化学反应原理专题3第一单元第1课时.docx
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化学反应原理专题3第一单元第1课时
第1课时 强电解质和弱电解质
[目标导航] 1.了解电解质与非电解质、强电解质与弱电解质的概念。
2.认识强弱电解质与物质类别、物质结构的关系。
3.了解常见的强、弱电解质。
4.了解电解质在水溶液中的电离及溶液的导电性。
一、电解质和非电解质
1.根据化合物在水溶液中或熔融状态下是否产生自由移动的离子,可把化合物分为电解质和非电解质。
电解质:
在水溶液中或熔融状态下能产生自由移动的离子的化合物。
非电解质:
在水溶液中和熔融状态下都不能产生自由移动的离子的化合物。
2.常见的电解质有酸、碱、盐、离子型氧化物。
议一议
1.Na、O2、盐酸属于电解质还是非电解质?
答案 都不属于。
因为电解质和非电解质都必须是化合物。
单质和混合物既不是电解质也不是非电解质。
盐酸是HCl的水溶液,是混合物。
2.NH3、SO3的水溶液都能导电,它们是电解质吗?
答案 电解质是指在熔融状态下或水溶液中化合物自身电离出自由移动的离子而导电。
若化合物溶于水时与水发生了化学反应生成了新物质,则不能用此溶液的导电性作为判断此化合物是否为电解质的依据,如NH3、SO3、CO2等的水溶液NH3·H2O、H2SO4、H2CO3等能够电离,是电解质,而NH3、SO3、CO2等却是非电解质。
3.电解质一定能导电吗?
试举例说明。
答案 电解质导电需要一定的条件,如在水溶液里或熔融状态下。
两个条件中只要具备一个的化合物就是电解质,不必两个条件同时具备。
像液态HCl、固体NaCl虽然是电解质,但不能导电,原因是它们中没有自由移动的带电粒子。
故电解质不一定导电,导电物质不一定是电解质;非电解质不导电,但不导电的物质不一定是非电解质。
4.在下列物质中:
①Fe ②H2SO4 ③NaOH ④CO2 ⑤Na2O
⑥Na2CO3 ⑦NaCl溶液 ⑧NH3
属于电解质的有②③⑤⑥。
属于非电解质的有④⑧。
二、强电解质和弱电解质
[实验探究]
1.同浓度醋酸和盐酸的电离程度
实验步骤:
在两只锥形瓶中分别加入等体积的浓度均为1mol·L-1的盐酸和醋酸,在两个气球中分别加入经砂纸打磨过的长度相同的镁条,然后将气球套在锥形瓶口,同时将气球中的镁条送入锥形瓶中,观察实验现象。
实验现象:
如下表所示。
1mol·L-1盐酸
1mol·L-1醋酸
对实验现象的解释
与镁条反
应的速率
快
慢
盐酸与镁的反应速率快,说明同浓度时,盐酸中c(H+)大
溶液的
pH
0
2.4
盐酸的pH小,说明同浓度时盐酸中的c(H+)大于醋酸中的c(H+)
实验结论:
同浓度盐酸中HCl的电离程度大于醋酸中CH3COOH的电离程度。
2.同浓度的NaOH溶液与氨水的电离程度
实验步骤:
取pH为12的氢氧化钠溶液和氨水各1mL于锥形瓶中,分别用酚酞作为指示剂,用盐酸作为标准溶液进行滴定。
实验现象:
两溶液消耗盐酸标准溶液的体积:
氨水>氢氧化钠溶液。
实验结论:
NaOH和NH3·H2O的电离程度不同,pH相同的NaOH溶液的浓度小于氨水的浓度,说明NaOH完全电离,而NH3·H2O只是部分电离。
[归纳总结]
1.根据电解质在水溶液里是否全部电离,可把电解质分为强电解质和弱电解质。
强电解质:
在水溶液中能够完全电离的电解质称为强电解质。
弱电解质:
在水溶液中只能部分电离的电解质称为弱电解质。
2.常见的强电解质有强酸、强碱和盐;常见的弱电解质有弱酸、弱碱、水、极少数的盐[如(CH3COO)2Pb等]。
议一议
1.导电能力强的电解质溶液中的溶质一定是强电解质吗?
