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电解质溶液

发布时间:2018-06-19 19:36 作者:互联网 来源:
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电解质溶液基本信息 中文名称电解质溶液外文名称Electrolyte solution前提存在着自由移动的阴阳离子强电解质强酸强碱,大多数盐电解质溶液导电过程电解质溶液的导电过程能导电的物体称为导体.导体分为两类:一类是电

电解质溶液基本信息

中文名称 电解质溶液 外文名称 Electrolyte solution
前提 存在着自由移动的阴阳离子 强电解质 强酸强碱,大多数盐

电解质溶液导电过程

电解质溶液的导电过程

能导电的物体称为导体.导体分为两类:一类是电子导体,如金属,石墨,某些属氧化物(如PbO2,Fe3O4),金属碳化物(如WC)等,它们是靠自由电子在电场作用下的定向移动而导电的.当电流通过这类导体时,除了可能产生量外,不发生任何化学变化.电子导体(例如金属导线)能够独立地完成导电任务;另一类是离子导体,如熔融的电解质,固体电解质和以水或其它有机物为溶剂而形成的电解质溶液,它们是靠离子在电场作用下的定向移动而导电的.离子导体(例如CuSO4 溶液)不能独立完成导电任务,欲使离子导体导电,必须有电子导体与之相连接.例如,为了使电流在电解质溶液中通过,需要在溶液的两端分别插入金属导体,才能构成通路,于是就形成了金属-溶液-金属串联的系统(构成这种系统的装置就是电化学装置),其中的金属就是两个电极.当电流通过离子导体时,除了可能产生热量外,在两个电极与溶液的接触面上必然伴随有化学反应发生和化学能与电能间的相互转化.

下面分别讨论在电池和电解池中电解质溶液的导电过程.

图7-3(a)为一电解池,当插在HCl水溶液中的Pt片A和B,分别用导线与外电源的负极和正极接通后,在电源电场力的作用下,电源负极的电子通过导线迁移到电极A上,同时铂电极B上的电子通过导线迁移到电源正极.要想维持金属导体电子的流动,铂电极A必须不断地失去电子,铂电极B必须不断地得到电子.由于电子不能从电极A直接进入溶液到达电极B,因此在电极A和溶液的界面处就发生了消耗电子的还原反应过程

2H++2e-=H2

在电极B和溶液的界面处就发生了产生电子的氧化反应过程

2Cl-=Cl2+2e-

同时,由于铂电极A,B上分别带有负电荷和正电荷,使两电极间的溶液中存在有电场,所以两电极间电解质溶液中的H+,Cl-就会在电场力作用下定向移动,从而形成了溶液中的电流.

图7-1(b)为一原电池.当H2 和Cl2分别冲击插在HCl水溶液中的Pt电极 A,B时,在电极A 与溶液界面处,H2发生氧化反应

H2→2H++2e-

电子留在电极A上,使该电极带上负电,H+进入溶液,使电极A附近的溶液带上正电.同样在电极B与溶液的界面处,Cl2发生还原反应

Cl2+2e-→2Cl-

电极B失去电子,带上正电,Cl-进入溶液,使电极B附近的溶液带上负电.这样,当两电极上的反应分别达到平衡时,两电极间就有一定的电势差.当外电路断开时,两电极上所带电荷产生的电场(电场强度的方向由A指向B)与两电极附近溶液所带电荷产生的电场(电场强度的方向由B指向A)大小相等,方向相反.所以,在溶液内部,电场强度处处为零,电势处处相等,因此离子不产生电迁移,没有电流通过.当外电路接通时,电极B上的电子在电场的作用下,通过导线流向电极A,也就是形成了自电极A流向电极B的电流,从而使两电极上的电荷减少,破坏了原来的平衡,导致了下面两种现象的同时发生:一是电极与溶液之间的电场变弱,于是,H2和Cl2又在化学力作用下进行反应,来补充两电极减少的电荷;二是两电极上的电荷在两极间溶液中产生的电场变弱,小于了两电极附近溶液中的电荷在两电极间溶液中产生的电场,因此在溶液中的电场强度不再处处为零,电势不再处处相等,而是电极A附近的溶液中的电势高于电极B附近溶液中的电势,于是溶液中的H+,Cl- 在电场的作用下,分别向电极B和A迁移,形成了溶液中的电流.

