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电解质的电离
第二节 离子反应
第1课时 电解质的电离
[核心素养发展目标] 1.能从宏观和微观的角度理解电解质的概念,了解常见的电解质,会正确判断电解质与非电解质。
2.知道酸、碱、盐在水溶液中或熔融状态下能发生电离,并会用电离方程式表示。
能从电离的角度认识酸、碱、盐的概念及其各自的通性。
一、电解质及其导电性
1.物质的导电性实验探究
(1)实验操作:
将如图装置中的样品依次更换为NaCl固体、KNO3固体、蒸馏水、NaCl溶液、KNO3溶液。
(2)实验现象及结论
样品
干燥的NaCl固体
干燥的KNO3固体
蒸馏水
NaCl溶液
KNO3溶液
现象
灯泡不亮
灯泡不亮
灯泡不亮
灯泡亮
灯泡亮
结论
干燥的NaCl固体不导电
干燥的KNO3固体不导电
蒸馏水
不导电
NaCl溶液导电
KNO3溶液导电
2.物质导电的原因探究
(1)物质导电的原因:
具有能自由移动、带电荷的粒子。
(2)化合物(以NaCl为例)导电的原因
样品
NaCl固体
NaCl溶液
熔融NaCl
含有微粒
Na+、Cl-
水合钠离子、水合氯离子
Na+、Cl-
微粒能否自由移动
否
能
能
能自由移动的原因
-
在水分子作用下Na+、Cl-脱离NaCl固体的表面进入水中,形成能够自由移动的水合钠离子和水合氯离子
受热熔化时,离子的运动随温度升高而加快,克服了离子间的相互作用产生了能够自由移动的Na+和Cl-
结论:
化合物能导电的状态为水溶液或熔融状态。
(3)带电荷粒子在导电时的移动方向
当在NaCl溶液中插入电极并接通电源时,带正电荷的水合钠离子向与电源负极相连的电极移动。
在熔融的NaCl中,带负电荷的水合氯离子向与电源正极相连的电极移动。
3.电解质
(1)
(2)非电解质
(1)铜丝、NaCl溶液和盐酸都能导电,所以三者都是电解质( )
(2)NH3、CO2的水溶液能导电,所以NH3、CO2均是电解质( )
(3)NaCl是电解质,所以NaCl固体可以导电( )
(4)BaSO4难溶于水,其水溶液几乎不导电,所以BaSO4不是电解质( )
(5)HCl溶于水后能导电,但熔融状态下不导电( )
答案
(1)×
(2)× (3)× (4)× (5)√
判断电解质的思维流程
1.金属导电和电解质溶液导电的原理分别是什么?
提示 金属导电是因为金属中存在自由电子,在电场中作定向移动而导电,而电解质溶液导电是阴、阳离子的定向移动形成电流而导电。
2.现有下列物质:
①蔗糖 ②熔融NaCl ③HCl的水溶液 ④Fe ⑤NaOH固体 ⑥SO2的水溶液 ⑦NH3 ⑧SO3 ⑨氨水 ⑩液态H2SO4
请思考回答下列问题:
(1)上述状态下可导电的是(填序号,下同)。
(2)属于电解质的是。
(3)属于非电解质的是。
(4)上述状态下的电解质不能导电的是。
(5)若SO2的水溶液导电能说明SO2是电解质吗?
为什么?
