河北省保定市第一中学　　张晓巍

电解质溶液导电性实验探究

河北省保定市第一中学张晓巍

本文结合高一所学离子反应相关知识，引导学生探究电解质溶液导电的原因，以及溶液导电能力与离子浓度的关系。实验原理以蒸馏水不导电作为开始，通过加入电解质使溶液导电性发生质变，证明溶液导电的原因是存在自由离子。接着改变溶液中离子的浓度，使溶液导电性发生量变，进而证明溶液导电能力与离子浓度成正比。

电解质自由离子导电

现行苏教版高中化学必修1专题2第二单元离子反应一课中，在讲解电解质溶液的导电性相关知识时，缺少强有力的演示实验。为了使学生更深刻地理解电解质溶液导电的原理和揭示电解质溶液导电本质，我和学生结合教材演示实验1—1对离子导电性实验进行了如下探究和改进。

一、实验目的

1.探究电解质溶液导电的原因；

2.探究电解质溶液的导电能力与自由离子浓度的关系。

二、实验原理

要实现目的1，首先要找到一种液体几乎不导电。大家很快想到了蒸馏水。然后加入一种电解质A，使溶液的导电性发生质变，导电能力从无到有。至此，我们可以得出自由离子的存在是电解质溶液导电的原因了。

要实现目的2，有同学提出：“我们可以通过改变离子浓度来测试溶液导电能力的变化，从而完成对电解质溶液导电原因的定性讨论。只要继续加入电解质，使自由离子浓度增加，然后测量溶液导电能力的变化。”还有同学想到：“我们还可以想办法让溶液中的离子减少，再测试溶液的导电能力的变化。”这时，老师不失时机地问到：“如何使溶液中的离子减少呢？”同学们有的说加蒸馏水稀释，还有的提议加入另一种物质B与溶液中的离子生成沉淀。最后我总结到：“这两种方法都能使溶液中的离子浓度发生量变，都有一定的道理，我们可以分别试一试。”

三、实验操作

1.仪器和药品：

250mL烧杯、石墨电极、220V60W灯泡、磁力搅拌器和导线若干、蒸馏水、电解质A为浓硫酸、电解质B为氢氧化钡。

2.实验步骤：

（1）250mL烧杯中加入200mL蒸馏水，插入两根连有灯泡的石墨电极，接通电源，观察现象。

（2）将上述烧杯放在磁力搅拌器上，插入电极，接通电源，观察现象。然后逐滴加入浓硫酸。当加入一滴时，观察有何变化。

（3）再加一滴浓硫酸，观察现象。

（4）通过减少溶液中的离子来改变溶液的导电能力。

①稀释法：将烧杯中的溶液倒出一半，插入电极，慢慢加入蒸馏水，观察现象。

②沉淀法：逐量加入氢氧化钡，观察现象。

3.现象与结论：

（1）在步骤1中，我们可以观察到灯泡不亮。蒸馏水中几乎不含离子，因此可认为不导电。

（2）在步骤2中，当加入一滴硫酸时，灯泡微亮。这证明了电解质硫酸在水的作用下电离出自由离子，使溶液导电。

（3）在步骤3中，当再加入一滴硫酸时，灯泡明显变亮。随着硫酸加入量的增多，溶液中离子浓度也增大，导电能力增强。这样我们就找到了电解质溶液的导电能力随着溶液中自由离子浓度的增大而增大。

（4）在步骤4中的稀释法中，随着溶液的稀释，灯泡稍有变暗，但不是很明显。而沉淀法中，随着氢氧化钡的加入，溶液变浑浊，灯泡很快就逐渐暗了下来，当加入2小药匙时，灯泡完全熄灭。这是由于溶液中的Ba2+和SO42-结合成BaSO4沉淀，H+和OH-结合成H2O，而使溶液中自由离子大量减少的缘故。

四、问题与说明

在实验过程中，同学们在配制氢氧化钡溶液时遇到了问题：用蒸馏水配制的氢氧化钡溶液总是浑浊的。于是同学们立即上网查找氢氧化钡的溶解度。资料显示氢氧化钡在室温时的溶解度只有3.8克，而实际配制时，溶解的部分远小于3.8克，原因是氢氧化钡极易吸收二氧化碳，在储存过程中变成碳酸钡。配制氢氧化钡溶液时需静置后过滤。原来大家一直认为作为三大强碱之一的氢氧化钡应该和氢氧化钠、氢氧化钾一样易溶，直到今天同学们亲手配制它的溶液，才纠正了之前认为的理论上的误区。由于氢氧化钡的溶解度不大，同学们经过讨论，决定在步骤4中改用氢氧化钡固体逐量添加到硫酸溶液中，取得了良好的效果。

改进后的实验，操作简单，现象明显，能充分深刻地揭示电解质导电的原理，增强了理论教学的效果。