学年高中化学 第三章 水溶液中的离子平衡 第一节 弱电解质的电离第1课时强电解.docx

学年高中化学 第三章 水溶液中的离子平衡 第一节 弱电解质的电离第1课时强电解.docx

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学年高中化学第三章水溶液中的离子平衡第一节弱电解质的电离第1课时强电解

第1课时　强电解质和弱电解质

[目标导航]　1.了解电解质与非电解质，强电解质与弱电解质的概念。

2.认识强弱电解质与物质类别、物质结构的关系。

3.了解常见的强、弱电解质。

4.了解电解质在水溶液中的电离及溶液的导电性。

一、电解质和非电解质

1．根据化合物在水溶液中或熔融状态下是否产生自由移动的离子，可把化合物分为电解质和非电解质。

电解质：

在水溶液中或熔融状态下能产生自由移动的离子的化合物。

非电解质：

在水溶液中和熔融状态下都不能产生自由移动离子的化合物。

2．常见的电解质有酸、碱、盐、离子型氧化物。

【合作探究】

1．电解质一定能导电吗？

试举例说明。

答案　电解质导电需要一定的条件，如在水溶液里或熔融状态下。

两个条件中只要具备一个的化合物就是电解质，不必两个条件同时具备。

像液态HCl、固体NaCl虽然是电解质，但不能导电，原因是它们中没有自由移动的带电粒子。

故电解质不一定导电，导电物质不一定是电解质；非电解质不导电，但不导电的物质不一定是非电解质。

2．按要求回答下列问题：

有以下几种物质：

①液态HCl　②熔融NaCl　③稀硫酸

④蔗糖　⑤乙醇　⑥氯水　⑦Al2O3　⑧NH3　⑨氨水

⑩Cu　⑪CaCO3　⑫SO2　⑬Al（OH）3　⑭NaOH

⑮CH3COOH

（1）属于电解质的是①②⑦⑪⑬⑭⑮，属于非电解质的是④⑤⑧⑫。

（2）能导电的是②③⑥⑨⑩。

二、强电解质和弱电解质

[实验探究]

（1）同浓度醋酸和盐酸的电离程度

实验步骤：

在两只锥形瓶中分别加入等体积的浓度均为1mol·L－1的盐酸和醋酸，在两个气球中分别加入经砂纸打磨过的长度相同的镁条，然后将气球套在锥形瓶口，同时将气球中的镁条送入锥形瓶中，观察实验现象。

实验现象：

如下表所示。

1mol·L－1盐酸

1mol·L－1醋酸

对实验现象的解释

与镁条反应的速率

快

慢

盐酸与镁的反应速率快，说明同浓度时，盐酸中c（H＋）大

溶液的pH

0

2.4

盐酸的pH小，说明同浓度时盐酸中的c（H＋）大于醋酸中的c（H＋）

实验结论：

同浓度盐酸中HCl的电离程度大于醋酸中CH3COOH的电离程度。

（2）同pH的NaOH溶液与氨水的电离程度

实验步骤：

取pH为12的氢氧化钠溶液和氨水各1mL于锥形瓶中，分别用酚酞作为指示剂，用盐酸作为标准溶液进行滴定。

实验现象：

两溶液消耗盐酸标准溶液的体积：

氨水＞氢氧化钠溶液。

实验结论：

NaOH和NH3·H2O的电离程度不同，pH相同的NaOH溶液的浓度小于氨水的浓度，说明NaOH完全电离，而NH3·H2O只是部分电离。

【归纳总结】

1．根据电解质在水溶液里是否全部电离，可把电解质分为强电解质和弱电解质。

强电解质：

在水溶液中能够完全电离的电解质称为强电解质。

弱电解质：

在水溶液中只能部分电离的电解质称为弱电解质。

2．常见的强电解质有强酸、强碱和大部分盐；常见的弱电解质有弱酸、弱碱、极少数的盐[如（CH3COO）2Pb等]。

【合作探究】

1．导电能力强的电解质溶液中的溶质一定是强电解质吗？

答案　不一定。

电解质溶液的导电能力与电解质的强弱没有必然联系，溶液的导电能力主要取决于离子的浓度及离子所带电荷总数。

如果强电解质溶液的浓度很小，而弱电解质溶液的浓度很大，则弱电解质溶液中自由移动离子的浓度相对于强电解质溶液中的可能更大，其导电能力就可能比强电解质溶液的导电能力强。

