1、化学备课大师 【全免费】 “备课大师”全科【9 门】 :免注册,不收费! 庖丁巧解牛庖丁巧解牛 诱学导入点拨诱学导入点拨 某日,有人反映看见浦东一辆“危险品”油罐车停在龙居路上,向油罐车内灌了 15 桶 原来这辆车确属该“怡森”公司的一个客户,他们单位需到吴泾去装冰醋酸,但浓度太 高,必须用纯水稀释到一定浓度,方可委托运输单位代办,于是该车随从人员以每桶 5 元的 价格,买进 15 问题设置:问题设置:为什么冰醋酸在运输的过程中需要稀释?冰醋酸的稀释过程会发生哪些变 导入点拨:导入点拨:冰醋酸是中学化学中常见的重要化学试剂。对冰醋酸进行稀释,以及分析冰 醋酸稀释过程中发生的变化, 是学习电解质
2、和理解溶液中离子变化常见的问题。 它具有很强 的代表性。带着这些问题,我们来学习电解质的分类和电离。 知识巧学升华知识巧学升华 一、电解质有强弱之分一、电解质有强弱之分 1. 溶于水或熔融状态下能导电的化合物叫电解质。 电解质定义的三个要素: 熔化或者溶 解;能导电;化合物。 2. (1)强电解质:在水溶液里全部电离为离子的电解质。如强酸、强碱和大部分的盐都是 强酸:HCl、HNO3、H2SO4、HBr、HI、HClO4 强碱:KOH、NaOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2 多数盐:CaCl2、CuSO4、AgCl、BaSO4 (2)弱电解质:在水溶液里只有部分电离为离子的电解质,如弱酸、弱
3、碱和少量盐。 特征:存在电离平衡,平衡时离子和电解质分子共存。 要点提示要点提示 BaSO4、CaCO3等在水溶液中,由于溶解度极小而水溶液几乎不导电,而溶 解的小部分完全电离,且在熔融时导电,因此 BaSO4、CaCO3 CO2、SO2、NH3溶解于水时,生成的 H2CO3、H2SO3、NH3H2O 能导电,不能说 CO2、SO2、 NH3是电解质,只能说 H2CO3、H2SO3、NH3H2O HF(氢氟酸)中含强极性键, 它的水溶液由于氢键等因素而电离度较小, 因此氟化氢是 导电性的强弱与强弱电解质的判断没有直接关系。 因为浓度很稀的强电解质也可以是 导电性很弱的,而高浓度的弱电解质也可以
4、导电性较强。 二、二、 如:Al2(SO4)32Al 3+3SO2 4 ;K2CO32K +CO2 3 ;HClH +Cl-; Ba(OH)2Ba 2+2OH-。 辨析比较辨析比较 化学备课大师 【全免费】 “备课大师”全科【9 门】 :免注册,不收费! KHSO4K +H+SO2 4 NaHCO3Na +HCO 3 复盐和络盐电离方程 KAl(SO4)2K +Al3+2SO2 4 (复盐) K3Fe(SCN)63K +Fe(SCN) 6 3-(络盐) 多数离子化合物在熔化时也能发生电离: NaCl(熔融)Na +Cl- K2O(熔融) 2K +O2- 1. 弱电解质溶于水中, 既存在弱电解质
5、分子电离成离子过程, 也存在离子结合成电解质分 子的过程,最终电解质电离成离子的速率和离子结合成分子的速率相等。 2.弱电解质电离平衡的 以 CH3COOHH +CH 3COO -为例: (1)开始时,醋酸分子电离成离子的速率最大,离子结合成分子的速率为 0 (2)电离进行时,随着醋酸分子的不断电离,醋酸分子的浓度逐渐减小,电离的速率逐 (3) 一段时间后,醋酸分子电离的速率与离子结合成分子的速率相等, 此时电离达到平 要点提示要点提示 电离平衡与化学平衡一样,是一个动态的平衡,达到平衡时,分子电离成离 子和离子结合成分子都没有停止,而是两者速率相等。电离平衡时,体系中各分子或离子的 百分含量
6、也保持不变。 3. 弱电解质的电离方程式:由于存在电离平衡,弱电解质的电离为可逆过程,电离方程式 要用可逆符号表示。 CH3COOHCH3COO -+H+ NH3H2ONH 4+OH - H2CO3H + HCO 3;HCO 3 H +CO2 3 H2SH + HS-;HS- H +S2- 要点要点提示提示 多元弱酸的电离方程式需要分步写出, 而多元弱碱的电离方程式则一步写出。 4. 溶液中溶质电离所生成的各种离子浓度的乘积, 跟溶液中未电离的分子浓度的比是一个 常数。这个常数叫做电离平衡常数,简称电离常数,用K1 化学备课大师 【全免费】 “备课大师”全科【9 门】 :免注册,不收费! 例如
