高中化學(xué) 第二章 元素與物質(zhì)世界 第2節(jié) 電解質(zhì)學(xué)案（2）魯科版必修1.doc

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第2節(jié) 電解質(zhì) 庖丁巧解牛 知識巧學(xué)升華 一、電解質(zhì)的電離 1．酸、堿、鹽的電離 （1）電離：化合物溶于水或受熱熔化時，離解成自由移動的離子的過程。 （2）電離方程式：表示電解質(zhì)電離成離子的式子。 例如： H2SO4══2H++，HNO3══H++ KOH══K++OH－，Ba（OH）2══Ba2++2OH－ CuSO4══Cu2++，BaCl2══Ba2++2Cl－ （3）酸的電離：電離時生成的陽離子全部是H+的化合物稱為酸。 HCl══H++Cl-　HNO3H++ （4）堿的電離：電離時生成的陰離子全部是OH－的化合物稱為堿。 NaOH══Na++OH-　Ca（OH）2══Ca2++2OH- （5）鹽的電離：電離時生成金屬陽離子（或銨根離子）和酸根陰離子的化合物稱為鹽。 MgCl2══Mg2++2Cl-　NH4NO3══NH4++ 要點(diǎn)提示 注意此處空半格電離的實(shí)質(zhì)：酸電離的實(shí)質(zhì)是酸分子在水分子的作用下離解成了自由移動的離子。堿和鹽電離的實(shí)質(zhì)是不能自由移動的離子在水分子的作用下離解成了自由移動的離子，酸跟堿、鹽電離的實(shí)質(zhì)不完全相同。 2．酸、堿、鹽是電解質(zhì) （1）電解質(zhì)和非電解質(zhì) 電解質(zhì)是指溶于水或熔化狀態(tài)下能夠?qū)щ姷幕衔铮? 非電解質(zhì)是指溶于水和熔化狀態(tài)下都不導(dǎo)電的化合物。 要點(diǎn)提示 注意此處空半格單質(zhì)、混合物既不是電解質(zhì)，也不是非電解質(zhì)。 ①酸、堿、鹽是電解質(zhì)，它們都是化合物，且在一定條件下能夠?qū)щ姟? 酸在熔融狀態(tài)下（即液態(tài)時）和固態(tài)時都不能導(dǎo)電，在水溶液里能夠?qū)щ姟? 堿和鹽固態(tài)時不導(dǎo)電，液態(tài)時（即熔融時）導(dǎo)電（氨水除外），易溶的堿和鹽在水溶液里導(dǎo)電。不溶于水的堿和鹽，也是電解質(zhì)。 ②Zn、Fe等金屬在熔融狀態(tài)雖能導(dǎo)電，但它們不是化合物，因而不是電解質(zhì)，也不是非電解質(zhì)。 ③SO2、NH3等溶于水，雖然溶液能夠?qū)щ?，但電離出導(dǎo)電離子的是它們與水作用的產(chǎn)物： H2SO3或NH3H2O（“”表示不完全電離） H2O+SO2H2SO3H++ NH3+H2ONH3H2O+OH－ SO2、NH3本身不能導(dǎo)電，因而SO2、NH3等不是電解質(zhì)，而H2SO3、NH3H2O是電解質(zhì)。 ④活潑金屬的氧化物，如Na2O、Al2O3等，在熔融狀態(tài)下能夠?qū)щ?，是由于它們自身能電離出離子的緣故，因而是電解質(zhì)： Na2O（熔）══2Na++O2－;Al2O3（熔）══2Al3++3O2－。 （2）強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì) 強(qiáng)電解質(zhì)是指在水溶液里全部電離成離子的電解質(zhì)；弱電解質(zhì)是指在水溶液里只有一部分電離成離子的電解質(zhì)。理解這兩個概念，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： ①強(qiáng)、弱電解質(zhì)的劃分標(biāo)準(zhǔn)是在水溶液中電解質(zhì)的電離程度，完全電離的是強(qiáng)電解質(zhì)，部分電離的是弱電解質(zhì)。 ②強(qiáng)、弱電解質(zhì)的概念，不能適用于所有電解質(zhì)，如Na2O等與水反應(yīng)的離子化合物，被認(rèn)定是強(qiáng)電解質(zhì)。 ③強(qiáng)、弱電解質(zhì)與物質(zhì)的溶解性不是完全相關(guān)的。如CaCO3雖幾乎不溶于水，卻是強(qiáng)電解質(zhì)；CH3COOH雖可與水以任意比混溶，卻是弱電解質(zhì)；C2H5OH雖可與水以任意比混溶，卻是非電解質(zhì)。 ④強(qiáng)、弱電解質(zhì)與溶液的導(dǎo)電性也不是完全相關(guān)的。溶液的導(dǎo)電性主要是由溶液中的離子濃度決定的，強(qiáng)電解質(zhì)稀溶液中離子的濃度不一定比弱電解質(zhì)濃溶液中的離子濃度大，因而導(dǎo)電性不一定強(qiáng)。 ⑤強(qiáng)、弱電解質(zhì)溶液中，溶質(zhì)的存在形式不同。強(qiáng)電解質(zhì)溶液中溶質(zhì)的存在形式是陰離子和陽離子，弱電解質(zhì)溶液中除陰、陽離子外，還大量存在溶質(zhì)的分子。 歸納總結(jié) 二、電解質(zhì)在水溶液中的反應(yīng) 1．電解質(zhì)在水溶液中反應(yīng)的實(shí)質(zhì)——離子反應(yīng) 離子反應(yīng)：有離子參加或生成的反應(yīng)稱為離子反應(yīng)。 要點(diǎn)提示 注意此處空半格電解質(zhì)溶液中發(fā)生的反應(yīng)都是離子反應(yīng)，不同的化學(xué)反應(yīng)能用同一個離子反應(yīng)表示，能表示同一類型的化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)。 2．離子方程式 （1）概念：用離子符號來表示離子反應(yīng)的式子叫做離子方程式。 （2）離子方程式的書寫。 方法 1〔以稀H2SO4與Ba（OH）2溶液反應(yīng)為例〕 ①寫出反應(yīng)物在水溶液里的電離方程式： H2SO4══2H++ Ba（OH）2══Ba2++2OH－ 明確溶液中存在的離子：H2SO4溶液中存在H+和,Ba（OH）2溶液中存在Ba2+和OH－。 ②判斷混合后能夠相互作用生成沉淀、水或氣體的離子間的反應(yīng)： ③寫出離子方程式，并配平（原子守恒、電荷守恒、物料守恒）： 2H+++Ba2++2OH══BaSO4↓+2H2O（√） H+++Ba2++OH－══BaSO4↓+H2O（） 后者雖然原子守恒，電荷也守恒，但物料不守恒，即1 mol H2SO4電離出1 mol H+和1 mol ,1 mol Ba（OH）2電離出1 mol Ba2+和1 mol OH－都是錯誤的。 方法 2（以HCl溶液和NaOH溶液反應(yīng)為例） ①寫出反應(yīng)方程式： HCl+NaOH══NaCl+H2O ②將易溶于水、易電離的物質(zhì)用離子符號表示，而難溶于水的物質(zhì)、水、氣體仍用化學(xué)式表示： H++Cl－+Na++OH－══Na++Cl－+H2O ③寫出離子方程式，將方程式兩邊相同的離子符號等量刪去，得離子方程式： 要點(diǎn)提示 注意此處空半格①強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和易溶性的鹽改寫成離子形式；難溶物質(zhì)、難電離物質(zhì)（強(qiáng)弱酸、弱堿、水等）、易揮發(fā)性物質(zhì)、單質(zhì)、氧化物、非電解質(zhì)等均要寫化學(xué)式。 ②微溶性物質(zhì)如作為生成物，一律視為沉淀，寫化學(xué)式，標(biāo)“↓”號；如作為反應(yīng)物，若是澄清溶液應(yīng)改寫成離子符號，若是懸濁液應(yīng)寫化學(xué)式。 ③多元弱酸的酸式酸根離子，不能改寫或拆開，如：不能拆成H+和。 ④強(qiáng)電解質(zhì)參加的離子反應(yīng)，如果不符合電離條件，不能電離，也不能改寫成離子形式，如NaCl固體、濃H2SO4等。 3．離子方程式和化學(xué)方程式的區(qū)別 化學(xué)方程式只能描述一個化學(xué)反應(yīng)，離子方程式可以描述一類化學(xué)反應(yīng)。 