電解質和非電解質、強電解質和弱電解質都是高中化學中十分重要的概念,正確理解非常重要,因此必須準確把握其內涵和外延,為了讓同學們更好地、更準確理解,歸納如下:
電解質:在水溶液裡或熔融狀態下能夠導電的化合物,如酸、鹼、鹽等。
非電解質:在水溶液裡或熔融狀態下都不夠導電的化合物,如非金屬氧化物、酒精、蔗糖等。
從樹狀分類這個角度上可以把化合物分為電解質和非電解質兩類。電解質可分為強電解質和弱電解質兩類。
一、電解質和非電解質
| 電解質 | 非電解質 |
相同點 | 均為化合物 | |
不同點 | 水溶液或熔融狀態能導電 | 水溶液或熔融狀態都不能導電 |
本質區別 | 在水溶液裡或熔融狀態下自身能發生電離 | 在水溶液裡或熔融狀態下自身不能發生電離 |
所含物質類型 | 酸:H2SO4、H3PO4
鹼:NaOH、NH3·H2O
鹽:NaCl、BaSO4
活潑金屬氧化物:Na2O
水 | 非金屬氧化物: CO2、SO2、SO3
非酸性氣態氫化物:NH3
部分有機物:C2H5OH、C12H22O11 |
(1)金屬能導電,但它們不是化合物,因此金屬即不是電解質,也不是非電解質。
(2)SO2、NH3溶於水,能導電,導電離子是H2SO3、NH3·H2O電離出來的,故SO2、NH3不是電解質。HCl、H2SO4等溶於水,能導電,導電離子是自身電離出來的,故它們是電解質。酸、鹼、鹽是電解質,非金屬氧化物都不是電解質。
(3)活潑金屬氧化物,如Na2O、Al2O3等,在熔融狀態下能導電,是因為它們自身能電離出離子,Al2O3(熔) 2 Al3+ + 3O2-,是電解質。
(4)難容物(如CaCO3等)的水溶液導電能力很弱,但熔融狀態能導電,是電解質。
(5)酒精、蔗糖等大多數有機物是非電解質。
(6)電解質不一定導電。強鹼和鹽等離子化合物在固態時,陰、陽離子不能自由移動,所以不能導電,但熔融狀態下或溶於水時能夠導電。酸在固態或液態(熔融狀態)時只有分子,沒有自由移動的離子,因而也不導電,在水溶液裡受水分子的作用,電離產生自由移動的離子,而能夠導電。
(7)不導電的物質不一定是非電解質,能導電的物質不一定是電解質。電解質、非電解質均指化合物。O2不導電,鐵、鋁能導電,但它們既不是電解質,也不是非電解質。
(8)電解質溶液的導電能力與溶液中離子濃度及離子所帶電荷多少有關,離子濃度越大,離子所帶電荷越多,導電能力越強。
(9)判斷電解質是否導電,關鍵看電解質是否發生電離,產生了自由移動的離子,還要看電離產生的離子濃度的大小。如CaCO3在水中的溶解度很小,溶於水電離產生的離子濃度很小,故認為其水溶液不導電。
二、強電解質和弱電解質
比較項目 | 強電解質 | 弱電解質 |
定義 | 在水溶液中,完全電離的電解質 | 在水溶液中,部分電離的電解質 |
電離程度 | 完全電離 | 部分電離 |
電解質在水溶液中存在形式 | 陰離子和陽離子 | 分子、陰離子和陽離子 |
電離方程式 | 用「===」
多元強酸酸式鹽電離方程式:
NaHSO4=Na+ + H+ + SO42-
多元弱酸酸式鹽電離方程式:
NaHCO3=Na+ + HCO3- | 用「」
多元弱酸分步電離,分步書寫電離方程式如:
H2CO3H+ + HCO3-
HCO3-H+ + CO32- |
常見類別和舉例 | 強酸:HCl、HNO3、H2SO4
強鹼:NaOH、KOH、Ba(OH)2
絕大多數鹽 | 弱酸
弱鹼
水、極少數鹽 |
聯繫 | 研究範圍:電解質;研究電離的環境:水溶液 |
三、注意常見的思維定勢
1、電解質的強弱和溶解性沒有必然聯繫
判斷電解質的強弱僅僅從它們在水溶液中是否完全電離角度思考,CaCO3、BaSO4等難溶於水的鹽是強電解質,因為它們的水溶液中自身是完全電離的。
2、電解質的強弱和濃度沒有必然聯繫
