化学必修 第一册第二节 离子反应学案

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eq \a\vs4\al(一、电解质)
【教材梳理】
1．实验探究
在烧杯中分别加下列物质，按下图连接装置，将石墨电极依次放入烧杯中，分别接通电源，观察并记录现象。
2.电解质
(1)概念：在水溶液里或熔融状态下能够导电的化合物叫作电解质。在上述条件下都不能导电的化合物叫作非电解质。
(2)常见的电解质
①酸：HCl、H2SO4、HNO3、H2CO3等。
②碱：KOH、NaOH、NH3·H2O、Mg(OH)2等。
③盐：KCl、Na2SO4、Mg(NO3)2等。
④活泼金属氧化物：Na2O、CaO等。
⑤水。
(3)常见的非电解质
①部分非金属氧化物：CO2、SO2、P2O5等。
②非酸性气态氢化物：NH3。
③部分有机物：蔗糖、酒精、CH4等。
【辨析拓展】
1．判断正误(正确的划“√”，错误的划“×”)
(1)蒸馏水不导电，故湿手接触电源时不易发生触电事故( )
(2)铁、盐酸都能导电，因此二者都是电解质( )
(3)BaSO4在水溶液中难导电，但熔融状态下能导电，所以BaSO4是电解质( )
(4)蔗糖溶于水和熔融状态下都不能导电，所以蔗糖是非电解质( )
(5)KNO3晶体不导电，故KNO3是非电解质( )
答案：(1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)×
2．NaCl溶液能导电，NaCl溶液是电解质吗？纯H2SO4在液态时不导电，H2SO4是非电解质吗？
答案：NaCl溶液是混合物，不是电解质。H2SO4在水溶液中能导电，H2SO4是电解质。
eq \a\vs4\al(二、电离)
【教材梳理】
1．电解质能够导电的原因
(1)物质导电的前提——物质存在能够自由移动的、带电荷的粒子。
(2)物质导电的原因——自由移动粒子的定向移动
当在NaCl溶液(或熔融NaCl)中插入电极并接通电源时水合钠离子(或Na＋)向与电源负极相连的电极移动，水合氯离子(或Cl－)向与电源正极相连的电极移动，因此NaCl溶液(或熔融NaCl)能够导电。
2．电离：电解质溶于水或受热熔化时，形成自由移动的离子的过程。
3．电离方程式
(1)练习——写出下列各组物质的电离方程式
①HCl、H2SO4
HCl===H＋＋Cl－；H2SO4===2H＋＋SOeq \\al(2－,4)。
②NaOH、Ba(OH)2
NaOH===Na＋＋OH－；Ba(OH)2===Ba2＋＋2OH－。
③Na2CO3、NH4Cl
Na2CO3===2Na＋＋COeq \\al(2－,3)；NH4Cl===NHeq \\al(＋,4)＋Cl－。
(2)归纳——从电离的角度认识酸、碱、盐的本质
①酸是电离时生成的阳离子全部是H＋的化合物。
②碱是电离时生成的阴离子全部是OH－的化合物。
③盐是电离时能生成金属阳离子(或NHeq \\al(＋,4))和酸根阴离子的化合物。
【辨析拓展】
1．判断正误(正确的划“√”，错误的划“×”)
(1)Na2CO3溶于水的电离方程式为Na2CO3===Naeq \\al(2＋,2)＋COeq \\al(2－,3)( )
(2)能电离的物质在任何状态下都能导电( )
(3)氯化钠水溶液在电流的作用下电离出Na＋和Cl－( )
(4)NaHSO4在水中能完全电离出H＋，所以它是一元强酸( )
答案：(1)× (2)× (3)× (4)×
2．电解质在水中电离需要通电吗？
答案：不需要，在水分子的作用下，电解质即可电离。
学习任务1 电解质的概念理解与判断
1．概念理解
2.解答关于电解质问题的思维流程
