資源簡介

2.2 第1課時　電解質(zhì)的電離
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.通過實驗,以變化的思想領(lǐng)會電離的定義,從而掌握電解質(zhì)定義的內(nèi)涵和外延,逐步提升宏觀辨識與微觀探析的化學(xué)核心素養(yǎng)。
2.通過對電解質(zhì)和電離定義的理解,能從宏觀和微觀相結(jié)合的視角重新認識酸、堿、鹽的定義。
3.通過歸納總結(jié),學(xué)會用電離方程式表示某些酸、堿、鹽的電離,培養(yǎng)證據(jù)推理與模型認知的化學(xué)核心素養(yǎng)。
【自主預(yù)習(xí)】
一、電解質(zhì)的電離
1.實驗探究:電解質(zhì)的電離(以NaCl為例)
裝置及操作 燒杯或瓷坩堝中的物質(zhì) 現(xiàn)象 結(jié)論
氯化鈉固體 　 氯化鈉固體　
熔融氯化鈉 　 熔融氯化鈉　　
氯化鈉溶液 　 氯化鈉溶液　
2.電離
(1)概念:電解質(zhì)在　　　或　　　　　時,解離成能夠　　　　　　　　　的過程。
(2)表示方法——電離方程式
寫出下列物質(zhì)在水溶液中的電離方程式
①HCl:　 ;
②H2SO4:　 ;
③NaCl:　 ;
④NaOH:　 。
二、電解質(zhì)
1.電解質(zhì)
(1)概念:在　　　　　　中或　　　　　　下能夠?qū)щ姷摹　　　　　　?
(2)常見物質(zhì):酸、堿、鹽等。
【微點撥】
(1)電解質(zhì)都必須是化合物。
(2)電解質(zhì)導(dǎo)電的條件是溶于水或熔融狀態(tài),二者具備其一即可。
2.從電離的角度認識酸、堿、鹽
酸 堿 鹽
定義 電離時生成的陽離子全部是　　的化合物 電離時生成的陰離子全部是　　的化合物 電離時能生成金屬陽離子(或N)和　　的化合物
實例 HCl、H2SO4、H2CO3等 NaOH、KOH、NH3·H2O等 Na2SO4、KCl、 BaCO3等
3.強電解質(zhì)
(1)定義:在水溶液中能　　　　　的電解質(zhì)。
(2)常見物質(zhì):強酸、強堿、大部分鹽。
(3)電離方程式
強電解質(zhì)的電離方程式用“”,如H2SO42H++S,KOHK++OH-。
4.弱電解質(zhì)
(1)定義:在水溶液中　　　　　的電解質(zhì)。
(2)常見物質(zhì):弱酸、弱堿、水。
(3)電離方程式
弱電解質(zhì)的電離方程式用“”,如CH3COOHCH3COO-+H+,NH3·H2ON+OH-。
5.電解質(zhì)溶液中離子濃度測定
電解質(zhì)在溶液中電離出陰、陽離子,因而溶液會表現(xiàn)出一定性質(zhì),故可用一些方法測得溶液中某些離子的濃度:
(1)有些離子在水溶液中有顏色,可以用　　　測定該離子濃度。
(2)可用　　　　測量溶液中H+和OH-的濃度。
【參考答案】一、1.電燈泡不發(fā)光　不導(dǎo)電　電燈泡發(fā)光　導(dǎo)電　電燈泡發(fā)光　導(dǎo)電
2.(1)溶于水　受熱熔化　自由移動的離子
(2)HClH++Cl-　H2SO42H++S　NaClNa++Cl-　NaOHNa++OH-
二、1.水溶液　熔融狀態(tài)　化合物　2.H+　OH-　酸根離子　3.完全電離　4.部分電離　5.(1)比色計　(2)pH計
【效果檢測】
1.判斷正誤(正確的打“√”,錯誤的打“×”)。
(1)銅和食鹽水都能導(dǎo)電,都屬于電解質(zhì)。 (　　)
(2)將BaSO4固體投入水中,水溶液導(dǎo)電性弱,故它是非電解質(zhì)。 (　　)
(3)電解質(zhì)的電離需要通電才能進行。 (　　)
(4)電解質(zhì)是化合物,電解質(zhì)溶液是混合物。 (　　)