2．BaSO4难溶于水，所以是弱电解质，CH3COOH极易溶于水，所以是强电解质，这种说法对吗？

答案　不对，电解质的强、弱与其溶解性无关。

某些难溶（或微溶）的盐，如BaSO4、CaSO4等，虽然其溶解度很小，但溶于水的部分是完全电离的，它们仍属于强电解质。

有些物质极易溶于水，但只有部分电离，属于弱电解质，如CH3COOH。

三、电解质电离方程式的书写

1．强电解质

完全电离，在写电离方程式时，用“===”。

2．弱电解质

部分电离，在写电离方程式时，用“”。

（1）一元弱酸、弱碱一步电离：

如CH3COOH：

CH3COOHCH3COO－＋H＋；

NH3·H2O：

NH3·H2ONH

＋OH－。

（2）多元弱酸分步电离，必须分步写出，不可合并（其中以第一步电离为主）。

如H2CO3：

H2CO3H＋＋HCO

（主），HCO

H＋＋CO

（次）。

（3）多元弱碱分步电离（较复杂），在中学阶段要求一步写出。

如Fe（OH）3：

Fe（OH）3Fe3＋＋3OH－。

【练一练】

按照要求书写下列物质的电离方程式

（1）Na2CO3溶于水

Na2CO3===2Na＋＋CO

。

（2）NaHCO3溶于水

NaHCO3===Na＋＋HCO

、HCO

H＋＋CO

。

（3）NaHSO4溶于水

NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO

。

（4）BaCO3溶于水

BaCO3===Ba2＋＋CO

。

（5）HF溶于水

HFH＋＋F－。

（6）熔融状态下NaHSO4

NaHSO4（熔融）===Na＋＋HSO

。

（7）Al（OH）3的碱式电离

Al（OH）3Al3＋＋3OH－。

（8）Al（OH）3的酸式电离

Al（OH）3H＋＋AlO

＋H2O。

（9）H2S溶于水

H2SH＋＋HS－；HS－H＋＋S2－。

（10）Ca（OH）2溶于水

Ca（OH）2===__Ca2＋＋2OH－。

一、强电解质、弱电解质、非电解质的判断

【例1】　关于强弱电解质及非电解质的组合完全正确的是（　　）

选项

A

B

C

D

强电解质

NaCl

H2SO4

CaCO3

HNO3

弱电解质

HF

BaSO4

HClO

CH3COOH

非电解质

Cl2

CS2

C2H5OH

H2CO3

解析　在A组中Cl2是单质，不在电解质与非电解质之列；B组中BaSO4虽难溶，但溶解的部分完全电离，是强电解质；CaCO3、HNO3都是强电解质，HClO、CH3COOH、H2CO3都是弱电解质，C2H5OH是非电解质。

答案　C

【归纳总结】　常见的强、弱电解质

变式训练1　某固体化合物A不导电，但熔化或溶于水都能完全电离。

下列关于物质A的说法中正确的是（　　）

A．A为非电解质B．A是强电解质

C．A是共价化合物D．A为弱电解质

答案　B

解析　“完全电离”说明是强电解质。

二、电解质溶液导电性的影响因素

【例2】　如图是在一定温度下向不同电解质溶液中加入新物质时溶液导电性能发生的变化，其电流（I）随新物质加入量（m）的变化曲线，以下四个导电性实验，其中与A图变化趋势一致的是________，与B图变化趋势一致的是________，与C图变化趋势一致的是________。

①Ba（OH）2溶液中滴入稀硫酸至过量

②醋酸溶液中滴入氨水至过量

③澄清石灰水中通入CO2至过量

④NH4Cl溶液中逐渐加入适量NaOH固体

解析　列出各反应的离子方程式，分析各反应引起溶液中离子浓度大小的变化，结合题给图像即可顺利解答。

反应①的离子方程式为Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SO

===BaSO4↓＋2H2O，离子的浓度先是减小，当二者恰好完全反应时，就变为水的导电能力，接近0，再加H2SO4，溶液中离子的浓度逐渐增大，从而使溶液的导电能力逐渐增强。

