2020-2021学年第2节 电解质的电离 离子反应学案

电解质的电离

一、电解质和非电解质

1．电解质

(1)定义：在水溶液中或熔融状态下能够导电的化合物。

(2)常见的电解质：酸、碱、盐，如HCl、H2SO4、NaOH、Ca(OH)2、NaCl、KNO3等。

(3)电解质溶液或熔融电解质导电的原因(以NaCl为例)。

①电解质溶液能导电必须具备的条件是有带电荷的粒子，粒子可自由移动。

②NaCl属于电解质，固体中含有带电微粒Na＋、Cl－，但这些离子不能自由移动，故固态氯化钠本身不导电。

③NaCl固体溶于水时，在水分子的作用下，Na＋、Cl－进入水中，形成了可自由移动的带电粒子，故NaCl溶液可导电。

④氯化钠固体受热熔化时，离子随温度升高也变得能自由移动，故熔融NaCl也能导电。

2．非电解质

(1)定义：在水溶液中和熔融状态下都不能导电的化合物。

(2)常见的非电解质有蔗糖、乙醇等。

　夏天天热出了很多汗的手不能去接触电器或擦拭电器，否则容易发生触电事故(如图1)。一旦有人因接触电线发生触电事故，在取走电线的时候应该用干燥的木杆或竹竿挑走，切不可直接用手拿走(如图2)。

图1　　　　　　　　　　图2

(1)为什么出了很多汗的手可以导电？溶液导电的原因是什么？

[提示]　人体的汗液中含有大量的盐，汗液中盐发生电离产生自由移动的阴、阳离子，可以导电。

(2)化学中还有哪些物质的溶液可以导电？

[提示]　酸、碱、盐的水溶液可以导电。

二、电解质的电离

1．定义：电解质溶于水或受热熔化时解离成能够自由移动的离子的过程。

2．电离的条件：溶于水或熔融状态。

3．表示方法——电离方程式

(1)酸的电离(如H2SO4)：H2SO4===2H＋＋SO。

(2)碱的电离(如NaOH)：NaOH===Na＋＋OH－。

(3)盐的电离(如CuSO4)：CuSO4===Cu2＋＋SO。

4．从电离的角度认识酸、碱、盐

(1)酸：电离时生成的阳离子全部是H＋的化合物。

(2)碱：电离时生成的阴离子全部是OH－的化合物。

(3)盐：电离时生成金属阳离子(或铵根离子)和酸根离子的化合物。

　日常生活中，我们经常用到纯碱这种食品添加剂，实际上纯碱也是一种重要的化工原料。那么纯碱是碱吗？用电离方程式表示。

[提示]　纯碱不是碱，因为溶液中纯碱不能电离出OH－，而是电离出金属阳离子和酸根阴离子，所以纯碱属于盐，其化学式为Na2CO3，电离方程式为Na2CO3===2Na＋＋CO。

三、强电解质、弱电解质

1．强电解质

(1)定义：在水溶液中能完全电离的电解质。强酸、强碱和绝大多数盐等都是强电解质。

(2)电离方程式。

强电解质的电离方程式用“===”，如

HCl：HCl===H＋＋Cl－。

KOH：KOH===K＋＋OH－。

KNO3：KNO3===K＋＋NO。

2．弱电解质

(1)定义：在水溶液中部分电离的电解质。弱酸、弱碱、水等都是弱电解质。

(2)电离方程式。

弱电解质的电离方程式用“”，如

CH3COOH：CH3COOHCH3COO－＋H＋。

NH3·H2O：NH3·H2ONH＋OH－。

　判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)依据电解质在水溶液中电离程度不同，电解质可分为强电解质和弱电解质 (　　)

(2)BaSO4溶液的导电性很弱，是因为BaSO4为弱电解质 (　　)

(3)强电解质在液态时，有的导电，有的可能不导电 (　　)

[答案]　(1)√　(2)×　(3)√

[问题1]　金属铜和NaCl溶液均能导电，它们属于电解质吗？为什么？

[提示]　不属于。因为电解质必须是化合物，Cu为单质，NaCl溶液为混合物，不符合电解质的定义，所以金属铜和NaCl溶液都不属于电解质。

[问题2]　(1)NaCl晶体、液态HCl均不导电，则NaCl与HCl均不是电解质吗？

(2)电解质导电的条件是什么？

[提示]　(1)NaCl晶体中Na＋与Cl－不能自由移动，液态HCl未发生电离，故二者均不导电，但NaCl溶于水或熔融时、HCl溶于水时均能导电，所以NaCl与HCl都是电解质。

(2)电解质导电的条件是在水溶液中或熔融状态下。

[问题3]　NH3、CO2的水溶液能导电，那么NH3、CO2是电解质吗？为什么？

[提示]　不是。电解质必须是在水溶液中或熔融状态下自身发生电离而导电的化合物，而CO2的水溶液之所以导电，是因为它与水反应生成了电解质H2CO3，因H2CO3的电离才使溶液导电，所以H2CO3是电解质，CO2是非电解质。同理，氨气溶于水能导电也不是自身电离的结果，氨气也是非电解质。

