高中化学人教版 (新课标)必修1第一节 物质的分类第1课时学案设计

第1课时　酸、碱、盐在水溶液中的电离

一、电解质和非电解质

1．含义

(1)电解质

 (2)非电解质

2．电解质导电的原因

(1)电解质导电的前提——具有能自由移动的阴阳离子。

(2)电解质导电的原因(以NaCl为例)：

　(1)铜丝、盐酸能导电，它们是电解质吗？为什么？

提示：既不是电解质也不是非电解质。电解质和非电解质的研究对象是化合物，铜丝为单质，而盐酸是混合物，虽然它们能导电，但它们不属于电解质，由于它们不是化合物，故它们也不属于非电解质。

(2)(知识前后串联)已知CO2与水反应生成碳酸。CO2的水溶液能导电，那么CO2是电解质，对吗？为什么？

提示：不对。CO2的水溶液能导电，并不是它自身电离出自由移动的离子，而是它与水反应的产物H2CO3电离的结果。

(3)(情境思考)夏天出了很多汗的手不能去接触电器或擦拭电器，否则容易发生触电事故(如图1)。一旦有人因接触电线发生触电事故，在取走电线的时候应该用干燥的木杆或竹竿挑走，切不可直接用手拿走(如图2)。

①为什么出了很多汗的手可以导电？溶液导电的原因是什么？

②化学中还有哪些物质的溶液可以导电？

提示：人体的汗液中含有大量的盐，汗液中盐发生电离产生自由移动的阴阳离子，可以导电。酸、碱、盐的水溶液可以导电。

二、电解质的电离

1．电离

(1)含义：电离是电解质在水溶液里或熔融状态下离解成自由移动离子的过程。

(2)表示方法——电离方程式

①含义：用化学式和离子符号表示电离过程的化学方程式。

②举例(写出电离方程式)

a．酸的电离，如HCl：HCl===H＋＋Cl－。

b．碱的电离，如NaOH：NaOH===Na＋＋OH－。

c．盐的电离，如NaCl：NaCl===Na＋＋Cl－。

2．从电离的角度认识酸、碱、盐

(1)酸

①含义：电离时生成的阳离子全部是H＋的化合物。

②实例

(2)碱

①含义：电离时生成的阴离子全部是OH－的化合物。

②实例

(3)盐

①含义：电离时生成金属阳离子(或铵根离子)和酸根阴离子的化合物。

②实例

　(1)NaHSO4在水中能电离出Na＋、H＋和SO，那NaHSO4属于酸吗？

提示：不属于。在水溶液中电离出的阳离子全部是H＋的化合物是酸，NaHSO4电离出的阳离子有H＋和Na＋，故NaHSO4不是酸而是酸式盐。

(2)(情境思考)化学中的模型有实物模型、理论模型等，瑞典物理化学家阿伦尼乌斯提出了“电离模型”，因此获得了诺贝尔化学奖。

电解质溶液导电是在通电下产生了离子，对吗？

提示：不对。电解质溶于水会自动地电离出自由移动的离子，通电后发生定向移动，产生电流，而非在电流作用下才产生离子。

知识点一　电解质的含义

1．判断物质是否为电解质的方法

2．理解电解质和非电解质时要注意的四个“不一定”

　【特别提醒】(1)电解质必须是自身能电离成自由移动的离子的化合物，SO3、CO2、NH3等化合物的水溶液能导电，但溶液中的离子不是它本身电离产生的，而是它与水反应的产物H2SO4、H2CO3、NH3·H2O电离产生的，所以SO3、CO2、NH3等化合物不是电解质，而是非电解质。

(2)理解酸和碱的含义时注意“全部”两个字，即酸电离产生的阳离子只有一种，并且是H＋，碱电离产生的阴离子也只有一种，并且是OH－，否则不能称之为“酸”或“碱”。

　(1)(思维升华)AgCl、CaCO3等难溶于水，它们是电解质吗？(宏观辨识与微观探析)

提示：它们难溶于水，但熔融状态下能导电，故也属于电解质。

(2)NaCl晶体、液态HCl均不导电， NaCl与HCl是不是电解质？

提示：是。NaCl晶体中Na＋与Cl－不能自由移动，液态HCl未发生电离，故二者均不导电，但NaCl溶于水或熔融时、HCl溶于水时均能导电，所以NaCl与HCl都是电解质。

(3)(情境应用)禁渔期是指政府规定的禁止或者是限制捕捞海内动物的活动的期间。其目的是保护水生生物的正常生长或繁殖，保证鱼类资源得以不断恢复和发展。

社会上有些不法分子采用通电的方法捕鱼，会造成鱼资源的严重破坏。

河水为什么可以导电？ 河水是电解质吗？(科学探究与创新意识)