反应②的离子方程式为CH3COOH＋NH3·H2O===NH

＋CH3COO－＋H2O，离子的浓度逐渐增大，溶液的导电能力逐渐增强；当二者恰好完全反应时，再滴加氨水，离子数量的变化不大，但是溶液的体积逐渐增大，所以溶液的导电能力逐渐减小。

反应③的相关反应的离子方程式为Ca2＋＋2OH－＋CO2===CaCO3↓＋H2O，CO2过量后：

CaCO3＋CO2＋H2O===Ca2＋＋2HCO

，故离子浓度先减小后增大。

反应④的离子方程式为NH

＋OH－===NH3·H2O，溶液中减少的NH

和增加的Na＋的量相等，由于加入的是固体NaOH，溶液的体积变化不大，故溶液的离子浓度变化不大。

答案　②　①③　④

【归纳总结】

电解质的强弱取决于电解质的电离能力，而溶液的导电能力除与电解质的电离能力有关外，还取决于其溶液中离子的电荷数。

一般判断溶液导电能力的强弱看以下两个方面：

（1）溶液的导电能力大小主要取决于溶液中离子浓度的大小，离子浓度越大，导电能力就越强；反之，导电能力就越弱。

例如0.1mol·L－1NaCl溶液导电性与0.1mol·L－1盐酸导电能力基本相等，而0.1mol·L－1CH3COOH溶液的导电能力就弱得多。

（2）当离子浓度相同时，溶液的导电能力主要取决于溶液中离子所带电荷数的多少。

例如：

0.1mol·L－1NaCl溶液导电能力比0.1mol·L－1CuSO4溶液导电能力差。

变式训练2　在电解质溶液的导电性装置（如图所示）中，若向某一电解质溶液中逐滴加入另一溶液，则灯泡由亮变暗，至熄灭后又逐渐变亮的是（　　）

A．盐酸中逐滴加入食盐溶液

B．硫酸中逐滴加入氢氧化钠溶液

C．硫酸中逐滴加入氢氧化钡溶液

D．醋酸中逐滴加入氨水（一水合氨为弱电解质，CH3COONH4为强电解质）

答案　C

1．下列说法中不正确的是（　　）

①将硫酸钡放入水中不能导电，所以硫酸钡是非电解质

②氨溶于水得到的溶液氨水能导电，所以氨是电解质

③固态共价化合物不导电，熔融态的共价化合物可以导电　④固态的离子化合物不导电，熔融态的离子化合物也不导电

A．仅①④B．仅①②④

C．仅①②③D．①②③④

答案　D

解析　BaSO4是强电解质，NH3是非电解质，离子化合物的熔融态能导电而共价化合物的熔融态不导电，4种说法均错。

2．下列物质中属于非电解质，但其水溶液能够导电的是（　　）

A．蔗糖B．NaOHC．CaOD．NH3

答案　D

解析　蔗糖是非电解质，不与水反应，溶于水后形成的溶液不导电；NaOH、CaO均是电解质，NH3是非电解质，但溶于水后可形成电解质NH3·H2O，其溶液能导电。

3．醋酸的下列性质中，可以证明它是弱电解质的是（　　）

A．1mol·L－1的醋酸溶液中c（H＋）＝0.01mol·L－1

B．醋酸以任意比与水互溶

C．10mL1mol·L－1的醋酸溶液恰好与10mL1mol·L－1的NaOH溶液完全反应

D．醋酸溶液的导电性比盐酸的弱

答案　A

解析　A项中若醋酸完全电离，则c（H＋）＝1mol·L－1，而现在c（H＋）＝0.01mol·L－1，说明醋酸部分电离，为弱电解质；选项C是与强碱能进行到底的反应，不能说明其电离程度的大小；选项D应指明在相同条件下，即在同温、同浓度下比较导电性强弱。