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。

3．从是否自身电离看：电解质溶于水或熔融状态时，电解质自身发生电离，有些非电解质如NH3、CO2等，溶于水也能导电，但都不是自身电离产生的离子。

电解质和非电解质判断的注意事项

(1)电解质和非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。

(3)不是电解质的物质不一定是非电解质。

电解质和非电解质的基本前提是化合物，单质和混合物既不是电解质也不是非电解质。

(4)导电的物质不一定是电解质。

①金属也能够导电，但它们都是单质，不属于电解质；

②电解质溶液能导电但不是电解质。

(5)不导电的物质不一定不是电解质。

固态NaCl不导电，但其熔融状态下或溶于水能导电，因而它属于电解质。

1．下列有关电解质的说法正确的是(　　)

A．易溶于水的物质一定是电解质

B．SO2的水溶液能导电，所以SO2是电解质

C．液态的铜导电性很好，所以铜是电解质

D．Na2O液态时能导电，所以Na2O是电解质

D　[易溶于水的物质不一定是电解质，如NH3、SO2是非电解质；Cu是单质不是电解质。]

2．下列说法正确的是(　　)

A．NaCl晶体中含有Na＋、Cl－，所以NaCl晶体能导电

B．NH3溶于水能导电，所以NH3是电解质

C．BaSO4难溶于水，所以BaSO4是非电解质

D．Cl2的水溶液能够导电，但Cl2既不是电解质也不是非电解质

D　[NaCl晶体中的Na＋、Cl－不能自由移动，所以不能导电，A项错误。NH3自身不能电离出阴、阳离子，属于非电解质，B项错误。BaSO4溶于水的部分完全电离，所以BaSO4是强电解质，C项错误。Cl2不属于化合物，既不是电解质也不是非电解质，D项正确。]

3．现有：①铁片　②NaCl　③氨水　④CH3COOH

⑤乙醇　⑥盐酸　⑦浓硫酸　⑧KOH　⑨蔗糖　⑩HClO

其中属于混合物的是________，属于化合物的是___________________________________，属于电解质的是________，属于非电解质的是________________________，既不是电解质又不是非电解质的是________。

[解析]　先确定物质属于纯净物还是混合物，再看纯净物中属于单质还是化合物，最后从化合物中找出电解质和非电解质。混合物和单质都既不是电解质，也不是非电解质。

[答案]　③⑥⑦　②④⑤⑧⑨⑩　②④⑧⑩　⑤⑨

①③⑥⑦

如图所示，两烧杯中分别有同体积同物质的量浓度的盐酸和CH3COOH溶液，甲灯泡比较亮，乙灯泡比较暗。

[问题1]　物质的量浓度相同的盐酸和CH3COOH溶液为何导电能力不同？

[提示]　HCl是强电解质，在水溶液中完全电离，CH3COOH是弱电解质，在水溶液中只能部分电离，所以在浓度相同的情况下，盐酸中离子浓度更大，导电能力更强。

[问题2]　小明从实验中得出结论“强电解质导电能力强，弱电解质导电能力弱”，这个结论对吗？为什么？

[提示]　小明的结论不正确。因为这个实验的前提是“相同浓度的盐酸和醋酸”，当弱电解质浓度远远大于强电解质的浓度时，可能弱电解质溶液的导电能力更强。

[问题3]　决定电解质溶液导电能力强弱的因素是什么？

[提示]　离子浓度的大小和离子所带电荷的多少。

[问题4]　电解质电离需要通电吗？试举例说明。

[提示]　不需要，如NaCl在水分子作用下或受热熔化时就会解离出Na＋和Cl－。

1．电解质的电离及溶液导电能力的判断

(1)实质：电离的内因是电解质本身具有离子或具有能产生离子的内部结构，外因是水分子的作用或受热熔化。

(2)条件：溶于水或熔融状态。  

(3)有关电解质的强弱必须注意以下两点   

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

(1)强电解质的电离方程式用“===”，而弱电解质的电离方程式用“”。

(2)电离方程式遵循原子守恒和电荷守恒。电荷守恒指电离前后正、负电荷代数和相等。

实验证明，酸在溶于水时能发生电离，而碱、盐在溶于水或受热熔化时能发生电离。

【例题】　下列电离方程式书写错误的是(　　)

A．NaHSO4(溶液)===Na＋＋H＋＋SO

B．KClO3===K＋＋Cl－＋3O2－

C．AlCl3===Al3＋＋3Cl－

D．KNO3===K＋＋NO

B　[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SO、ClO等。但由于H2SO4为二元强酸，所以HSO在水溶液中电离成H＋和SO。]

【变式旁通】　(1)若将A项“NaHSO4(溶液)”改为“NaHSO4(熔融)”对吗？

(2)若将A项“NaHSO4”改为“NaHCO3”，电离方程式如何书写？

[提示]　(1)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＋＋HSO。

(2)NaHCO3===Na＋＋HCO。

1．下列溶液导电能力最强的是(　　)