答案
(1)②③④⑥⑨
(2)②⑤⑩ (3)①⑦⑧ (4)⑤⑩
(5)不能,因为SO2不是电解质,SO2溶于水生成了H2SO3,H2SO3电离使水溶液导电而非SO2自身电离。
1.电解质、非电解质均必须是化合物,混合物(溶液)、单质既不是电解质也不是非电解质。
2.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不一定是电解质,如SO2、NH3等。
3.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)。
二、电解质的电离
1.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(表示方法)
①含义:
表示电解质的电离。
②书写要求:
a.左边写电解质的化学式,右边写电离出的离子。
b.符合质量守恒(即电离前后原子的种类和个数相等)和电荷守恒(即电离后的阴、阳离子所带正、负电荷总数相等)。
③实例:
HCl===H++Cl-
NaCl===Na++Cl-
Ba(OH)2===Ba2++2OH-
2.从电离角度认识酸、碱、盐
(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( )
(4)盐中不一定含有金属元素( )
答案
(1)×
(2)× (3)√ (4)√
1.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
。
提示
(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
2.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
提示
(1)NaHSO4===Na++H++SO
(2)NaHSO4(熔融)===Na++HSO
(3)bcd
3.已知溶液的导电性强弱由溶液中离子的浓度大小及离子所带电荷数决定。
离子浓度越大,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,电离成自由移动的阴、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,继续滴加Ba(OH)2溶液,Ba(OH)2过量,溶液中Ba2+、OH-数目增多,导电能力增强。
1.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。
2.盐中不一定含有金属元素,如NH4Cl。
3.电离方程式书写时注意:
(1)质量与电荷要守恒;
(2)原子团不能拆开写,如HCO
、SO
、OH-等,但HSO
在水溶液中拆开,在熔融状态下不拆开。
(3)正确标注离子所带的电荷及其数目。
4.溶液能否导电,取决于溶液中是否有自由移动的离子存在;溶液的导电性强弱则由离子浓度大小及离子所带电荷数决定。
1.下列说法正确的是( )
A.铜、盐酸均能导电,所以它们都是电解质
B.氨、二氧化碳的水溶液都能导电,所以它们都是电解质
C.液态氯化氢、固体氯化钠都不能导电,所以它们都是非电解质
D.蔗糖、酒精在水溶液里和熔融状态下都不能导电,所以它们都是非电解质
答案 D
解析 判断物质是否为电解质,一看物质类别,必须是化合物(酸、碱、盐、水等),A不正确;二看溶于水或熔融状态下能否导电,C不正确、D正确;三看溶于水时是否与水反应,若溶于水其溶液导电可能是非电解质,非金属氧化物不是电解质,B不正确。
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;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;D项,H2O是电解质。
3.下列物质在水溶液中的电离方程式正确的是( )
A.AlCl3===Al3++Cl
B.NaHCO3===Na++HCO
C.KClO3===K++Cl-+3O2-
D.(NH4)2SO4===NH
+SO
答案 B
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++SO
Na2CO3===2Na++CO
题组一 电解质及导电性
1.下列关于电解质和非电解质的说法正确的是( )
A.它们研究的对象都是化合物
B.它们的水溶液都能导电
C.电解质一定能导电
D.不导电的物质一定是非电解质
答案 A
解析 电解质和非电解质研究的对象都是化合物;非电解质的水溶液不导电;电解质为固体时不能导电;不导电的物质不一定是非电解质。
2.(2020·西安中学高一调研)下列各组物质,前者属于电解质,后者属于非电解质的是( )
A.NaCl晶体、碱石灰
B.铜、二氧化硫
C.液态的HCl、酒精
D.KNO3溶液、CO2
答案 C
解析 NaCl晶体是电解质,碱石灰是混合物,既不是电解质也不是非电解质,A项错误;Cu属于金属单质,既不是电解质也不是非电解质,二氧化硫是非电解质,B项错误;HCl溶于水能导电,属于电解质,酒精属于非电解质,C项正确;硝酸钾溶液为混合物,既不是电解质也不是非电解质,CO2是非电解质,D项错误。
3.下列物质分类正确的组合是( )
选项
纯净物
混合物
电解质
非电解质
A
盐酸
空气
硫酸
干冰
B
蒸馏水
蔗糖溶液
氧化铝
二氧化硫
C
胆矾
氢氧化铁胶体
铁
碳酸钙
D
水银
澄清石灰水
氯化铜
碳酸钠
答案 B
解析 盐酸为混合物、铁为单质,它们既不是电解质,也不是非电解质;碳酸钠、碳酸钙为电解质。
4.下列叙述正确的是( )
A.液态Cl2不导电,所以Cl2是非电解质
B.稀盐酸能导电,所以稀盐酸是电解质
C.二氧化硫溶于水能导电,故二氧化硫属于电解质
D.硫酸钡虽然难溶于水,但硫酸钡属于电解质
答案 D