7、, (1)CH3COOH CH3COOHH +CH 3COO - Ka= )COOHCH( )COOCH()H( 3 3 c cc (2)NH3H2O NH3H2ONH 4+OH - Kb= )( )()( 23 4 OHNHc OHcNHc 由上述表示式可以看出,K 值越大,离子浓度也越大,即表示该电解质较易电离。所以, 从Ka或Kb的大小,可以判断弱酸或弱碱的相对强弱。例如在 25 时,HNO2的K=4.6 10 -4,CH 3COOH 的K=1.810 -5, HNO 2比 CH3COOH (3 多元弱酸的电离是分步进行的,每步各有电离常数,通常用K1、K2、K3等来分别表示。 例如 H
8、3PO4 H3PO4H +H 2PO 4 K1=7.10 -3 H2PO 4 H +HPO2 4 K2=6.210 -8 HPO 2 4 H +PO3 4 K3=7.510 -3 多元弱酸各步电离常数大小的比较为 K1K2K3,如上述 H3PO4的K1比K2约大 10 5倍,K 2 比 K3约大 10 5倍。因此,多元弱酸溶液的酸性主要由第一步电离决定。多元弱碱的电离与多 元弱酸的电离情况相类似。 要点提示要点提示 对于同一弱电解质的稀溶液来说,电离平衡常数同化学平衡常数一样,只与 温度有关,不随浓度的变化而变化。但电离平衡常数随温度的变化不大,在室温下,可以不 考虑温度对电离平衡常数的影响。
9、 问题思路探究问题思路探究 问题问题 1 1 BaSO4、CaCO3 导思导思: :判断电解质的强弱,关键看电解质是否完全电离。电解质完全电离时,是强电解 质;否则是弱电解质。导电性则取决于电解质溶液中阴、阳离子的浓度,离子浓度越大,导 探究探究: :BaSO4、CaCO3的水溶液几乎不导电,是因为其溶解度小,但溶于水的部分或熔化 时完全电离,是强电解质。电解质的强弱与电解质的溶解度没有直接关系。 “难溶”只是说 明溶解度小, “电解质的强弱”取决于电解质是否电离完全。大多数的盐都是强电解质。 问题 2 弱电解质在溶液中都存在电离平衡,当加水稀释时,平衡会向右移动,离子浓 导思导思: :电离程
10、度与弱电解质的浓度有关系。浓度越小,电解质的电离程度就越大,但离 探究探究: :弱电解质溶液稀释时离子浓度可能增大,也可能减小,如:冰醋酸中c(H +)=0,加 水后发生电离,c(H +)增大,但稀释到一定程度后,c(H+)因溶液体积增大而减小,但弱电解 质的电离程度仍然是增大的。 化学备课大师 【全免费】 “备课大师”全科【9 门】 :免注册,不收费! 问题问题 3 3 强酸或强碱与弱酸或弱碱在稀释时,c(H +)或 c(OH -) 导思导思: :该问题应该从如下角度考虑:强酸、强碱的电离是完全的,溶液中离子的物质的 量是固定的,随着溶液体积的变化,溶液中c(H +)或 c(OH -)的变化
11、只是简单扩大或缩小;而 弱电解质的电离是不完全的,离子的物质的量是可变的,随着溶液浓度的减小,离子的物质 探究探究: :(1)强酸或强碱因其溶液中只有电离出来的离子, 没有强酸或强碱的分子存在, 因 此,溶液体积稀释至n倍时,强酸的c(H +)或强碱的 c(OH -)均应变为原来的 1/n (2)弱酸或弱碱稀释时, 因其分子还会继续电离出 H +或 OH-, 故稀释 n倍时溶液中的离子 浓度比 1/n 因此,弱酸、弱碱稀释时,溶液中c(H +)或 c(OH -)减小较强酸、强碱小。 典题热题新题典题热题新题 例例 1 1 下列物质中,属于强电解质的是 ,属于弱电解质的是 ,属于非电解 质的是
12、A. 碘化钾 B. 乙醇 C. 氨气 D. 蔗糖 E. 氢硫酸 F. 硫酸氢钠 G. H. 液氧 I. 解析:解析:抓住电解质、非电解质概念区别。化合物不导电(即不电离) ,是非电解质, 故 B、C、D 为非电解质。而单质 H 和混合物 G、I 强电解质、弱电解质本质区别:电解质全部电离(即强酸、强碱、盐)为强电解质, 故应选 A、F,而 E 答案:答案:AF E BCD 误区警示误区警示 此题易错在强电解质中选氢氧化钠溶液,应注意,此为混合物,不应是电解 质范围。 例例 2 2 把 0.05 mol NaOH 分别加入到下列 100 mL 溶液中,溶液的导电能力变化不大的是 ( A.自来水