(5)溶于水能電離產(chǎn)生H+的電解質(zhì)一定屬于酸。(　　)
(6)氯化鈉晶體不能導(dǎo)電,是由于其中不含離子。 (　　)
(7)NH3屬于非電解質(zhì),但其水溶液能夠?qū)щ姟?(　　)
(8)在溶于水或熔融狀態(tài)下能夠自身發(fā)生電離的化合物一定是電解質(zhì)。 (　　)
【答案】(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×　(6)× (7)√　(8)√
2.電離產(chǎn)生H+的物質(zhì)就是酸,電離產(chǎn)生OH-的物質(zhì)就是堿,這種說法正確嗎
【答案】錯誤。電離產(chǎn)生的陽離子全部是H+的化合物是酸;電離產(chǎn)生的陰離子全部是OH-的化合物是堿。如硫酸氫鈉在溶液中電離產(chǎn)生H+,但屬于鹽。
3.能導(dǎo)電的物質(zhì)一定是電解質(zhì),不能導(dǎo)電的物質(zhì)一定是非電解質(zhì)嗎
【答案】電解質(zhì)、非電解質(zhì)均指化合物,氯氣單質(zhì)不能導(dǎo)電,銅、石墨等單質(zhì)能導(dǎo)電,NaCl溶液能導(dǎo)電,但它們都不是化合物,所以既不是電解質(zhì),也不是非電解質(zhì)。
【合作探究】
任務(wù)1：電解質(zhì)與非電解質(zhì)
情境導(dǎo)入　
問題生成
1.人體汗液里含有一定量的NaCl,NaCl和HCl都是電解質(zhì),它們本身導(dǎo)電嗎 它們在熔融狀態(tài)下都能導(dǎo)電嗎
【答案】本身不導(dǎo)電。氯化鈉在熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電,氯化氫不能。
2.二氧化硫、二氧化碳、氨氣的水溶液均能導(dǎo)電,它們屬于電解質(zhì)嗎 為什么
【答案】二氧化硫、二氧化碳、氨氣均是非電解質(zhì)。因為它們是化合物,而且熔融態(tài)時也是分子,不導(dǎo)電,水溶液雖然導(dǎo)電,但不是自身電離產(chǎn)生離子,其與水反應(yīng)的產(chǎn)物H2SO3、H2CO3、NH3·H2O是電解質(zhì)。
3.鹽酸、NaOH溶液、NaCl溶液、熔融氯化鈉、Fe、Cu都能導(dǎo)電,它們屬于電解質(zhì)嗎 為什么
【答案】鹽酸、NaOH溶液、NaCl溶液既不是電解質(zhì)也不是非電解質(zhì),因為它們是混合物,其溶質(zhì)HCl、NaOH、NaCl是電解質(zhì);熔融NaCl是電解質(zhì),因為它是一種在熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電的化合物;Fe、Cu既不是電解質(zhì)也不是非電解質(zhì),因為它們是單質(zhì)。
4.蔗糖溶液和熔融態(tài)蔗糖均不導(dǎo)電,其屬于非電解質(zhì)嗎 為什么
【答案】蔗糖溶液不是非電解質(zhì),因為它是混合物;熔融態(tài)蔗糖是非電解質(zhì),因為它是化合物。
【核心歸納】
1.電解質(zhì)和非電解質(zhì)
電解質(zhì) 非電解質(zhì)
概念 在水溶液里或熔融狀態(tài)下能夠?qū)щ姷幕衔?在水溶液里和熔融狀態(tài)下都不能導(dǎo)電的化合物
相同點 均為化合物
不同點 水溶液里或熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電 水溶液里和熔融狀態(tài)下都不能導(dǎo)電
本質(zhì)區(qū)別 在水溶液里或熔融狀態(tài)下自身能發(fā)生電離 在水溶液里和熔融狀態(tài)下自身不能發(fā)生電離,以分子形式存在