答案 不一定。
电解质溶液的导电能力与电解质的强弱没有必然联系,溶液的导电能力主要取决于离子的浓度及离子所带电荷数。
如果强电解质溶液的浓度很小,而弱电解质溶液的浓度很大,则弱电解质溶液中自由移动离子的浓度相对于强电解质溶液中的可能更大,其导电能力就可能比强电解质溶液的导电能力强。
2.BaSO4难溶于水,所以是弱电解质,CH3COOH极易溶于水,所以是强电解质,这种说法对吗?
答案 不对,电解质的强、弱与其溶解性无关。
某些难溶或微溶的盐,如BaSO4、CaSO4等,虽然其溶解度很小,但溶于水的部分是完全电离的,它们仍属于强电解质。
有些物质极易溶于水,但只有部分电离,属于弱电解质,如CH3COOH。
三、电解质电离方程式的书写
1.强电解质
完全电离,在写电离方程式时,用“===”。
2.弱电解质
部分电离,在写电离方程式时,用“”。
(1)一元弱酸、弱碱一步电离:
如CH3COOH:
CH3COOHCH3COO-+H+。
NH3·H2O:
NH3·H2ONH
+OH-。
(2)多元弱酸分步电离,必须分步写出,不可合并(其中以第一步电离为主)。
如H2CO3:
H2CO3H++HCO
(主),HCO
H++CO
(次)。
(3)多元弱碱分步电离(较复杂),在中学阶段要求一步写出。
如Fe(OH)3:
Fe(OH)3Fe3++3OH-。
练一练
按照要求书写下列物质的电离方程式:
(1)Na2CO3溶于水 Na2CO3===2Na++CO
。
(2)NaHCO3溶于水 NaHCO3===Na++HCO
、HCO
H++CO
。
(3)NaHSO4溶于水 NaHSO4===Na++H++SO
。
(4)BaCO3溶于水 BaCO3===Ba2++CO
。
(5)HF溶于水 HFH++F-。
(6)熔融状态下NaHSO4 NaHSO4(熔融)===Na++HSO
。
(7)Al(OH)3的碱式电离 Al(OH)3Al3++3OH-。
(8)Al(OH)3的酸式电离 Al(OH)3H++AlO
+H2O。
(9)H2S溶于水 H2SH++HS-、HS-H++S2-。
(10)Ca(OH)2溶于水 Ca(OH)2===Ca2++2OH-。
一、强电解质、弱电解质、非电解质的判断
例1
关于强弱电解质及非电解质的组合完全正确的是( )
选项
A
B
C
D
强电解质
NaCl
H2SO4
CaCO3
HNO3
弱电解质
HF
BaSO4
HClO
CH3COOH
非电解质
Cl2
CS2
C2H5OH
H2CO3
解析 在A组中Cl2是单质,不在电解质与非电解质之列;B组中BaSO4虽难溶,但溶解的部分完全电离,是强电解质;CaCO3、HNO3都是强电解质,HClO、CH3COOH、H2CO3都是弱电解质,C2H5OH是非电解质。
答案 C
变式训练1 某固体化合物A不导电,但熔化或溶于水都能完全电离。
下列关于物质A的说法中正确的是( )
A.A为非电解质B.A是强电解质
C.A是共价化合物D.A为弱电解质
答案 B
解析 “完全电离”说明是强电解质;“熔化时能电离”说明是离子化合物。
二、电解质溶液导电性的影响因素
例2
如图是在一定温度下向不同电解质溶液中加入新物质时溶液导电性能发生的变化,其电流(I)随新物质加入量(m)的变化曲线,以下四个导电性实验,其中与A图变化趋势一致的是________,与B图变化趋势一致的是________,与C图变化趋势一致的是________。
(1)Ba(OH)2溶液中滴入稀硫酸至过量
(2)醋酸溶液中滴入氨水至过量
(3)澄清石灰水中通入CO2至过量
(4)NH4Cl溶液中逐渐加入适量NaOH固体
解析 写出各反应的离子方程式,分析各反应引起溶液中离子浓度大小的变化,结合题给图像即可顺利解答。
反应
(1)的离子方程式为Ba2++2OH-+2H++SO
