高中化学人教版 (2019)必修 第一册第二节 离子反应第1课时学案及答案

第1课时　电解质的电离　

一、电解质

1．电解质：

在水溶液里或熔融状态下能够导电的化合物

2．电解质导电的原因(以NaCl为例)：

　 能导电物质必须具备的条件是具有能自由移动的、带电荷的粒子。

3．非电解质：在水溶液里和熔融状态下均不能导电的化合物。如：蔗糖、乙醇、部分非金属氧化物等。单质和混合物不是电解质，也不是非电解质。

二、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．表示方法——电离方程式：

　 从电离角度认识酸、碱、盐的本质

(1)酸：电解质电离出的阳离子全部是H＋，如HCl、H2SO4等。

(2)碱：电解质电离出的阴离子全部是OH－，如NaOH、Ca(OH)2等。

(3)盐：电解质电离出的阴离子是酸根离子，阳离子是金属离子或铵根离子，如KNO3、Na2CO3、NH4Cl等。

1．判断下列说法是否正确：

(1)铁丝、盐酸都能导电，所以两者都是电解质。(　×　)

提示：单质和混合物既不是电解质也不是非电解质，电解质和非电解质都属于化合物。

(2)H2SO4、固态NaCl均不导电，所以H2SO4、NaCl均不是电解质。(　×　)

提示：电解质不一定在任何状态下都导电。H2SO4在水溶液中能导电，故H2SO4是电解质；NaCl溶于水和熔融状态都能导电，故NaCl是电解质。

(3)CO2的水溶液可以导电，故CO2是电解质。(　×　)

提示：CO2的水溶液可以导电是由于CO2与水反应生成的碳酸发生电离，CO2是非电解质。

2．阅读教材“方法导引：模型”，回答：

(1)电解质溶液导电是在通电条件下产生了离子，对吗？为什么？

提示：不对。电解质溶于水会自动电离出自由移动的离子，通电后发生定向移动，产生电流，而非在通电条件下才产生离子。阿伦尼乌斯的观点是正确的。

(2)电解质只有在水中才能发生电离吗？

提示：不一定。电解质在水溶液里或熔融状态下可以电离，二者具备其一即可。

3．社会上有些不法分子采用通电的方法捕鱼，会造成鱼资源的严重破坏。

(1)海水为什么可以导电？海水是电解质吗？

提示：海水中含有大量的矿物质，大部分是盐类。盐是电解质，发生电离，使海水可以导电。海水属于混合物不是电解质。

(2)家庭厨房中常见的物质，属于电解质的有哪些？

提示：醋酸(醋)、氯化钠(食盐)、碳酸钠(纯碱)、碳酸氢钠(小苏打)、水。

电解质的含义

　材料：俗话说“养鱼先养水”。在鱼类养殖生产过程中，养殖水体的水质条件是养殖成败的关键因素之一。评价水质的好坏有以下几个指标。

1．养殖塘水环境中的溶氧量。池水中90%以上的溶解氧是靠水中植物的光合作用产生的，光合作用是①二氧化碳和水通过叶绿体生成②葡萄糖和氧气。

2．水体中氨氮的含量。水体中氨氮是以③非离子氨(NH3)和铵离子(NH)两种形式存在。水体中氨氮的升高可导致水体富营养化现象的产生。养鱼水体的氨氮主要来源于④饲料和⑤肥料。

3．水体中⑥硫化氢(H2S)的含量也是表征水体质量的因素。硫化氢在有氧条件下很不稳定，可通过化学或微生物作用转化为硫酸盐；因在底层水中有一定量的⑦活性铁，故可被转化为无毒的⑧硫或⑨硫化铁(Fe2S3)。