(2020·德州高一检测)现有下列物质：①氢氧化钠固体；②铁丝；③氯化氢气体；④稀硫酸；⑤二氧化碳气体；⑥氨水；⑦碳酸钠粉末；⑧蔗糖晶体；⑨熔融氯化钠；⑩FeSO4·7H2O晶体。
请用上述序号填空：
(1)上述状态下可导电的是________；
(2)属于电解质的是________；
(3)上述状态下的电解质不能导电的是________。
[解析] 铁是单质，能导电，不是电解质；酸、碱、盐属于电解质，故氢氧化钠固体、氯化氢气体、碳酸钠粉末、FeSO4·7H2O 晶体是电解质，但都没电离，所以不导电；稀硫酸、氨水能导电，属于混合物，不是电解质；二氧化碳气体、蔗糖晶体均不导电；熔融氯化钠发生了电离，有自由移动的离子，能导电，是电解质。
[答案] (1)②④⑥⑨ (2)①③⑦⑨⑩ (3)①③⑦⑩
1．某化学兴趣小组进行化学实验，按照图Ⅰ连接好线路发现灯泡不亮，按照图Ⅱ连接好线路发现灯泡亮，由此得出的结论正确的是( )
A．MgCl2固体不是电解质
B．MgCl2溶液是电解质
C．MgCl2在水溶液中电离出了可以自由移动的离子
D．MgCl2只有在溶液中才能导电
解析：选C。MgCl2固体中离子不能自由移动，不导电；MgCl2在水溶液中电离生成能够自由移动的Mg2＋和Cl－，MgCl2溶液导电；MgCl2在熔融状态下也能导电。
2．下列四项都能导电，其中一项与其他三项导电原理不同的是( )
A．氯化钠熔融导电 B．液态汞导电
C．H2SO4溶液导电 D．熔融状态的KOH导电
解析：选B。从电解质导电、金属导电的实质分析、判断。A、C、D项中导电都是因为电离出自由移动的离子，离子做定向移动；B项中汞是单质，没有电离出自由移动的离子，它的导电是靠自由电子的定向移动。
学习任务2 书写电离方程式的“三”原则
1．符合客观事实
(1)不能随意书写离子符号，离子所带电荷数必须等于该元素或原子团在该化合物中的化合价。
(2)离子的个数用“2”“3”等标在离子符号之前，如2个OH－写成2OH－而不能写成(OH－)2。
(3)在溶液中HCOeq \\al(－,3)不能拆成H＋与COeq \\al(2－,3)，而HSOeq \\al(－,4)必须拆成H＋和SOeq \\al(2－,4)。
2．质量守恒：“===”两边原子种类、数目、质量不变。
3．电荷守恒：正电荷总数＝负电荷总数，溶液呈电中性。
1．在水溶液中，下列电离方程式错误的是( )
A．MgCl2===Mg2＋＋2Cl－
B．Ba(OH)2===Ba2＋＋2OH－
C．NaHSO4===Na＋＋H＋＋SOeq \\al(2－,4)
D．NaHCO3===Na＋＋H＋＋COeq \\al(2－,3)
解析：选D。选项C，NaHSO4中的HSOeq \\al(－,4)在水溶液中能完全电离成H＋与SOeq \\al(2－,4)。而选项D，HCOeq \\al(－,3)为多元弱酸的酸式酸根离子，在溶液中只有很少一部分发生电离，不能拆成H＋与COeq \\al(2－,3)，其电离方程式为NaHCO3===Na＋＋HCOeq \\al(－,3)。
2．(2020·合肥高一检测)物质M在水溶液中发生电离：M===X2＋＋2Y－，下列判断正确的是( )
A．M可能是酸
B．X2＋一定是金属离子
C．Y－一定是OH－
D．M一定属于盐
解析：选B。根据离子所带电荷数分析可知，X2＋不是H＋、NHeq \\al(＋,4)，必定为金属离子，A错误，B正确；Y－可能是OH－，也可能是Cl－、NOeq \\al(－,3)等，故M可能是碱，也可能是盐，C、D错误。
1．下列关于电解质的叙述正确的是( )
A．溶于水后得到的溶液能导电的物质
B．熔融状态(或液态)下能导电的物质
C．电解质能导电是因为电解质在电流作用下发生了电离
D．在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物