===BaSO4↓+2H2O,离子的浓度先是减小,当二者恰好完全反应时,就变为水的导电能力,接近0,再加H2SO4,溶液中离子的浓度逐渐增大,从而使溶液的导电能力逐渐增强。
反应
(2)的离子方程式为CH3COOH+NH3·H2O===NH
+CH3COO-+H2O,离子的浓度逐渐增大,溶液的导电能力逐渐增强;当二者恰好完全反应时,再滴加氨水,离子数量的变化不大,但是溶液的体积逐渐增大,所以溶液的导电能力逐渐减小。
反应(3)的相关反应的离子方程式为Ca2++2OH-+CO2===CaCO3↓+H2O,CO2过量后:
CaCO3+CO2+H2O===Ca2++2HCO
,故离子浓度先减小后增大。
反应(4)的离子方程式为NH
+OH-===NH3·H2O,溶液中减少的NH
和增加的Na+的量相等,由于加入的是固体NaOH,溶液的体积变化不大,故溶液的离子浓度变化不大。
答案
(2)
(1)、(3) (4)
变式训练2
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,则灯泡由亮变暗,至熄灭后又逐渐变亮的是( )
A.盐酸中逐滴加入食盐溶液
B.硫酸中逐滴加入氢氧化钠溶液
C.硫酸中逐滴加入氢氧化钡溶液
D.醋酸中逐滴加入氨水
答案 C
1.下列关于强、弱电解质的叙述中正确的是( )
A.强电解质都是离子化合物,弱电解质都是共价化合物
B.强电解质都是可溶性化合物,弱电解质都是难溶性化合物
C.强电解质熔化时都完全电离,弱电解质在水溶液中部分电离
D.强电解质不一定能导电,弱电解质溶液的导电能力不一定比强电解质弱
答案 D
解析 判断强、弱电解质的根本依据是看电解质在水中是否完全电离,与其溶解度、浓度大小及水溶液导电能力的强弱无关。
强极性的共价化合物,如HCl也是强电解质,A错误;强、弱电解质与溶解性无关,B错误;有些强电解质熔化时不能电离,如H2SO4等,C错误;电解质导电是有条件的,溶液的导电性与溶液中离子所带的电荷浓度有关,D正确。
2.醋酸的下列性质中,可以证明它是弱电解质的是( )
A.1mol·L-1的醋酸溶液中c(H+)=0.01mol·L-1
B.醋酸以任意比与水互溶
C.10mL1mol·L-1的醋酸溶液恰好与10mL1mol·L-1的NaOH溶液完全反应
D.醋酸溶液的导电性比盐酸的弱
答案 A
解析 A项若醋酸完全电离,则c(H+)=1mol·L-1,而现在c(H+)=0.01mol·L-1,说明醋酸部分电离,为弱电解质;C项是与强碱能进行到底的反应,不能说明其电离程度的大小;D项应指明是在相同条件下,即在同温、同浓度下的比较,导电性弱,说明醋酸溶液中离子浓度小,即电离程度小,盐酸中的HCl是完全电离的,故说明醋酸是部分电离,为弱电解质。
3.在0.1mol·L-1CH3COOH溶液中存在如下电离平衡:
CH3COOHCH3COO-+H+,对于该平衡,下列叙述正确的是( )
A.加入水时,平衡向逆反应方向移动
B.加入少量NaOH固体,平衡向正反应方向移动
C.加入少量0.1mol·L-1HCl溶液,溶液中c(H+)减小
D.加入少量CH3COONa固体,平衡向正反应方向移动
答案 B
解析 A项加入水促进弱电解质的电离;B项加入NaOH,与H+反应,c(H+)变小,平衡向正反应方向移动;C项加入HCl时,c(H+)变大,平衡向c(H+)减小的方向(也就是逆反应方向)移动,但最终c(H+)比未加HCl前还要大;D项加入CH3COONa,c(CH3COO-)增大,平衡向逆反应方向移动。
4.一定量的盐酸跟过量的铁粉反应时,为了减缓反应速率,且不影响生成氢气的总量,可向盐酸中加入适量的( )
①NaOH(固体)②H2O
③HCl④CH3COONa(固体)
A.①②B.②③C.③④D.②④
