高中化学第二章元素与物质世界第2节电解质学案鲁科版

第2节 电解质

1．电解质和非电解质

(1)电解质

在水溶液或熔融状态下能导电的化合物称为电解质。常见的电解质有酸、碱、盐等。

(2)非电解质

在水溶液和熔融状态下都不能导电的化合物称为非电解质。常见的非电解质包括蔗糖、酒精等。

辨误区 辨析电解质与非电解质

①电解质和非电解质都是对化合物而言，单质与混合物既不是电解质，也不是非电解质，如铜、钠、氯气、盐酸等。

②能导电的物质不一定是电解质，如石墨、电解质溶液等。电解质本身不一定能导电，如食盐晶体、HCl气体(因未电离成自由移动的离子)。

(3)电解质分为强电解质和弱电解质

①强电解质：在水溶液里能完全电离的电解质叫强电解质。常见的强电解质如强酸(HCl、H2SO4、HNO3等)、强碱[NaOH、KOH、Ba(OH)2等]、绝大部分盐(NaCl、K2CO3等)。

②弱电解质：在水溶液里只部分电离的电解质叫弱电解质。常见的弱电解质有弱酸(H2CO3、HClO)、弱碱[NH3·H2O、Fe(OH)3、Cu(OH)2]等。

谈重点 强、弱电解质辨析

a．区别电解质强弱的唯一依据是：在水溶液中能否完全电离，而不是电解质溶液的导电性的强弱。溶液导电性强的不一定是强电解质；溶液导电性弱的也不一定是弱电解质。b.电解质的强弱与电解质在水中溶解度的大小无关，也就是说易溶于水的物质不一定是强电解质，如NH3·H2O、CH3COOH等，由于它们溶于水后只有一部分发生了电离，所以是弱电解质；难溶于水的物质不一定就是弱电解质，如BaSO4、CaCO3等，虽然它们难溶于水，但溶解的部分是完全电离的，所以它们是强电解质。

【例1－1】 下列物质属于电解质的是________，属于非电解质的是________。

①H2SO4 ②NaOH ③NaCl ④蔗糖 ⑤铜 ⑥CO2 ⑦CH3COOH ⑧盐酸

A．①②③⑦ B．④⑥

C．①②③⑤⑦ D．①⑦⑧

解析：化合物分为电解质和非电解质，对电解质和非电解质概念的理解要抓住两点：一是必须是化合物范畴；二是水溶液或熔融状态下是否导电。题目所给的物质中铜是单质，盐酸是混合物，这二者既不是电解质也不是非电解质。H2SO4、NaOH、NaCl、CH3COOH是水溶液或熔融状态下能导电的化合物，是电解质；蔗糖是水溶液和熔融状态下都不导电的化合物，CO2在熔融状态下不导电，虽然其水溶液可以导电，但导电的离子不是化合物本身提供的，因而蔗糖和CO2为非电解质。

答案：A B

【例1－2】 弱电解质和强电解质的本质区别在于( )

A．离子数目的多少

B．物质的量浓度相同时，溶液的导电能力

C．在水溶液中是否完全电离

D．化学式的写法不同

解析：弱电解质和强电解质的本质区别在于是否完全电离，即在水溶液中是否存在电离平衡。

答案：C

2．电解质的电离

(1)电离的概念

电解质溶于水或受热熔化时，离解成能够自由移动的离子的过程称为电离。

例如，氯化钠晶体不导电，是因为晶体中的Na＋和Cl－通过静电作用按一定规律紧密地排列在一起，使Na＋和Cl－不能自由移动，也就不能导电。当NaCl晶体溶于水时，在水分子的作用下，Na＋和Cl－会脱离晶体表面进入溶液，成为自由移动的离子。受热熔化时，Na＋

和Cl－获得能量也能成为自由移动的离子。能自由移动的离子在外加电场作用下会发生定向移动而导电。因此，电解质能够导电的前提是电解质发生电离，形成自由移动的离子。

淡重点 剖析电离

①电离的条件是在水的作用下或受热熔化，不能认为是通电。②电离的结果是产生能自由移动的离子。③实验表明，酸在溶于水时能发生电离，熔融状态不电离，碱、大部分盐在溶于水或受热熔化时能发生电离。