化學(xué)方程式不能揭示化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)，離子方程式揭示了化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)。 離子反應(yīng)可以檢驗(yàn)?zāi)撤N離子（或某些離子）是否存在。如：向某溶液中加AgNO3溶液和稀HNO3，有白色沉淀生成且不溶解，證明該溶液中含有Cl－：Ag++Cl－══AgCl↓ 又如向某溶液中加入Ba（NO3）2溶液和稀HNO3，有白色沉淀生成且不溶解，證明該溶液中含有：Ba2++══BaSO4↓。 4．離子方程式正誤判斷 （1）看離子反應(yīng)是否符合客觀事實(shí) 如Fe跟稀鹽酸反應(yīng)，寫成2Fe+6H+══2Fe3++3H2↑是錯誤的。 （2）看反應(yīng)能否用離子方程式表示。不是在溶液中進(jìn)行的離子反應(yīng)，不能用離子方程式表示，如濃硫酸和銅共熱，固體氯化銨和熟石灰混合加熱等。 （3）看各物質(zhì)的化學(xué)式、離子式是否正確。原則是可溶性的強(qiáng)電解質(zhì)用離子符號表示，其余都以分子式表示，如單質(zhì)、氧化物、弱酸、弱堿、難溶性鹽，非電解質(zhì)等。 如CaCO3跟稀鹽酸反應(yīng)，寫成+2H+══CO2↑+H2O是錯誤的。 （4）看是否守恒（原子個數(shù)守恒、電荷守恒等）。 如：Cu+Ag+══Cu2++Ag和Na+H2O══Na++OH-+H2↑都是錯誤的。 （5）看是否漏掉離子反應(yīng) 如稀H2SO4和Ba（OH）2溶液反應(yīng)，寫成+Ba2+══BaSO4↓或H++OH-══H2O都是錯誤的。 問題思路探究 問題 1在導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)中，為什么氯化鈉晶體不導(dǎo)電，而熔融的氯化鈉和氯化鈉水溶液以及大家熟悉的金屬都可以導(dǎo)電？電解質(zhì)導(dǎo)電的前提條件和實(shí)質(zhì)是什么？ 思路:導(dǎo)電是帶電粒子定向移動的結(jié)果，是金屬導(dǎo)電和電解質(zhì)溶液導(dǎo)電的共性，不同點(diǎn)是：金屬導(dǎo)電是電子的定向移動，而電解質(zhì)溶液導(dǎo)電是離子的定向移動。電離是電解質(zhì)離解為自由移動的離子，導(dǎo)電是在電流的作用下發(fā)生的。 探究:帶電粒子（如電子、陰離子、陽離子等）的定向移動就可以形成電流。金屬內(nèi)的電子本來就是自由電子，當(dāng)外加電場時可以定向移動形成電流而導(dǎo)電。氯化鈉晶體內(nèi)雖然有陰陽離子，但不能自由移動，即使有外加電場，也不能定向移動形成電流。而氯化鈉在熔融態(tài)或在水溶液中，吸收了來自熱或水分子作用等外界的能量，而離解出自由移動的鈉離子和氯離子，即發(fā)生了電離，當(dāng)有外加電場作用時，離子從自由移動狀態(tài)改為分別向兩極定向移動而形成帶電離子流，使電流通過電解質(zhì)溶液而導(dǎo)電。因?yàn)殡婋x的結(jié)果是產(chǎn)生了自由移動的離子，所以電離是電解質(zhì)導(dǎo)電的前提條件（而電離的條件是加熱熔融或溶于水）；電解質(zhì)導(dǎo)電的本質(zhì)，就是在電離狀態(tài)下陰陽離子的定向移動，即陽離子移向陰極，陰離子移向陽極。 問題 2劃分強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)是什么？是因?yàn)槠渌芤旱膶?dǎo)電能力嗎？ 思路:電解質(zhì)的電離程度是劃分電解質(zhì)強(qiáng)弱的唯一標(biāo)準(zhǔn)：完全電離用“══”表示的是強(qiáng)電解質(zhì)。部分電離用“”表示的是弱電解質(zhì)。 