河北省保定市第一中學　　張曉巍

電解質(zhì)溶液導電性實驗探究

河北省保定市第一中學張曉巍

本文結(jié)合高一所學離子反應相關(guān)知識，引導學生探究電解質(zhì)溶液導電的原因，以及溶液導電能力與離子濃度的關(guān)系。實驗原理以蒸餾水不導電作為開始，通過加入電解質(zhì)使溶液導電性發(fā)生質(zhì)變，證明溶液導電的原因是存在自由離子。接著改變?nèi)芤褐须x子的濃度，使溶液導電性發(fā)生量變，進而證明溶液導電能力與離子濃度成正比。

電解質(zhì)自由離子導電

現(xiàn)行蘇教版高中化學必修1專題2第二單元離子反應一課中，在講解電解質(zhì)溶液的導電性相關(guān)知識時，缺少強有力的演示實驗。為了使學生更深刻地理解電解質(zhì)溶液導電的原理和揭示電解質(zhì)溶液導電本質(zhì)，我和學生結(jié)合教材演示實驗1—1對離子導電性實驗進行了如下探究和改進。

一、實驗目的

1.探究電解質(zhì)溶液導電的原因；

2.探究電解質(zhì)溶液的導電能力與自由離子濃度的關(guān)系。

二、實驗原理

要實現(xiàn)目的1，首先要找到一種液體幾乎不導電。大家很快想到了蒸餾水。然后加入一種電解質(zhì)A，使溶液的導電性發(fā)生質(zhì)變，導電能力從無到有。至此，我們可以得出自由離子的存在是電解質(zhì)溶液導電的原因了。

要實現(xiàn)目的2，有同學提出：“我們可以通過改變離子濃度來測試溶液導電能力的變化，從而完成對電解質(zhì)溶液導電原因的定性討論。只要繼續(xù)加入電解質(zhì)，使自由離子濃度增加，然后測量溶液導電能力的變化?！边€有同學想到：“我們還可以想辦法讓溶液中的離子減少，再測試溶液的導電能力的變化?！边@時，老師不失時機地問到：“如何使溶液中的離子減少呢？”同學們有的說加蒸餾水稀釋，還有的提議加入另一種物質(zhì)B與溶液中的離子生成沉淀。最后我總結(jié)到：“這兩種方法都能使溶液中的離子濃度發(fā)生量變，都有一定的道理，我們可以分別試一試。”

三、實驗操作

1.儀器和藥品：

250mL燒杯、石墨電極、220V60W燈泡、磁力攪拌器和導線若干、蒸餾水、電解質(zhì)A為濃硫酸、電解質(zhì)B為氫氧化鋇。

2.實驗步驟：

（1）250mL燒杯中加入200mL蒸餾水，插入兩根連有燈泡的石墨電極，接通電源，觀察現(xiàn)象。

（2）將上述燒杯放在磁力攪拌器上，插入電極，接通電源，觀察現(xiàn)象。然后逐滴加入濃硫酸。當加入一滴時，觀察有何變化。

（3）再加一滴濃硫酸，觀察現(xiàn)象。

（4）通過減少溶液中的離子來改變?nèi)芤旱膶щ娔芰Α?/p>

①稀釋法：將燒杯中的溶液倒出一半，插入電極，慢慢加入蒸餾水，觀察現(xiàn)象。

②沉淀法：逐量加入氫氧化鋇，觀察現(xiàn)象。

3.現(xiàn)象與結(jié)論：

（1）在步驟1中，我們可以觀察到燈泡不亮。蒸餾水中幾乎不含離子，因此可認為不導電。

（2）在步驟2中，當加入一滴硫酸時，燈泡微亮。這證明了電解質(zhì)硫酸在水的作用下電離出自由離子，使溶液導電。

（3）在步驟3中，當再加入一滴硫酸時，燈泡明顯變亮。隨著硫酸加入量的增多，溶液中離子濃度也增大，導電能力增強。這樣我們就找到了電解質(zhì)溶液的導電能力隨著溶液中自由離子濃度的增大而增大。

（4）在步驟4中的稀釋法中，隨著溶液的稀釋，燈泡稍有變暗，但不是很明顯。而沉淀法中，隨著氫氧化鋇的加入，溶液變渾濁，燈泡很快就逐漸暗了下來，當加入2小藥匙時，燈泡完全熄滅。這是由于溶液中的Ba2+和SO42-結(jié)合成BaSO4沉淀，H+和OH-結(jié)合成H2O，而使溶液中自由離子大量減少的緣故。

四、問題與說明

在實驗過程中，同學們在配制氫氧化鋇溶液時遇到了問題：用蒸餾水配制的氫氧化鋇溶液總是渾濁的。于是同學們立即上網(wǎng)查找氫氧化鋇的溶解度。資料顯示氫氧化鋇在室溫時的溶解度只有3.8克，而實際配制時，溶解的部分遠小于3.8克，原因是氫氧化鋇極易吸收二氧化碳，在儲存過程中變成碳酸鋇。配制氫氧化鋇溶液時需靜置后過濾。原來大家一直認為作為三大強堿之一的氫氧化鋇應該和氫氧化鈉、氫氧化鉀一樣易溶，直到今天同學們親手配制它的溶液，才糾正了之前認為的理論上的誤區(qū)。由于氫氧化鋇的溶解度不大，同學們經(jīng)過討論，決定在步驟4中改用氫氧化鋇固體逐量添加到硫酸溶液中，取得了良好的效果。

改進后的實驗，操作簡單，現(xiàn)象明顯，能充分深刻地揭示電解質(zhì)導電的原理，增強了理論教學的效果。