所含物質(zhì)類型 酸:H2SO4、H2CO3、CH3COOH; 堿:NaOH、NH3·H2O; 鹽:NaCl、CaCO3; 活潑金屬氧化物:Na2O; 水 非金屬氧化物:如SO2、SO3、CO2、CO、P2O5; 非酸性氣態(tài)氫化物:如NH3; 大部分有機物:如蔗糖、酒精、CH4
2.“三步曲”判斷電解質(zhì)、非電解質(zhì)
(1)第一步看是不是化合物:電解質(zhì)與非電解質(zhì)都屬于化合物。單質(zhì)(如石墨)、混合物(如鹽酸)既不是電解質(zhì),也不是非電解質(zhì)。
(2)第二步看在水溶液里或者在熔融狀態(tài)下能否導(dǎo)電:電解質(zhì)在一定條件下導(dǎo)電。電解質(zhì)導(dǎo)電的條件是電解質(zhì)溶于水或熔融狀態(tài),二者具備其一即可。
(3)第三步還要看是否自身發(fā)生電離而導(dǎo)電:溶于水能導(dǎo)電的化合物不一定是電解質(zhì)。如CO2的水溶液能導(dǎo)電,但不是CO2分子本身直接電離產(chǎn)生離子,而是CO2與水反應(yīng)生成的H2CO3電離出自由移動的離子而導(dǎo)電,H2CO3是電解質(zhì),CO2不是電解質(zhì)。
【典型例題】
【例1】下列說法正確的是(　　)。
A.硫酸鋇不溶于水,所以硫酸鋇是非電解質(zhì)
B.二氧化碳溶于水可以導(dǎo)電,所以二氧化碳是電解質(zhì)
C.硫酸是電解質(zhì),所以硫酸在熔融態(tài)或溶于水時都能導(dǎo)電
D.液態(tài)氯化氫不導(dǎo)電,但氯化氫是電解質(zhì)
【答案】D
【解析】硫酸鋇不溶于水但受熱熔化時可導(dǎo)電,故硫酸鋇是電解質(zhì),A項錯誤;雖然二氧化碳溶于水可以導(dǎo)電,但是在水溶液中能直接電離出自由移動離子的不是二氧化碳,而是碳酸,B項錯誤;硫酸是由硫酸分子構(gòu)成的,在熔融態(tài)時不能導(dǎo)電,C項錯誤;液態(tài)氯化氫不導(dǎo)電,但氯化氫的水溶液能導(dǎo)電,氯化氫是電解質(zhì),D項正確。
易錯辨析：(1)某化合物是不是電解質(zhì)與其溶解性無關(guān)。如蔗糖溶于水,但是蔗糖是非電解質(zhì);難溶于水的鹽,如BaSO4、CaCO3是電解質(zhì)。
(2)不能導(dǎo)電的物質(zhì)不一定是非電解質(zhì),如NaCl固體;能導(dǎo)電的物質(zhì)不一定是電解質(zhì),如石墨、金屬、氯化鈉溶液等。
(3)電解質(zhì)溶液總是呈電中性,即陽離子所帶正電荷總數(shù)與陰離子所帶負電荷總數(shù)相等,稱為電荷守恒。
(4)電解質(zhì)在水溶液中或熔融狀態(tài)下即發(fā)生電離,電離不需要通電。電解質(zhì)因電離而導(dǎo)電,而不是因?qū)щ姸婋x。
【例2】有下列物質(zhì):①NaOH固體;②銅絲;③HCl氣體;④稀H2SO4;⑤CO2;⑥氨水;⑦Na2CO3粉末;⑧蔗糖晶體;⑨熔融NaCl;⑩CuSO4·5H2O晶體。
(1)上述狀態(tài)下可導(dǎo)電的是　　　　　　(填序號,下同),溶于水和熔融狀態(tài)下都能導(dǎo)電的是　　　　　　。
(2)屬于電解質(zhì)的是　　　　　　,屬于非電解質(zhì)的是　　　　　　。
【答案】(1)②④⑥⑨　①⑦⑨⑩
(2)①③⑦⑨⑩　⑤⑧
【解析】(1)固態(tài)化合物均不導(dǎo)電,氣體和純酸不導(dǎo)電,故不導(dǎo)電的物質(zhì)有①③⑤⑦⑧⑩;金屬單質(zhì),熔融態(tài)鹽,多數(shù)酸、鹽和堿的水溶液均導(dǎo)電,故②④⑥⑨均能導(dǎo)電;多數(shù)鹽和堿溶于水和熔融狀態(tài)下均導(dǎo)電。(2)②為單質(zhì),④和⑥為混合物,單質(zhì)和混合物既不是電解質(zhì)也不是非電解質(zhì);CO2溶于水導(dǎo)電是因為生成的H2CO3能電離出自由移動的離子,CO2自身不電離,故CO2是非電解質(zhì),蔗糖溶于水和熔融狀態(tài)下均不導(dǎo)電,是非電解質(zhì);①③⑦⑨⑩在水溶液里或熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電,屬于電解質(zhì)。