提示：河水中含有大量的矿物质，大部分是盐类，盐是电解质，发生电离，使河水可以导电。河水属于混合物不是电解质。

【典例】(2020·德州高一检测)有下列物质：

①氢氧化钠固体　②铜丝　　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

请用序号填空：

(1)上述状态下可导电的是__________________________________。

(2)属于电解质的是______________________________________。

(3)属于非电解质的是__________________________________________。

(4)上述状态下的电解质不能导电的是____________________________。

【思维建模】解答电解质判断题目的解题思路为：

【解析】铜是单质，能导电，不是电解质，也不是非电解质；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，也不是非电解质；二氧化碳气体、蔗糖晶体是非电解质，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)⑤⑧　(4)①③⑦⑩

　【母题追问】 (1)写出题中既不是电解质又不是非电解质的物质(写序号)。

提示：②④⑥。铜丝属于单质，稀硫酸和氨水属于混合物，它们不属于化合物，既不是电解质又不是非电解质。

(2)写出题中物质在水溶液和熔融状态下都能导电的物质(写序号)。

提示：①⑦⑨⑩。氢氧化钠、碳酸钠、氯化钠、FeSO4·7H2O都易溶于水，发生电离，且在熔融状态下也发生电离，故在水溶液和熔融状态下都能导电。

二氧化硫(SO2)是形成酸雨的“罪魁祸首”，为了保护环境，应减少二氧化硫在大气中的排放。

请回答下列问题：

(1)二氧化硫与水反应可生成亚硫酸(H2SO3)，溶液可以导电，那么二氧化硫是电解质还是非电解质？

提示：非电解质。二氧化硫水溶液导电是由于亚硫酸发生电离，并不是二氧化硫发生电离。

(2)工业尾气中的二氧化硫常用氢氧化钠溶液吸收，生成亚硫酸钠(Na2SO3)或亚硫酸氢钠(NaHSO3)，两种产物是否属于电解质？

提示：是。两者都属于盐类可在水溶液中导电，为电解质。

【加固训练】

1．(2020·衡水高一检测)今有一种固体化合物X，X本身不导电，但熔化状态或溶于水中能够电离，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X熔化状态下或溶于水中能电离，则可导电，符合电解质的定义，A正确，B错误；X可能是盐，如NaCl等，也可能是碱，如NaOH等，C、D错误。

2．(2020·潍坊高一检测)电解质是指在水溶液中或熔融状态下能够导电的化合物。几位同学对此定义中关键词发表了以下理解或看法，其中不正确的是(　　)

A．“或”字意味着水溶液中、熔融状态下这两个条件只需具备其中之一就行了

B．“能够导电”是指该物质本身能够电离出离子，而不是它发生反应后的生成物能电离出离子

C．“化合物”指明了该物质不能是单质，更不能是混合物

D．像硫酸钡、碳酸钙这样难溶的化合物就不可能是电解质了

【解析】选D。硫酸钡、碳酸钙在熔融状态下导电，能否导电与溶解性强弱无关。

知识点二　电解质的电离与电解质导电

1．电离方程式书写的注意事项：

(1)遵循两个守恒：

①质量(原子)守恒：前后各种原子的个数相等；

②电荷守恒：正电荷总数与负电荷总数相等。

(2)原子团不能拆开写：如HCO、SO、OH－等原子团不能拆开，但HSO在水溶液中拆开写，在熔融状态下不拆开写。

(3)注明离子个数：构成物质的原子或原子团的个数在书写成离子时为离子的系数。

2．常见电解质的导电条件

3．电解质溶液的导电能力

1．(思维升华)电解质溶液导电和金属导电的原理一样吗？(宏观辨识与微观探析)

提示：电解质溶液导电是因为溶液中有自由移动的阴、阳离子，通电时离子发生定向移动；金属导电是金属中电子定向移动。

2．酸式盐书写电离方程式时酸式酸根是否都不能拆写？

提示：不是。强酸的酸式盐可以拆写，如：NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO，但是NaHSO4(熔融)===Na＋＋HSO。

3．(情境应用)某同学做导电性实验时，向稀硫酸溶液中滴加Ba(OH)2溶液，发现灯泡明暗变化：明亮→变暗→几乎熄灭→变亮。

(1)溶液导电的原因是什么？(宏观辨识与微观探析)

提示：电解质在水溶液中电离出自由移动的阴阳离子，通电后阴阳离子在溶液中定向移动而导电。

(2)灯泡的明暗程度与什么有关？(科学探究与创新意识)

