高中化學(xué)課件：電解質(zhì)與非電解質(zhì)

電解質(zhì)與非電解質(zhì)歡迎來到高中化學(xué)的電解質(zhì)與非電解質(zhì)的世界！我們將深入探討電解質(zhì)與非電解質(zhì)的概念，理解它們的特性和應(yīng)用，并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相關(guān)理論。課程目標(biāo)11.理解電解質(zhì)與非電解質(zhì)的概念22.區(qū)分強(qiáng)電解質(zhì)、弱電解質(zhì)33.掌握電離平衡的相關(guān)知識44.了解電解質(zhì)與非電解質(zhì)在生活和工業(yè)中的應(yīng)用化學(xué)鍵的回顧離子鍵由陰離子和陽離子通過靜電作用形成的化學(xué)鍵，例如NaCl。共價鍵由原子共同擁有電子對形成的化學(xué)鍵，例如H2O。溶液導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)演示我們將進(jìn)行一個簡單的實(shí)驗(yàn)：將不同的物質(zhì)溶于水，觀察溶液是否可以導(dǎo)電。這個實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驇椭覀冎庇^地理解電解質(zhì)和非電解質(zhì)的導(dǎo)電性。問題引入通過實(shí)驗(yàn)觀察，你發(fā)現(xiàn)了什么現(xiàn)象？哪些物質(zhì)溶解于水可以導(dǎo)電？哪些物質(zhì)不行？電解質(zhì)的定義在水溶液中或熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電的化合物稱為電解質(zhì)。電解質(zhì)的導(dǎo)電性是由于溶液中存在自由移動的離子造成的。電解質(zhì)導(dǎo)電機(jī)理電解質(zhì)在溶液中或熔融狀態(tài)下會電離，產(chǎn)生自由移動的離子。當(dāng)有電流通過時，帶電的離子會定向移動，從而形成電流。電解質(zhì)的實(shí)例NaCl氯化鈉是典型的離子化合物，在水溶液中會完全電離，產(chǎn)生鈉離子(Na+)和氯離子(Cl-)，因此可以導(dǎo)電。HCl鹽酸是強(qiáng)酸，在水溶液中會完全電離，產(chǎn)生氫離子(H+)和氯離子(Cl-)，因此可以導(dǎo)電。NaOH氫氧化鈉是強(qiáng)堿，在水溶液中會完全電離，產(chǎn)生鈉離子(Na+)和氫氧根離子(OH-)，因此可以導(dǎo)電。非電解質(zhì)的定義在水溶液中和熔融狀態(tài)下都不導(dǎo)電的化合物稱為非電解質(zhì)。非電解質(zhì)在溶液中不會電離，因此不產(chǎn)生自由移動的離子，無法導(dǎo)電。非電解質(zhì)的實(shí)例乙醇乙醇是一種有機(jī)化合物，在水溶液中不會電離，因此不導(dǎo)電。蔗糖蔗糖是常見的糖類，在水溶液中不會電離，因此不導(dǎo)電。CO2二氧化碳是一種非金屬氧化物，在水溶液中只微弱地電離，幾乎不導(dǎo)電。重要區(qū)別電解質(zhì)能夠?qū)щ?，需要自身電離產(chǎn)生離子。非電解質(zhì)不能導(dǎo)電，在溶液中不產(chǎn)生離子。物質(zhì)導(dǎo)電與電解質(zhì)/非電解質(zhì)的關(guān)系物質(zhì)能否導(dǎo)電與它是否為電解質(zhì)有關(guān)，但并非所有導(dǎo)電的物質(zhì)都是電解質(zhì)。例如，金屬、石墨等物質(zhì)本身可以導(dǎo)電，但它們不是化合物，因此不屬于電解質(zhì)。澄清概念電解質(zhì)必須是化合物，它指的是能夠在水溶液中或熔融狀態(tài)下電離的化合物。例如，金屬、非金屬單質(zhì)等不屬于電解質(zhì)。澄清概念能導(dǎo)電的物質(zhì)不一定是電解質(zhì)。例如，金屬、石墨等物質(zhì)本身可以導(dǎo)電，但它們不是化合物，因此不屬于電解質(zhì)。強(qiáng)電解質(zhì)的定義在水中完全電離的電解質(zhì)稱為強(qiáng)電解質(zhì)。強(qiáng)電解質(zhì)在水溶液中幾乎全部電離成離子，溶液中幾乎不存在分子形式。強(qiáng)電解質(zhì)實(shí)例強(qiáng)酸如鹽酸(HCl)、硫酸(H2SO4)、硝酸(HNO3)等。強(qiáng)堿如氫氧化鈉(NaOH)、氫氧化鉀(KOH)、氫氧化鋇(Ba(OH)2)等。大部分鹽如氯化鈉(NaCl)、硫酸鈉(Na2SO4)等。強(qiáng)電解質(zhì)的電離方程式書寫強(qiáng)電解質(zhì)的電離方程式用“→”表示，例如：NaCl(aq)→Na+(aq)+Cl-(aq)弱電解質(zhì)的定義在水中部分電離的電解質(zhì)稱為弱電解質(zhì)。