任務(wù)2：電解質(zhì)的電離
情境導(dǎo)入　已知:CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O,CaCO3+CO2+H2OCa(HCO3)2,且Ca(HCO3)2易溶于水。請根據(jù)上述信息,利用下圖裝置探究電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力。
問題生成
1.通入CO2前,燈泡是否發(fā)光 為什么
【答案】發(fā)光,因為Ca(OH)2溶于水后電離出離子,溶液中離子的濃度比較大,故燈泡亮。
2.通入CO2一段時間后,燈泡的亮度有何變化 原因是什么
【答案】燈泡先變暗后熄滅,因為發(fā)生了反應(yīng)CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O,溶液中自由移動的離子減少。
3.繼續(xù)通入過量的CO2,燈泡的亮度有何變化 原因是什么
【答案】燈泡熄滅后又逐漸變亮,因為又發(fā)生了反應(yīng)CaCO3+CO2+H2OCa(HCO3)2,Ca(HCO3)2完全電離出自由移動的離子,溶液中離子濃度增大。
4.下列四個圖中,哪一個能比較準(zhǔn)確地反映出溶液的導(dǎo)電能力和通入CO2氣體量的關(guān)系(x軸表示CO2通入的量,y軸表示導(dǎo)電能力)。原因是什么
【答案】D;通入CO2后,溶液中自由移動離子的濃度逐漸減小,溶液的導(dǎo)電能力逐漸下降,隨著反應(yīng)的進行,離子濃度又逐漸增大,導(dǎo)電能力又逐漸增強。
5.請寫出Ca(HCO3)2的電離方程式。
【答案】Ca(HCO3)2Ca2++2HC。
6.BaSO4、AgCl、CaCO3的水溶液導(dǎo)電能力很弱,它們是弱電解質(zhì)嗎
【答案】不是。它們難溶于水,在水溶液中的溶解度很小,導(dǎo)致溶液中的離子濃度很小,導(dǎo)電能力較弱。但溶解的BaSO4、AgCl、CaCO3在水溶液中全部電離,所以它們屬于強電解質(zhì)。
【核心歸納】
1.強電解質(zhì)和弱電解質(zhì)
強電解質(zhì) 弱電解質(zhì)
定義 在水溶液中能完全電離的電解質(zhì) 在水溶液中只部分電離的電解質(zhì)
電離程度 完全電離 部分電離
在水溶液中電離時存在的微粒 離子、水分子 離子、水分子、電解質(zhì)分子
化合物種類 強酸、強堿、絕大多數(shù)鹽等 弱酸、弱堿、水等
物質(zhì)類別實例 HCl、NaOH、NaCl CH3COOH、H2O、NH3·H2O
電離方式實例 用“”號,如NaClNa++Cl- 用“”號,如H2OH++OH-
(1)電解質(zhì)的強弱與其溶解度的大小無關(guān)。某些難溶于水的鹽,由于溶于水的部分完全電離,它們屬于強電解質(zhì),如BaSO4、CaCO3等。
(2)電解質(zhì)的強弱與溶液的導(dǎo)電性沒有必然的聯(lián)系。由于溶液的導(dǎo)電性強弱與溶液中自由移動離子的濃度大小和離子所帶的電荷多少有關(guān),所以強電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力不一定強,弱電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力也不一定弱。
2.電離方程式的書寫