提示：向稀硫酸溶液中滴加Ba(OH)2溶液过程中，因生成硫酸钡沉淀使溶液浓度发生变化，离子浓度越大，导电性越强，灯泡就越亮，反之越暗。

【典例】(2020·长春高一检测)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

【解题指南】解答本题应注意以下两点：

(1)明确电解质发生电离才导电。

(2)明确电解质必须是化合物。

【解析】选C。A项，氯化镁属于盐且其溶液导电，说明氯化镁是电解质，错误；B项，氯化镁溶液是混合物，不是电解质，错误；C项，氯化镁在水溶液中电离出自由移动的离子而导电，正确；D项，氯化镁在水溶液中或熔融状态下都能导电，错误。

　【母题追问】 (1)MgCl2电离方程式为____________。

提示：MgCl2===Mg2＋＋2Cl－。

(2)向图Ⅱ中的烧杯中加入少量NaOH固体，可发现有________生成，此时溶液的导电性将____________(填“无显著变化”“增大”或“减小”)。

提示：白色沉淀　无显著变化。加入少量NaOH固体后，虽然生成白色沉淀，但是同时生成了NaCl，溶液中离子所带电荷几乎不变，溶液的导电性无显著变化。

　电解质溶液导电能力的强弱主要由自由移动的离子浓度的大小决定。某兴趣小组同学在测定溶液的导电性实验时，采用如图所示的串联装置，闭合电键时，发现灯泡不亮。

(1)判断上述四个烧杯中的溶质的电解质类型。

提示：盐酸、硝酸属于酸，KOH属于碱，Cu(NO3)2属于盐。

(2)上述四个烧杯中哪个烧杯中的物质发生了电离？写出相应的电离方程式。

提示：A、B、D烧杯中的溶质均发生了电离，C烧杯中的纯硝酸没有发生电离。HCl===H＋＋Cl－，Cu(NO3)2===Cu2＋＋2NO，KOH===K＋＋OH－。

(3)小灯泡不亮的原因是什么？怎样才能使灯泡亮起来？

提示：四个烧杯中只有C中纯硝酸没有自由移动的离子，不导电，整个装置没有形成闭合回路，灯泡不亮。当向C中加水时，HNO3发生电离而导电，整个装置形成闭合回路，灯泡亮。

(4)若经过操作灯泡亮起来后，各烧杯等体积溶液中溶质的粒子数目相等，则哪个烧杯的溶液导电能力最强？

提示：B烧杯。等体积的溶液中溶质的粒子数目相等时，溶液中离子浓度越大、离子所带电荷越多，导电能力越强。

【加固训练】

1．下列叙述正确的是(　　)

A．溶于水后能电离出H＋的化合物都是酸

B．NaCl溶液在电流作用下电离出Na＋与Cl－

C．硫酸溶液的导电性一定比醋酸溶液的导电性强

D．氯化氢溶于水能导电，但液态氯化氢不能导电

【解析】选D。溶于水后能电离出H＋的化合物不一定为酸，如硫酸氢钠属于盐，电离出的阳离子全部为H＋的化合物才是酸，故A错误；NaCl在水中电离出Na＋和Cl－，电离过程不需要通电，故B错误；硫酸溶液的导电性不一定比醋酸溶液的导电性强，极稀的硫酸溶液和醋酸浓溶液比，可能稀的硫酸溶液导电性差，故C错误；氯化氢溶于水形成的盐酸中具有自由移动的离子，能导电，但是液态氯化氢中只有分子，不能导电，故D正确。

2．判断下列物质在水溶液中的电离方程式是否正确，不正确的加以改正。

(1)HNO3===H＋1＋NO______________________________________

(2)Ba(OH)2===Ba2＋＋(OH－)2___________________________________

(3)Na2SO4===Na＋SO____________________________________

(4)Al2(SO4)3===Al3＋＋SO___________________________________

(5)NaHSO4===Na＋＋HSO___________________________________

【解析】 (1)不正确；改正：HNO3===H＋＋NO

　(2)不正确；改正：Ba(OH)2===Ba2＋＋2OH－

(3)不正确；改正：Na2SO4===2Na＋＋SO

(4)不正确；改正：Al2(SO4)3===2Al3＋＋3SO

(5)不正确；改正：NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO

三言两语话重点

1．电解质导电的2个条件：

(1)在水溶液里　 (2)在熔融状态下

2．电解质判断的2个注意：

(1)单质和混合物既不是电解质也不是非电解质，如Cu、NaCl溶液。

(2)必须是由本身电离而导电的化合物才是电解质，如CO2、SO2、NH3的水溶液能导电，但它们属于非电解质。

3．溶液导电能力的2个影响因素：

(1)离子浓度；(2)离子所带电荷。

1．(2020·宝鸡高一检测)目前市场上有一种专门为婴幼儿设计的电解质饮料，适合在婴幼儿感冒、发烧时快速补充体内流失的电解质成分。下列物质可用作该饮料中的电解质的是(　　)

