6第六章电解质溶液

普通化学化学工业出版社课件制作：湖南化工职业技术学院胡莉蓉第六章电解质溶液学习目标：1.理解和掌握强弱电解质概念；2.掌握弱电解质的电离平衡、溶液的酸碱性和pH值；3.正确书写离子方程式。4.了解盐类的水解；5.了解氧化还原反应和电化学的联系；6.理解原电池与电解池的原理及应用。学习内容第一节强电解质与弱电解质第二节水的电离和溶液的pH值第三节离子反应和离子方程式第四节盐类的水解第五节氧化还原反应和电化学基础第一节强电解质与弱电解质电解质：凡是在水溶液中或熔融状态下，能导电的化合物。非电解质：凡是在水溶液中或熔融状态下，都不能导电的化合物。本质：凡是在水溶液中或熔融状态下，本身能电离出离子。本质：在水溶液中或熔融状态下，本身不能电离出离子。举例：蔗糖、酒精、甘油等有机物举例：酸、碱、盐电解质：强电解质：弱电解质：在水溶液中能完全电离成离子表示：在水溶液中只能部分电离弱碱Na0HNa++OH-NaCl

Na++Cl-H2S042H++SO42-强碱强酸大多数的盐表示：CH3COOH

CH3COO-+H+弱酸NH3.H2ONH4++OH-H2OH++OH-水一、强弱电解质二、弱电解质的电离平衡CH3COOH

CH3COO-+H+在一定条件下，当电解质分子电离成离子的速率等于离子结合成分子的速率时，未电离的分子和离子间就建立起的动态平衡。

（一）电离平衡（二）电离常数达到电离平衡时，离子浓度的乘积与未电离的分子浓度之比是个常数，称为电离平衡常数。

表示：弱酸Ka、弱碱Kb醋酸[H+][CH3COO-]Ka=[CH3COOH][NH4+][OH—]Kb=[NH3.H2O]氨水电离平衡常数的意义：表明弱电解质的电离能力

对同类型、同浓度的弱电解质而言，电离常数愈大，说明电离达到平衡时，溶液中离子的浓度愈大，弱电解质的电离能力愈强；反之，电离常数愈小，表示其电离能力愈弱。注意：电离常数不随浓度而改变，随温度变化不显著，在常温下，研究电离平衡，可不考虑温度对Ki的影响。第二节水的电离和溶液的pH值一、水的离子积常数实验测得：295K时，1LH2O中解离部分为1×10-7mol，故

Kw=[H+][OH-]=1.0×10—14Kw：水的离子积常数(离子积)，表明温度一定时，纯水中[H+]与[OH-]之积为一常数。注意：水的离子积会随温度的变化而变化，但在室温附近变化很小，一般都以Kw=l×10-14进行计算。二、溶液的酸碱性和pH值

Kw=[H+][OH-]=1.0×10—14水的离子积常数也适用于较稀的水溶液，它反映了水溶液中H+与OH-浓度之间相互制约关系。中性溶液：[H+]=[0H-]=1×10-7酸性溶液：[H+]>[0H-][H+]>1×10-7

碱性溶液：[H+]<[OH-][H+]<1×10-7定义:PH=-lg[H+]PH<7 PH=7 PH>7酸性 中性 碱性通常，当溶液的c(H+)=1~10-14mol·L-1之间时，使用PH值表示溶液的酸碱性，对应的PH值在0~14之间。分析上述关系可以得出：[H+]越大，pH就越少，溶液的酸性就越强；[H+]越小，pH就越大，溶液的碱性越强。溶液的pH相差1个单位，[H+]就相差10倍。 变色范围 酸色中间色 碱色甲基橙 3.1~4.4 红

橙

黄酚酞 8.0~10.0 无色粉红

红石蕊 3.0~8.0 红

紫

蓝三、酸碱指示剂酸碱指示剂是指能以颜色的改变，指示溶液酸碱性的物质。指示剂发生颜色变化的pH值范围叫指示剂的变色范围。第三节离子反应和离子方程式一、离子反应和离子方程式溶液中离子之间的反应，称为离子反应。

例：硫酸钠溶液与硝酸钡溶液起反应，生成硝酸钠和白色硫酸钡沉淀。

Ba(NO3)2+Na2SO42NaNO3+BaSO4↓在溶液中电离的物质写成离子的形式，把难溶的物质用化学式表示，如下：+2Na++SO42-2Na++2NO3-