电解质的判断

　(1)上述短文中标有序号的物质中，属于混合物的有哪些？

提示：④⑤。饲料和肥料属于混合物。

(2)上述短文中标有序号的纯净物中能够导电的有哪些？它们的水溶液能够导电的有哪些？

提示：⑦；①③⑥。金属铁属于导体。CO2、NH3溶于水生成碳酸、一水合氨发生电离，H2S溶于水发生电离，溶液可以导电。

(3)上述短文中标有序号的物质中，属于电解质的有哪些？属于非电解质的有哪些？

提示：⑥⑨；①②③。

1．电解质与非电解质：

2．常见的电解质和非电解质：

【特别提醒】

1．(1)电解质必须是自身能电离出自由移动的离子的化合物，SO3、CO2、NH3等化合物的水溶液能导电，但溶液中的离子不是它本身电离产生的，而是它与水反应的产物H2SO4、H2CO3、NH3·H2O电离产生的，所以SO3、CO2、NH3等化合物不是电解质，而是非电解质。

(2)理解酸和碱的含义时注意“全部”两个字，即酸电离产生的阳离子只有一种，并且是H＋，碱电离产生的阴离子也只有一种，并且是OH－，否则不能称之为“酸”或“碱”。

2．理解电解质和非电解质时要注意的四个“不一定”：

(1)不是电解质的物质不一定是非电解质。单质和混合物既不是电解质也不是非电解质。

(2)电解质不一定同时具备以下两个条件：①在水溶液里能导电；②在熔融状态下能导电。

(3)导电的物质不一定是电解质。

①Fe、Cu等金属也能够导电，但它们都是单质，不属于电解质；②稀盐酸能导电，但不能说稀盐酸是电解质，应该说HCl是电解质，因为稀盐酸是混合物。

(4)不导电的物质不一定不是电解质。电解质在固态时都不导电。

【思考讨论】

(1)BaSO4、AgCl、CaCO3等难溶于水，且它们的水溶液几乎也不导电，那么它们是电解质吗？

提示：BaSO4、AgCl、CaCO3都属于盐，三者在熔融状态下能导电，所以它们均为电解质。

(2)常温下，纯硫酸和乙醇都是液体，二者均不导电，二者都是化合物，但是前者被称为电解质，后者却被认为是非电解质，这是为什么呢？

提示：二者都是化合物，硫酸属于酸，所以是电解质，不导电是因为没电离，如果硫酸溶于水，则导电。乙醇在水中和熔融状态下均不导电，所以乙醇属于非电解质。

【典例】(2021·德州高一检测)有下列物质：

①氢氧化钠固体　　 ②铜丝　　      ③氯化氢气体

④稀硫酸　　　   ⑤二氧化碳气体　    ⑥氨水

⑦碳酸钠粉末　   ⑧蔗糖晶体　     ⑨熔融氯化钠

⑩FeSO4·7H2O晶体

请用序号填空：　

(1)上述状态下可导电的是________________。

(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_____________________________。

【思维建模】解答有关电解质的思维流程如下：

【解析】铜是单质，能导电，不是电解质，也不是非电解质；酸、碱、盐属于电解质，故氢氧化钠固体、氯化氢气体、碳酸钠粉末、FeSO4·7H2O晶体是电解质，但都没电离，所以不导电；稀硫酸、氨水能导电，属于混合物，不是电解质，也不是非电解质；二氧化碳气体、蔗糖晶体是非电解质，不导电；熔融氯化钠发生了电离，有自由移动的离子，能导电，是电解质。

答案：(1)②④⑥⑨　(2)①③⑦⑨⑩　(3)⑤⑧

(4)①③⑦⑩

(1)根据上题物质分析“导电的不一定是电解质，电解质不一定导电”？(关键能力——理解与辨析)

提示：金属单质或盐溶液能导电，但单质、混合物不是电解质；导电是因为有自由移动的阴阳离子，电解质如果不是处于水溶液或熔融状态下，没有电离就不能导电。

(2)上题②导电原因是什么？非金属单质是不是不导电？(关键能力——分析与推测)

提示：金属单质导电是因为金属原子核外自由电子的定向移动，非金属单质如石墨也可以导电。

【规律方法】电解质的判断方法

(1)从物质类别判断

(2)从物质性质看：电解质在一定条件下可以导电，条件是溶于水或熔融状态下，二者具备其一即可。

　(2021·潍坊高一检测)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，所以硫酸在熔化时和溶于水时都能导电