可见电解质溶液的导电过程,必须既有电解质溶液中离子的定向迁移过程,又有电极上物质发生化学反应的过程,两者缺一不可,否则就不可能形成持续的电流.

为了讨论问题的方便,习惯上把电化学装置中的两个电极按下列两种方法命名:(1)发生氧化反应的电极叫阳极,发生还原反应的电极叫阴极;(2)电势较高的电极称为正极,电势较低的电极称为负极 .在讨论电解池时常使用第(1)种命名法,在讨论原电池时常使用第(2)种命名法.但有时不论对电解池还是原电池,两种命名法都用,此时要注意两者的对应关系.

电解质溶液造价信息

市场价 信息价 询价

电解质溶液法拉第定律

1833年,法拉第在研究电解作用时,从实验结果中归纳出一条规律:电流通过电解质溶液时,电极上发生化学反应的物质的量与通过溶液的电量成正比.后来人们称之为法拉第定律.

根据电化学原理,很容易得到在电极上发生反应的物质的量与通过溶液的电量之间 的关系式.

设电极反应计量方程式可表示为:

0=∑νBB+νee- (7.2-1)

式中B表示电极反应中的反应物或产物的化学式(分子式或离子式等),e-表示电极反应中的电子,νB和νe分别是两者的计量系数.当B为反应物时νB取负值,当B为产物时νB取正值;对于氧化反应νe取正值,对于还原反应,νe取负值. 例如,对于氧化反应 H2O→O2+H++4e-,νe=4;对于还原反应Cr2O72-+14H++6e-→2Cr3++7H2O,νe=-6.

当电极反应的反应进度为ξ时,通过电极的元电荷的物质的量为

ne=|νe|ξ (7.2-2)

1 mol 电子所带电量的绝对值是个常数,称为法拉第常数,用符号F表示,定义为阿佛加德罗常数L与元电荷e-的乘积,即

F=Le=6.0221367×1023mol-1×1.60217733×10-19C=96485.309Cmol-1

在一般计算中可以近似取F=96500Cmol-1.显然通过溶液的电量Q与ne的关系为:

Q=neF=|νe|ξF (7.2-3a)

在应用时常用z代替|νB|,并称之为反应的电荷数(即转移电子数),这时

Q=zξF (7.2-3b)

所以,在电极上发生反应的物质的量和质量分别为:

(7.2-4)

(7.2-5)

式(7.2-3)和式(7.2-5)均可称为法拉第定律的数学表达式.

法拉第定律是一个从电解过程中总结出来的准确定律,但它对原电池也同样适用.该定律不受温度,压力,电解质溶液的组成和浓度,电极的材料和形状等任何因素的影响,在水溶液中,非水溶液中或熔融盐中均可使用.

必须注意,在实际电解时,得到的所需产物的量往往比根据电量消耗按法拉第定律计算出来的量要少.为了便于说明这个问题,提出了电流效率的概念,定义如下:

电流效率=(根据法拉第定律计算所需要的电量/实际消耗的电量)×100%

电流效率=(实际获得所需产物质量/根据法拉第定律计算应得所需产物质量)×100%

实际电解过程的电流效率一般都小于100%.如工业上电解精炼时,电流效率通常在95~97%之间,电解制的电流效率约90%.引起电流效率小于100%的原因一般有以下两种:(1)电极上有副反应发生,消耗了部分电量.例如镀锌时,阴极上除了有Zn2+发生还原的主反应外,还有H+发生还原的副反应.(2)所需要的产物因一部分发生次级反应(如分解,氧化,与电极物质或溶液中的物质反应等)而被消耗.例如,电解食盐水溶液时,阳极上产生的Cl2又部分溶解在电解液中,形成次氯酸盐和氯酸盐.

根据法拉第定律,用电极上发生反应的物质的量可以精确计算出通过电路的电量.利用这个原理设计的测量电量的装置称为电量计或库仑计.这种仪器是由电解质溶液和置于其中的两个电极所构成.使用时,将其串联到电路中,通电一段时间后,称量电极上产生的物质的量,用法拉第定律求出所通过的电量.显然在电量计中所选用的电极反应的电流效率应为100%或者是十分接近100%.最常用的是电量计,其次是铜电量计,气体电量计等.