A．100 mL 0.1 mol·L－1的醋酸溶液

B．10  mL 0.1 mol·L－1的氯化钠溶液

C．50  mL 0.1 mol·L－1的硫酸溶液

D．1 L 0.1 mol·L－1的盐酸

C　[醋酸为弱酸，不能完全电离，100 mL 0.1 mol·L－1醋酸溶液中离子总浓度小于0.2 mol·L－1，10 mL 0.1 mol·L－1的氯化钠溶液中离子总浓度为0.2 mol·L－1，50 mL 0.1 mol·L－1的硫酸溶液中离子总浓度为0.3 mol·L－1，1 L 0.1 mol·L－1的盐酸中离子总浓度为0.2 mol·L－1，则50 mL 0.1 mol·L－1的硫酸溶液中离子浓度最大，且离子所带电荷数最多，故C正确。]

2．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(　　)

甲　　　　　　　乙

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溶液换成等浓度的MgCl2溶液，溶液导电性增强

D　[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溶液换成等浓度的MgCl2溶液，溶液中离子的浓度增大，且Mg2＋所带电荷数比Na＋多，所以溶液导电性增强，故D正确。]

1．下列各项组合正确的是(　　)

B　[A项盐酸是混合物，醋酸是纯净物，碳酸是弱电解质，氨水和氯水均是混合物，既不是电解质也不是非电解质；C项石油是混合物，水是弱电解质；D项Na2CO3是强电解质。]

2．下列叙述中，正确的是(　　)

A．KNO3固体不导电，所以KNO3不是电解质

B．铜丝、石墨均能导电，所以它们都是电解质

C．熔融的MgCl2能导电，所以MgCl2是电解质

D．NaCl溶于水，在通电条件下才能发生电离

C　[KNO3溶于水可导电，故KNO3是电解质，A错；铜丝、石墨是单质，电解质必须是化合物，B错，电离不需要通电，D错。]

3．下列电离方程式书写正确的是(　　)

A．CH3COONH4CH3COO－＋NH

B．HI===H＋＋I－

C．H2S2H＋＋S2－

D．NaHCO3===Na＋＋H＋＋CO

B　[A项，醋酸铵属于盐，完全电离，应为CH3COONH4===CH3COO－＋NH，错误；B项，HI属于强酸， 完全电离，正确；C项，H2S为二元弱酸，应分步电离，即H2SH＋＋HS－，HS－H＋＋S2－，错误；D项，应为NaHCO3===Na＋＋HCO，错误。]

4．关于酸、碱、盐的下列说法中，正确的是(　　)

A．化合物电离时，生成的阳离子有氢离子的是酸

B．化合物电离时，生成的阴离子有氢氧根离子的是碱

C．NH4Cl的电离方程式是NH4Cl===NH＋Cl－，所以NH4Cl是盐

D．化合物电离时，只有生成金属阳离子和酸根离子的才是盐

C　[化合物电离时，有氢离子生成的不一定是酸，如硫酸氢钠是盐，故A错误；电离时生成的阴离子全部是氢氧根离子的化合物是碱，而生成的阴离子有氢氧根离子的不一定是碱，如碱式盐也能电离出氢氧根离子，故B错误；NH4Cl是由铵根离子和酸根离子构成的化合物，属于盐，故C正确；由金属阳离子(或铵根离子)和酸根离子构成的化合物属于盐，所以化合物电离时，只生成铵根离子和酸根离子的也是盐，故D错误。]

5．有下列物质：①NaOH溶液 　②铜丝　③液态HCl

④稀硫酸　⑤Na2SO3固体　⑥CO2　⑦酒精　⑧葡萄糖

⑨氧化钠　⑩熔融氯化钠

(1)上述物质中，可导电的是________。

(2)上述物质中，属于非电解质的是________。

(3)上述状态下，属于电解质但不导电的是________。

(4)写出Na2SO3的电离方程式：_______________________。

[解析]　①NaOH溶液中含有自由移动的离子，能导电，但其是混合物，所以NaOH溶液既不是电解质也不是非电解质；②铜丝属于导体，能导电，但铜是单质，所以它既不是电解质也不是非电解质；③液态HCl溶于水能电离出阴、阳离子而使其溶液导电，所以HCl是电解质，但液态氯化氢本身不导电；④稀硫酸中含有自由移动的阴、阳离子，能导电，但稀硫酸是混合物，所以稀硫酸既不是电解质也不是非电解质；⑤Na2SO3固体本身不导电，但其溶于水能电离出自由移动的阴、阳离子，所以Na2SO3固体属于电解质；⑥CO2、⑦酒精、⑧葡萄糖都是非电解质，都不导电；⑨固体氧化钠不导电，但是氧化钠在熔融状态下能导电，属于电解质；⑩熔融NaCl中含有自由移动的阴、阳离子，能导电，且氯化钠是电解质。

[答案]　(1)①②④⑩　(2)⑥⑦⑧　(3)③⑤⑨

(4)Na2SO3===2Na＋＋SO