Ba2++2NO3-+BaS04↓反应前后保持不变的钠离子和硝酸根离子：Ba2++S042-

BaS04↓离子方程式：用实际参加反应的离子的符号表示离子反应的式子。书写离子方程式的步骤(以AgNO3和NaCl反应为例)：(2)把易溶于水、易电离的物质写成离子形式；难溶的物质、难电离的物质(如水)以及气体等仍用化学式表示：(3)消去等式两边不参加反应的相同离子，得离子方程式为：(1)根据化学反应，写出通常的化学反应方程式：↓-↓↓(4)检查离子方程式两边各元素的原子个数和电荷数是否相等。二、离子反应发生的条件(1)生成难溶物质

离子方程式为：

C1-+Ag+

AgCl↓

KCl+AgNO3

AgCl↓+KNO3

(2)生成易挥发物质例：硝酸钠固体与浓硫酸加热反应

2NaNO3+H2SO4Na2SO4+2HNO3↑例：KCl溶液与AgN03溶液反应离子方程式为：

+H+HNO3↑NO(3)生成水或其他弱电解质例：盐酸和氢氧化钠溶液反应HCl+KOHKCl+H2O离子方程式为：

H++OH-H2O具备三个条件之一，离子反应就能进行第四节盐类的水解一、盐类的水解酸的水溶液显酸性，碱的水溶液显碱性，那么盐的水溶液是否显中性呢？NaCl溶液 中性CH3COONa溶液 碱性NH4Cl溶液 酸性CH3COONH4溶液 中性分析讨论：某些盐溶液中，组成盐的离子与水电离出来的少量的H+或OH-发生反应，生成弱电解质，使溶液中H+和OH-的浓度不再相等，盐溶液便呈现出一定的酸碱性。（一）强碱和弱酸所生成的盐水解NaAc、NaF、NaCN、Na2S，水溶液呈酸性定义：盐的离子与溶液中水解离出的离子作用生成弱酸或弱碱的反应，称为盐类的水解。（二）强酸和弱碱所生成的盐水解NH4Cl、FeCl3.Al2(SO4)3： 水溶液呈酸性NH4Ac、NH4F、NH4CN：水溶液分别呈中性、酸性、碱性溶液酸碱性的判断：当Ka=Kb时，溶液为中性；当Ka>Kb时，溶液呈酸性；当Ka<Kb时，溶液呈碱性。（三）弱酸和弱碱所生成的盐水解（四）强酸和强碱所生成的盐水解不发生水解，溶液呈中性。盐的水解反应可看成是酸碱中和反应的逆反应盐+

水

酸+碱二、盐类水解的应用1.热碱水洗油污：

CO32-+H2OHCO3-+OH-2.药品的配置与保存配制FeCl3、SnCl2溶液时，通常将它们溶于较浓的盐酸中,然后再用水稀释到所需浓度，。抑制FeCl3、SnCl2水解3.选择制备盐的途径时需考虑盐的水解①硫化铝遇水发生完全水解,因此不能在湿态下获得硫化铝，只能由单质直接反应制取.②AlCl3

、FeCl3.MgCl2直接蒸发不能制得AlCl3和FeCl3

、MgCl2

固体：AlCl3+3H2OAl(OH)3+3HCl可在蒸发水分时不断通入干燥的HCl气体。第五节氧化还原反应和电化学基础一、氧化还原反应（一）氧化还原反应被氧化化合价降低，化合价升高，被还原（氧化剂）（还原剂）CuO+H2=Cu+H2O

＋2－200＋1－2从化合价升降观点分析氧化还原反应

物质所含元素化合价升高的反应是氧化反应物质所含元素化合价降低的反应是还原反应从电子得失的观点分析氧化还原反应化合价升高，被氧化化合价降低，被还原2Na+Cl2=2NaCl

00+1－1化合价升降的本质：电子转移NaNa+ClCl－Cl-Na+电子转移失去电子的反应就是氧化反应得到电子的反应就是还原反应（二）氧化剂和还原剂氧化还原反应中得到电子的物质是氧化剂，氧化剂具有氧化性；失去电子物质是还原剂；原剂具有还原性。CuO+H2=Cu+H2O

＋2－200＋1－2H2是还原剂，CuO是氧化剂常见的氧化剂：有活泼的非金属(如X2)、Na202.H202.HClO、KCl03.HNO3.KＭnO4.浓H2S04.K2Cr2O7等，常见的还原剂：有活泼的金属及C、H2.CO、H2S等