电解质溶液定义

化合物导电的前提:其内部存在着自由移动的阴阳离子。

离子化合物在水溶液中或熔化状态下能导电;共价化合物,某些也能在水溶液中导电。

导电的性质与溶解度无关,强电解质一般有:强酸强碱,大多数盐;弱电解质一般有:(水中只能部分电离的化合物)弱酸,弱碱。另外,水是极弱电解质。

电解质不一定能导电,而只有在溶于水或熔融状态是电离出自由移动的离子后才能导电。

能导电的不一定是电解质,判断某化合物是否是电解质,不能只凭它在水溶液中导电与否,还需要进一步考察其晶体结构和化学键的性质等因素。例如,判断硫酸和氢氧化铁是否为电解质。硫酸钡难溶于水(20 ℃时在水中的溶解度为2.4×10-4g),溶液中离子浓度很小,其水溶液 不导电,似乎为非电解质。但溶于水的那小部分硫酸钡却几乎完全电离(20 ℃时硫酸钡饱和溶液的电离度为97.5%)。因此,硫酸钡是电解质。碳酸钙和硫酸钡具有相类似的情况,也是电解质。从结构看,对其他难溶盐,只要是离子型化合物或强极性共价型化合物,尽管难溶,也是电解质。

氢氧化的情况则比较复杂,Fe3+与OH-之间的化学键带有共价性质,它的溶解度比硫酸钡还要小(20 ℃时在水中的溶解度为9.8×10-5 g);而落于水的部分,其中少部分又有可能形成胶体,其余亦能电离成离子。但氢氧化铁也是电解质。

判断氧化物是否为电解质,也要作具体分析。非金属氧化物,如SO2、SO3、P2O5、CO2等,它们是共价型化合物,液态时不导电,所以不是电解质。有些氧化物在水溶液中即便能导电,但也不是电解质。因为这些氧化物与水反应生成了新的能导电的物质,溶液中导电的不是原氧化物,如SO2本身不能电离,而它和水反应,生成亚硫酸,亚硫酸为电解质。金属氧化物,如Na2O,MgO,CaO,Al2O3等是离子化合物,它们在熔化状态下能够导电,因此是电解质。

可见,电解质包括离子型或强极性共价型化合物;非电解质包括弱极性或非极性共价型化合物。电解质水溶液能够导电,是因电解质可以离解成离子。至于物质在水中能否电离,是由其结构决定的。因此,由物质结构识别电解质与非电解质是问题的本质。

另外,有些能导电的物质,如铜、铝等不是电解质。因它们并不是能导电的化合物,而是单质,不符合电解质的定义。

电解质溶液的导电机理与金属的导电机理不同。金属是依靠自由电子的定向运动而导电,因而称为电子导体,除金属外,墨和某些金属氧化物也属于电子导体。这类导体的特点是当电流通过时,导体本身不发生任何化学变化。电解质溶液的导电则依靠离子的定向运动,故称为离子导体。但这类导体在导电的同时必然伴随着电极与溶液界面上发生的得失电子反应:一般而言,阴离子在阳极上失去电子发生氧化反应,失去的电子经外线路流向电源正极;阳离子在阴极上得到外电源负极提供的电子发生还原反应。只有这样整个电路才有电流通过。并且回路中的任一截面,无论是金属导线、电解质溶液,还是电极与溶液之间的界面,在相同时间内,必然有相同的电量通过。

电解质溶液常见问题

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电解质溶液基本特性

电解质溶液是指溶质溶解于溶剂后完全或部分解离为离子的溶液.相应溶质即为电解质.某物质是否为电解质并不是绝对的.同一物质在不同的溶剂中,可以表现出完全不同的性质.例如HCl在水中是电解质,但在苯中则为非电解质;葡萄糖在水中是非电解质,而在液态HF中却是电解质.因此在谈到电解质时决不能离开溶剂.一般把完全解离的电解质称为强电解质,部分解离的电解质称为弱电解质.这种分类方法只是为了讨论问题的方便,并没有反映出电解质的本质.原因是电解质的强弱随环境而变.例如乙酸在水中为弱电解质,而在液中则为强电解质.LiCl和KI都是离子晶体,在水中为强电解质,而在醋酸或丙酮中都变成了弱电解质.在电化学中应用最广泛的电解质溶液是电解质水溶液,本节主要讨论电解质水溶液的基本特性.

