實驗出真知

黃新階 周建國 肖偉強　姚志紅

一、提出問題

化學教輔資料和網上有這樣一道經典習題：

上圖表示向硫酸溶液中滴加氫氧化鋇溶液發生中和反應時溶液導電性的變化。試解釋：

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

給出的“標準答案”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，溶液導電性變弱，即為圖中AB段所示；B點時兩者恰好完全中和，溶液中基本無自由移動的離子，故導電性最小。當滴入氫氧化鋇溶液過量時，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，導電性會增強。

故答案為：1.B點時兩者恰好完全中和，溶液中基本無自由移動的離子，故導電性最小。

2.硫酸溶液和氫氧化鋇溶液發生了中和反應，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，所以導電性又逐漸升高。

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

二、理論分析

電解質溶液導電是溶液中離子定向移動的結果。查閱電化學文獻得知：溶液導電能力取決于離子濃度、單個離子所帶電荷及離子的遷移速度。溶液導電率與溶液中各種離子的濃度、離子的價數、離子淌度有關。離子淌度是表示離子運動速率的物理量，淌度越大離子運動速率越大，離子的水合半徑越大運動速率越小，導電能力越弱。

25℃時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大于氫氧根離子和鋇離子的淌度之和，即硫酸溶液的導電性強于氫氧化鋇溶液的導電性，氫氧化鋇溶液過量時導電性曲線沒有習題圖示中那么陡峭，所以曲線兩側不可能對稱。

同理可知，往氫氧化鈉溶液中滴入鹽酸，溶液的導電性不是一條直線，而是一個V字形，且右側比左側更陡峭，如圖1所示。因為氫氧根離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、實驗測試

用導電儀實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生中和反應時，溶液導電性的變化曲線兩側不對稱，硫酸的導電變化更顯著。如圖2所示。

上述習題是“臆想”問題而不是真實問題?；瘜W問題具有復雜性，即使看起來簡單也必須充分考慮各種因素，最終通過實驗這個“最高法庭”進行檢驗，切不可想當然。