答案 D
解析 由题意可知,要使反应速率减小,而不改变生成H2的量,则要求c(H+)减小,而n(H+)不变,可采取的措施是加水或加CH3COONa固体。
[基础过关]
一、强电解质和弱电解质的判断
1.下列叙述中,能证明某物质是弱电解质的是( )
A.熔融时不导电
B.水溶液的导电能力很差
C.不是离子化合物,而是极性共价化合物
D.溶液中已电离的离子和未电离的分子共存
答案 D
解析 判断强、弱电解质的关键是物质在水溶液中能否完全电离,是否存在电离平衡。
2.下列说法正确的是( )
A.HR溶液的导电性较弱,HR属于弱酸
B.某化合物溶于水导电,则该化合物为电解质
C.根据电解质在其水溶液中能否完全电离,将电解质分为强电解质和弱电解质
D.食盐是电解质,食盐的水溶液也是电解质
答案 C
解析 溶液的导电性决定于该溶液中自由移动离子的浓度,故A项错;化合物溶于水能导电,不能确定该化合物是电解质,该化合物也可能是非电解质,如SO2,故B项错;食盐和食盐水都是混合物,故食盐和食盐水都不是电解质,故D项错。
二、电离平衡状态的判断
3.在醋酸溶液中,CH3COOH的电离达到平衡的标志是( )
A.溶液显电中性
B.溶液中无醋酸分子
C.氢离子浓度恒定不变
D.溶液中CH3COOH和CH3COO-共存
答案 C
解析 CH3COOH溶液中阴、阳离子所带正、负电荷总数相同,使溶液呈电中性,与其是否达到电离平衡无关,故A项错误;CH3COOH是弱电解质,不完全电离,因此溶液中一定有CH3COOH和CH3COO-,但不一定达到电离平衡,故B项和D项错误;c(H+)恒定不变,说明CH3COOH达到电离平衡,故C项正确。
三、外界条件改变对电离平衡的影响
4.向0.1mol·L-1CH3COOH溶液中加入少量的CH3COONa晶体时,会引起( )
A.溶液的pH增大
B.溶液中的c(H+)增大
C.溶液的导电能力减弱
D.溶液中的c(OH-)减小
答案 A
解析 CH3COOHCH3COO-+H+,当加入
CH3COONa晶体时,溶液中c(CH3COO-)增大,平衡向左移动,c(H+)减小,pH增大,c(OH-)增大,但溶液中离子浓度增大,导电性增强,故选A。
5.在25℃时,用蒸馏水稀释1mol·L-1氨水至0.01mol·L-1,随溶液的稀释,下列各项中始终保持增大趋势的是( )
A.
B.
C.
D.c(OH-)
答案 A
解析 一水合氨是弱电解质,加水稀释,一水合氨的电离平衡右移,n(OH-)和n(NH
)增大,n(NH3·H2O)减小,但c(OH-)和c(NH
)减小。
A、B、C各项中,分子、分母同乘溶液体积,浓度之比等于物质的量之比。
6.欲使醋酸溶液中的CH3COO-浓度增大,电离平衡向右移动,且不放出气体,可向醋酸溶液中加入少量固体( )
A.NaOHB.NaHCO3
C.CH3COOKD.Mg
答案 A
解析 A项,由于加入NaOH会减少H+的物质的量,使平衡向右移动,正确;B项,由于加入NaHCO3会降低H+的物质的量浓度,使平衡右移,但产生了CO2,错误;C项,由于加入CH3COOK会增加CH3COO-的物质的量,使电离平衡向左移动,错误;D项,加入Mg会降低H+的物质的量浓度,使平衡右移,但产生了H2,错误。
7.在醋酸中存在电离平衡:
CH3COOHCH3COO-+H+,要使电离平衡右移且c(H+)增大,应采取的措施是( )
A.加入NaOH(s)B.加入盐酸
C.加蒸馏水D.升高温度
答案 D
解析 加入NaOH(s)、蒸馏水、升高温度均能使平衡右移,但加入NaOH(s)、蒸馏水时c(H+)减小,升高温度时c(H+)增大。
8.将浓度为0.1mol·L-1HF溶液加水不断稀释,下列各量始终保持增大的是( )
A.c(H+)B.Ka(HF)C.
