“秋褲理論”助力你掌握電解質。還有能讓你走上“人生巅峰”的隐藏知識點。一起來跟着
老師快樂學化學。
本節課對應 人教版 高一化學 第二章 第二節 第一小節 酸堿鹽在水中的電離。
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同學們好,更新比下課鈴來的都慢的Five課堂終于又和大家見面了,這幾天接到私信問我Five課堂是不是因為講的太爛被封了?今天我就用這次久違的更新強有力的擊碎這個謠言,當然,内容還是一如既往的爛~今天給大家串講第二章第二節離子反應中的第一小節,酸堿鹽在水中的電離。
本節課主要包含以下兩點内容:1、電解質與非電解質;2、電解質的電離。
我們先來看第一部分,電解質與非電解質。
這部分内容其實挺簡單的,我都懶得講了,不過為了體現出我是一個負責任的好教師,我還是勉為其難的再給大家絮叨絮叨吧。
我們先來看基本概念,在水溶液裡或熔融狀态下能夠導電的化合物是電解質,反之,在水溶液裡和熔融狀态下都不導電的化合物是非電解質。
兩者的共同點是都是化合物,這點很重要,在一些不太重要的考試中往往喜歡利用這點出題,比如出一個能導電的單質問是不是電解質,又或者出個混合物,例如某種溶液能夠導電,問這個溶液是不是電解質。這裡要知道,對于混合物和單質,它們既不是電解質也不是非電解質,這點要注意。所以要想靠着在一些不重要的考試中混個高分,來說服你親愛的老母親給你買個最時尚的小天才手表或者給你充個尊貴的QQ會員的話,最好能記住這個知識點。
兩者的不同點,對于一個化合物,在水溶液中能夠導電,或者在熔融狀态下能夠導電,兩個條件隻要滿足其中一個就可以認定這個物質為電解質,當然也可以同時滿足兩個條件。而對于非電解質而言,必須同時滿足在水溶液裡和熔融狀态下都不能夠導電這兩個條件。這就像某位知名教師曾說過的“秋褲理論”,不論是你媽覺得你冷還是你爸覺得你冷,你都得穿秋褲,隻有同時滿足他倆都不覺得你冷,你才能不穿秋褲。
電解質和非電解質的本質的區别是兩者本身是否能電離。
電解質主要包含酸、堿、鹽、金屬氧化物和水。不論強酸、弱酸、強堿、弱堿、易溶于水的鹽還是難溶于水的鹽,一般來說都是電解質。同樣,水也是電解質。
而非電解質主要包括:大多數非金屬氧化物,如SO2、CO、CO2等
許多有機化合物,如蔗糖、酒精、CH4等
一些非金屬氧化物,如PH3、NH3等。
最後我們來看一些需要注意的知識點:
1、電解質和非電解質都必須為化合物。
2、單質、混合物既不是電解質也不是非電解質。這兩點剛剛已經詳細講過,所以在這裡,為了深刻體現我是位負責任的好老師,我決定再講一遍。好了開玩笑了,别急着取關啊,後面的知識點保證能讓你順利帶上小天才電話手表的,從此以後你就是班裡最靓的崽了。
3、能導電的物質不一定為電解質,例如銅、鋁、石墨都能夠導電,但是這些都是單質,既不屬于電解質也不屬于非電解質。
4、溶液不是電解質,例如食鹽水能夠導電,但食鹽水為混合物,不是電解質(也不是非電解質)。電解質是NaCl。這兩條前面也提到了,其實本質上還是說的電解質和非電解質都必須為化合物。你猜“溶液不是電解質”這幾個字為什麼這麼紅,那都是老師改作業時打的叉啊。
5、電解質隻有在熔融狀态或水溶液中才導電,晶體時一般不導電。
6、盡管CO2、SO2、SO3、NH3等水溶液能夠導電,但是這些物質仍屬于非電解質,這是因為這些物質與水發生反應,溶液中的離子并非這些化合物本身所電離産生的,并且這些化合物在熔融狀态下也不導電,所以它們都是非電解質。記住了,這又是一個能幫助你走上人生巅峰的知識點。
7、與CO2不同,Na2O是電解質,盡管其與水也會發生反應,但是Na2O熔融狀态時能夠導電。
8、對于難溶于水的物質,例如碳酸鈣(CaCO3)是電解質,因為碳酸鈣并非絕對不溶于水,溶解的那部分在水中可以全部電離成自由移動的離子。但是碳酸鈣一般不利用熔融狀态來判斷是否為電解質,因為其在熔融之前就已經分解成氧化鈣了。有沒有感覺很神奇啊?