聚电解质溶液性质

聚电解质溶解在水或低级醇中时,电离成为一个聚离子和许多与聚离子电荷相反的小离子,称反离子。聚离子的分子链上有许多固定的电荷,如聚酸类带负电荷,称为聚阴离子,其反离子则带正电荷,所以在聚离子的周围有静电场,使聚电解质的水溶液的性质与其他非离子结构的高分子溶液性质很不相同。

聚电解质具有高分子溶液的特性,例如粘度、渗透压和光散射等。由于它带有电荷,并且这三方面的性质又不同于一般的高分子,不能用上述溶液的特性与分子量的关系式来测算分子量。例如,聚电解质溶液的比浓粘度ηn/c与其浓度c不成线性关系。在无盐的水溶液中,比浓 粘度通常随着稀释而增加,反离子对聚离子的中和作用减弱,使链伸展,因此粘度增大。只有在适当浓度的盐溶液中才呈线性关系(图1)。所以测定聚电解质的分子量时,必须把聚电解质溶解在一定浓度的盐溶液中(见表)。用多元酸(如磷酸)中和聚阳离子(如聚乙烯吡啶)时,溶液粘度增高,有时产生沉淀。聚阳离子溶液与聚阴离子溶液混合时,立即产生聚盐而凝聚沉淀出来。聚盐只能溶解在一定浓度的LiCl、CaCl2等无机盐中, 例如,聚丙烯酸水溶液和聚乙烯吡啶丁基季铵水溶液混合时,即使溶液稀释到10N,也立即产生絮状沉淀,使溶液浑浊。 分子形态 大多数聚电解质具有柔软的分子链,可以曲折变形。这种变形大致分为四种(图2)。例如,聚合度为1000的聚丙烯酸被碱中和而完全舒展时,分子链长度为2500埃,即图2c中的l;未被中和时,则无规卷曲成半径为200埃的球形,如图2a所示。聚电解质的分子构型对生物的生命活动具有重要意义。例如,生物体中的核酸以双股螺旋形分子存在,如图2d所示,其结构构象携带生物遗传因子。又如聚L-谷氨酸-γ-苄酯,在二氯乙酸中为无规卷曲形,在其他有机溶剂中则为刚性柱状螺旋形,如图2b所示。聚电解质分子的构象对离子环境,如溶剂、温度和浓度等极敏感。

电解质溶液电导和电导率

1. 电导和电导率

金属的导电能力常用电阻来衡量.电阻越小,导电能力越强.电解质溶液的导电能力虽然也可以用电阻来衡量,但更习惯采用的是电导.电导即电阻的倒数.用符号G表示,

(7.4-1)

电导的SI单位是"西门子"(Siemens),简称"西",用S表示.显然,导体的电导越大,导电能力越强.

因为

所以

令 κ= (7.4-2)

则 G=κ (7.4-3)

其中κ称为电导率,即电阻率的倒数.SI单位是"西每米"(Sm-1).对于电解质溶液而言,式中A表示两个相同电极中一个电极的面积,l表示两平行电极间的距离.电导率则表示面积为1m2,相距1m的两平行电极板之间包含的溶液的电导.电解质溶液的电导率与电解质的种类,溶液的浓度及温度等因素有关.图7-7是几种电解质溶液的电导率随浓度的变化曲线.可以看出:

(1)同温同浓度下强酸和强碱因能解离出H+和OH-,电导率最大,盐类次之.弱电解质因为在溶液中不完全解离,电导率最小;

(2)不管是弱电解质还是强电解质,其电导率随浓度的变化都是先增大,越过极值后又减小.这是因为浓度增大时参与导电的离子数目增多,使导电能力增强,随着浓度的增大,离子间的相互作用逐渐增强,反而又使导电能力减小减弱.弱电解质的电导率随浓度的变化不明显,是因为浓度增大时,虽然电解质分子数增加了,但解离度却随之减小,溶液中离子数目变化并不大.

了解这些情况对于生产及科学研究中合适地选用电化学装置中的电解质是有帮助的.