解析：选D。CO2通入水中得到的溶液能导电，但是CO2不是电解质，A不正确；HCl是电解质，但液态HCl不导电，B不正确；电离不需要电流，C不正确。
2．下列物质中不能导电，但属于电解质的是( )
A．金刚石 B．胆矾晶体
C．氯化钠溶液 D．乙醇
解析：选B。单质金刚石不能导电，且不是电解质；胆矾晶体不能导电，但属于电解质；混合物氯化钠溶液能导电，但不是电解质；乙醇不能导电，属于非电解质。
3．下列电离方程式中正确的是( )
A．HNO3===H＋＋N5＋＋3O2－
B．Ca(OH)2===Ca2＋＋(OH－)2
C．AlCl3===Al＋3＋3Cl－
D．Al2(SO4)3===2Al3＋＋3SOeq \\al(2－,4)
解析：选D。A项错误，在书写电离方程式时原子团不能拆开；B项错误，化学式中下标数字2应标在OH－的前面，表示有2个OH－；C项错误，Al＋3中的“＋”应放在“3”的后面。
4．酸根指酸在水溶液中，失去氢离子后存在的阴离子或原子团。下列物质中，不能电离出酸根离子的是( )
A．Na2S B．Ba(OH)2
C．KMnO4 D．KCl
解析：选B。酸和盐均能电离出酸根离子，而碱不能电离出酸根离子。
5．下列叙述正确的是( )
A．KOH溶液在电流作用下电离成K＋与OH－
B．溶于水后能电离出H＋的化合物都是酸
C．氯化氢溶于水能导电，但液态氯化氢不能导电
D．导电性强的溶液中自由移动的离子数目一定比导电性弱的溶液中自由移动的离子数目多
解析：选C。电解质电离的条件是溶于水或受热熔化，不是通电，A项错误；酸的定义中强调电离出的阳离子全部为H＋，B项错误；HCl溶于水能电离出自由移动的H＋和Cl－，故能导电，但液态HCl是由分子组成的，无离子，不能导电，C项正确；溶液的导电性主要由单位体积内溶液中自由移动离子的数目和离子所带的电荷数决定，D项错误。
6．(1)判断下列物质在相应条件下能否电离，并说明理由。
①液态HCl：________，____________________________________；
②熔融状态下的NaCl：________，____________________________
③固体KOH：________，_________________________________。
(2)写出下列物质在水溶液中的电离方程式。
①H2SO4_______________________________________；
②Ca(OH)2______________________________________；
③K2SO4________________________________________；
④NH4NO3______________________________________。
答案：(1)①不能 HCl是酸，液态时不电离，只在水溶液中电离
②能 能电离出Na＋和Cl－
③不能 KOH在固态时K＋和OH－按一定规则紧密排列，不能自由移动
(2)①H2SO4===2H＋＋SOeq \\al(2－,4)
②Ca(OH)2===Ca2＋＋2OH－
③K2SO4===2K＋＋SOeq \\al(2－,4)
④NH4NO3===NHeq \\al(＋,4)＋NOeq \\al(－,3)
[核心素养水平]
[合格考检测]
1．医院里医生给病人做心电图时，在仪器与皮肤接触部位擦的一种电解质溶液是( )
A．氯化钠溶液 B．医用酒精
C．葡萄糖溶液 D．碘酒
解析：选A。氯化钠是电解质，溶于水可以导电；乙醇、葡萄糖为非电解质，碘是单质，不是电解质，所以医用酒精、葡萄糖溶液和碘酒均不导电，做心电图时在仪器与皮肤接触部位擦的一种电解质溶液是氯化钠溶液。
2．下列状态的物质，既能导电又属于电解质的是( )
A．氯化镁固体 B．氯化钠溶液