D.液态氯化氢不导电，但氯化氢是电解质

【解析】选D。硫酸钡不溶于水但受热熔化时可导电，故硫酸钡是电解质，选项A错误；虽然二氧化碳溶于水可以导电，但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，选项B错误；硫酸在熔融时不能导电，选项C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，选项D正确。

【拔高题组】

1．电解质是指在水溶液中或熔融状态下能够导电的化合物。几位同学对此定义中关键词发表了以下理解或看法，你认为不正确的是(　　)

A．“或”字意味着水溶液中、熔融状态下这两个条件只需具备其中之一就行了

B．“能够导电”是指该物质本身能够导电，而不是它发生反应后的生成物能导电

C．“化合物”指明了该物质不能是单质，更不能是混合物

D.像硫酸钡、碳酸钙这样难溶的化合物就不可能是电解质了

【解析】选D。硫酸钡、碳酸钙在熔融状态下导电，能否导电与溶解性强弱无关。

2．下面关于电解质的叙述中错误的是(　　)

A．在水溶液中和熔融状态下均不导电的化合物叫非电解质

B．电解质、非电解质都指化合物而言，单质不属于此范畴

C．电解质在水中一定能导电，在水中导电的化合物一定是电解质

D．纯水的导电性虽然很差，但水是电解质

【解析】选C。在水溶液中和熔融状态下均不导电的化合物叫非电解质，在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物叫电解质，A、B正确；电解质导电是有条件的，电解质在水中不一定能导电，如硫酸钡，在水中导电的化合物也不一定是电解质，如二氧化碳，C错误；水是电解质，D正确。

3．下列叙述正确的是(　　)

A．氯化钠属于电解质，一定能导电

B．溶于水后溶液显酸性的化合物都是酸

C．氯化氢溶于水后能导电，但液态氯化氢不能导电

D．导电性强的溶液中自由移动离子数目一定比导电性弱的溶液中自由移动离子数目多

　【解析】选C。电解质在水溶液中或熔融状态下才能导电，固体氯化钠不能导电，A错误；有些盐的溶液也显酸性，如NaHSO4、NH4Cl等，B错误；HCl溶于水发生电离，但液态的氯化氢不能发生电离，所以不导电，C正确；导电能力的强弱跟离子浓度和离子所带的电荷数有关，D错误。

二氧化硫(SO2)是形成酸雨的“罪魁祸首”，为了保护环境，应减少二氧化硫在大气中的排放。

请回答下列问题：

(1)二氧化硫与水反应可生成亚硫酸(H2SO3)，溶液可以导电，那么二氧化硫是电解质还是非电解质？

提示：非电解质。二氧化硫水溶液导电是由于亚硫酸发生电离，并不是二氧化硫发生电离。

(2)工业尾气中的二氧化硫常用氢氧化钠溶液吸收，生成亚硫酸钠(Na2SO3)或亚硫酸氢钠(NaHSO3)，两种产物是否属于电解质？

提示：是。两者都属于盐类可在水溶液中导电，为电解质。

电解质的电离与电解质导电

　苏打水是碳酸氢钠(NaHCO3，俗称小苏打)的水溶液，也叫弱碱性水，是带有弱碱性的饮料。苏打水常添加甜味剂和香料，市面上亦存在无添加甜味剂的苏打水。

电解质的电离与电解质导电

(1)苏打水显弱碱性，那么碳酸氢钠属于碱吗？从电解质电离的角度说明。

提示：不是。在水溶液中碳酸氢钠发生电离，NaHCO3===Na＋＋HCO，故属于盐。

(2)体液中离子可以通过盐的摄入提供，食盐、纯碱、小苏打是厨房的必需品，写出它们溶于水的电离方程式。

提示：NaCl===Na＋＋Cl－　Na2CO3===2Na＋＋CO　NaHCO3===Na＋＋HCO

1．电解质的导电条件：

2.电离方程式的书写方法和原则：

(1)书写方法：电解质的电离是将电解质拆分为离子的过程。一般表示形式如下：电解质===离子A＋离子B＋…，如K2SO4===2K＋＋SO。其中化学式的下标(暂且称为下标，实际是代表该微粒的数目)作为系数放在对应离子的前面，如2为K＋的下标，所以放在K＋前面作为系数，注意原子团不拆分。