我們來看一道簡單到讓人精神愉悅的例題吧,下列物質中屬于非電解質的是,答案是D,不多講了,要是聽到現在還不知道為啥的話,那你基本可以告别學習了。
接下來進入稍微有那麼一丢丢難度的第二部分,電解質的電離。那麼這部分内容哪點最難呢?堅持看完視頻最難。
電解質溶于水或受熱熔化時,離解成自由移動的離子的過程叫做電離。
關于電離我們要注意以下兩點:(1)電離是受溶劑分子撞擊或熱能的作用而發生的,與是否通電無關。不要看見“電離”兩個字中有個“電”字就覺得得通電,老婆餅裡不是也沒老婆麼。你們成天喊着“吃雞吃雞”的,也沒見到誰真的去買隻雞吃啊。
(2)一些離子化合物在一定壓強下熔點高于分解溫度,受熱時發生分解反應而不是融化。例如第一部分中提到的CaCO3常壓下受熱發生分解反應CaCO3=CaO CO2↑,又如NH4Cl晶體常壓下受熱時也發生反應NH4Cl=NH3 ↑ HCl ↑。
我們接着看強電解質和弱電解質。在水溶液中能全部電離成離子的電解質為強電解質,例如強酸、強堿、大多數鹽等。
相反,在水溶液中隻有一部分電離成離子的電解質為弱電解質,例如,弱酸、弱堿、水等。
俗話說得好,“細節決定一個人婚姻質量的好壞”。這裡需要注意的一個細節是判斷強弱電解質要通過在水溶液是否完全電離來判斷,而非熔融狀态來判斷,例如HCl是強電解質,但是它是共價化合物,熔融狀态時不電離。
接下來進入這節課比較重要的一個部分,電離方程式,用來表示化合物電離成離子的式子叫做電離方程式,例如在水溶液中:氯化氫可以電離為氫離子和氯離子,氫氧化鋇可以電離為鋇離子和兩個氫氧根離子,硝酸鉀可以電離為鉀離子和硝酸根離子,碳酸氫鈉可以電離為鈉離子和碳酸氫根離子等。
關于電離方程式,在書寫時要注意以下幾點:1、電離過程中,元素或原子團的化合價不變,即電離出的離子所帶電荷數等于它在化合物中顯示的化合價。
2、原子團在電離過程中不變。
3、質量守恒,即電離前後原子或原子團的種類和個數均相同,例如硫酸鋁電離前的分子中有三個硫酸根、兩個鋁離子,電離後仍然是三個硫酸根和兩個鋁離子。這就像你喝珍珠奶茶時不論是先吃珍珠還是先喝奶茶,還是和着珍珠喝奶茶,最終你長胖的程度都是一樣的是一個道理。
4、電荷守恒,即方程式右側陰陽離子所帶電荷總和等于電離前所帶電荷。這就像你喝羊肉湯時放到碗裡溶解并電離的鹽是不會憑空創造出電荷電到你。還有,這裡說的是電荷的總和,例如剛剛講過的硫酸鋁的例子中,右側的正電荷和負電荷都是6個,需要用每個基團所帶的電荷數乘以基團的個數,而不是3個或2個。
5、強電解質電離方程中間用等号,弱電解質電離方程中間則要用可逆符号。這主要是因為弱電解質在溶液中不能完全電離,并存在電離平衡,在這裡先記住結論就行,這些知識會在選修四中講到,如果你不幸還得繼續學化學的話你早晚會學到的。
6、多元弱酸分步電離,多元強酸一步電離。例如碳酸分兩步電離,每次都隻電離出一個氫離子,并且中間用可逆符号。硫酸則是一步電離,直接電離出兩個氫離子,并且中間用。
7、多元弱堿隻寫一步,例如氫氧化銅一步電離為銅離子和兩個氫氧根,這點跟多元弱酸有所不同,需要各位同學記清楚,實在記不住的話這邊建議您換個腦袋呢親。
8、在水溶液中,弱酸的酸式鹽分步電離,例如碳酸氫鈉在水溶液中第一步電離出鈉離子和碳酸氫根,這一步完全電離,用等号,第二步則是碳酸氫根電離成氫離子和碳酸根,這一步不能完全電離,用可逆符号。與弱酸不同,強酸的酸式鹽一步完全電離:例如硫酸氫鈉一步電離為鈉離子、氫離子和硫酸根。
另外,這裡我還将“水溶液”三個字标紅了,這是因為這個規律隻有在水中電離時是成立的,而在羊肉湯中電離,哦不,在熔融狀态下的電離是不符合這個規律的。我們接着來看。
9、在熔融狀态時,不論是弱酸還是強酸的酸式鹽,酸根離子均不發生電離,電離方程也都隻寫一步。例如:不論是碳酸氫鈉還是硫酸氫鈉,熔融狀态時都隻發生一步電離,生成鈉離子和對應的碳酸氫根或硫酸氫根。
