2.与金属的导电原理(通过内部自由电子的定向移动)不同,电解质溶液之所以能够导电,是因为溶液中存在自由移动的离子;在一定浓度范围内,溶液导电能力的强弱与溶液中离子的浓度有关:离子浓度越高,溶液的导电能力越强。
例2.如图是向不同电解质溶液中加入另一种物质后溶液导电性变化曲线,以下四个实验中,属于图中曲线的是( )。
A. 氢氧化钡溶液中滴加同浓度的硫酸至过量
B. 醋酸溶液中滴入氨水至过量
C. 澄清石灰水通入二氧化碳至过量
D. 氢硫酸中通入二氧化硫至过量
答案:AC
1.电解质溶于水或受热熔化时离解成自由移动离子的过程称为电离。
强电解质在水中完全电离,属不可逆过程,溶液中不存在强电解质的电离平衡:
HCl = H+ + Cl- Ba(OH)2 = Ba2+ + 2OH- (NH4)2SO4 = 2NH4+ + SO42-
弱电解质在水中部分电离,属可逆过程,溶液中存在弱电解质的电离平衡;弱电解质在水溶液中的电离趋势很小,并且,多元弱电解质的电离是分步进行的,书写弱电解质的电离方程式常用符号"":
NH3·H2ONH4+ + OH-
H2CO3H+ + HCO3- HCO3-H+ + CO32-
电解质溶液是电中性的,即阳离子所带的正电荷和阴离子所带的负电荷电量相等。
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强 电 解 质 |
弱 电 解 质 |
概念 |
在水溶液中全部电离成离子的电解质 |
在水溶液中只有一部分电离成离子的电解质 |
电离程度 |
完全 |
部分 |
溶液里粒子 |
水合离子 |
水合分子、水合离子 |
物质结构 |
离子化合物、某些共价化合物 |
某些共价化合物 |
与常见物质类别的关系 |
通常为 强酸:HCl、H2SO4、HNO3等 强碱:NaOH、KOH、Ba(OH)2等 绝大多数盐:NaCl、CaCO3、CH3COONa等 |
通常为 弱酸:CH3COOH、HF、HClO、H2S、H2CO3、H2SiO3、H4SiO4等 弱碱:NH3·H2O、Cu(OH)2等 极少数盐、水 |
根据化合物在水溶液或熔化状态下能否导电,可将其划分为电解质、非电解质。电解质有强、弱之分,强电解质、弱电解质的本质区别在于它们在溶液中的电离程度不同。电解质在水中的溶解程度和电离程度可能不一致,在水中溶解程度大的不一定是强电解质(如醋酸),在水中溶解程度小的不一定是弱电解质(如硫酸钡)。
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电 解 质 |
非 电 解 质 |
定 义 |
在水溶液中或熔化状态下能导电的化合物 |
在水溶液中和熔化状态下都不导电的化合物 |
相同点 |
都是与溶解性无关的化合物 |
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不同点 |
在一定条件下能电离 |
不能电离 |
在水溶液中或熔化状态下能导电 |
在水溶液中和熔化状态下都不导电 |
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与常见物质类别的关系 |
离子化合物和部分共价化合物 |
全是共价化合物 |
通常为酸、碱、盐、水、典型金属氧化物、某些非金属氢化物等 |
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 |
例1.下列物质属于电解质的是( )
A.SO2 B.Cu C.氨水 D.NaCl E.NaOH F.HCl G.酒精 H.AgCl
解析:电解质应该是化合物,铜(单质)、氨水(混合物)不是电解质;电解质的导电条件是在水溶液里或熔化状态下,氯化银虽然其水溶液几乎不导电,但在熔化状态下导电,因此它是电解质;电解质导电必须是用化合物本身电离出自由移动的离子而导电,不能是发生化学反应生成的物质导电,如二氧化硫水溶液导电,是由于二氧化硫与水反应生成的亚硫酸能导电,所以二氧化硫不是电解质;蔗糖、酒精等化合物,无论是固态或其水溶液都不导电,这些化合物是非电解质。
答案:D、E、F、H。
15.一条河流,流量,落差,现利用其发电,若发电机总效率为50%,输出电压为240 V,输电线路总电阻,允许损失功率为发电机输出功率的6%,为满足用电的要求,使用户获得220 V电压,则该输电线路所使用的理想升压、降压变压器的匝数比各是多少?能使多少盏“220V 100W”的电灯正常发光?
14.如图所示,沿水平方向放置一条平直光滑槽,它垂直穿过开有小孔的两平行薄板,板相距3.5L。槽内有两个质量均为m的小球A和B,球A带电量为 +2q,球B带电量为-3q,两球由长为2L的轻杆相连,组成一带电系统。最初A和B分别静止于左板的两侧,离板的距离均为L。若视小球为质点,不计轻杆的质量,在两板间加上与槽平行向右的匀强电场E后(设槽和轻杆由特殊绝缘材料制成,不影响电场
的分布),求:
(1)球B刚进入电场时,带电系统的速度大小;
(2)带电系统从开始运动到速度第一次为零所需的时间及球A相对右板的位置。
13.某小型实验水电站输出功率是20kW,输电线路总电阻是6Ω。
(1)若采用380 V输电,求输电线路损耗的功率。
(2)若改用5000 V高压输电,用户端利用n1:n2=22:1的变压器降压,求用户得到的电压。
12.水利发电具有防洪、防旱、减少污染多项功能,是功在当代,利在千秋的大事,现在水力发电已经成为我国的重要能源之一。某小河水流量为40m3/s,现在欲在此河段上筑坝安装一台发电功率为1000千瓦的发电机发电。
(1)设发电机输出电压为500V,在输送途中允许的电阻为5Ω,许可损耗总功率的5%,则所用升压变压器原副线圈匝数比应是多大?
(2)若所用发电机总效率为50%,要使发电机能发挥它的最佳效能,则拦河坝至少要建多高?g取10m/s2
11.如图所示,理想变压器的原、副线圈匝数之比为n1:n2=4:1,原线圈回路中的电阻A与副线圈回路中的负载电阻B的阻值相等。a、b端加一定交变电流电压后,两电阻消耗的电功率之比PA:PB=_________________________。
10. 两个完全相同的电热器分别通以图中(a)和(b)所示的电流最大值相等的正弦交变电流和方波交变电流,则这两个电热器的热功率之比P甲:P乙=_______________。
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