C．液态氯化氢 D．熔融氢氧化钾
解析：选D。本题有两个限制条件：一是导电，二是属于电解质。A项中氯化镁固体属于电解质，但固体中没有自由移动的离子，不能导电；B项中氯化钠溶液能导电，但属于混合物，不属于电解质；C项中液态氯化氢不能导电。
3．下列化合物的类别完全正确的是( )
A．Na2CO3，碱，电解质
B．MgO，金属氧化物，非电解质
C．H2SO4，酸，电解质
D．CO2，酸性氧化物，电解质
解析：选C。A项Na2CO3属于盐；B项MgO在熔融状态下能够导电，属于电解质；D项CO2溶于水虽然能导电，但属于碳酸导电，不属于CO2本身导电，故属于非电解质。
4．NaHSO4在水溶液中能够电离出H＋、Na＋和SOeq \\al(2－,4)。对于NaHSO4的分类不正确的是( )
A．NaHSO4是盐 B．NaHSO4是酸式盐
C．NaHSO4是钠盐 D．NaHSO4是酸
解析：选D。只有电离时生成的阳离子全部是H＋的化合物才是酸，而NaHSO4电离出的阳离子除了H＋外还有Na＋。
5．下列电离方程式书写正确的是( )
A．CuCl2===Cu2＋＋Cleq \\al(2－,2)
B．NaOH===Na＋＋O2－＋H＋
C．KHCO3===K＋＋H＋＋COeq \\al(2－,3)
D．Na3PO4===3Na＋＋POeq \\al(3－,4)
解析：选D。A项错误，Cleq \\al(2－,2)应改为2Cl－；B项错误，不应将OH－进行拆分，水溶液中不存在O2－，OH－也不再电离；C项错误，在中学化学阶段，水溶液中酸式酸根离子只有HSOeq \\al(－,4)可以拆写，其他的一律不拆。
6．下列物质中含有自由移动Cl－的是( )
A．KClO3溶液 B．液态氯化氢
C．氯化钾溶液 D．固体氯化钠
解析：选C。B、D项中的物质在该状态下不能电离，故不含自由移动的离子；A项中KClO3的电离方程式为KClO3===K＋＋ClOeq \\al(－,3)；C项中KCl的电离方程式为KCl===K＋＋Cl－。
7．下列关于电解质和非电解质的叙述正确的是( )
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．NH3溶于水能导电，所以NH3是电解质
解析：选C。溶于水或熔融状态下能够导电的化合物是电解质，而在上述条件下都不能导电的化合物是非电解质，所以选项C正确；选项A不正确，氯化钠是电解质；选项B不正确，铜是单质，不是化合物；选项D不正确，NH3是非电解质。
8．下列说法中正确的是( )
A．石墨碳棒、氯化钠晶体都能导电
B．电解质溶液和金属在外电场作用下，定向移动的粒子不同
C．电解质在水溶液中通电后才能发生电离，产生自由移动的离子
D．硫酸钡沉淀不能导电，所以它是非电解质
解析：选B。氯化钠晶体和硫酸钡沉淀都不能导电，但它们都是电解质，A、D项错误；电解质溶于水时即可发生电离产生自由移动的离子，与是否通电无关，C项错误。
9．(1)下列物质的电离方程式如下：
HClO4===H＋＋ClOeq \\al(－,4)；
Ba(OH)2===Ba2＋＋2OH－；
Fe2(SO4)3===2Fe3＋＋3SOeq \\al(2－,4)；
KHSO4===K＋＋H＋＋SOeq \\al(2－,4)。
属于酸的物质是__________(填化学式，下同)；属于碱的物质是__________；属于盐的物质是______________________________________。
(2)化工生产中常常用到“三酸两碱”，“三酸”指硝酸、硫酸和盐酸，“两碱”指烧碱和纯碱。
①上述物质中既不是电解质也不是非电解质的是________，依据是__________________________________________________________________。