4．在水溶液中下列电离方程式书写正确的是（　　）

A．Ca（OH）2Ca2＋＋2OH－

B．NaHCO3===Na＋＋H＋＋CO

C．H2CO32H＋＋CO

D．Na2SO4===2Na＋＋SO

答案　D

解析　Ca（OH）2为强电解质；NaHCO3电离产生Na＋与HCO

；H2CO3为多元弱酸，应分步电离，不可一步完成。

5．把0.05molNaOH固体，分别加入下列100mL溶液中，溶液的导电能力变化不大的是（　　）

①自来水　②0.5mol·L－1盐酸　③0.5mol·L－1醋酸

④0.5mol·L－1NH4Cl溶液

A．①②B．②④C．③④D．②③

答案　B

解析　离子浓度变化不大，导电能力变化就不大。

在H2O中、醋酸中加入NaOH固体，离子浓度都增大，向盐酸中加入NaOH固体，自由移动离子数基本不变，则离子浓度变化不大；向NH4Cl溶液中加入NaOH固体，离子浓度基本不变。

6．下列物质中，属于强电解质的是________（均填序号）；属于弱电解质的是________。

①水　②氨水　③盐酸　④冰醋酸　⑤硫酸钡　⑥氯化银　⑦氯化钠　⑧氢气　⑨醋酸铵

答案　⑤⑥⑦⑨　①④

解析　强、弱电解质都是指的化合物，它们的区别在于其在水溶液或熔融状态下能否完全电离。

现针对有关物质分析如下：

氢气为单质，不是化合物，既不是电解质又不是非电解质；氨水（NH3的水溶液）、盐酸（HCl的水溶液）为混合物，是电解质溶液，其中NH3·H2O和氯化氢是电解质；硫酸钡（BaSO4）、氯化银（AgCl）由于溶解度小，离子浓度小，所以导电性弱，但溶解的部分完全电离，所以不仅是电解质，而且是强电解质；CH3COOH、NH3·H2O虽都是弱电解质，但两者反应的产物醋酸铵（CH3COONH4）由于在水溶液中完全电离，却是强电解质。

CH3COOH＋NH3·H2O===CH3COONH4＋H2O（中和反应）；CH3COONH4===

CH3COO－＋NH

。

[基础过关]

一、电解质、非电解质、强、弱电解质的判断

1．下列物质中属于强电解质，但在给定条件下不能导电的是（　　）

A．液态溴化氢B．蔗糖

C．铝D．醋酸

答案　A

解析　蔗糖属于非电解质，不导电；铝能导电，但不属于电解质；醋酸属于弱电解质。

2．下列说法正确的是（　　）

A．HR溶液的导电性较弱，HR属于弱酸

B．某化合物溶于水导电，则该化合物为电解质

C．根据电解质在其水溶液中能否完全电离，将电解质分为强电解质和弱电解质

D．食盐是电解质，食盐的水溶液也是电解质

答案　C

解析　溶液的导电性决定于该溶液中自由移动离子的浓度，故A项错；化合物溶于水能导电，不能确定该化合物是电解质，该化合物也可能是非电解质，如SO2，故B项错；食盐和食盐水都是混合物，故食盐和食盐水都不是电解质。

3．下列物质的水溶液能导电，但属于非电解质的是（　　）

A．CH3COOHB．Cl2

C．NH4HCO3D．SO2

答案　D

解析　选项中的4种物质的水溶液都能导电，但原因有所不同。

CH3COOH和NH4HCO3均为电解质，水溶液能导电；Cl2和SO2的水溶液能导电，是因为它们与水发生反应Cl2＋H2O

HCl＋HClO，SO2＋H2O

H2SO3，因生成物均为电解质，故溶液也导电。

电解质和非电解质都是化合物，Cl2是单质，因此只有SO2为非电解质。

4．下列关于电解质电离的叙述中，正确的是（　　）

A．碳酸钙在水中溶解度很小，所以碳酸钙是弱电解质

B．碳酸钙在水中的溶解度很小，但被溶解的碳酸钙全部电离，所以碳酸钙是强电解质

C．氯气和氨气的水溶液导电性都很好，所以它们是强电解质

D．水难电离，纯水几乎不导电，所以水是非电解质

答案　B

5．下列叙述中正确的是（　　）

A．固体氯化钠不导电，所以氯化钠是非电解质

B．铜丝能导电，所以铜是电解质

C．氯化氢水溶液能导电，所以氯化氢是电解质

D．三氧化硫溶于水能导电，所以三氧化硫是电解质

答案　C

解析　本题考查了电解质和非电解质的判断，解答时要从“研究对象”、“导电的条件”、“导电的实质”三个角度分析，而不能错误的认为“导电的就是电解质，不导电的就是非电解质”。

