态HCl、固态NaCl均不导电，所以HCl、NaCl 均是非电解质
C．NH3、CO2 的水溶液均能导电，所以NH3、CO2 均是电解质
D．铜、石墨均能导电，所以它们是电解质
答案：A
解析：蔗糖、酒精在水溶液里和熔融状态下均不能导电，说明蔗糖、酒精在两种状态下均不能电离，且二者均为化合物，故属于非电解质，A正确；液态HCl、固态NaCl均未发生电离，故不导电，但两者均属于电解质，B错误；NH3、CO2的水溶液虽然能导电，但离子是其溶于水后生成的NH3·H2O、H2CO3电离产生的，故NH3、CO2属于非电解质，C错误；Cu、石墨属于单质，既不是电解质也不是非电解质，D错误。
题点二　电解质的电离
4．下列物质的变化不能产生自由移动的离子的是(　　)
A．氢氧化钠溶于水
B．硫酸溶于水
C．氯化钠固体受热熔化
D．蔗糖受热熔化
答案：D
5．下列物质溶于水时，不能电离出酸根离子的是(　　)
A．NaNO3 B．Ba(OH)2
C．KMnO4 D．KCl
答案：B
解析：氢氧化钡是碱，电离出的是氢氧根离子，其他三种物质均能电离出酸根离子。
6．下列电离方程式不正确的是(　　)
A．AlCl3在溶液中的电离方程式：AlCl3===Al3＋＋Cl
B．Ba(OH)2的电离方程式：Ba(OH)2===Ba2＋＋2OH－
C．NaHSO4在熔融状态下的电离方程式：NaHSO4(熔融)===Na＋＋HSO
D．CH3COONH4的电离方程式：CH3COONH4===NH＋CH3COO－
答案：A
解析：AlCl3的电离方程式为AlCl3===Al3＋＋3Cl－，A错误。
7．(2023·沈阳二中高一月考)不同状态下的NaCl导电性如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．Na＋和Cl－均与水分子中的氧原子结合形成水合离子
B．NaCl在通电的情况下电离出可自由移动的离子
C．NaCl在水溶液中电离出了可以自由移动的离子
D．NaCl在三种状态下都存在自由移动的离子
答案：C
解析：根据题图可知：Na＋和水分子中的氧原子结合形成水合离子，而Cl－与水分子中的H原子结合形成水合离子，A错误；NaCl在水溶液中或熔融状态下发生电离，可产生自由移动的离子，电离不需要通电条件，B错误；NaCl是可溶性盐，在水溶液中发生电离，产生了自由移动的离子，C正确；NaCl在熔融状态下或水溶液里都存在自由移动的离子，NaCl固体中不含自由移动的离子，D错误。
题点三　电解质的导电性
8．(2023·安阳高一段考)某老师在采用如图所示装置进行稀硫酸的导电性实验时，若向烧杯中加入一定量的下列物质，一定能增加灯泡亮度的是(　　)
A．氢氧化钡固体 B．食盐固体
C．烧碱溶液 D．稀盐酸
答案：B
解析：稀硫酸与氢氧化钡反应生成硫酸钡沉淀和水，该反应的化学方程式为Ba(OH)2＋H2SO4===BaSO4↓＋2H2O，在该反应过程中，溶液的导电性变化情况为先减弱，再加强，灯泡的亮度是先逐渐变暗，后又逐渐变亮，故A不选；NaCl在水溶液中可以完全电离出钠离子和氯离子，加入食盐固体后溶液中阴阳离子的数目增多，加入的烧碱溶液浓度未知，离子浓度变化未知，灯泡亮度增加，故B选；稀硫酸与烧碱溶液反应生成硫酸钠和水，离子方程式为H＋＋OH－===H2O，氢离子数目减少但钠离子数目增多，加入的烧碱溶液浓度未知，离子浓度变化未知，故C不选；由于稀盐酸的浓度未知，加入稀盐酸后，原稀硫酸溶液离子浓度可能增大也可能减小，故D不选。
9．某化学兴趣小组在实验室中进行化学实验时，按图甲连接好线路发现灯泡不亮，按图乙连接好线路发现灯泡亮，由此得出的结论正确的是(　　)
A．NaCl溶液是电解质
B．在通电的条件下，NaCl在水中电离出大量的离子而导电
C．NaCl固体中无阴阳离子，因此不能导电
D．同一温度下，将乙中的NaCl溶液换成浓度相等的MgCl2溶液，溶液导电性增强
答案：D
解析：NaCl溶液是混合物，既不是电解质也不是非电解质，故A错误；NaCl在水分子的作用下电离出可以自由移动的离子，而不是在通电的条件下电离，故B错误；NaCl固体中存在阴、阳离子，但是阴、阳离子不能自由移动，所以不导电，故C错误；同一温度下，将乙中的NaCl溶液换成浓度相等的MgCl2溶液，溶液中Cl－浓度增大，且Mg2＋所带电荷数比Na＋多，所以溶液导电性增强，D正确。
10．已知溶液的导电性强弱由溶液中离子浓度的大小及离子所带电荷数决定。离子浓度越大，所带电荷数越多，则溶液导电性越强。某兴趣小组同学做了以下实验：
(1)在如图所示的装置里，若灯泡亮，广口瓶内的物质A可以是________(填序号)。