②写出纯碱的电离方程式：__________________________________。
解析：(1)根据酸、碱、盐的概念判断。
(2)盐酸是HCl的水溶液，是混合物，既不是电解质也不是非电解质。Na2CO3的电离方程式：Na2CO3===2Na＋＋COeq \\al(2－,3)。
答案：(1)HClO4 Ba(OH)2 Fe2(SO4)3、KHSO4
(2)①盐酸 盐酸是混合物，不是化合物
②Na2CO3===2Na＋＋COeq \\al(2－,3)
10．NaHSO4通常为晶体，易溶于水，它溶于水时电离出三种不同的离子，溶液呈酸性。NaHSO4受热熔化时只能电离出两种不同离子。回答下列问题：
(1)NaHSO4在水中和熔融状态下的电离有什么不同？(用电离方程式表示)______________________________________________________。
(2)NaHSO4在物质分类中属于哪一类物质？能否与Zn反应生成氢气？________________________________________________________。
解析：NaHSO4溶于水电离出三种离子，且呈酸性，则它电离出的离子是Na＋、H＋、SOeq \\al(2－,4)；它受热熔化时只能电离出两种离子，分别是Na＋和HSOeq \\al(－,4)；由其电离情况知，NaHSO4既是盐又是电解质，不属于酸，NaHSO4溶液中有H＋，能与Zn反应生成H2。
答案：(1)在水中：NaHSO4===Na＋＋H＋＋SOeq \\al(2－,4)；熔融状态下：NaHSO4===Na＋＋HSOeq \\al(－,4)
(2)NaHSO4属于酸式盐，NaHSO4溶液能与Zn反应生成氢气
[等级考检测]
11．某矿泉水标签上印有主要矿物元素含量：Ca≥400 K≥35 Mg≥50 Na≥80(单位：10－6 g/100 mL)等，则对此矿泉水的叙述正确的是( )
A．该矿泉水能导电
B．该矿泉水是纯净物
C．钙元素在矿泉水中均以钙单质形式存在
D．该矿泉水是电解质
解析：选A。由题中信息可知，矿泉水中含有电解质，即该矿泉水能够导电，故A正确；矿泉水属于混合物，故B、D错误；矿泉水中钙元素均以Ca2＋形式存在，故C错误。
12．今有一种固体化合物X，X本身不导电，但在熔融状态下或溶于水时能够电离。下列关于该化合物X的说法中，正确的是( )
A．X一定为电解质
B．X可能为非电解质
C．X只能是盐类
D．X可以是任何化合物
解析：选A。化合物在熔融状态下或溶于水时能够电离，符合电解质的定义，即化合物X一定为电解质。
13．下表是常见的几种酸、碱、盐在水溶液中解离出的离子的情况，根据表中信息，下列分析正确的是( )
A.在水溶液中解离出H＋的物质一定是酸
B．在水溶液中解离出金属离子和酸根离子的物质一定是盐
C．盐溶液解离出的阳离子一定是金属离子
D．碱溶液解离出的离子一定是金属离子和OH－
解析：选B。NaHSO4属于盐，在水溶液中解离出的离子有H＋，但不属于酸，A错误；盐由金属离子(或NHeq \\al(＋,4))和酸根离子形成，则在水溶液中解离出金属离子和酸根离子的物质一定是盐，B正确；在NH4Cl的盐溶液中解离出的阳离子为NHeq \\al(＋,4)，不是金属离子，C错误；NH3·H2O属于碱，在溶液中解离出的阳离子为NHeq \\al(＋,4)，不是金属离子，D错误。
14．下列各组均为两种化合物溶于水时电离出的离子，其中按照仅由酸、碱、盐依次电离的是( )
①Na＋、OH－、SOeq \\al(2－,4) ②H＋、Cl－、SOeq \\al(2－,4)
③Na＋、K＋、OH－ ④Na＋、K＋、NOeq \\al(－,3)
A．②③④ B．②①④
C．②③① D．②①③
