初中化學知識點講解：電解質溶液

　　在我們平凡無奇的學生時代，大家最不陌生的就是知識點吧！知識點就是學習的重點。為了幫助大家更高效的學習，下面是小編精心整理的初中化學知識點講解：電解質溶液，供大家參考借鑒，希望可以幫助到有需要的朋友。

　　電解質溶液的作用

　　1、形成回路；

　　2、提供反應環(huán)境（酸性、堿性）；

　　3、有的提供反應物。電解質溶液導電的原因當電解質溶液通入直流電時，溶液中的陰陽離子分別向陽極和陰極移動，參加有電子得失的電解反應，在陽極上失去電子，在陰極上得到電子，形成了電子的定向移動，因此電解質溶液能夠導電。電解質溶液電導的測定

　　實驗目的和要求

　　1、理解溶液的電導、電導率和摩爾電導的概念

　　2、掌握電

　　電解質溶液的作用

　　1、形成回路；

　　2、提供反應環(huán)境（酸性、堿性）；

　　3、有的提供反應物。

　　電解質溶液導電的原因

　　當電解質溶液通入直流電時，溶液中的陰陽離子分別向陽極和陰極移動，參加有電子得失的電解反應，在陽極上失去電子，在陰極上得到電子，形成了電子的定向移動，因此電解質溶液能夠導電。

　　3.電解質溶液電導的測定

　　實驗目的和要求

　　1、理解溶液的電導、電導率和摩爾電導的概念

　　2、掌握電導率儀的使用方法

　　3、掌握交流電橋測量溶液電導的實驗方法及其應用

　　二、實驗內容和原理

　　1、電導率的概念

　　電導是描述導體導電能力大小的物理量，以G來表示

　　其中l(wèi)/A為電導池常數(shù)，以Kcell來表示，к為電導率。

　　通常由于電極的l和A不易精確測量，因此在實驗中用一種已知電導率的溶液先求出電導池的常數(shù)Kcell，然后再把欲測的的溶液放入該電導池中測出其電導值，在根據(jù)上式求出其電導率。

　　溶液的摩爾電導率是指把含有1mol電解質的溶液置于相距為1m的兩平行板電極之間的電導，以m表示。摩爾電導率與電導率的關系為

　　在很稀的溶液中，強電介質的摩爾電導率與其了、濃度的平方根成直線函數(shù)。用公式表示為：

　　若通過濃度的平方根與摩爾電導率作圖，外推即可求得無限稀釋時的摩爾電導率。

　　惠斯登電橋基本原理

　　如圖所示的電路圖中，

　　實驗中，通過調整電橋上的示波器，使得通過其上的電流為零，即表明C點和D點的電勢相等，可以等到如下關系：

　　亦即

　　通過調節(jié)電橋臂的比值，就可以得出Rx的值。

　　三、主要儀器設備

　　儀器：音頻振蕩器1臺；示波器1臺；電導率儀；電導池；鉑電極1支；轉盤電阻箱3只；恒溫槽裝置1套；50mL移液管4支；100mL容量瓶4個

　　試劑：0.02mol/dm3標準KCl溶液，0.1mol/dm3標準醋酸溶液

　　四、操作方法和實驗步驟

　　1、溶液的配制

　　用0.02mol/L的KCl溶液配制不同濃度的KCl溶液，其濃度分別為0.02、0.02/2、0.02/4、0.02/8、0.02/16。并分別做好標記，放入25℃的恒溫槽中備用。

　　2、電路的連接

　　按照上圖連接好電路圖。注意需要按照電路圖中ABCD四個點來連線。

　　3、測定不同濃度的KCl溶液的電阻

　　將電極插入溶液中，按照濃度依次升高的順序分別測定5個溶液的電阻值。將電橋臂按照1：1、1：2、1：3三種形式進行測量。記錄測定出來的數(shù)據(jù)。

　　4、用電導率儀來測定自來水和去離子水的電導率

　　首先對于使用高調還是低調進行估計和判斷，如果電導率大于300×10-4S/m，則使用高調，反之則使用低調。在測量之前首先要校準，即在校準檔將指針調至最大。測量時同樣要注意從大量程向小量程調，最終達到精確。

　　五、實驗數(shù)據(jù)記錄和處理

　　25℃時0.02mol/dm3KCl溶液的電導率為0.2765S/m

　　1、電導池常數(shù)