①干燥的氯化钠晶体　②干燥的氢氧化钠晶体　③蔗糖晶体　④酒精　⑤氯化钠溶液　⑥氢氧化钠溶液　⑦稀盐酸　⑧硫酸铜溶液
(2)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，则灯泡由亮变暗，至熄灭后又逐渐变亮的是______(填字母)。
A．盐酸中逐滴加入食盐溶液
B．硫酸中逐滴加入氢氧化钠溶液
C．石灰乳中滴加稀盐酸
D．硫酸中逐滴加入氢氧化钡溶液
答案：(1)⑤⑥⑦⑧　(2)D
解析：(1)干燥的氯化钠晶体、氢氧化钠晶体虽由离子构成，但离子不能自由移动，所以不能导电，两者溶于水后，在水分子的作用下，电离出自由移动的阴、阳离子(实为水合离子)，所以二者的水溶液能导电；蔗糖由分子构成，不能导电；酒精也不能导电。(2)溶液能否导电，取决于溶液中是否有离子存在；导电性强弱则由离子浓度大小等因素决定。D选项中，发生反应：H2SO4＋Ba(OH)2===BaSO4↓＋2H2O，溶液中离子浓度减小，恰好完全反应时，溶液中几乎没有离子，此过程灯泡由亮变暗直至熄灭，继续滴加Ba(OH)2溶液，溶液中Ba2＋、OH－数目增多，导电能力增强，灯泡又逐渐变亮。
11．(2023·武汉部分重点中学高一检测)下表是常见的几种酸、碱、盐在水溶液中电离出来离子的情况，根据表中信息分析正确的是(　　)
溶质 酸 盐 碱
HCl H2SO4 NaCl NaHSO4 NH4Cl NaOH NH3· H2O
电离 出的 离子 H＋、 Cl－ H＋、 SO Na＋、 Cl－ Na＋、 H＋、SO NH、 Cl－ Na＋、 OH－ NH、 OH－
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．盐溶液电离出来的阳离子一定是金属离子
D．碱溶液电离出的离子一定是金属阳离子和OH－
答案：B
解析：NaHSO4属于盐，在水溶液中电离出来的离子有H＋，但不属于酸，A错误；盐由金属阳离子(或铵根离子)和酸根离子形成，则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，B正确、C错误；NH3·H2O属于碱，在溶液中电离出的阳离子是NH，不是金属离子，D错误。
12．(1)有下列物质：a.Fe；b.CO2；c.Na2O；d.Cu(OH)2；e.MgCl2；f.NH4Cl；g.H2SO4；h.C2H5OH(乙醇)(用字母作答)。
①按组成进行分类，属于酸的有________，属于碱的有________，属于盐的有________。
②上述八种物质中，属于电解质的有__________，属于非电解质的有________。
(2)写出下列物质在水溶液中的电离方程式：
①NaHSO4：______________________________________________________________；
②NaHCO3：_____________________________________________________________；
③Al2(SO4)3：________________________________________________________________。
答案：(1)①g　d　e、f　②c、d、e、f、g　b、h
(2)①NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO
②NaHCO3===Na＋＋HCO
③Al2(SO4)3===2Al3＋＋3SO
解析：(1)①酸是指电离出的阳离子全部是氢离子的化合物，故g.H2SO4符合；碱是指电离出的阴离子全部是氢氧根离子的化合物，故d.Cu(OH)2符合；盐是指能电离出金属离子(或铵根离子)和酸根离子的化合物，故e.MgCl2、f.NH4Cl符合；②在水溶液里或熔融状态下能导电的化合物是电解质，故c.Na2O、d.Cu(OH)2、e.MgCl2、f.NH4Cl、g.H2SO4符合；在水溶液里和熔融状态下都不能导电的化合物是非电解质，故b.CO2、h.C2H5OH(乙醇)符合。
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)熔融状态下的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)分别把58.5 g NaCl和133.5 g AlCl3溶于水配制体积相同的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　AlCl3电离出的离子浓度大且所带电荷数多
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