2.摩尔电导率

金属导体只靠电子导电,而且导体中电子浓度很高,所以只要把导体的几何形状固定了,就完全能够显示出各种导体导电能力的大小,电导率就足以反映出不同导体在导电能力上的差别.电解质溶液则不然,它们的电荷载体是离子,各种离子的电荷数可能不同,单位体积中离子的数量(浓度)也可以不一样,情况比较复杂.因此为了对不同电解质溶液的导电能力进行比较,除了应规定出它们的几何形状之外,还要对导体中离子的数量作出规定,于是提出了摩尔电导率的概念.定义如下:

把含有1mol电解质的溶液置于相距1m的两平行电极板之间时所具有的电导,叫摩尔电导率,用符号∧m表示.若电解质溶液的物质的量浓度为c(单位为molm-3),则含有1mol电解质溶液的体积Vm为1/c,单位为m3mol-1,由图7-8可以得到

∧m=Vmκ= (7.4-4)

∧m的单位为SM2Mol-1.据式(7.4-4),又可把摩尔电导率定义为单位浓度溶液的电导率.

由于摩尔电导率涉及物质的量浓度,所以在表示电解质溶液的摩尔电导率时,应注明"摩尔"的基本单元.通常用元素符号或化学式表示.如298.15K时,

∧m(CuSO4)=14.34×10-3Sm2mol-1

∧m(CuSO4)=7.17×10-3Sm2mol-1

显然,∧m(CuSO4)=2∧m(CuSO4)

在用摩尔电导率比较不同电解质溶液的导电能力时,除了要求溶液的温度和浓度相同外,应使其基本单元所带的电荷相等.例如,要比较氯化钾和硫酸铜溶液的导电能力时,应比较同温同浓度时∧m(KCl)和∧m(CuSO4)的大小.

图7-9是25℃时一些电解质在水溶液中的∧m随的变化曲线.可以看出,无论是强电解质还是弱电解质,∧m均随浓度的减少而增大,但两者的变化程度差别很大.

对于强电解质,因其在溶液中完全解离,所以在其物质的量固定为1mol的前提下,浓度的改变对离子的数量没有影响,但却影响离子之间的作用力.当浓度降低时,离子间引力减弱,离子运动速率增加,致使∧m随浓度的减小而缓慢增加.德国化学家科尔劳施(kohlrausch)由大量实验结果发现,浓度极稀(通常c<0.001moldm-3)的强电解质溶液的摩尔电导率与浓度的平方根有线性关系(见图7-9中的虚线),用式子表示为:

∧m=-A (7.4-5)

式中A在一定温度下,对给定的电解质和溶剂而言是一个常数,是直线的截距,由直线外推至与纵轴相交处得到.可见表示的是电解质溶液在无限稀释(c→0)时的摩尔电导率,故称为无限稀释摩尔电导率(又称为极限摩尔电导率).是电解质的一个特性参数,反映了电解质在离子之间没有作用力时所具有的最大导电能力.

对于弱电解质,因其在溶液中部分解离,且解离度受浓度的影响,所以当浓度降低时,虽然溶液中电解质的数量未变,仍为1mol,但解离度却增大了,离子的数量增多了,致使∧m随浓度的减少而增加.当溶液很稀时,由于解离度随浓度的减小而迅速增大,致使∧m急剧增加,∧m与c之间不存在如式(7.4-5)的简单关系.因此弱电解质的无法用外推法求得,科尔劳施的离子独立运动定律解决了这个问题.

3.离子独立运动定律和离子摩尔电导率

1875年,科尔劳施在研究极稀电解质溶液时,根据大量实验数据发现一个规律,即在无限稀释的溶液中,所有的电解质全部解离,而且离子间一切相互作用均可忽略,每一种离子都是独立运动的,不受其它共存离子的影响.因此电解质溶液的可以认为是正负离子摩尔电导率λ∞ 之和,即对于任意电解质Mν+Xν-都有下列关系式

(7.4-6)

此式称为离子独立运动定律,式中,分别表示正,负离子的无限稀释摩尔电导率.显然,如果知道了各种离子的,则无论是强电解质还是弱电解质,均可直接用此式计算.

离子的摩尔电导率可由实验测定.下表列出了298K时无限稀释的水溶液中一些常见离子的摩尔电导率.