(2)书写原则：

①不能随意书写离子符号，离子所带电荷数必须等于该元素或原子团在该化合物中的化合价。

②遵循质量守恒。方程式左右的原子种类、数目均不变。

③注意电荷守恒。方程式左右的电荷数目相等。例如K2SO4===2K＋＋SO，“===”左边的电荷数为0，右边的电荷总数为2×(＋1)＋(－2)＝0，即左右电荷数相等。

(1)电离方程式不但可以用“===”，也可以用“”(该部分知识后续课程会学习)表示。

(2)电离的条件有两个，一个是在水溶液中，一个是在熔融状态下。所以K2SO4的电离方程式实际存在两种情况。即K2SO4===2K＋＋SO和K2SO42K＋＋SO。“===”上面不标注条件，即表示在水溶液中。但是酸等电解质在熔融状态下不电离而不能导电。

3．电解质的电离与导电的关系：

(1)电解质溶液(或电解质受热熔化)导电的本质

电解质溶液(或电解质受热熔化)能够导电是因为电解质电离为自由移动的离子——发生电离的结果。

(2)电解质溶液导电能力的影响因素

【思考讨论】

(1)金属氧化物在什么状态下导电？

提示：金属氧化物在熔融状态下发生电离产生自由移动的阴阳离子，通电后产生电流。

(2)某同学做导电实验时，向稀硫酸溶液中滴加Ba(OH)2溶液，发现灯泡明暗变化：明亮→变暗→几乎熄灭→变亮。

①溶液导电的原因是什么？

提示：电解质在水溶液中电离出自由移动的阴阳离子，通电后阴阳离子在溶液中定向移动而导电。

②灯泡的明暗程度与什么有关？

提示：向稀硫酸溶液中滴加Ba(OH)2溶液过程中，因生成硫酸钡沉淀使溶液浓度发生变化，离子浓度越大，导电性越强，灯泡就越亮，反之越暗。

【典例】(双选)下列说法或者有关化学用语的描述正确的是(　　)

A．NaCl溶于水在电流作用下电离成Na＋和Cl－

B．NH4NO3电离时产生了NH和NO，无金属离子，所以NH4NO3不是盐

C．HCl、H2SO4液态时都不导电，但它们都是电解质

D．Ba(OH)2在水中的电离方程式为Ba(OH)2===Ba2＋＋2OH－

【解题指南】解答本题要明确以下三点：

(1)明确电离的含义；

(2)了解电解质的判断方法；

(3)注意电离方程式的书写方法。

【解析】选C、D。NaCl固体溶于水，在水分子的作用下，电离出自由移动的

Na＋和Cl－，而不是电流的作用，A项错误；NH的性质与金属离子相似，NH4NO3是铵盐，B项错误；HCl、H2SO4液态时虽不导电，但在溶液中能导电，所以HCl和H2SO4都是电解质，C项正确。

(1)上题中的HCl、H2SO4属于共价化合物，NaCl、NH4NO3、Ba(OH)2属于离子化合物，试分析如何通过实验区分共价化合物和离子化合物？(关键能力——分析与推测)

提示：通过熔融状态下是否导电进行区分，导电的是离子化合物，不导电的是共价化合物。

(2)相同浓度的NH4NO3、Ba(OH)2，谁的导电能力强？(关键能力——理解与辨析)

提示：Ba(OH)2。

【规律方法】电离方程式的书写中，注意原子团不能拆分，常见的原子团有NH、SO、CO 、HCO、NO、ClO、MnO、SO、HSO、OH－等。特别注意HSO的处理，中学化学阶段，一般认为在水溶液中HSO电离生成H＋、SO，在熔融状态下，HSO不发生电离。

1．(双选)下列关于溶液的导电性的叙述正确的是(　　)