13、B.0.5 molL -1 C.0.5 molL -1 醋酸 D.0.5 molL -1 解析:解析:导电能力变化不大,说明该溶液中在加入 NaOH 前后离子浓度无显著变化。A 选项 中自来水中加入 NaOH 后离子浓度发生显著变化。 C 选项中醋酸为弱电解质,反应前离子浓度 较小,加入 NaOH 后发生 CH3COOH+NaOHCH3COONa+H2O 生成强电解质 CH3COONa,离子浓度显 著增大。故 A、C 不选。B、D 选项中原溶液中本来就是强电解质,加入 NaOH 后虽然发生了化 学反应,但溶液仍然是强电解质的溶液,且物质的量相等,离子浓度变化不大,故符合题意。 答案:答案:BD
14、 深化升华深化升华 电解质溶液导电能力与该溶液中的离子浓度有关,离子浓度越大,导电能力 就越强。解此类题目,要注意考虑加入物质后,是否发生反应,反应的本质是怎样的,一般 有两种情况,一是弱电解质生成强电解质,二是强电解质生成强电解质。前者导电能力变化 例例 3 3 硫化氢的水溶液中有如下动态平 H2SH +HS;HS H +S2;H 2OH +OH 在物质的量浓度为 0.1 molL 1的 H 2S 溶液中,下列各离子间的关系正确的是( ) 化学备课大师 【全免费】 “备课大师”全科【9 门】 :免注册,不收费! A.c(H +)=c(HS)+2c(S2)+c(OH) B.2c(H +)=2c
15、(HS)+c(S2)+2c(OH) C.c(H +)=c(HS)+2c(S2) D.c(H +)=2c(S2)+c(OH) 解析:解析:H2S 溶于水生成的氢硫酸为二元弱酸,所以不完全电离。电离出的阴、阳离子所 带的负、正电荷相等。又因为第一步电离生成的 HS 要继续进行第二步电离,所以第一步电 离出的c(HS -)相当于最后溶液中c(HS)与c(S2)之和, 所以c(H+)=c(HS) +2c(S2)+c(OH)。 答案:答案:A 深化升华深化升华 解此类题目一般要用几个守恒, 一是电荷守恒, 即阳离子带正电荷总数等于 例例 4 4 欲使醋酸溶液中的 CH3COO 浓度增大,且不放出气体,可
16、向醋酸中加入少量固体 ( A.NaOH B.NaHCO3 C.CH3COOK D.Mg 解析:解析:加入 NaOH 会减少 H 的物质的量,使醋酸的电离平衡向右移动,c(CH 3COO -)增大。 加入 CH3COOK 会增加 CH3COO 物质的量。故 A、C 选项均正确。加入 NaHCO 3会降低 H 的物质 的量浓度,使平衡右移,但产生了 CO2;加入 Mg 会降低 H 的物质的量浓度,使平衡右移, 但也产生 H2,故 B 和 D 答案:答案:AC 深化升华深化升华 醋酸中存在 CH3COOHCH3COO +H电离平衡,欲使醋酸溶液中 CH 3COO 浓 度增大,应使平衡向右移动。而我们
17、可以利用条件的改变来调节弱电解质的电离平衡,从而 有效地调整溶液中的离子组分。 例例 5 5 0.1 molL -1的醋酸溶液加水稀释时( A.溶液中c(H +) B. C.c(CH3COO -)减小,电离向生成 CH 3COOH D.平衡向电离方向移动,但c(CH3COOH)、c(H +)、c(CH 3COO -) 解析:解析:稀释时电离程度增大,使c(H +)增大;但溶液体积增大,使 c(H +)减小。若稀释时 使离子数目增加优势于使溶液体积增加,则c(H +)增大;若稀释时体积增大占主要地位,虽 离子绝对数增加,但c(H +)却减小。由于 0.1 molL-1 CH 3COOH 属稀溶液,故加水稀释时, 平衡右移,离子数增加,但主要是体积增大,c(H +)减小,所以 A、D 答案:答案:AD 深化升华深化升华 对于弱电解质溶液的稀释总是体现着较强的并行思维:溶液的浓度在减小, 弱电解质的电离程度增大, 其实质是加水后使电离平衡移动。 其结果是: 电离程度、 分子数、 离子数、溶液体积、离子浓度、酸碱度、导电性都发生改变。抓住离子的物质的量的变