A．Fe　　　B．葡萄糖　　　C．MgSO4　　　D．CO2

【解析】选C。铁是单质，不是电解质，也不是非电解质，A错误；葡萄糖是非电解质，B错误；硫酸镁是电解质，C正确；CO2是非电解质，D错误。

2．根据电解质在溶液中的电离情况，我们划分出了酸、碱、盐。通过学习我们知道酸和碱都有通性，而盐是没有通性的，其本质原因是(　　)

A．盐不能电离出阳离子

B．盐不能电离出阴离子

C．盐不能电离出H＋或OH－

D．盐不能电离出共同的离子

【解析】选D。酸可以电离出H＋，碱可以电离产生OH－，盐是由金属阳离子(或铵根)与酸根离子组成的化合物。由于盐电离产生的阳离子及阴离子可能相同，也可能不相同，所以盐没有通性，故选项D正确。

【加固训练】

(2019·天津高一检测)下列叙述正确的是(　　)

A．虽然石墨有较好的导电性，但它属于非电解质

B．实验测得CO2的水溶液能导电，所以CO2是电解质

C．实验测得液态HCl、固体NaCl均不能导电，所以HCl、NaCl均是非电解质

D．蔗糖(纯净物)在水溶液中和熔融状态下均不能导电，所以蔗糖属于非电解质

【解析】选D。导电的不一定是电解质，石墨能导电，但石墨是单质，既不是电解质又不是非电解质；CO2的水溶液能导电，但不是CO2自身电离产生离子，而是CO2与水反应生成的H2CO3电离造成的，故A、B错误；液态HCl不能导电，但溶于水时导电，固体NaCl不导电，但溶于水或熔融状态下能导电，因此HCl、NaCl是电解质，C错误；在水溶液中和熔融状态下均不能导电的化合物是非电解质，D正确。

3．(2020·广州高一检测)下列物质中都含有氢元素，按照已学知识判断其中属于酸的是(　　)

A．NH3　　B．CH4　　C．NaHCO3　　D．HClO3

【解析】选D。凡电离出来的阳离子全部是H＋的化合物是酸，A、B两项为气态氢化物，不能电离，不是酸；C项是碳酸氢钠，属于盐；D是氯酸，溶于水电离出H＋和ClO，故D正确。

4．下列电离方程式书写正确的是(　　)

A．MgSO4===Mg＋2＋SO

B．Ba(OH)2===Ba2＋＋(OH－)2

C．Al2(SO4)3===2Al3＋＋3SO

D．Ca(NO3)2===Ca2＋＋2(NO)

【解析】选C。A项，离子符号Mg＋2应写为Mg2＋；B项，OH－的个数为2，应写为2OH－；D项，NO的个数为2，应写为2NO。

5．下列关于纯净物、混合物、电解质和非电解质的组合正确的是(　　)

【解析】选B。A项，浓盐酸是HCl的水溶液，属于混合物；C项，碳酸钙属于电解质；D项，氢气既不是电解质又不是非电解质。

6．(教材二次开发·教材习题改编)判断下列物质在相应条件下能否电离，不能电离的说明理由，能电离的写出电离方程式。

(1)液态HCl：________，____________________。

(2)熔融状态下的NaCl：________，____________。

(3)高温熔化后的单质铁：________，____________。

(4)固体KOH：________，________________________。

【解析】HCl在液态时不电离；NaCl在熔融状态可以电离；KOH在固态时不电离；Fe是单质，任何条件下都不电离。

答案：(1)不能　液态HCl以分子形式存在，不电离

(2)能　NaCl(熔融)===Na＋＋Cl－

(3)不能　Fe是金属单质，通过自由电子而导电

(4)不能　KOH在固态时离子运动受到束缚

素养新思维

7．硫酸氢钠(NaHSO4)作为一种稳定的、廉价的试剂，被广泛应用在有机合成中，也可用于制造厕所清洁剂、除臭剂、消毒剂。

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，溶液显酸性。NaHSO4受热熔化时只能电离出两种不同离子。

(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物质分类中属于________(填物质类别)。向其溶液中加入Zn会有什么现象________________。

(3)某同学探究溶液的导电性与离子浓度的关系，做了如下两个实验，滴定管是用于滴加BaCl2或NaOH溶液的仪器：

①滴加BaCl2灯泡明亮程度有何变化？为什么？

__________________________________

②滴加NaOH灯泡明亮程度有何变化？为什么？

________________________________

【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＋、SO；它受热熔化时只能电离出两种离子，分别是Na＋和HSO；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)NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO　NaHSO4(熔融)===Na＋＋HSO

(2)盐　有无色气体生成

(3)①变暗。BaCl2与NaHSO4溶液中SO反应生成沉淀，使离子浓度减小，导电性减弱

②变暗。NaOH与NaHSO4溶液中H＋反应生成水，使离子浓度减小，导电性减弱