Transcript 高中化学2-2
• 第二节 离子反应(共2课时) • 物理学上，根据能否导电，可将物体分为 导体和绝缘体。化学上，根据在水溶液里 或熔融状态下能否导电，可将化合物分为 电解质和非电解质。学习电解质及其相互 间反应的知识，对于认识物质及其变化具 有十分重要的作用。 • 你有没有被蜜蜂或黄蜂刺过？被刺伤是很 痛的，而且伤口会肿胀。被蜜蜂刺到的伤 口可以敷上小苏打(碳酸氢钠)溶液或膏， 因为蜜蜂的刺是酸性的，小苏打是碱性的， 所以可以发生中和作用，减轻伤口的肿胀， 消除痛楚。 • 被黄蜂刺到的伤口则以醋或柠檬汁来中和， 因为它是酸性的。 • 思考：1.物质溶于水后为什么有的显酸性？ 有的显碱性？ • 2．酸、碱、盐在溶于水的过程中会发生 怎样的变化？ • ●梳理导引 • 1．电解质：____________叫电解质。电 离是电解质溶于水或受热熔化时，离解成 ____________的过程。在电解质溶液中， 阳离子所带正电荷总数与阴离子所带负电 荷 总 数 ______________ ， 溶 液 显 ______________性，称为电荷守恒。 • 3．电离方程式： • HNO3===____________________________ ____________________________________ ________， • H2SO4===____________________________ ____________________________________ ________， • NaOH===____________________________ ____________________________________ ________， • Ba(OH)2===__________________________ • Na2SO4===___________________________ ____________________________________ _________， • NH4Cl===___________________________ ____________________________________ _________。 • 4．电解质溶液的导电性 • 因为电解质溶液中含有____________的离 参考答案： 子，所以电解质溶液能导电。 1．在水溶液里或熔融状态下能够导电的化合物 自由移动的离子 2．H＋ 相等 OH－ 3．H＋＋NO－3 ＋ － Ba2 ＋2OH 4．自由移动 电中 金属离子(或 NH＋4 ) 2H＋＋SO24－ ＋ － 2Na ＋SO24 酸根离子 Na＋＋OH－ ＋ － NH4 ＋Cl 能够 • ●问题探究 • 1．在导电性实验中，为什么氯化钠晶体 不导电，而熔融的氯化钠和氯化钠水溶液 以及大家熟悉的金属都可以导电？电解质 导电的前提条件和实质是什么？ • 提示：带电粒子的定向移动就可以形成电 流，像电子、阴离子、阳离子等。金属内 的电子本来就是自由电子，当外加电场时 可以定向移动形成电子流而导电。氯化钠 晶体内虽然有阴阳离子，但不能自由移动， 即使有外加电场，也不能定向移动形成电 流。而氯化钠在熔融态或在水溶液中，吸 收了来自热或水分子作用等外界的能量， 而离解出自由移动的钠离子和氯离子，即 发生了电离，当外加电场作用时，离子从 • 2．电解质和非电解质以及酸、碱、盐这 些概念有什么区别和联系？为什么说酸、 碱、盐是电解质？电解质和非电解质的本 质区别是什么？非电解质的水溶液一定不 导电吗？ • 提示：把同一种化合物按不同的分类方法 可划分出不同的类别，当按化合物的组成 与结构来分时，可分为离子化合物和共价 化合物；当按性质来分时，可分为酸、碱、 盐、氧化物等；当按在水溶液或熔化状态 下是否显示导电这个性质来分时，(本质上 是看能否电离)可分为电解质和非电解质。 一种化合物不是电解质就是非电解质，任 何酸、碱、盐都是电解质。从电离角度看 酸、碱、盐的定义可知，它们都可以在电 • 3．划分强电解质和弱电解质的唯一标准 是什么？是看其水溶液的导电能力吗？ • 提示：划分的唯一标准就是只看电解质在 电离时是否完全电离，即由本质决定，不 是看导电能力。