A项NaCl不导电，是因为虽然NaCl晶体中有Na＋、Cl－，但不能自由移动，将它溶于水或熔融时则可导电，所以NaCl是电解质；B项铜是单质不是化合物；D项SO3溶于水导电，是生成的H2SO4溶液导电，H2SO4是电解质，而SO3不是电解质；只有C项正确。

6．下列叙述中，能证明某物质是弱电解质的是（　　）

A．熔融时不导电

B．水溶液的导电能力很差

C．不是离子化合物，而是极性共价化合物

D．溶液中已电离的离子和未电离的分子共存

答案　D

解析　判断强、弱电解质的关键是物质在水溶液里能否完全电离，是否存在电离平衡。

7．醋酸铅因有甜味而被称为“铅糖”，有毒但能入药，又知（CH3COO）2Pb可溶于水，硝酸铅溶液与醋酸钠溶液反应的离子方程式为Pb2＋＋2CH3COO－===（CH3COO）2Pb。

下列有关说法不正确的是（　　）

A．0.1mol·L－1的“铅糖”溶液中c（Pb2＋）＜0.1mol·L－1

B．“铅糖”是强电解质

C．“铅糖”是共价化合物

D．“铅糖”溶液的导电性可能很弱

答案　B

解析　题述离子反应能发生至少应满足下列四个条件中的一个：

①有难溶性物质生成；②有难电离的物质生成；③有挥发性气体生成；④有电子转移。

由于（CH3COO）2Pb可溶于水，不挥发，且此反应过程中没有电子转移，所以（CH3COO）2Pb是弱电解质，A项正确，B项错误。

因为离子化合物均是强电解质，故“铅糖”只能是共价化合物，C项正确；因“铅糖”是弱电解质，其电离程度较小，故其溶液导电性可能很弱，D项正确。

二、电离方程式的书写

8．下列电离方程式书写正确的是（　　）

A．Al2（SO4）32Al3＋＋3SO

B．HFH＋＋F－

C．H2S2H＋＋S2－

D．Ca（OH）2Ca2＋＋2OH－

答案　B

解析　Al2（SO4）3和Ca（OH）2是强电解质，电离方程式书写时应用“===”连接，只有弱电解质电离方程式的书写用“

”；而H2S是弱电解质，属于二元弱酸，应分步电离。

9．在水溶液中，下列电离方程式正确的是（　　）

A．CH3COOHCH3COO－＋H＋

B．NaHSO4===Na＋＋HSO

C．NaHCO3===Na＋＋H＋＋CO

D．H3PO4===3H＋＋PO

答案　A

10．下列电离方程式中书写正确的是（　　）

A．NaHSO4Na＋＋H＋＋SO

B．NaHCO3===Na＋＋H＋＋CO

C．HClO===H＋＋ClO－

D．H2SH＋＋HS－、HS－H＋＋S2－

答案　D

解析　A项应写“===”；B项应分步写出；C项为“”。

[能力提升]

11．向某氨水中加入醋酸溶液，其导电能力（I）与加入醋酸溶液的体积（V）关系正确的是（　　）

答案　C

解析　氨水是弱电解质的水溶液，导电能力较弱，随着醋酸的加入，发生反应：

CH3COOH＋NH3·H2O===CH3COONH4＋H2O，生成了强电解质CH3COONH4，导电能力增强，恰好反应完全时，溶液导电能力最强，故A项不正确；继续加入醋酸，随着溶液体积的增大，离子浓度减小，溶液导电能力减弱，但溶液中存在离子，导电能力不可能为0，所以B、D两项不正确。