探究:劃分強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)是電解質(zhì)在電離時是否完全電離，即由本質(zhì)決定，不是根據(jù)導(dǎo)電能力。電解質(zhì)的強(qiáng)弱跟導(dǎo)電能力的強(qiáng)弱沒有必然聯(lián)系，導(dǎo)電能力的強(qiáng)弱主要取決于自由移動的離子濃度的大小和離子所帶電荷的多少。很稀的強(qiáng)電解質(zhì)溶液或難溶性的強(qiáng)電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力就很弱，而有些弱電解質(zhì)的濃溶液中電離產(chǎn)生的離子濃度大，導(dǎo)電能力可以很強(qiáng)。 問題 3所有酸堿中和反應(yīng)的實(shí)質(zhì)都可以用H++OH－══H2O來表示嗎？H++OH－══H2O能表示所有酸堿之間的離子反應(yīng)嗎？ 思路:一個化學(xué)反應(yīng)只能寫出一個離子方程式，但一個離子方程式卻能寫出幾個化學(xué)方程式。 探究:所有酸堿中和反應(yīng)的實(shí)質(zhì)都可用離子方程式H++OH－══H2O來表示。無論是強(qiáng)酸、弱酸、難溶酸、易溶酸，溶于水都能發(fā)生電離產(chǎn)生H+，而堿則無論是強(qiáng)堿、弱堿、難溶堿、易溶堿，溶于水也都能發(fā)生電離產(chǎn)生OH－。 因此所有酸堿中和反應(yīng)的實(shí)質(zhì)都是H++OH－══H2O。而離子方程式H++OH－══H2O不能代表所有酸堿之間的反應(yīng)，因?yàn)樗?、堿都可分為多種類型，不同酸、堿之間的反應(yīng)情況較為復(fù)雜，現(xiàn)舉例說明如下：①KOH、NaOH與H2SO4、HNO3、HCl等反應(yīng)的離子方程式為：H++OH－══H2O ②Ba（OH）2與H2SO4反應(yīng)的離子方程式為 Ba2++2OH－+2H++══2H2O+BaSO4↓　③NaOH與CH3COOH反應(yīng)的離子方程式為：OH－+CH3COOH══CH3COO+H2O，④氨水與鹽酸混合的離子方程式為：NH3H2O+H+══+H2O　⑤Cu（OH）2與H2SO4反應(yīng)的離子方程式為Cu（OH）2+2H+══Cu2++2H2O ⑥氨水與醋酸混合反應(yīng)的離子方程式為NH3H2O+CH3COOH══CH3COO－++H2O 點(diǎn)題熱題新題 例1．下面所列物質(zhì)中，屬于強(qiáng)電解質(zhì)的是_________（填序號，下同），屬于弱電解質(zhì)的是_________，屬于非電解質(zhì)的是_________。 ①氯化鉀?、谝掖肌、鄞姿帷、馨睔狻、菡崽恰、逇淞蛩帷、吡蛩釟溻c?、嘁凰习薄、崧葰狻、馓妓徜^ 解析：本題主要考查強(qiáng)、弱電解質(zhì)的概念，同時兼顧對非電解質(zhì)的考查。從強(qiáng)、弱電解質(zhì)的概念可以看出，二者的最大區(qū)別是其在水溶液里的電離程度，完全電離的是強(qiáng)電解質(zhì)，部分電離的是弱電解質(zhì)。區(qū)分電解質(zhì)的強(qiáng)弱不能從物質(zhì)的溶解性大小和導(dǎo)電能力強(qiáng)弱入手，因?yàn)閷?dǎo)電力弱的，溶解性小的物質(zhì)的水溶液也有可能是強(qiáng)電解質(zhì)的水溶液，只要這種電解質(zhì)在水溶液里完全電離。如：BaCO3難溶于水，其水溶液的導(dǎo)電能力很弱，但溶解的BaCO3卻是完全電離的，因而它是強(qiáng)電解質(zhì)。醋酸易溶于水，其水溶液的導(dǎo)電能力比同樣條件下的BaCO3溶液強(qiáng)得多，但溶于水的醋酸分子只有一部分發(fā)生了電離，所以醋酸是弱電解質(zhì)。就本題而言，①⑦⑩屬于鹽，是強(qiáng)電解質(zhì)；③⑥屬于弱酸，⑦為弱堿，它們都是弱電解質(zhì)；②④⑤是非電解質(zhì)；⑨既不是電解質(zhì)，也不是非電解質(zhì)。 