(1)強酸、強堿和絕大部分鹽書寫時用“”連接,如H2SO42H++S、NaOHNa++OH-、NaClNa++Cl-。
(2)酸式鹽的電離方程式
①強酸的酸式鹽在水溶液中完全電離,如NaHSO4Na++H++S,熔融狀態(tài)下NaHSO4的電離方程式為NaHSO4Na++HS。
②弱酸的酸式鹽在溶液中完全電離,生成酸式酸根離子和陽離子,如NaHCO3Na++HC。
(3)活潑金屬的氧化物在熔融狀態(tài)下也可電離,如Na2O2Na++O2-。
(4)一元弱酸、弱堿的電離方程式用“”連接,如HClOH++ClO-。
(5)多元弱酸分步電離,如H2CO3H++HC,HCH++C。
(6)多元弱堿一步電離,如Fe(OH)3Fe3++3OH-。
【典型例題】
【例3】某化學(xué)興趣小組進行化學(xué)實驗,按照圖Ⅰ連接好線路發(fā)現(xiàn)燈泡不亮,按照圖Ⅱ連接好線路發(fā)現(xiàn)燈泡亮了起來,由此得出的結(jié)論正確的是(　　)。
A.MgCl2是非電解質(zhì)
B.MgCl2溶液是電解質(zhì)
C.MgCl2在水溶液中電離出了可以自由移動的離子
D.MgCl2只有在溶液中才能導(dǎo)電
【答案】C
【解析】MgCl2固體中離子不能自由移動,不導(dǎo)電;MgCl2固體在溶液中電離生成能夠自由移動的Mg2+和Cl-,MgCl2溶液導(dǎo)電;MgCl2在熔融狀態(tài)也能導(dǎo)電。
【例4】下列電離方程式書寫錯誤的是(　　)。
A.NaHSO4(水溶液)Na++H++S
B.KClO3K++Cl-+3O2-
C.AlCl3(水溶液)Al3++3Cl-
D.CH3COOHCH3COO-+H+
【答案】B
【解析】原子團是在化學(xué)反應(yīng)中作為整體參加反應(yīng)的微粒,不能繼續(xù)拆成離子形式,如S、Cl等。
【母題追問】
(1)若將A項“NaHSO4(水溶液)”改為“NaHSO4(熔融)”,則電離方程式的書寫對嗎
【答案】不對。酸或酸式酸根離子在熔融狀態(tài)下不電離,應(yīng)為NaHSO4(熔融)Na++HS。
(2)若將A項“NaHSO4”改為“NaHCO3”,電離方程式如何書寫
【答案】NaHCO3Na++HC。
靈犀一點：書寫電離方程式的注意事項
(1)符合客觀事實。不能隨意書寫離子符號,離子的個數(shù)用“2”“3”等標(biāo)在離子符號之前。注意在水溶液中HC不能拆成H+和C,而HS必須拆成H+和S。
(2)符合質(zhì)量守恒:“”“”兩邊原子種類、數(shù)目、質(zhì)量相同。
(3)符合電荷守恒:正電荷總數(shù)=負電荷總數(shù)。
【隨堂檢測】
1.目前市場上有一種專門為嬰幼兒設(shè)計的電解質(zhì)飲料,適合在嬰幼兒感冒、 發(fā)燒時快速補充體內(nèi)流失的電解質(zhì)成分。 下列物質(zhì)可用作該飲料中的電解質(zhì)的是(　　)。
A.Fe B.葡萄糖
C.MgSO4 D.CO2
【答案】C
【解析】選項中只有 MgSO4是電解質(zhì),C項正確。
2.下列電離方程式書寫正確的是(　　)。
A.NaOHNa++O2-+H+
B.FeCl3Fe+3+3Cl-
C.Mg(NO3)2Mg2++N
D.H2SO42H++S
【答案】D
【解析】NaOH完全電離為Na+和OH-,A項錯誤;FeCl3完全電離為1個Fe3+和3個Cl-,B項錯誤;Mg(NO3)2完全電離為1個Mg2+和2個N,C項錯誤。
3.下列關(guān)于強、弱電解質(zhì)的敘述錯誤的是(　　)。
A.強電解質(zhì)在溶液中完全電離
B.在溶液中導(dǎo)電能力強的電解質(zhì)是強電解質(zhì),導(dǎo)電能力弱的電解質(zhì)是弱電解質(zhì)