強電解質溶液的濃度不一定大,弱電解質的濃度不一定小。如強電解質CaCO3、BaSO4即使飽和溶液,濃度也極稀,強電解質HNO3溶液可以很濃;弱電解質醋酸可以和水任意比互溶,濃度可以很大,Fe(OH)3難溶解於水,飽和溶液的濃度也極稀。
3、電解質的強弱和溶液導電能力的關係
電解質溶液導電能力強的不一定是強電解質溶液,電解質溶液導電能力弱的不一定是弱電解質溶液;因為電解質導電能力的直接決定因素是自由移動離子的濃度和離子所帶電荷,不是電解質的強弱。
4、同條件下同濃度的電解質導電能力強弱可以判斷電解質的相對強弱,導電能力強的電解質溶液中的電解質電離程度相對較大,但不能說明是強電解質;導電能力弱的電解質溶液,一定是弱電解質溶液,溶質一定是弱電解質。
四、例題分析
【例題1】有下列物質:①燒鹼固體 ②鐵絲 ③氯化氫氣體 ④稀硫酸 ⑤SO2 ⑥氨水 ⑦碳酸鈉粉末 ⑧蔗糖晶體 ⑨熔融氯化鈉 ⑩膽礬。請用序號填空:
(1)上述狀態下可導電的是________;
(2)屬於電解質的是__________;
(3)屬於非電解質的是_________;
(4)屬於電解質但在上述狀態下不能導電的是___________。
解析:①燒鹼固體、⑦碳酸鈉粉末、⑩膽礬屬於電解質,在該狀態下不存在自由移動的離子,因此不能導電;②鐵絲屬於單質,即不屬於電解質,也不屬於非電解質;③氯化氫氣體屬於電解質,但在該狀態或純液態時不存在自由移動的離子,因此不能導電;④稀硫酸、⑥氨水屬於混合物,即不是電解質,也不是非電解質;⑤SO2屬於非金屬氧化物,不是電解質,但屬於非電解質;⑧蔗糖晶體是有機物化合物,屬於非電解質;⑨熔融氯化鈉屬於電解質,在該狀況下存在自由移動的電子,可以導電。
答案:(1)②④⑥⑨(2)①③⑦⑨⑩(3)⑤⑧(4)①③⑦⑩
【例題2】下列關於強弱電解質及在水溶液中的存在說法正確的是
A、NaCl溶液中只有陰陽離子存在,沒有分子存在
B、物質全部以離子形式存在時,該物質導電能力強,是強電解質
C、乙酸溶液中存在的微粒有CH3COOH、CH3COO-、H+、OH-、H2O
D、強電解質溶液的導電能力一定強於弱電解質溶液
E、0.05mol的NaOH晶體分別加入到體積都是100ml的自來水、0.5mol/L的乙酸、0.5mol/L的鹽酸和0.5mol/L的NaCl溶液中,溶液導電能力變化最小的是自來水。
F、在相同溫度下,濃度都為0.1mol/L的硝酸溶液、硫酸溶液和乙酸溶液中,PH最小的是硫酸。
G、BaCO3、濃硫酸和HCl都是強電解質
H、凡是溶液中既有陰、陽離子,又有分子存在的溶液,都是弱電解質溶液
I、在相同溫度下,a強電解質,b弱電解質,c金屬Al的導電能力相同,升高溫度後它們的導電能力都增強。
解析:A錯,NaCl溶液中有溶劑分子。
B錯,固體NaCl是離子晶體,全部以離子形式存在,但是離子不能自由移動,晶體NaCl不導電。
C正確,溶液中存在兩個電離平衡,即
H2OH+ + OH-,CH3COOHCH3COO-+ H+。
D錯,電解質溶液的導電能力與溶液中離子的濃度大小、離子帶電荷的多少有關,與電解質的強弱沒有直接的關係。
E錯,NaOH在自來水中電離出Na+和OH-,NaOH加入乙酸中剛好生成強電解質乙酸鈉,加入NaCl溶液中電離出Na+和OH-離子,離子濃度增大,溶液導電能力都明顯增強;加入鹽酸中剛好完全反應,原來的H+換成等濃度的Na+,溶液導電能力幾乎不變。
F正確,在相同溫度下,濃度都為0.1mol/L的硝酸溶液、硫酸溶液和乙酸溶液中的c(H+)分別是為0.1mol/L、為0.2mol/L、小於0.1mol/L。
G錯,濃硫酸是混合物
H錯,任何電解質水溶液中一定有水分子,也有陰、陽離子。
I錯,溫度升高,a的離子濃度幾乎不變,導電能力幾乎不變;b電離程度增大導電能力增強;c的電阻增大,導電能力減弱。
答案:C、F
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(責任編輯:沈甜甜)