　　R1/R2/R3/R/G/SKcell/Sm-1

　　1100010002222224.50×10-361.444

　　2100020004462234.48×10-361.719

　　3100030006662224.50×10-361.444

　　Kcell平均61.536

　　2、25℃時的結果

　　KCl濃度/molL-1KCl濃度mol/m3KCl濃度平方根次數(shù)R1/WR2/WR3/WR/WG/Sk/Sm-1∧m/Sm2mol-1

　　0.02/161.251.118033989110001000332233220.00030100.0185220.0148176

　　2100020006645

　　3100030009965

　　0.02/82.51.58113883110001000170217040.0005870.0361220.0144488

　　2100020003410

　　3100030005118

　　0.02/452.2360679771100010008448800.00113640.069930.013986

　　2100020001690

　　3100030002538

　　0.02/2103.16227766110001000447447.50.00223460.1375080.0137508

　　210002000895

　　310003000224

　　0.02204.472135955110001000226226.80.00440920.2713250.0135663

　　210002000453

　　310003000114

　　以KCl濃度的平方根對∧m作散點圖并進行線性回歸分析得到如下圖形：

　　3.的計算

　　通過圖所擬合的線性回歸方程可知，當=0時，∧m=0.015Sm2mol-1，即

　　=0.015Sm2mol-1

　　六、實驗結果與分析

　　查閱KCl溶液的標準值為0.01499Sm2mol-1

　　則可以計算其相對誤差Er=|0.01499-0.015|/0.01499=0.667‰

　　七、討論與心得

　　1、實驗中不必扣除水的電導。因為經(jīng)測定，實驗所使用的去離子水的電導與待測溶液的電導相差幾個數(shù)量級，因此不會對實驗結果產生很大的影響。

　　2、溶液配制時的問題：溶液時由大濃度向小濃度一瓶一瓶稀釋過來的。一旦某一瓶配制出現(xiàn)偏差，則將影響到后面的幾瓶，因此在溶液配制的時候要及其小心，我認為這也是影響實驗準確性的一個很重要的因素。

　　3、濃度較小時，信號不明顯，即某個電阻改變一個大阻值，其示波器的變化不大，可能會導致大的偏差。

　　思考題：

　　1、如何定性地解釋電解質的摩爾電導率隨濃度增加而降低？

　　答：對強電解質而言，溶液濃度降低，摩爾電導率增大，這是因為隨著溶液濃度的降低，離子間引力變小，粒子運動速度增加，故摩爾電導率增大。

　　對弱電解質而言，溶液濃度降低時，摩爾電導率也增加。在溶液極稀時，隨著溶液濃度的降低，摩爾電導率急劇增加。

　　2、為什么要用音頻交流電源測定電解質溶液的電導？交流電橋平衡的條件是什么？

　　答：使用音頻交流電源可以使得電流處于高頻率的波動之中，防止了使用直流電源時可能導致的電極反應，提高測量的精確性。

　　3、電解質溶液電導與哪些因素有關？

　　答：電解質溶液導電主要與電解質的性質，溶劑的性質，測量環(huán)境的溫度有關。

　　4、測電導時為什么要恒溫？實驗中測電導池常數(shù)和溶液電導，溫度是否要一致？

　　答：因為電解質溶液的電導與溫度有關，溫度的變化會導致電導的變化。實驗中測電導池常數(shù)和溶液電導時的溫度不需要一致，因為電導池常數(shù)是一個不隨溫度變化的物理量，因此可以直接在不同的溫度下使用。

　　電解質的總結：

　　1.電解質與非電解質

　　電解質：在水溶液中或熔融狀態(tài)下能導電的化合物。

　　非電解質：在水溶液中和熔融狀態(tài)下都不能導電的化合物。

　　在這里有兩點需要大家注意：

　�。�1）不管是電解質還是非電解質，都必須是化合物。像單質和混合物它們既不屬于電解質，也不屬于非電解質。

　�。�2）電解質一定是自身電離產生離子的化合物。

　　比如說氯化鈉溶液，它能夠導電就是因為氯化鈉溶于水電離產生了能夠自由自動的鈉離子和氯離子。

　　所以說，氯化鈉是一種電解質。

　　但是有些物質比如說二氧化碳、氨氣等，它們的水溶液能導電，是因為它們溶于水后和水發(fā)生反應生成的碳酸和氨水等電離產生了自由移動的陰陽離子。由于這些移動的離子不是它們本身電離產生的，所以說二氧化碳和氨水是非電解質。