A．硝酸钾溶液能导电，所以硝酸钾是电解质

B．固态氯化钾不导电，所以氯化钾不是电解质

C．氯化氢溶液能导电，所以氯化氢是电解质

D．SO2溶于水能导电，所以SO2是电解质

【解析】选A、C。因为硝酸钾溶液能导电，所以硝酸钾是电解质，A项正确；固态氯化钾不导电是因为K＋和Cl－不能自由移动，当氯化钾在水溶液中或熔融状态时能导电，所以是电解质，B项错误；氯化氢是化合物，在水溶液中能电离出自由移动的离子，能导电，所以氯化氢是电解质，C项正确；SO2的水溶液能导电，是因为SO2与水反应生成了H2SO3，H2SO3能导电，是电解质，而SO2是非电解质，D项错误。

2．下列电离方程式书写正确的是(　　)

A．NaHCO3===Na＋＋H＋＋CO

B．NH4NO3===NH＋NO

C．H2SO4===2H＋＋S2－＋4O2－

D．K2SO4===K＋＋SO

【解析】选B。HCO不能拆开写，应写作：NaHCO3===Na＋＋HCO，A项错误；原子团SO要作为一个整体不能拆开写，应写作：H2SO4===2H＋＋SO，C项错误；D项原子、电荷不守恒，应为K2SO4===2K＋＋SO。

　电解质溶液导电能力的强弱主要由自由移动的离子浓度的大小决定。某兴趣小组同学在测定溶液的导电性实验时，采用如图所示的串联装置，闭合电键时，发现灯泡不亮。

(1)判断上述四个烧杯中的溶质的电解质类型。

提示：盐酸、硝酸属于酸，KOH属于碱，Cu(NO3)2属于盐。

(2)上述四个烧杯中哪个烧杯中的物质发生了电离？写出相应的电离方程式。

提示：A、B、D烧杯中的溶质均发生了电离，C烧杯中的纯硝酸没有发生电离。HCl===H＋＋Cl－，Cu(NO3)2===Cu2＋＋2NO，KOH===K＋＋OH－。

(3)小灯泡不亮的原因是什么？怎样才能使灯泡亮起来？

提示：四个烧杯中只有C中纯硝酸没有自由移动的离子，不导电，整个装置没有形成闭合回路，灯泡不亮。当向C中加水时，HNO3发生电离而导电，整个装置形成闭合回路，灯泡亮。

(4)若经过操作灯泡亮起来后，各烧杯等体积溶液中溶质的粒子数目相等，则哪个烧杯的溶液导电能力最强？

提示：B烧杯。等体积的溶液中溶质的粒子数目相等时，溶液中离子浓度越大、离子所带电荷越多，导电能力越强。

1．(双选)下列说法正确的是(　　)

A．酸、碱、盐都可能是电解质

B．电解质都是易溶于水的物质

C．氧化物不都是电解质

D．氢化物都不是电解质

【解析】选A、C。根据电解质包含的物质类别，酸、碱、盐都是电解质，A正确；电解质不一定易溶于水，如碳酸钙，难溶于水但是电解质，B错误；非金属的氧化物不是电解质，C正确；氢化物中部分是电解质，如HCl、HBr、HI等都是电解质，D错误。

2．(水平1)盐与人的生活和健康息息相关，如食盐。成人体内所含钠离子的总量约为60 g，其中80%存在于细胞外液，即在血浆和细胞间液中，而氯离子也主要存在于细胞外液。

根据电解质在溶液中的电离情况，我们划分出了酸、碱、盐。通过学习我们知道酸和碱都有通性，而盐是没有通性的，其本质原因是(　　)

A．盐不能电离出阳离子

B．盐不能电离出阴离子

C．盐不能电离出H＋或OH－

D．盐不能电离出共同的离子

【解析】选D。酸可以电离出H＋，碱可以电离产生OH－，盐是由金属阳离子(或铵根)与酸根离子组成的化合物。由于盐电离产生的阳离子及阴离子可能相同，也可能不相同，所以盐没有通性，故选项D正确。

【补偿训练】

关于酸、碱、盐的下列说法中错误的是(　　)