C.不同弱電解質(zhì)的溶液,當(dāng)溫度、濃度不同時,其導(dǎo)電能力可能相同
D.純凈的強電解質(zhì)在液態(tài)時,有的導(dǎo)電,有的不導(dǎo)電
【答案】B
【解析】電解質(zhì)溶液導(dǎo)電性強弱取決于自由移動離子濃度的大小和所帶電荷總數(shù)的多少。強電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力不一定強,還受濃度、溫度的影響。
4.在電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電性裝置(如圖所示)中,若向某一電解質(zhì)溶液中逐滴加入另一溶液,燈泡由亮變暗,至熄滅后又逐漸變亮的是(　　)。
A.鹽酸中逐滴加入食鹽溶液
B.硫酸溶液中逐滴加入氫氧化鈉溶液
C.石灰乳中逐滴加入稀鹽酸
D.硫酸溶液中逐滴加入氫氧化鋇溶液
【答案】D
【解析】HCl是強電解質(zhì),在水溶液里完全電離,加入NaCl溶液后,兩者不反應(yīng),燈泡不會熄滅,A項錯誤;硫酸和NaOH都是強電解質(zhì),兩者發(fā)生反應(yīng)H2SO4+2NaOHNa2SO4+2H2O,生成的硫酸鈉是強電解質(zhì),溶液中離子濃度減小,燈泡變暗,但不會熄滅,B項錯誤;Ca(OH)2、HCl都是強電解質(zhì),兩者發(fā)生反應(yīng)Ca(OH)2+2HClCaCl2+2H2O,石灰乳屬于微溶物,離子濃度較小,反應(yīng)后溶液中離子濃度增大,則燈泡變亮,C項錯誤;硫酸和氫氧化鋇都是強電解質(zhì),兩者發(fā)生反應(yīng)Ba(OH)2+H2SO4BaSO4↓+2H2O,反應(yīng)后生成難溶物和水,溶液中離子濃度逐漸減小,所以燈泡變暗,兩者恰好反應(yīng)時離子濃度最小,燈泡熄滅,再繼續(xù)滴加氫氧化鋇溶液,溶液中離子濃度增大,燈泡變亮,D項正確。
5.2022年北京冬奧會上,奧運健兒賽場揮灑汗水,運動員大量出汗會流失鉀離子、鈉離子、鎂離子、氯離子、硫酸根離子、磷酸根離子等,從而引起身體乏力甚至抽筋,導(dǎo)致運動能力下滑。所以激烈運動后人體內(nèi)需補充電解質(zhì)。
現(xiàn)有以下物質(zhì):①NaCl晶體、②純H2SO4、③碳酸鈣固體、④熔融KCl、⑤葡萄糖晶體、⑥銅、⑦CO2、⑧MgSO4固體、⑨K2SO4溶液。
(1)以上物質(zhì)中能導(dǎo)電的是　　　　(填序號,下同)。
(2)以上物質(zhì)中屬于電解質(zhì)的是　　　　　　　　,屬于非電解質(zhì)的是　　　　,既不屬于電解質(zhì)又不屬于非電解質(zhì)的是　　　　　　　　　。
(3)在以上屬于電解質(zhì)的物質(zhì)中任選2種,寫出其在水溶液中或熔融狀態(tài)下的電離方程式: 　 。
【答案】(1)④⑥⑨
(2)①②③④⑧　⑤⑦　⑥⑨
(3)NaClNa++Cl-、H2SO42H++S、CaCO3Ca2++C、KClK++Cl-、MgSO4Mg2++S(任寫兩種)
【解析】熔融KCl和K2SO4溶液中存在著自由移動的離子,銅中存在著自由移動的電子,故它們能導(dǎo)電;化合物依據(jù)其在水溶液里或熔融狀態(tài)下能否導(dǎo)電分為電解質(zhì)和非電解質(zhì),①②③④⑧在水溶液中或熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電,故①②③④⑧為電解質(zhì);⑤溶于水時和熔融態(tài)時均不導(dǎo)電,屬于非電解質(zhì),雖然⑦溶于水后生成的新物質(zhì)H2CO3能發(fā)生電離,但⑦屬于非電解質(zhì)。
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