解析：选A。此题从电离的角度理解酸、碱、盐的概念。酸电离出的阳离子只有H＋，②符合要求；碱电离出的阴离子只有OH－，③符合要求；盐电离出金属阳离子(或铵根离子)和酸根离子，④符合要求。
15．导电性实验可以作为研究电解质电离本质及反应机理的有效方法。
(1)在如图所示的装置中，若灯泡亮，广口瓶内的物质A可以是________(填序号)。
①干燥的氯化钠晶体
②干燥的氢氧化钠晶体
③蔗糖晶体
④酒精
⑤氯化钠溶液
⑥氢氧化钠溶液
⑦稀盐酸
⑧硫酸铜溶液
(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种溶液时，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．石灰乳中滴加稀盐酸
D．硫酸中逐滴加入氢氧化钡溶液
(3)已知：CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O，CaCO3＋CO2＋H2O===Ca(HCO3)2，且Ca(HCO3)2易溶于水。若在(2)题图中，电解质溶液为Ca(OH)2溶液，向溶液中慢慢通入CO2。则下列四个图中，________(填字母)能比较准确地反映出溶液的导电能力和通入CO2气体量的关系(x轴表示CO2通入的量，y轴表示导电能力)。
解析：(1)氯化钠、氢氧化钠晶体虽然由离子构成，但离子不能自由移动，所以不导电。二者溶于水后，在水分子的作用下，离解成自由移动的阴、阳离子(实为水合离子)，所以二者的水溶液能导电；蔗糖、酒精由分子构成，不能导电，其水溶液也不导电。
(2)溶液能否导电，取决于溶液中是否有自由移动的离子存在；导电性强弱则由单位体积内自由移动离子的数目及所带电荷数的多少等因素决定。D项中，发生反应：H2SO4＋Ba(OH)2===BaSO4↓＋2H2O，溶液中单位体积内自由移动的离子数目减小，恰好完全反应时，溶液中几乎没有离子，继续滴加Ba(OH)2溶液，Ba(OH)2过量，溶液中单位体积内Ba2＋、OH－数目增多，导电能力增强。
(3)由于通入CO2后溶液中单位体积内自由移动的离子数目逐渐减小，所以一开始导电能力逐渐下降，随着反应的进行，单位体积内自由移动的离子数目又逐渐增大，导电能力也逐渐增大，最后趋于稳定，所以选D。
答案：(1)⑤⑥⑦⑧ (2)D (3)D
课程标准
教材脉络
1.认识酸、碱、盐等电解质在水溶液中或熔融状态下能发生电离。
2.能用电离方程式表示某些酸、碱、盐的电离。
3.能利用电离的知识对常见物质进行分类。
实验装置
存在状态
NaCl
KNO3
蒸馏水
纯净物
不导电
不导电
不导电
溶于水
导电
导电
—
熔融状态
导电
导电
—
NaCl固体
NaCl溶液
熔融NaCl
含有微粒
Na＋和Cl－
水合钠离子、水合氯离子
Na＋和Cl－
能否自由移动
否
能
能
能否导电
否
能
能
研究对象
正解
误区
化合物
电解质是化合物，不是单质，也不是混合物
铁丝、铜、石墨能导电，属于电解质(×)
盐酸、氯化钠溶液能导电，属于电解质(×)
导电条件
“溶于水”或“熔融时”，两个条件只需具备其一即可
氯化钠晶体不导电，不是电解质(×)
HCl在熔融状态下不导电，不是电解质(×)
导电本质
化合物自身产生能够自由移动的、带电荷的粒子
CO2、NH3溶于水可以导电，属于电解质(×)
NaCl水溶液只有在通电条件下才会电离(×)
溶质
酸
盐
碱
HCl
H2SO4
NaCl
NaHSO4
NH4Cl
NaOH
NH3·H2O
解离出的离子
H＋、Cl－
H＋、SOeq \\al(2－,4)
Na＋、Cl－
Na＋、H＋、SOeq \\al(2－,4)
NHeq \\al(＋,4)、Cl－
Na＋、OH－
NHeq \\al(＋,4)、OH－