A．酸在水溶液中电离产生的阳离子全部是氢离子

B．碱在水溶液中电离产生的阴离子全部是氢氧根离子

C．盐在水溶液中电离一定有金属阳离子产生

D．酸和盐在水溶液中电离都可能有含氧酸根离子产生

【解析】选C。电离出的阳离子全部是氢离子的化合物为酸，故A正确；电离出的阴离子全部是氢氧根的化合物为碱，故B正确；阳离子是金属离子或铵根离子、阴离子全部是酸根离子的化合物为盐，故盐电离出的阳离子不一定是金属离子，也可能是铵根离子，故C错误；酸和盐在水溶液中电离都可能有含氧酸根离子产生，如H2SO4和Na2CO3在水溶液中均电离出含氧酸根离子，故D正确。

3．(水平2)下列电离方程式正确的是(　　)

A．NaOH电离方程式：NaOH===Na＋＋H＋＋O2－

B．硫酸铝的电离方程式：Al2(SO4)3===Al＋(SO4)

C．NaCl的电离方程式：NaClNa＋＋Cl－

D．硝酸电离方程式：HNO3===H＋＋NO

【解析】选D。A.氢氧化钠是一元强碱，故电离出一个钠离子和一个氢氧根离子，故电离方程式为NaOH===Na＋＋OH－，故A错误；B.硫酸铝电离为2个铝离子和3个硫酸根离子，故电离方程式为Al2(SO4)3===2Al3＋＋3SO，故B错误；C.电离不用通电，是自发的过程，即氯化钠的电离方程式为NaCl===Na＋＋Cl－，故C错误；D.硝酸是强酸，完全电离出1个氢离子和1个硝酸根离子，故电离方程式为HNO3===H＋＋NO，故D正确。

4．(水平2)物质M在水中发生如下电离：M===X2＋＋2Y－，则下列判断不正确的是(　　)

A．M一定不是酸　　　　  B．X2＋一定是金属离子

C．Y－可能是OH－       D．M一定属于盐

【解析】选D。酸中含有的阳离子是氢离子，氢离子带一个单位的正电荷，不符合题意，M一定不是酸，故A正确；M不是酸，则M可能是盐或碱，故X2＋一定是金属离子，故B正确；若M为Ba(OH)2，则Y－是OH－，若M为氯化钙，能电离产生2个氯离子和1个钙离子，故C正确；M不一定属于盐，如氢氧化钙能电离产生1个钙离子和2个氢氧根离子，故D错误。

5．(水平2)(教材二次开发·教材习题改编)已知：CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O，CaCO3＋CO2＋H2O===Ca(HCO3)2，且Ca(HCO3)2易溶于水。若有一定浓度的Ca(OH)2溶液，向该溶液中逐渐通入CO2。则：

下列四个图中，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)的是(　　)

【解析】选D。由于通入CO2后溶液中自由移动的离子的浓度逐渐减小，所以一开始导电能力逐渐下降，随着反应的进行，离子浓度逐渐增大，导电能力也逐渐增大，当反应进行完全后，溶液导电能力基本保持不变，所以选D。

6．(水平2)(1)下列物质的电离方程式如下：

HClO4===H＋＋ClO；

Ba(OH)2===Ba2＋＋2OH－；

Fe2(SO4)3===2Fe3＋＋3SO；

KHSO4===K＋＋H＋＋SO。

属于酸的物质是______________________(写化学式，下同)；属于碱的物质是________________；属于盐的物质是________________。

(2)化工生产中常常用到“三酸两碱”，“三酸”指硝酸、硫酸和盐酸，“两碱”指烧碱和纯碱。

①从物质的分类角度看，不恰当的一种物质是___________________________。

②上述物质中既不是电解质也不是非电解质的是________________，依据是___________________________________________________________________。

③写出纯碱的电离方程式_________________________________。

【解析】(1)根据酸、碱、盐的概念判断。(2)纯碱的化学式为Na2CO3，属于盐，不是碱；盐酸是HCl的水溶液，是混合物，既不是电解质也不是非电解质。Na2CO3是电解质，电离方程式为Na2CO3===2Na＋＋CO。

答案：(1)HClO4　Ba(OH)2　Fe2(SO4)3、KHSO4

(2)①纯碱　②盐酸　盐酸是混合物，不是纯净物

③Na2CO3===2Na＋＋CO