12．下列物质中：

A.NaOH溶液　B．Cu　C．液态HCl　D．液态CH3COOH　E．蔗糖溶液　F．液氨　G．氨水　H．CuSO4晶体　I．石墨　J．无水乙醇

（1）能导电的是________。

（2）属于电解质的是________。

（3）属于非电解质的是________。

（4）属于强电解质的是________。

（5）属于弱电解质的是________。

答案　

（1）ABGI　

（2）CDH　（3）FJ　（4）CH　（5）D

解析　

（1）离子化合物在水溶液里或熔融状态下能导电，共价化合物中的电解质在水溶液里能导电，金属单质和部分非金属单质能导电。

第

（2）～（5）小题根据电解质、非电解质、强电解质、弱电解质的概念进行判断。

13．双氧水（H2O2）和水都是极弱电解质，但H2O2比H2O更显酸性。

（1）若把H2O2看成是二元弱酸，请写出在水中的电离方程式：

______________________________________________________________________________________________________。

（2）鉴于H2O2显弱酸性，它能同强碱作用形成正盐，在一定条件下也可形成酸式盐。

请写出H2O2与Ba（OH）2作用形成盐的化学方程式：

_____________________________________________________________________________________________________________________。

（3）水电离生成H3O＋和OH－叫做水的自偶电离。

同水一样，H2O2也有极微弱的自偶电离，其自偶电离的方程式：

____________________________________________________________。

答案　

（1）H2O2H＋＋HO

、HO

H＋＋O

（2）H2O2＋Ba（OH）2===BaO2＋2H2O或2H2O2＋Ba（OH）2===Ba（HO2）2＋2H2O

（3）H2O2＋H2O2H3O

＋HO

解析　

（1）H2O2看成是二元弱酸，电离方程式分步写，即H2O2H＋＋HO

，HO

H＋＋O

。

（2）H2O2＋Ba（OH）2===BaO2＋2H2O或2H2O2＋Ba（OH）2===Ba（HO2）2＋2H2O。

（3）根据H2O＋H2OH3O＋＋OH－的自偶电离知H2O2自偶电离的方程式为H2O2＋H2O2H3O

＋HO

。

[拓展探究]

14．用实验确定某酸HA是弱电解质。

两同学的方案是

甲：

①称取一定质量的HA配制0.1mol·L－1的溶液100mL；

②用pH试纸测出该溶液的pH，即可证明HA是弱电解质。

乙：

①用已知物质的量浓度的HA溶液、盐酸，分别配制pH＝1的两种酸溶液各100mL；

②分别取这两种溶液各10mL，加水稀释为100mL；

③各取相同体积的两种稀释液装入两个试管，同时加入纯度相同的锌粒，观察现象，即可证明HA是弱电解质。

（1）在两个方案的第①步中，都要用到的定量仪器是________________。

（2）甲方案中，说明HA是弱电解质的理由是测得溶液的pH______（填“>”、“<”或“＝”）1。

乙方案中，说明HA是弱电解质的现象是________。

A．装HCl溶液的试管中放出H2的速率快

B．装HA溶液的试管中放出H2的速率快

C．两个试管中产生气体的速率一样快

（3）请你评价：

乙方案中难以实现之处和不妥之处：

____________________________________________________________________、___________________________________________。

答案　

（1）100mL容量瓶　

（2）>　B　（3）配制pH＝1的HA溶液难以实现　不妥之处在于加入的锌粒难以做到表面积相同

解析　100mL0.1mol·L－1HA溶液，若HA为弱酸，c（H＋）＜0.1mol·L－1，pH＞1。

100mLpH＝1的HA溶液和盐酸比较，若HA为强酸，c（HA）＝0.1mol·L－1，若HA为弱酸，则c（HA）＞0.1mol·L－1。

分别取10mLpH＝1的盐酸和HA溶液，同时加水稀释到100mL，稀释后，盐酸中c（H＋）＝0.01mol·L－1，HA溶液中c（H＋）＞0.01mol·L－1，因为加水稀释时，HA的电离度增大，即有一部分HA分子会电离出H＋，因此在稀释后100mL盐酸和100mLHA溶液中分别加入纯度相同的锌粒时，HA溶液产生氢气速率快。

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