5.某一化学兴趣小组的同学在家中进行实验,按照图A连接好线路,发现灯泡不亮;按照图B连接好线路,发现灯泡亮了。
由此得出的以下结论中,正确的是( )
A.硝酸钾固体不是电解质
B.硝酸钾溶液是电解质
C.硝酸钾在水溶液中电离出了可以自由移动的离子
D.在硝酸钾溶液中,水电离出了大量的离子
答案 C
解析 硝酸钾是电解质,但硝酸钾固体中没有可以自由移动的离子而不导电,硝酸钾溶液是混合物不是电解质。
题组二 电解质的电离
6.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.将硫酸溶于水
C.氯化钠固体受热熔化
D.蔗糖受热熔化
答案 D
7.喝电解质饮料对人体有好处,尤其在锻炼时更为明显。
电解质是人体维持适当功能必需的,但它们会通过汗水流失。
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。
酸、碱、盐是从电离特点上对电解质的分类。
下列关于酸、碱、盐的说法错误的是( )
A.酸、碱、盐都是电解质,电解质只有酸、碱、盐
B.电离时生成的阴离子全部是OH-的化合物才可能是碱
C.电离时生成的阳离子全部是H+的化合物才可能是酸
D.只要电离时能生成金属阳离子和酸根阴离子的化合物就是盐
答案 A
解析 大部分金属氧化物和水等也是电解质,A项错误;B、C项正确;水既不属于酸,也不属于碱,水电离产生阳离子全部是H+,阴离子全部是OH-;盐有酸式盐、碱式盐、正盐、复盐(金属阳离子不止一种)、混盐(酸根阴离子不止一种)等,同时应注意铵盐的特殊性,D项正确。
8.下列物质溶于水时,不能电离出酸根离子的是( )
A.NaNO3B.Ba(OH)2
C.KMnO4D.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。
9.(2020·惠州高一期末质量检测)下列电离方程式中正确的是( )
A.Ca(OH)2===Ca2++2(OH-)
B.FeCl3===Fe2++3Cl-
C.H2SO4===H++SO
D.Al2(SO4)3===2Al3++3SO
答案 D
10.下列物质中,能够导电的电解质是( )
A.CuB.熔融MgCl2
C.酒精D.蔗糖
答案 B
解析 Cu能导电,但Cu是单质,既不是电解质也不是非电解质,故A错误;熔融MgCl2中含有能自由移动的Mg2+和Cl-,能导电,所以熔融MgCl2是能够导电的电解质,故B正确;酒精、蔗糖中均没有能自由移动的阴、阳离子,不能导电,都是非电解质,故C、D错误。
11.下列物质只有在水溶液中才导电的电解质是( )
A.氯化钠B.二氧化碳
C.乙醇D.氯化氢
答案 D
解析 氯化钠在水溶液里和熔融状态下都能够导电,故A不符合题意;二氧化碳是非电解质,溶于水生成碳酸,碳酸溶液能导电,故B不符合题意;乙醇为非电解质,在水溶液里不导电,故C不符合题意;氯化氢为电解质,氯化氢不导电,只有在水溶液里才能导电,故D符合题意。
12.下列说法正确的是( )
①难溶于水的盐(CaCO3、BaSO4等)都是非电解质
②不是电解质的物质一定是非电解质
③能电离出H+的化合物都是酸
④电解质溶液能导电的原因是溶液中有自由移动的阴离子和阳离子
⑤熔融的电解质都能导电
A.①③⑤B.②④⑤
C.只有④D.只有⑤
答案 C
13.现有一种固体化合物X不导电,但熔融状态下或溶于水时导电,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
答案 A
解析 因为该化合物在熔融状态下或溶于水时能导电,所以该化合物一定是电解质,可以是盐类(如氯化钠),也可以是碱类(如氢氧化钠)等。
14.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
,不是金属阳离子,D错误。
15.1923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 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。
16.现有下列物质:
①Na2CO3·10H2O晶体,②石墨,③无水酒精,④小苏打,⑤NaHSO4固体,⑥Ba(OH)2固体,⑦氨气,⑧稀硝酸,⑨食醋。
(1)按物质的分类方法,填写表格的空白处(填序号):
分类标准
能导电的物质
电解质
非电解质
既不是电解质也不是非电解质
属于该类的物质
(2)写出属于电解质的物质在水溶液中的电离方程式:
。
(3)写出属于酸式盐的两种物质在水溶液中反应的化学方程式:
。
答案
(1)②⑧⑨ ①④⑤⑥ ③⑦ ②⑧⑨
(2)Na2CO3·10H2O===2Na++CO
+10H2O
NaHCO3===Na++HCO
、
NaHSO4===Na++H++SO
、
Ba(OH)2===Ba2++2OH-
(3)NaHCO3+NaHSO4===Na2SO4+CO2↑+H2O
17.
(1)判断下列物质在相应状态下能否电离,并说明理由。
①液态HCl,
。
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:
HCl:
。
H2SO4:
。
Ca(OH)2:
。
KOH:
。
NH4NO3:
。
KAl(SO4)2:
。
答案
(1)①不能 HCl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)HCl===H++Cl- H2SO4===2H++SO
Ca(OH)2===Ca2++2OH- KOH===K++OH-
NH4NO3===NH
+NO
KAl(SO4)2===K++Al3++2SO
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- 电解质 电离