电解质的强弱跟导电能力 的强弱没有必然联系，导电能力的强弱主 要取决于自由移动的离子的浓度大小和离 子所带电荷的多少。很稀的强电解质溶液 或难溶性的强电解质溶液的导电能力就很 弱，而有些弱电解质的浓溶液中电离产生 的离子浓度大，导电能力可以很强。 • ●细品教材 • 1．电解质和非电解质概念的理解 • 对电解质与非电解质概念的准确理解要把 握以下三点： • (1)从物质分类看，电解质属于纯净物中的 化合物。“化合物”指电解质在元素组成 上的所属类别。非电解质研究的对象也是 化合物。 • 温馨提示：酸、碱、盐等化合物都是电解 质，在这里要把电解质和电解质溶液区分 开来。如盐酸能导电，但它是氯化氢的水 溶液，是混合物，所以盐酸既不是电解质， 也不是非电解质，而是电解质溶液。 • (2)从物质性质看，电解质在一定条件下能 导电。“能够导电”是在上述条件下，电 解质具有的性质。电解质能够导电的原因， 在于电解质在水溶液或熔融状态下离解成 自由移动的离子。 • 温馨提示：“溶于水或熔融”是电解质电 离的条件。在这里要把化合物溶于水形成 溶液，同化合物跟水发生化学反应生成新 物质区分开来。 • 2．电解质与非电解质的判断 • 电解质与非电解质的本质区别是看化合物 自身在熔融状态下或在水溶液中能否发生 电离，而溶液的导电只是一个表面现象。 • 确定某物质是否为电解质应从以下几个方 面进行分析： • (1)看该物质是否为化合物。如金属单质中 有自由电子能导电，但金属单质既不是电 解质，也不是非电解质；氯气的水溶液能 导电，但氯气不是电解质，也不是非电解 质。因为电解质、非电解质均针对于化合 物而言，而非单质、混合物。 • (2)看该物质溶于水或熔融状态下是否发生 电离。有的化合物难溶于水，如BaSO4、 AgCl等，它们在水分子的作用下难以电离， 但在熔融时能发生电离产生自由移动的离 子而能导电，它们属于电解质。有的化合 物熔融状态下不能发生电离产生自由移动 的离子，例如液态的氯化氢、乙酸等，但 它们在水分子的作用下能产生自由移动的 离子，它们的水溶液能够导电，那么它们 仍属于电解质。所以要注意“或”这一关 键字，“或”是选择关系。 • (3)看溶于水是否发生了化学反应，是哪种 物质发生了电离。例如：SO3、SO2、CO2 等的水溶液中存在有自由移动的离子，它 们的水溶液的确能导电，但这些自由移动 的离子并不是上述化合物本身直接产生的， 而是这些物质与水发生了化学反应生成新 的物质H2SO4、H2SO3、H2CO3等，然后由 这些新的物质再在水分子作用下产生了自 由移动的离子，因此我们不能说SO3、SO2、 CO2是电解质，而只能说H2SO4、H2SO3、 H2CO3 是电解质。SO3 、SO2 、CO2 是非电 解质。 • ●典例精析 • 【例1】 (山东临朐一中2009－2010学年 度高一上学期期中考试，10)下列物质属于 电解质的一组是 ( ) • A．CO2 、SO2 、HCl B．H2SO4 、K2O、 BaSO4 • C．H3PO4、H2O、Cu D．NH3、CH4、 NaCl • 【解析】 电解质为在水溶液中或熔化状 态下能自身发生电离，因产生自由移动的 离子而导电的化合物。而CO2、SO2、NH3 • 【例2】 下列叙述正确的是 ( ) • A．氯化钠溶液能导电，所以氯化钠溶液 是电解质 • B．固态氯化钠不导电，但氯化钠是电解 质 • C．氯化氢溶液能导电，所以氯化氢是电 解质 • D．铜能导电，所以铜是电解质 • 【解析】 选项A不正确，因为氯化钠溶 • 选项B正确。氯化钠不导电，是因为缺少 水溶液或熔融的外界条件，NaCl晶体里的 Na ＋ 和Cl － 不能自由移动，所以不能导电。 如果有了外界条件——水溶液或熔融，氯化 钠就能导电，所以氯化钠是电解质。 • 选项C正确。氯化氢是共用电子对偏移程 度较大的共价化合物，液态时虽不导电， 但在水分子作用下能完全电离成自由移动 的H＋和Cl－，氯化氢在水溶液中能导电， 所以氯化氢是电解质。 • 选项D不正确。铜是金属导体，铜能导电 【答案】 BC 是由于铜中自由电子的定向移动。但铜是 • 【点评】 电解质并不一定导电，导电的 物质不一定是电解质，产生自由移动的离 子是电解质导电的前提，而电解质能产生 自由移动的离子，是电解质的内因，还必 须具备一定的外因条件，这就是电解质溶 于水或受热使电解质呈熔融状态。 • • (山东五莲2009－2010学年度上学期期中考 试)下列说法正确的是 ( ) • A．液态HCl、固体NaCl均不导电，所以 HCl、NaCl均是非电解质 • B．NH3、CO2的水溶液均导电，所以NH3、 CO2均是电解质 • C．铜、石墨均导电，所以它们是电解质 • D．蔗糖、酒精在水溶液或熔融时均不导 电，所以它们是非电解质 • 【解析】 HCl、NaCl溶于水均能导电， 都是电解质，A错误。NH3、CO2溶于水导 电是因为生成了NH3·H2O、H2CO3 为电解 质，B错误。铜和石墨都是单质，不是电 解质，C错误。 • 【答案】 D • 掌握电解质和非电解质的概念，能熟练判 断一种物质是否是电解质是认识电解质的 性质、研究离子反应的前提。以下有10种 物质：①铜 ②稀硫酸 • ③氯化氢 ④氨气 ⑤空气 ⑥二氧化碳 ⑦金属汞(俗称水银) ⑧氯化钠 ⑨硫酸 钡 ⑩氯气 • 按照表中提示的信息，把符合左栏条件的 物质的化学式或名称填入右栏相应的位置。 序 号 符合的条件 (1) 混合物 电解质，但熔融 (2) 状态下并不导 电 电解质，但难溶 (3) 于水 (4) 非电解质 物质的化 学式或名 称 • 【解析】 解答此类题目应先明确电解质、 非电解质的概念及其判断的依据，然后根 据题给物质的组成、性质等进行分析归纳。 • 10种物质中稀硫酸和空气属于混合物 。 HCl溶于水可电离出H ＋ 、Cl － ，能导电， 但熔融状态下不存在自由移动的离子，不 导电，故HCl属于电解质。BaSO4 是难溶 性电解质。而NH3 、CO2 的水溶液虽然能 导电，但不是它们本身发生了电离，而是 它们与水发生了反应，生成了电解质 NH3·H2O和H2CO3，故它们属于非电解质。 铜和金属汞属于单质，不是化合物，故既 • 【答案】 序号 符合的条件 (1) (2) (3) 混合物 物质的化学式 或名称 ②稀硫酸 ⑤空气 电解质，但熔融 状态下并不导 ③氯化氢 电 电解质，但难溶 ⑨BaSO4 于水 • ●细品教材 • 1．电离的概念：电解质在溶于水或熔融 状态下离解成自由移动的离子的过程称为 电离。 • 2．电离的适用范围：电解质。电解质包 括酸、碱、盐。 • 3．电离条件：溶于水或受热熔化。但对 于每一种具体物质，电离条件又有所不同。 离子化合物型物质电离的条件：如NaCl加 NaCl NaCl溶 解并电离出Na ＋ 、Cl － ；受热熔化时，在 热能的作用下，晶体里的阴、阳离子在一 定的范围之内振动而自由移动，即电离产 生Na ＋ 、Cl － 。共价化合物型物质的电离 条件：绝大多数的共价化合物，在固态和 液态下均不电离，其溶于水后在水分子的 作用下发生电离。 • 4．电离结果：产生自由移动的阴阳离子。 5．电离表示方法——电离方程式 (1) 对 于 强 酸 、 强 碱 以 及 大 多 数 盐 的 电 离 方 程 式 用 “===”把电解质分子与电离出的离子连接起来，对于弱 酸 、弱碱以 及少数盐的 电离方程 式用 “ HAc ”表示，如 H ＋ ＋ Ac － 。所以说电离方程式是通过 “ ”和 “===”表示电离物质能否建立电离平衡(后面章节)并间接 地表明电解质强弱的式子。 (2)要搞清电解质溶于水，在水分子的作用下能电离出 哪些离子。在化合物中有些原子与原子的结合力强，水分子 是难以破坏的，因而不能将其拆成离子。如 NaHCO3===Na ＋ － ＋ ＋ － ＋HCO3 而不能写成 NaHCO3===Na ＋H ＋CO32 。 • ●典例精析 • 【例3】 下列叙述中正确的是( ) • A．氯化镁的晶体不能导电的原因是氯化 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化学反应产生 了钾离子和氯离子 • 【解析】 电解质的电离是指电解质溶于 水或者熔融状态下产生能自由移动的离子 的过程，电离并不需要外加电流就能发生， 故B项错误；氯化镁晶体是由镁离子和氯 离子构成的，其晶体之所以不导电是因为 镁离子、氯离子束缚在晶体上不能自由移 动，故A项错误；氯化钾溶于水并没有发 生化学反应，水溶液中的钾离子、氯离子， 氯化钾本身就含有。 • 【答案】 D • 【点拨】 电解质的电离与是否有外加电 流没有关系，电解质电离的外因条件是把 电解质加入水中或者将电解质熔融。对于 离子化合物的电解质而言，其离解产生的 自由离子是该离子化合物本身就含有的， 只不过在其晶体中这些离子不能自由移动 而已。 【例 4】 已知 Fe2(SO4)3 的物质的量浓度为 amol·L－1， ＋ － 写出 Fe2(SO4)3 的电离方程式，并求 Fe3 和 SO24 的物质的 量浓度。 【解析】 Fe2(SO4)3 在溶液中电离，电离方程式为： Fe2(SO4)3===2Fe3＋＋3SO42－ 1 2 a c(Fe3＋) 3 c(SO42－) 解之，c(Fe3＋)＝2amol·L－1， c(SO24－)＝3amol·L－1。 【答案】 ＋ Fe2(SO4)3===2Fe3＋＋3SO42－ c(Fe3 )＝2amol·L －1 － c(SO24 )＝3amol·L －1 • 【点拨】 对于强电解质MxRy，若其物质 的量浓度为cmol·L－1，则c(My＋)＝ x×cmol·L－1，c(Rx－)＝y×cmol·L－1。 • • (福建龙岩一中2009－2010学年度高一上学 A．Al2(SO4)3===Al 3＋3SO4 2 期模块考试)下列电离方程式中，正确的是 B．Na2CO3===Na2 ＋CO23 ( ) ＋ － ＋ ＋ C．NaOH===Na ＋OH － － D．NaHCO3===Na＋＋H＋＋CO32－ 【解析】 － A 中硫酸根应写为：SO24 ，注意电荷的书 写方式；B 中 2 个 Na＋不能写成 Na＋2 ；D 中 H2CO3 为弱酸， HCO－3 不能拆开。 【答案】 C 下列电离方程式错误的是 ( A．NaHCO3===Na＋＋H＋＋CO32－ ＋ ＋ － B．KHSO4===K ＋H ＋SO24 ＋ － C．MgCl2===Mg2 ＋Cl2 ＋ D．Ba(OH)2===Ba2 ＋2OH － ) 【解析】 － A 项 HCO3 为弱酸根离子，在溶液中只有 很少一部分发生电离，不能拆成 H ＋ 和 CO 32－ ，应写成 NaHCO3===Na＋＋HCO－3 。而 KHSO4 中的 HSO－4 在水溶液 中能完全电离成 H＋与 SO24－，故 B 正确，A 错误。C 中 MgCl2 ＋ － 应写为 MgCl2===Mg2 ＋2Cl ，C 错误。D 正确。 【答案】 AC • 【点拨】 KHSO4能电离出H＋和K＋，但因 阳离子不全是H＋，故不属于酸，而符合盐 的定义，属酸式盐。同理Cu2(OH)2CO3虽能 电离出OH－，但也不属于碱，属碱式盐。 • ●资料备选 • 1．如何判断某物质是否为电解质 • 应从以下几个方面理解： • (1)电解质、非电解质的基本前提是化合物。 • (2)化合物具备以下两个条件中的至少一个 即为电解质： • ①在水溶液里能导电；②在熔融状态下能 导电。 • 应注意以上两个条件不一定全具备。例如， • 2．电离方程式的书写 • (1)强电解质的电离方程式 • 由于强电解质在电离条件下(溶于水或受热 熔化)完全电离为自由移动的阴、阳离子， Na2SO4===2Na ＋SO24 因此，写强电解质的电离方程式时用“===” KNO3===K ＋NO3 号。如： ＋ － ＋ － ＋ － HNO3===H ＋NO3 H2SO4===2H＋＋SO24－ (2)弱电解质的电离方程式 由于在电离条件下弱电解质仅有一部分分子电离为自 由移动的水合阴离子和水合阳离子，这些阴、阳离子还可 相互结合重新形成弱电解质分子。在该条件下既存在由弱 电解质分子电离出的阴、阳离子，又有末发生电离的弱电 解质分子。因此，写弱电解质的电离方程式时必须用 “ ”号而不能用“===”号。如： NH3·H2O CH3COOH － NH＋ ＋OH 4 CH3COO－＋H＋ H2O 的电离：H2O 2H2O H3O＋＋OH－ H＋＋OH－，或 • (3)多元弱酸的电离方程式 • 多元弱酸的电离是分步进行(发生)的，其电 离方程式要分步写，如： 第一步：H2CO3 H ＋HCO3 • H2第二步：HCO CO3(二元弱酸)的电离为 H ＋CO2 ＋ － － ＋ 3 － 3 (4)多元弱碱的电离方程式 多元弱碱的电离过程是很复杂的，在中学化学里按下 例所示写多元弱碱的电离方程式。 Fe(OH)3 Fe3＋＋3OH－