D.
答案 D
解析 HF为弱酸,存在电离平衡:
HFH++F-。
根据勒夏特列原理:
当改变影响平衡的一个条件,平衡会向着能够减弱这种改变的方向移动,但平衡的移动不能完全消除这种改变,故加水稀释,平衡正向移动,但c(H+)减小,A错误;电离常数只受温度的影响,温度不变,电离常数Ka不变,B错误;当溶液无限稀释时,c(F-)不断减小,但c(H+)接近10-7mol·L-1,所以
减小,C错误;
=
,由于加水稀释,平衡正向移动,所以溶液中n(H+)增大,n(HF)减小,所以
增大,D正确。
9.用蒸馏水逐渐稀释0.1mol·L-1的氨水,若维持温度不变,则在稀释过程中逐渐增加的是( )
A.NH
的物质的量浓度
B.NH3·H2O的物质的量浓度
C.OH-的物质的量浓度
D.NH
和OH-的物质的量
答案 D
解析 稀释稀氨水时,一水合氨的电离向正方向移动,所以NH
和OH-的物质的量增大,但是由于溶液的体积变化较大,NH
、NH3·H2O、OH-的物质的量浓度均减小。
四、强、弱电解质的导电性
10.电导率是衡量电解质溶液导电能力大小的物理量,
根据溶液电导率变化可以确定滴定反应的终点。
右图是用KOH溶液分别滴定HCl溶液和CH3COOH溶液的滴定曲线示意图。
下列示意图中,能正确表示用NH3·H2O溶液滴定HCl和CH3COOH混合溶液的滴定曲线的是( )
答案 D
解析 HCl为强电解质,CH3COOH为弱电解质,滴加的NH3·H2O先与HCl反应,生成同样为强电解质的NH4Cl,但溶液体积不断增大,溶液稀释,所以电导率下降,故B、C项错;当HCl被中和完后,NH3·H2O继续与弱电解质CH3COOH反应,生成强电解质CH3COONH4,所以电导率增大;HCl和CH3COOH均反应完后,继续滴加NH3·H2O,电导率变化不大,但因溶液被稀释,电导率有下降趋势,故A项错,D项正确。
[能力提升]
11.
(1)甲、乙两瓶氨水的浓度分别为1mol·L-1和0.1mol·L-1,则甲、乙两瓶氨水中c(OH-)之比________(填“大于”、“等于”或“小于”)10。
请说明理由:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)常温下,将pH=10的NH3·H2O溶液稀释至原体积的10倍。
①
______(填“>”、“<”或”=”,下同)10。
②
________10。
③pH值范围是________。
答案
(1)小于 设甲、乙两瓶氨水的电离度分别为α1和α2,则有
=
=10
,由于α1<α2,所以
<10
(2)①> ②< ③9 解析 (2)若NH3·H2O是强电解质,则稀释后各离子浓度均为原来的 ;但NH3·H2O是弱电解质,存在电离平衡,加水后平衡右移,使得c(NH3·H2O)减少的更多,而c(OH-)减少的倍数稍小一点。 12. 一定温度下,冰醋酸加水稀释过程中溶液的导电能力如右图所示,请回答。 (1)“O”点为什么不导电: _______________________ _______________________________________________。 (2)a、b、c三点的氢离子浓度由小到大的顺序为_____________________________。 (3)a、b、c三点中,醋酸的电离程度最大的一点是__________________________。 (4)若想使c点溶液中的c(CH3COO-)提高,在下列措施中,可选择________(填字母)。 A.加热B.加很稀的NaOH溶液 C.加固体KOHD.加水 E.加固体CH3COONaF.加Zn粒 答案 (1)因为冰醋酸未电离,无离子
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