弱電解質(zhì)在水溶液中只電離一部分，溶液中既存在離子形式，也存在分子形式。弱電解質(zhì)實(shí)例弱酸如醋酸(CH3COOH)、碳酸(H2CO3)等。弱堿如氨水(NH3·H2O)、氫氧化銅(Cu(OH)2)等。水水是一種特殊的弱電解質(zhì)，在水中會發(fā)生微弱的電離。弱電解質(zhì)的電離平衡弱電解質(zhì)的電離是一個可逆反應(yīng)，在一定條件下，電離和生成弱電解質(zhì)的反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，稱為電離平衡。電離平衡常數(shù)的概念電離平衡常數(shù)(Ka或Kb)是衡量弱電解質(zhì)電離程度的指標(biāo)。Ka或Kb越大，表示弱電解質(zhì)的電離程度越高。電離平衡常數(shù)的影響因素溫度是影響電離平衡常數(shù)的主要因素。溫度升高，弱電解質(zhì)的電離程度一般會增大，電離平衡常數(shù)也會增大。強(qiáng)電解質(zhì)與弱電解質(zhì)的區(qū)分強(qiáng)電解質(zhì)在水中完全電離，溶液中幾乎不存在分子形式，電離程度高。弱電解質(zhì)在水中部分電離，溶液中既存在離子形式，也存在分子形式，電離程度低。電解質(zhì)強(qiáng)弱與導(dǎo)電能力的關(guān)系強(qiáng)電解質(zhì)的電離程度高，溶液中離子濃度大，因此導(dǎo)電能力強(qiáng)。弱電解質(zhì)的電離程度低，溶液中離子濃度小，因此導(dǎo)電能力弱。電解質(zhì)強(qiáng)弱與溶解度的關(guān)系強(qiáng)電解質(zhì)一般具有較高的溶解度，而弱電解質(zhì)的溶解度一般較低。但這并非絕對關(guān)系，有些強(qiáng)電解質(zhì)的溶解度也可能很低。常見酸的電解質(zhì)分類強(qiáng)酸鹽酸(HCl)、硫酸(H2SO4)、硝酸(HNO3)弱酸醋酸(CH3COOH)、碳酸(H2CO3)、氫氟酸(HF)常見堿的電解質(zhì)分類強(qiáng)堿氫氧化鈉(NaOH)、氫氧化鉀(KOH)、氫氧化鋇(Ba(OH)2)弱堿氨水(NH3·H2O)、氫氧化銅(Cu(OH)2)常見鹽的電解質(zhì)分類大多數(shù)鹽都是強(qiáng)電解質(zhì)，但在一些特殊情況下，一些鹽也可能是弱電解質(zhì)。水的電離：特殊的弱電解質(zhì)水是一種特殊的弱電解質(zhì)，在水中會發(fā)生微弱的電離，產(chǎn)生氫離子和氫氧根離子。水的電離平衡水的電離是一個可逆反應(yīng)，在一定條件下，電離和生成水的反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，稱為水的電離平衡。水的離子積常數(shù)Kw水的離子積常數(shù)(Kw)表示在一定溫度下，水溶液中氫離子和氫氧根離子濃度的乘積，它是一個常數(shù)。Kw的影響因素：溫度溫度是影響水的離子積常數(shù)的主要因素。溫度升高，水的電離程度增大，Kw的值也會增大。酸堿鹽對水電離的影響酸、堿和鹽對水的電離平衡會產(chǎn)生影響，使水的電離程度發(fā)生改變。影響電離平衡的因素濃度弱電解質(zhì)的濃度降低，電離程度會增大，電離平衡向電離方向移動。溫度溫度升高，弱電解質(zhì)的電離程度一般會增大，電離平衡向電離方向移動。同離子效應(yīng)在弱電解質(zhì)溶液中加入含有相同離子的強(qiáng)電解質(zhì)，會抑制弱電解質(zhì)的電離，使弱電解質(zhì)的電離程度降低，這種現(xiàn)象稱為同離子效應(yīng)。鹽類水解的概念鹽類水解是指某些鹽在水溶液中，其陰陽離子與水電離出的氫離子或氫氧根離子結(jié)合，生成弱電解質(zhì)或難電離物質(zhì)，從而使溶液的pH值發(fā)生改變的現(xiàn)象。鹽類水解的實(shí)質(zhì)鹽類水解的實(shí)質(zhì)是鹽的陰陽離子與水電離出的氫離子或氫氧根離子反應(yīng)，生成弱電解質(zhì)或難電離物質(zhì)，使溶液的pH值發(fā)生改變。鹽類水解的規(guī)律鹽類水解的規(guī)律是：越弱越水解。即鹽中陰離子或陽離子中，弱電解質(zhì)的電離程度越低，水解程度就越高。鹽類水解的應(yīng)用鹽類水解在化學(xué)、生活、工業(yè)等方面都有廣泛的應(yīng)用，例如：配制緩沖溶液制備一些弱酸或弱堿解釋一些化學(xué)現(xiàn)象pH值的概念及計(jì)算pH值是衡量溶液酸堿性的指標(biāo)，它表示溶液中氫離子濃度的負(fù)對數(shù)。