二、原电池（一）原电池的工作原理

把一块锌放入

CuSO4溶液中，锌开始溶解，而铜从溶液中析出。反应的离子方程式

Zn（s）+Cu2+（aq）Zn2+（aq）+Cu（s）实验一：实验二：如果在两个烧杯中分别放入

ZnSO4和CuSO4溶液，在盛有ZnSO4溶液的烧杯中放入Zn片，在盛有CuSO4溶液的烧杯中放入Cu片，将两个烧杯的溶液用一个盐桥联通。原电池：借助于氧化还原反应产生电流的装置。

锌（电子流出）(aq)Zn2eZn(s)：-+2-氧化反应

还原反应2Cu(s)2e(aq)Cu：+-+

Cu(s)(aq)Zn(aq)Cu

Zn(s)++++22铜（电子流入）总反应：电子通过导线转移由Zn转移给Cu2+。这样由于电子定向运动，从而产生了电流，也就实现了化学能转变为电能。（二）有关原电池的几个基本概念(2)电极：组成半电池的导体叫电极。流出电子的是负极，用符号“-”表示；

流进电子的是正极，用符号“+”表示。(1)半电池：铜锌原电池中锌片为负极。铜片为正极(3)电极反应和电池反应：在电极上发生的氧化或还原反应，称为该电极的电极反应，或叫原电池的半反应。

负极：Zn–2eZn2+

(氧化反应)正极：Cu2++2eCu(还原反应)

Zn+Cu2+Zn2++Cu(氧化还原反应)铜锌原电池的电池反应：(4)原电池符号原电池的装置可用符号表示。如铜锌原电池表示为：

(-)Zn|ZnSO4‖CuSO4|Cu(+)

(+)、(-)：电极符号，习惯上负极写左边，正极写右边。Zn和Cu表示两个电极，ZnSO4和CuSO4表示电解质溶液。“|”：电极与电解质溶液之间的接触界面。“‖”：盐桥，写在中间。电解：电流通过电解质溶液或熔化的电解质引起的氧化还原的过程。电解是一种电能转变为化学能的过程。电解池或电解：进行电解的装置。三、电解阴极Cu2++2eCu(还原反应)阳极2Cl--2eC12↑(氧化反应)电解装置水溶液+-阳极阴极电解池直流电源M+X-（一）电解的原理

借助于外加直流电源使氧化还原反应得以实现的过程称为电解。进行电解的装置称电解池。电解过程是将电能转变成化学能。在电解池内，阳极与电源正极相连，发生氧化反应；阴极与电源负极相连，发生还原反应。如电解CuCl2溶液：阳极反应：2Cl–-2eCl2氧化反应阴极反应：Cu2++2e-Cu还原反应正负离子在电极上得失电子的过程称放电。正负离子在电极上得失电子是同时进行的。（二）电解的应用1.电解饱和食盐水工业上用电解饱和食盐水来制取烧碱、氯气和氢气。2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑

+H2↑

阴极附近阳极阴极通直流电2.电冶应用电解原理从金属化合物中制取金属的过程叫电冶。

例：电解熔融NaCl时，阴极上可析出金属钠。2NaClCl2↑+2Na熔融态电解电镀、金属的电解精炼等金属腐蚀：金属（或合金）跟周围接触到的气体（或液体）反应而腐蚀损耗的过程。四、金属的腐蚀与防护（一）金属的腐蚀金属腐蚀的类型化学腐蚀电化腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀（普遍常见）失e-氧化反应金属原子金属阳离子本质：1.化学腐蚀金属直接与周围介质发生氧化还原反应而引起的金属腐蚀。特点：发生在金属表面；随温度升高加快。

举例：金属与干燥的气体(如O2.S02.H2S、C12等)相接触时，在金属表面上生成相应的化合物；金属与非电解质溶液相接触（原油中的有机硫化物对金属输油管道及容器的腐蚀）。2.电化学腐蚀当金属和电解质溶液接触时，由电化学作用而引起的腐蚀叫做电化学腐蚀。电化学腐蚀的原理实质上就是原电池原理。例：钢铁制品在潮湿的空气中的腐蚀。在潮湿的空气中，钢铁的表面吸附水汽，形成一层极薄的水膜（电解质溶液）。钢铁中除了铁以外，还含有C、Si、P、S、Mn等杂质。这些杂质能导电，比铁的电极电势高，即不容易失去电子。由于杂质颗粒极小，又分散在钢铁各处，因此在金属表面就形成无数微小的原电池（微电池）。钢铁表面形成的微小原电池示意图析氢腐蚀（