實(shí)驗(yàn)出真知

黃新階 周建國 肖偉強(qiáng)　姚志紅

一、提出問題

化學(xué)教輔資料和網(wǎng)上有這樣一道經(jīng)典習(xí)題：

上圖表示向硫酸溶液中滴加氫氧化鋇溶液發(fā)生中和反應(yīng)時(shí)溶液導(dǎo)電性的變化。試解釋：

（1）B表示______；（2）由A到B導(dǎo)電性降低的原因是______；（3）由B到C導(dǎo)電性升高的原因是______.

給出的“標(biāo)準(zhǔn)答案”是：向一定量的稀硫酸中逐漸滴入氫氧化鋇溶液，將得到硫酸鋇沉淀，溶液導(dǎo)電性變?nèi)酰礊閳D中AB段所示；B點(diǎn)時(shí)兩者恰好完全中和，溶液中基本無自由移動(dòng)的離子，故導(dǎo)電性最小。當(dāng)?shù)稳霘溲趸^溶液過量時(shí)，硫酸用完，只剩下氫氧化鋇溶液，隨著氫氧化鋇逐漸增多，離子濃度逐漸增大，導(dǎo)電性會(huì)增強(qiáng)。

故答案為：1.B點(diǎn)時(shí)兩者恰好完全中和，溶液中基本無自由移動(dòng)的離子，故導(dǎo)電性最小。

2.硫酸溶液和氫氧化鋇溶液發(fā)生了中和反應(yīng)，生成的BaSO4又難溶于水，溶液中的離子濃度逐漸降低。

3.兩者恰好完全中和后，由于加入的Ba（OH）2漸多，溶液中的離子濃度逐漸增大，所以導(dǎo)電性又逐漸升高。

上述分析和解答似乎有理有據(jù)，但氫離子、硫酸根離子、鋇離子、氫氧根離子質(zhì)量不同，所帶的電荷不同，離子數(shù)量不同，這些因素對(duì)溶液的導(dǎo)電性有無影響？有何影響？圖像呈對(duì)稱V字形的判斷依據(jù)是什么？

二、理論分析

電解質(zhì)溶液導(dǎo)電是溶液中離子定向移動(dòng)的結(jié)果。查閱電化學(xué)文獻(xiàn)得知：溶液導(dǎo)電能力取決于離子濃度、單個(gè)離子所帶電荷及離子的遷移速度。溶液導(dǎo)電率與溶液中各種離子的濃度、離子的價(jià)數(shù)、離子淌度有關(guān)。離子淌度是表示離子運(yùn)動(dòng)速率的物理量，淌度越大離子運(yùn)動(dòng)速率越大，離子的水合半徑越大運(yùn)動(dòng)速率越小，導(dǎo)電能力越弱。

25℃時(shí)幾種離子的淌度值如下表所示。

由于氫離子和硫酸根離子的淌度之和遠(yuǎn)大于氫氧根離子和鋇離子的淌度之和，即硫酸溶液的導(dǎo)電性強(qiáng)于氫氧化鋇溶液的導(dǎo)電性，氫氧化鋇溶液過量時(shí)導(dǎo)電性曲線沒有習(xí)題圖示中那么陡峭，所以曲線兩側(cè)不可能對(duì)稱。

同理可知，往氫氧化鈉溶液中滴入鹽酸，溶液的導(dǎo)電性不是一條直線，而是一個(gè)V字形，且右側(cè)比左側(cè)更陡峭，如圖1所示。因?yàn)闅溲醺x子和鈉離子的淌度之和大于鈉離子和氯離子的淌度之和，氫離子和氯離子的淌度之和大于氫氧根離子和鈉離子的淌度之和。

三、實(shí)驗(yàn)測試

用導(dǎo)電儀實(shí)測氫氧化鈉溶液中滴入鹽酸，向硫酸溶液中滴加氫氧化鋇溶液發(fā)生中和反應(yīng)時(shí)，溶液導(dǎo)電性的變化曲線兩側(cè)不對(duì)稱，硫酸的導(dǎo)電變化更顯著。如圖2所示。

上述習(xí)題是“臆想”問題而不是真實(shí)問題?；瘜W(xué)問題具有復(fù)雜性，即使看起來簡單也必須充分考慮各種因素，最終通過實(shí)驗(yàn)這個(gè)“最高法庭”進(jìn)行檢驗(yàn)，切不可想當(dāng)然。