pH=-log[H+]酸堿中和滴定的原理酸堿中和滴定是利用已知濃度的酸或堿溶液，滴定未知濃度的堿或酸溶液，根據(jù)滴定過程中消耗的酸或堿的體積，計(jì)算出未知溶液的濃度。中和滴定的實(shí)驗(yàn)操作中和滴定的實(shí)驗(yàn)操作需要遵循一定的步驟，包括：準(zhǔn)備試劑和器材配制標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定操作數(shù)據(jù)處理和結(jié)果分析指示劑的選擇在中和滴定中，選擇合適的指示劑非常重要。指示劑的顏色變化要與滴定終點(diǎn)相對應(yīng)，才能準(zhǔn)確判斷滴定終點(diǎn)。中和滴定的應(yīng)用中和滴定在化學(xué)、生物、醫(yī)藥等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，例如：測定未知溶液的濃度酸堿中和反應(yīng)的研究工業(yè)生產(chǎn)中的質(zhì)量控制緩沖溶液的概念緩沖溶液是指能夠抵抗少量酸或堿加入而保持pH值基本不變的溶液。緩沖溶液的組成緩沖溶液通常由弱酸及其鹽或弱堿及其鹽組成，例如：醋酸-醋酸鈉緩沖溶液氨水-氯化銨緩沖溶液緩沖溶液的原理緩沖溶液能夠抵抗pH值變化的原理是：當(dāng)加入少量酸時，緩沖溶液中的弱堿與酸反應(yīng)生成弱酸，從而抵消了酸的加入帶來的pH值變化；當(dāng)加入少量堿時，緩沖溶液中的弱酸與堿反應(yīng)生成弱堿，從而抵消了堿的加入帶來的pH值變化。緩沖溶液的應(yīng)用緩沖溶液在生物、醫(yī)藥、化學(xué)等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，例如：維持生物體液的pH值穩(wěn)定控制化學(xué)反應(yīng)的pH值配制標(biāo)準(zhǔn)溶液電解質(zhì)與非電解質(zhì)的應(yīng)用：生活中的例子電解質(zhì)與非電解質(zhì)在生活中有著廣泛的應(yīng)用，例如：食鹽(NaCl)是常見的電解質(zhì)，用于調(diào)味、腌制食物等糖(C12H22O11)是非電解質(zhì)，用于甜味劑食用醋(CH3COOH)是弱酸，用于調(diào)味、腌制食物等電解質(zhì)與非電解質(zhì)的應(yīng)用：工業(yè)生產(chǎn)中的例子電解質(zhì)與非電解質(zhì)在工業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用，例如：電解食鹽水可以生產(chǎn)氯氣、氫氣和氫氧化鈉等重要化工原料電解熔融的鋁氧化物可以生產(chǎn)金屬鋁非電解質(zhì)如乙醇可作為溶劑和燃料電解質(zhì)與非電解質(zhì)的應(yīng)用：環(huán)境科學(xué)中的例子電解質(zhì)與非電解質(zhì)在環(huán)境科學(xué)中也有著重要的作用，例如：水體中的電解質(zhì)含量會影響水質(zhì)酸雨的形成與空氣中的二氧化硫等酸性氣體有關(guān)土壤中的電解質(zhì)含量會影響植物的生長練習(xí)題：判斷下列物質(zhì)是否為電解質(zhì)1.鹽酸(HCl)2.蔗糖(C12H22O11)3.醋酸(CH3COOH)4.氫氧化鈉(NaOH)5.碳酸(H2CO3)練習(xí)題：書寫電離方程式1.鹽酸(HCl)2.硫酸(H2SO4)3.氫氧化鈉(NaOH)4.氫氧化鋇(Ba(OH)2)5.醋酸(CH3COOH)練習(xí)題：計(jì)算pH值1.0.1mol/L的鹽酸溶液的pH值為多少？2.0.01mol/L的氫氧化鈉溶液的pH值為多少？實(shí)驗(yàn)：探究影響電離平衡的因素設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究影響弱電解質(zhì)電離平衡的因素，例如溫度、濃度等，并觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證鹽類水解的規(guī)律設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證鹽類水解的規(guī)律，例如比較不同鹽的水解程度，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。課堂小結(jié)本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了電解質(zhì)與非電解質(zhì)的概念、強(qiáng)弱電解質(zhì)的區(qū)分、電離平衡的相關(guān)知識以及鹽類水解的規(guī)律。拓展閱讀：電解質(zhì)在生物體內(nèi)的作