【例2－1】 下列叙述中正确的是( )

A．氯化镁晶体之所以不导电其原因是氯化镁晶体中不含阴、阳离子

B．在电流作用下氯化钠在水溶液中电离成钠离子和氯离子

C．氯化钾晶体不能导电而其水溶液能导电的原因是氯化钾与水发生反应产生了钾离子和氯离子

D．氯化钾晶体不能导电的原因是构成氯化钾晶体的钾离子和氯离子不能自由移动，而溶于水后在水分子的作用下产生了自由移动的钾离子和氯离子，所以其水溶液能导电

解析：氯化镁晶体不导电的原因是氯化镁晶体中的Mg2＋和Cl－不能自由移动；电解质的电离不需要电流作用，因而A、B、C三项都是错误的。

答案：D

析规律 物质导电类型总结

(1)自由离子导电：电解质电离―→产生自由离子通电(化学变化)

(2)自由电子导电：金属(或石墨)含自由电子导电(物理变化)

(2)电离方程式

电解质的电离过程可以用电离方程式来表示。书写电离方程式时，要分清电解质在水分子作用下能电离出哪些离子，要注意阳离子所带的正电荷总数必须等于阴离子所带的负电荷总数。例如：H2SO4===2H＋＋SO2－4，NaOH===Na＋＋OH－。

书写电离方程式时，有些原子与原子结合能力强，不能将其拆开，如酸根离子及弱酸的酸式酸根离子，如CO2 －

3、SO2－4、HCO－3等，而强酸的酸式酸根离子要拆开写，例如NaHCO3===Na＋＋HCO－3，NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO2－4等。

强电解质的电离方程式用“===”而弱电解质的电离方程式用“”。例如Na2SO4===2Na＋＋SO2－4， CH3COOHCH3COO－＋H＋，NH3·H2ONH＋4＋OH－。

电离方程式要符合质量守恒和电荷守恒。电荷守恒就是“===”两边正、负电荷的代数和相等。如NaCl===Na＋＋Cl－，“===”左边的NaCl不带电荷(电荷数为零)，“===”右边Na＋与Cl－的正、负电荷的代数和等于零。

(3)酸、碱、盐的概念

①酸：电离时生成的阳离子全部是H＋的化合物叫酸。例如

酸的电离通式一般为：酸―→H＋＋酸根离子

②碱：电离时生成的阴离子全部是OH－的化合物叫碱。例如

碱的电离通式一般为：碱―→金属离子(或NH＋4)＋OH－

注意：酸或碱的定义中的“全部”在这里的含义是只有一种阳离子：H＋(或只有一种阴离子OH－)。

③盐：电离时，生成金属阳离子(或NH＋4)和酸根阴离子的化合物叫盐。例如：

盐的电离通式一般为：盐―→金属阳离子(或NH＋4)＋酸根阴离子。

在稀溶液中：NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO2－4；在熔融状态下：NaHSO4===Na＋＋HSO－4。

【例2－2】 下列电离方程式正确的是( )

A．MgSO4===Mg＋2＋SO2－4 B．Ba(OH)2===Ba2＋＋OH－

C．Al2(SO4)3===2Al3＋＋3SO2－4 D．Ca(NO3)2===Ca2＋＋NO－3

解析：书写电离方程式时，要注重两个守恒，一个是质量守恒，另一个是电荷守恒，同时要注意离子电荷和化合价表示形式的区别。A项中Mg＋2的标法不对；B、D项中电荷不守恒。

答案：C

3.电解质在水溶液中反应的实质

(1)原理分析

H2SO4与Ba(OH)2都是电解质，在水溶液中分别发生电离：

H2SO4===2H＋＋SO2－4

Ba(OH)2===Ba2＋＋2OH－

根据复分解反应发生的条件，Ba2＋和SO2－4结合为BaSO4沉淀，OH－与H＋结合为H2O，从而使溶液中离子浓度降低。由此可知H2SO4与Ba(OH)2在水溶液中的反应，参加反应的不是分子而是离子，像这样，在溶液中有离子参加的化学反应称为离子反应。该反应可表示为：Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SO2－4===BaSO4↓＋2H2O。