所以對于同一種化合物,在水溶液中和在熔融狀态下的電離方程式有可能是不同的。例如硫酸氫鈉,在水中完全電離為鈉離子、氫離子和硫酸根,而熔融狀态時則隻電離出鈉離子和硫酸氫根。
我們繼續來看第四,酸、堿、鹽的電離特征
在學習了電離之後,我們可以從電離的角度重新定義酸堿鹽。電離時生成的陽離子全部為氫離子的化合物為酸。
電離時生成的陰離子全部為氫氧根的化合物為堿。
電離時能生成金屬陽離子或铵根離子,和酸根陰離子的化合物為鹽。酸式鹽或堿式鹽在水溶液中還會電離出氫離子或氫氧根離子。
考慮到能把這麼無聊的視頻堅持看到現在的同學已經不多了,為了不讓那些提前退出的同學太吃虧,我們在最後講一個本節課的難點,電解質導電性的判斷。
先來看電解質導電的條件
(1)酸:隻有在水溶液中導電,在固體或液體(熔融狀态)時以分子形式存在,統統不導電。
(2)強堿和鹽:強堿和大部分鹽在水溶液和熔融狀态均可導電,固态時由于陰陽離子不能自由移動,不導電。
對于活潑金屬化合物:在固态時不導電,這也是由于陰陽離子不能自由移動。
活潑金屬化合物在熔融時能夠導電。
比較特殊的是在水溶液通常也能夠導電,但是一般并非活潑金屬化合物本身電離而導電的,往往是與水發生反應生成的堿導電的。這點需要注意。
再來看電解質溶液的導電能力強弱判斷。
(1)電解質溶液的導電能力與溶液中自由移動的離子濃度大小、離子所帶電荷多少有關。離子濃度越大,離子所帶電荷越多,則導電性越強。這就好比每個離子就像一個搬運工,離子濃度大就相當于搬運工越多,所以搬東西就會越快。離子所帶電荷多,則相當于搬運工的力氣大,每次能夠搬運的貨物更多,同樣幹貨也會更快,對應的導電能力也就越強。反之,搬運工的人數越少,力氣越小,幹活就會越慢,對應的導電能力就越弱。
(2)在濃度較大時,弱電解質電離程度很小,可以認為大部分弱電解質分子都不發生電離。并且随着濃度降低,弱電解質的電離程度逐漸增加。
(3)對于強電解質
濃度相同時,離子所帶電荷多的導電性強。例如同樣濃度的NaCl 溶液導電性要弱于CuSO4溶液。這時因為硫酸銅中每個離子都帶兩個電荷,相當于力氣更大的搬運工,所以搬東西就更快,也就是導電性更強。
溶質相同時(或離子所帶電荷相同時),濃度大的導電能力強。例如1 mol/L NaCl 與1.5 mol/L NaOH相比,後者的導電能力更強。這就句話的意思就相當于力氣相同的搬運工,人多的搬東西快,這就好理解了。
趁熱打鐵,我們來看一道相關的例題,分别畫出冰醋酸和0.1 mol/L的醋酸加水稀釋時導電能力的變化圖。
冰醋酸和0.1 mol/L醋酸的區别隻在于濃度不同。冰醋酸是純淨的醋酸,逐漸加水稀釋的過程中,開始的時候相當于濃度非常大的醋酸溶液,電離的醋酸分子很少,所以導電能力會很弱。随着加水逐漸增多,醋酸的濃度變低,電離程度逐漸增加,所以導電能力随之逐漸升高,并達到一個峰值。如果繼續加水意味着溶液的濃度進一步稀釋,醋酸的電離程度雖然仍在增加,但是此時起到主導作用的變成了溶液的濃度,随着不斷加水溶液濃度變得更小,導電能力會轉而降低。所以對于冰醋酸會出現一個類似抛物線的曲線,導電性能先增加而後降低。
而對于0.1 mol/L的醋酸,本身濃度就已經很低,電離比較完全,繼續加水會讓濃度降低,而電離增加程度不明顯,所以導電性為一個下降的趨勢,相當于隻有冰醋酸的後半段。
俗話說的好:要想考試分數高,必須臨時抱佛腳。關注公衆号:Five課堂,有更多精彩内容,還有每節課對應思維導圖免費下載,方便同學們用各種姿勢花式抱佛腳。以上就是本節課的内容了,祝各位同學上課偷吃方便面時不會被發現,下次再見。
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