电解质溶液常见的电解质

强电解质

强酸:HCl,HBr,HI,H2SO4,HNO3,HClO3,HClO4等.

强碱:NaOH,KOH,Ba(OH)2,Ca(OH)2等.

绝大多数盐:如NaCl,(NH4)2SO4,Fe(NO3)3,BaSO4等

【化学】电解质溶液问题解决——强弱电解质的比较

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有一天,笔者收到这样一道题,说是大家答案不统一。

常温下,关于pH相等的盐酸和醋酸溶液(两溶液的OHˉ浓度也相等),下列说法正确的

是( B)

A.c(HCl)>c(CH3COOH)

B.c(Clˉ)=c(CH3COOˉ)

C.等体积的盐酸和醋酸溶液分别与足量的Zn完全反应,盐酸产生的H2多

D.用相同浓度的NaOH溶液分别与等体积的盐酸和醋酸溶液恰好反应完全,盐酸消耗的NaOH溶液体积多

——2016年4月浙江省普通高中学业水平考试化学试题21题

类似这样的题,上海的老师和学生肯定也不会陌生,再加上下面这道题,感觉就更加完美了。

室温下对浓度、体积均相同的盐酸和醋酸溶液分别采取下列措施,有关叙述不正确的是( C)

A. 醋酸溶液的pH值较大

B. 完全中和两溶液,需要浓度相同NaOH溶液的体积相等

C. 两者稀释相同倍数后,pH值变化相等

D. 加足量的锌充分反应后,两溶液中产生的氢气一样多

有老师曾经总结过,同浓度和同pH两种情况下强弱电解质在9个方面表现出的不同性质,是不是很~(≧▽≦)/~,可是同学们可千万不要去背(*@ο@*) 哇~,要理解,要理解!!!

图片来源:樊艳平.强弱电解质的比较与判断[J].《数理化学习(高一、二)》,2014(8)

笔者在分析这类问题的时候会牢牢抓住一条:弱电解质是有“潜力(部分电离)”的!

好比下面这张图,同体积起始状态下溶液中H+的浓度(或量)的对比。

我们简单一点,就分析一元的情况。

观上图,同浓度情况下,由于弱电解质是不完全电离的,目前状态H+实力不敌强电解质;而在pH相同情况下(即H+实力相当),同样由于弱电解质是不完全电离的,在初始状态要势均力敌,弱电解质需要比强电解质具备更多的兵力。

在一定条件下,那些潜伏的H+是可以“发光发热”的!好比下面这张图:

H+只要被“激发”是可以满格的!

笔者就是着弱电解质是有“潜力(部分电离)”的这一条,一路过五关斩六将从题里

了出来啊,

可是出题的老师从来都不是按套路出牌啊,比如下面这两道题:

图片来源:通优e帮手平台

两两都是弱电解质这可怎么玩?

可是,还是有一强一弱(*@ο@*) 哇~同样可以用强弱比较模型分析处理。

如果中间来个二元酸呢?

还好,二元酸是强酸!!!注意二元酸中氢离子浓度就可以了。

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电解质及其强弱判断

典例剖析

下列说法正确的是

A.三氧化硫的水溶液能导电,所以三氧化硫是电解质

B.自由移动离子数目多的电解质溶液导电能力一定强

C.NaHSO4在水溶液及熔融状态下均可电离出Na+、H+、SO42-

D.NH3属于非电解质,但其水溶液能够导电

【答案】D

【解析】三氧化硫本身不能电离出离子,SO3是非电解质,A错误;离子数目多的溶液中,离子浓度不一定大,离子所带电荷数不一定多,其导电能力不一定强,B错误;NaHSO4在熔融状态下只能电离出Na+、HSO4-,C错误;NH3是非电解质,但其溶于水后可形成电解质NH3·H2O,溶液能导电,D正确。

准确理解相关概念是解题关键;电解质是指在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物,例如酸、碱和盐等,凡在上述情况下不能导电的化合物叫非电解质,例如蔗糖和酒精等;水溶液中或熔融状态完全电离的电解质为强电解质;导体之所以能导电在于其存在可自由移动的电荷,常见的导电物质有金属、电解质(溶解或熔融状态导电,包括酸、碱、大部分盐、金属氧化物)、石墨等特殊物质;特别注意电解质不一定导电,导电的不一定是电解质,强电解质完全电离,据此分析即可。