答案：①⑦⑩?、邰蔻唷、冖堍? 深化升華 注意此處空半格酸、堿、鹽是電解質(zhì)。強(qiáng)酸（HCl、H2SO4、HNO3等）、強(qiáng)堿（比Na活潑的金屬對應(yīng)的堿）、大部分鹽是強(qiáng)電解質(zhì)。弱酸、弱堿（一水合氨和不溶性堿）、個別鹽是弱電解質(zhì)。存在的誤區(qū)：從物質(zhì)的溶解性大小和導(dǎo)電能力強(qiáng)弱區(qū)分電解質(zhì)的強(qiáng)弱。 例2．表示下列反應(yīng)的離子方程式正確的是（　?。? A．石灰石跟鹽酸反應(yīng)：CaCO3+2H+══Ca2++CO2↑+H2O B．氯氣跟水反應(yīng)：Cl2+H2O══H++Cl－+ClO－ C．鈉跟水反應(yīng)：Na+2H2O══Na++2OH－+H2↑ D．硫酸銅溶液和氫氧化鋇溶液反應(yīng)：Ba2++══BaSO4↓ 解析：逐項(xiàng)分析。A選項(xiàng)中CaCO3為不溶物，CO2為氣體，均寫化學(xué)式，正確。B、C選項(xiàng)中質(zhì)量和電荷都不守恒，不正確。D選項(xiàng)中忽視了Cu2+與OH－的反應(yīng)，正確的離子方程式是：Cu2+++Ba2++2OH－══BaSO4↓+Cu（OH）2↓。 答案：A 深化升華 注意此處空半格判斷離子方程式正誤的一般方法是①先看是否符合客觀事實(shí)（能否反應(yīng)、反應(yīng)物是否正確）；②看書寫形式，某物質(zhì)是寫成分子式還是改寫成離子；③看是否守恒（原子守恒、電荷守恒）。 例3．下列堿性透明溶液中，能大量共存的離子組是（　?。? A．K+、Na+、、Cl－ B．K+、Ag+、、Cl－ C．Ba2+、Na+、Cl－、 D．Na+、Cu2+、、Cl－ 解析：有色不等于不透明，如有色玻璃，所以不必排除有色離子的干擾。 溶液顯堿性，各備選項(xiàng)中加OH－。B選項(xiàng)中，Ag+與Cl－不能大量共存：Ag++Cl－══AgCl↓，且Ag+與OH－也不能大量共存：Ag++OH－══AgOH↓、2AgOH══Ag2O+H2O（AgOH不穩(wěn)定）。C選項(xiàng)中，Ba2+與不能大量共存：Ba2++══BaSO4↓，D選項(xiàng)中，Cu2+與OH－不能大量共存：Cu2++2OH－══Cu（OH）2。 答案：A 深化升華 注意此處空半格只要能相互反應(yīng)生成沉淀、水等難電離的弱電解質(zhì)或氣體，離子就不能大量共存。如果改“透明”為“無色”，則有色離子須排除在外。常見有色離子有：Cu2+（藍(lán)色）、Fe2+（淺綠色）、Fe3+（棕黃色）、（紫紅色）。 例4．A、B、C、D四種可溶性鹽，陽離子分別可能是Ba2＋、Na＋、Ag＋、Cu2＋中的某一種，陰離子分別可能是、、Cl－、中的某一種。根據(jù)你所學(xué)習(xí)的知識回答下列問題： （1）把四種鹽分別溶于盛有蒸餾水的試管中，只有C鹽的溶液呈藍(lán)色。 （2）向（1）的四支試管中分別加鹽酸，B鹽有沉淀產(chǎn)生，D鹽有無色無味氣體逸出。則它們的化學(xué)式應(yīng)為：A_________，B_________，C_________，D_________。 解析：首先，題目中易忽略的條件：四種可溶性鹽，由此推斷：Ba2＋不能與和組合；Ag＋只能與組合；Cu2＋不與組合。故，四種鹽只能為：AgNO3、BaCl2、CuSO4、Na2CO3。由（1）知，C為銅鹽即CuSO4；由（2）知B為AgNO3、D為Na2CO3，則A只能是BaCl2。本題既考查了常見離子的性質(zhì)，又考查同學(xué)們的推斷、綜合能力，推斷中還要兼顧離子大量共存情況，有時還要用“淘汰和剩余”的思維方式。 答案：BaCl2　AgNO3　CuSO4　Na2CO3 深化升華 注意此處空半格根據(jù)物質(zhì)的特征反應(yīng)，推斷鑒別物質(zhì)。例如：物質(zhì)的顏色、與酸與堿反應(yīng)生成沉淀或氣體等都是解此類題目的突破口。