　　2.強電解質和弱電解質

　　強電解質：溶于水后能夠完全電離的電解質。（強酸、強堿以及絕大多數(shù)的鹽，包括難溶性的鹽都屬于強電解質。）

　　比如說氯化鈉，它溶于水后只有電離出的鈉離子和氯離子。

　　弱電解質：溶于水后只是部分電離的電解質。（弱酸、弱堿等都屬于弱電解質）

　　比如說醋酸，它溶于水后除了有電離出的氫離子和醋酸根離子，還有本身的醋酸分子。

　　在這里大家要明確三點：

　�。�1）電解質的強弱與物質內部結構有關，而與外界因素無關。

　　比如說溫度的高低，并不影響電解質的強弱。

　　（2）電解質的強弱與溶解性無關。

　　比如說碳酸鈣、硫酸鋇等，雖然難溶于水，但是它們都是強電解質。

　　（3）電解質的強弱與溶液的導電性沒有必然關系。

　　溶液的導電性與溶液中自由移動的離子的密度，以及離子所帶的電荷數(shù)有關。所以說，濃度低的強電解質溶液并沒有濃度高的弱電解質溶液的導電性強。

　　3.電離

　　在電解質溶于水或是熔融狀態(tài)下離解成能夠自由移動的離子的過程，叫做電離。

　　對于電離的這個過程，用電離方程式表示。

　　沉淀溶解平衡

　　1、沉淀溶解平衡和溶度積定義：

　　在一定溫度下，當把PbI2固體放入水中時，PbI2在水中的溶解度很小，PbI2表面上的Pb2+離子和I-離子，在H2O分子作用下，會脫離晶體表面進入水中。反過來在水中的水合Pb2+離子與水合I-離子不斷地作無規(guī)則運動，其中一些Pb2+（aq）和I-（aq）在運動中相互碰撞，又可能沉積在固體表面。當溶解速率與沉淀速率相等時，在體系中便存在固體與溶液中離子之間的動態(tài)平衡。這種平衡關系稱為沉淀溶解平衡，其平衡常數(shù)叫溶度積常數(shù)或溶度積。沉淀溶解平衡和化學平衡、電離平衡一樣，一種動態(tài)平衡，其基本特征為：（1）可逆過程；（2）沉積和溶解速率相等；（3）各離子濃度不變；（4）改變溫度、濃度等條件平衡移動。

　　2、溶度積的一般表達式：

　　在一定溫度下，難溶電解質在飽和溶液中各離子濃度冪的乘積是一個常數(shù)，這個常數(shù)稱為該難溶電解質的溶度積。用符號sp表示。

　　3、溶度積的影響因素：

　　溶度積sp的大小和溶質的溶解度不同，它只與難溶電解質的性質和溫度有關，與濃度無關。但是，當溫度變化不大時，sp數(shù)值的改變不大，因此，在實際工作中，常用室溫18～25℃的常數(shù)。

　　4、溶度積的應用：

　　（1）溶度積sp可以用來判斷難溶電解質在水中的溶解能力，當化學式所表示的組成中陰、陽離子個數(shù)比相同時，sp數(shù)值越大的難溶電解質在水中的溶解能力越強。

　�。�2）溶度積sp可以判斷沉淀的生成、溶解情況以及沉淀溶解平衡移動方向。

　　5、溶度積（sp）的影響因素和性質：

　　溶度積（sp）的大小只與難溶電解質性質和溫度有關，與沉淀的量無關，離子濃度的改變可使平衡發(fā)生移動，但不能改變溶度積，不同的難溶電解質在相同溫度下sp不同。

　　相同類型的難溶電解質的sp越小，溶解度越小，越難溶。例如：

　　sp（AgCl）>sp（AgBr）>sp（AgI），溶解度：AgCl）>sp（AgBr）>sp（AgI）。

　　6、溶度積規(guī)則：

　　在一給定的難溶電解質溶液中，濃度商（Qc）和溶度積（sp）之間存在三種可能情況。

　�。�1）Qc=sp此時難溶電解質達到沉淀溶解平衡狀態(tài)，溶液是飽和溶液。

　　（2）Qc>sp溶液中將析出沉淀，直到溶液中的Qc=sp為止。

　　（3）Qc

　　說明：濃度商（Qc）是非平衡狀態(tài)下各離子濃度冪的乘積，所以Qc值不固定。

　　沉淀溶解平衡的應用

　　沉淀溶解平衡和化學平衡、電離平衡一樣合乎平衡的基本特征、滿足平衡的變化基本規(guī)律，可以運用平衡移動原理來進行解釋。根據(jù)平衡移動原理和溶度積規(guī)則可知，改變溶液中離子濃度，可以使沉淀溶解平衡發(fā)生移動，實現(xiàn)沉淀的溶解、生成和沉淀的轉化。

　　1、沉淀的溶解與生成：

　　沉淀的溶解與生成這兩個相反的過程它們相互轉化的條件是離子濃度的大小，控制離子濃度的大小，可以使反應向所需要的方向轉化。

　�。�1）在難溶電解質溶液中，沉淀溶解的唯一條件是：Qc

　�。�2）在難溶電解質溶液中，產生沉淀的唯一條件是：Qc>sp。常用的方法：在難溶電解質的溶液中加入適當沉淀劑，設法使構晶離子的濃度增大，使之滿足Qc>sp，促進平衡向生成沉淀的方向移動，就會生成沉淀。

　　2、沉淀的轉化：

　�。�1）定義：使一種難溶電解質轉化為另一種難溶電解質，即把一種沉淀轉化為另一種沉淀的過程稱為沉淀的轉化。

　　（2）實質：

　　沉淀轉化的實質：沉淀溶解平衡的移動。一般來說，對相同類型的難溶電解質，溶度積大的難溶電解質容易轉化為溶度積較小的難溶電解質。一種沉淀可轉化為更難溶的沉淀，難溶物的溶解度相差越大，這種轉化的趨勢越大。

　�。�3）方法：

　　沉淀的轉化常用的方法：在含有沉淀的溶液中，加入適當?shù)某恋韯�，使其與溶液中某一離子結合成為另一種難溶電解質的過程。例如：

　　在ZnS（s）中加入CuSO4溶液可轉化為CuS（s）沉淀。

　　在FeS（s）中加入到Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金屬的溶液可轉化為CuS（s）、HgS（s）、PbS（s）等沉淀。

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