(2)实验设计

向0.01 mol·L－1 的Ba(OH)2溶液中滴入几滴酚酞溶液，按下图所示连接装置，然后向Ba(OH)2溶液中滴加0.2 mol·L－1 的H2SO4溶液，观察溶液中的现象和电流表(量程：15 A)指针的变化。

稀硫酸与Ba(OH)2溶液反应实质的研究

(3)实验现象

①滴有酚酞的Ba(OH)2溶液显红色，电流表指针示数较大；

②随着H2SO4 溶液的加入，溶液的颜色逐渐由红色变为无色，溶液中生成白色沉淀并逐渐增多，电流表指针的示数逐渐减小为零(或接近零)。继续滴加稀硫酸，指针读数又变大。

(4)实验结论

电解质在溶液中的反应，实质上是某些离子之间相互反应而使其浓度降低。另外，使离子浓度降低除了通过生成难溶的物质(如BaSO4 )、难电离的物质(如H2O)之外，还可以通过生成易挥发性的物质(如CO2)达到目的。

【例3】 下列各组物质相互混合后，不会发生离子反应的是( )

A．NaOH溶液和CuCl2溶液 B．Na2CO3溶液和稀硫酸

C. Na2SO4溶液和MgCl2溶液 D．Ca(OH)2和盐酸

解析：题中所涉及的溶质都是电解质，它们易溶于水，在水溶液中电离成自由移动的阴、阳离子，它们之间的化学反应应该是某些离子之间的反应。是否能够发生化学反应，可根据

是否生成难溶性物质、难电离的物质、易挥发性物质来进行判断。Na2SO4和MgCl2溶液混合后没有难溶性物质、难电离的物质、易挥发性物质生成，故不发生离子反应。

答案：C

4．离子方程式的书写

(1)离子反应

有离子参加的化学反应称为离子反应。酸、碱、盐在水溶液中发生的复分解反应都是离子反应。

(2)电解质在水溶液中发生离子反应的条件

①生成难溶性物质；

②生成难电离物质(弱酸、弱碱、水)；

③生成挥发性物质。

(3)离子方程式的概念

用实际参加反应的离子的符号来表示离子反应的式子。

(4)离子方程式的意义

①离子方程式表示化学反应的实质。

②离子方程式不仅表示一定物质间的某个反应，而且还表示所有同一类型的离子间的反应。如CO2－3＋2H＋===H2O＋CO2↑，不仅可以表示碳酸钠溶液与盐酸的反应，还可以表示所有可溶性碳酸盐与强酸在溶液中进行的反应。

(5)离子方程式的书写方法通常有以下两种

方法1：[以稀硫酸与Ba(OH)2溶液反应为例]

①写出反应物在水溶液里的电离方程式：

H2SO4===2H＋＋SO2－4

Ba(OH)2===Ba2＋＋2OH－

明确溶液中存在的离子：H2SO4溶液中存在H＋和SO2－4，Ba(OH)2溶液中存在Ba2＋和OH－。

②判断混合后能够相互作用生成沉淀、水或气体的离子间的反应：

③写出离子方程式，并配平(原子守恒、电荷守恒、物料守恒)

2H＋＋SO2－4＋Ba2＋＋2OH－===BaSO4↓＋2H2O

方法2：[以CuSO4溶液和NaOH溶液反应为例]

①写出正确的反应方程式(注意方程式的配平，“↓”和“↑”的使用)：CuSO4＋2NaOH===Cu(OH)2↓＋Na2SO4

②将易溶于水并且易电离的物质改为用离子符号表示，而难溶的物质、难电离的物质、气体仍用化学式表示：Cu2＋＋SO2－4＋2Na＋＋2OH－===Cu(OH)2↓＋2Na＋＋SO2－4。

③将方程式两边相同的离子符号等量删去，

得离子方程式：Cu2＋＋2OH－===Cu(OH)2↓

④检查已写出的离子方程式是否质量守恒和电荷守恒。

这种方法的书写步骤可以抓住四个关键的字来记忆，即“写、改、删、查”。

析规律 物质改写规律

在掌握离子方程式的书写时，只有强酸、强碱和易溶性的盐能改成离子形式；难溶物质、难电离物质(弱酸、弱碱、水等)、易挥发性物质、单质、氧化物，均不能拆开，要保留化学式。