必备清单

1.电解质和非电解质

电解质

非电解质

定义

在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物

在水溶液中和熔融状态下均不能导电的化合物

相同点

都是化合物

可溶于水,可不溶于水

不同点

在一定条件下能电离

不能电离

在水溶液中或熔融状态下能导电

在水溶液中和熔融状态下均不能导电

离子化合物和部分共价化合物

全是共价化合物

与常见物质

类别的关系

通常为酸、碱、盐、典型金属氧化物、H2O等

通常为非金属氧化物、某些非金属氢化物、绝大多数有机物等

特别提醒

(1)注意“或”与“和”的区别,电解质满足其一即可,而非电解质必须同时满足两个条件。如AlCl3、FeCl3在熔融状态下不导电,但在水溶液中可以电离导电,属于电解质。

(2)电解质和非电解质均为化合物,单质与混合物均不属于电解质或者非电解质。如金属虽然能导电但不是电解质。

(3)电解质在水溶液中或熔融状态下自身发生电离而导电;非电解质在水溶液中和熔融状态下自身都不能发生电离。电解质本身不一定导电,如固体氯化钠本身不导电但在水溶液中能导电,属于电解质。

(4)某些气态化合物属于非电解质,但其在水溶液中因反应生成电解质而导电。如CO2、SO2、NH3、N2O5是非电解质,但H2CO3、H2SO3、NH3·H2O、HNO3是电解质。

(5)大部分难溶盐虽然难溶于水,但是溶解的部分在水中能够完全电离,故属于强电解质。如AgCl、BaSO4、CaCO3、BaCO3等。

(6)电解质与金属的导电原理不同:电解质的导电是因为自由移动的阴、阳离子定向移动产生的;金属导电是由于金属晶体中自由电子的定向移动。

2.强电解质和弱电解质

3.电解质的电离

易错点

电解质溶于水时是由于水分子的作用而电离;熔融时是由于热能破坏化学键而电离成自由移动的离子,都不是因通电而电离的。

规律与方法

(1)判断电解质注意点

电解质与非电解质的相同点是研究的对象都是化合物,二者的主要不同是在水溶液里或熔融状态下能否导电。要注意:

①电解质不一定导电,如固态NaCl、液态HCl等;导电物质不一定是电解质,如铁、铝等金属单质。

②非电解质不导电,但不导电的物质不一定是非电解质,如金刚石、单质硫等一些非金属单质。

③电解质必须是化合物本身电离出的离子导电,否则不属于电解质。如CO2、NH3、Cl2等物质的水溶液虽能导电,但它们并不是电解质,因为它们是与水反应后生成了电解质,才使溶液导电的。

④常见的电解质有酸(H2SO4、HCl、CH3COOH等)、碱[强碱(NaOH、KOH等)、弱碱(NH3·H2O、氢氧化镁、氢氧化铜、氢氧化铁等)]、盐(NaCl、BaCO3等)、活泼金属的氧化物(Na2O、MgO、Al2O3等)。常见的非电解质有NH3、非金属元素形成的酸、有机化合物中的烃、醇、醛、酯等。

⑤可通过熔融导电实验证明物质是离子化合物还是共价化合物。离子化合物一定是电解质,而共价化合物可能是电解质(如AlCl3),也可能是非电解质(如SO2、NH3等)。

⑥题里所说的氨水、盐酸属于混合物,而硫酸属于纯净物。

(2)判断电解质强、弱的注意点

①电解质的强弱是由物质内部结构决定的,与任何外界因素无关。

②电解质的强弱与其溶解性无关。某些盐如BaSO4等虽难溶于水,但溶于水的部分却是完全电离的,所以它们是强电解质;相反,能溶于水的未必都是强电解质,如CH3COOH、NH3·H2O等虽然能溶于水,但溶解时只有部分电离,故这些是弱电解质。

③电解质溶液之所以导电,是由于溶液中有自由移动的离子存在。电解质溶液导电能力的大小,决定于溶液中自由移动的离子的浓度和离子的电荷数,和电解质的强弱没有必然联系,如1 mol·L-1的醋酸溶液的导电能力就大于0.00001 mol·L-1的盐酸,所以说盐酸的导电能力一定大于醋酸是错误的。


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