胡 坤

(陜西省白河高級(jí)中學(xué) 陜西 白河 725800)

選修4探究鹽水溶解的酸堿性實(shí)驗(yàn)，一般做法是用廣泛pH試紙測(cè)出酸堿性。但在實(shí)際學(xué)考中還必須知道大致pH值相對(duì)大小，以便探究或印證“越弱越水解，越稀越水解”的規(guī)律。一般做法往往只能測(cè)出鹽溶液大致的pH值，對(duì)于理科班來說還不夠。因此很有必要對(duì)該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行反思改進(jìn)。

溫度恒定時(shí)鹽水解時(shí)溶液酸堿性主要受水解程度和濃度的影響。為了同時(shí)印證“越弱越水解，越稀越水解”的規(guī)律，選擇合適的濃度很重要。由于鹽的水解程度一般都不大，故采取精度更高的數(shù)碼酸度計(jì)測(cè)pH值，更好的區(qū)分不同鹽水解性差異?？紤]到實(shí)驗(yàn)中7種鹽的溶解度，方便類比，都從1mol/L的濃度開始稀釋。

實(shí)驗(yàn)用品：

儀器：百靈達(dá)牌袖珍pH計(jì) 廣泛pH試紙 25ml量筒 燒杯

藥品：1mol/L NaCl溶液 、1mol/L Na2CO3溶液、1mol/L NaHCO3溶液、1mol/L NH4Cl溶液、1mol/L Na2SO4溶液、1mol/LCH3COONa溶液、1mol/L(NH4)2SO4溶液、自制蒸餾水

實(shí)驗(yàn)環(huán)境：室溫10℃，蒸餾水pH值為6.85，實(shí)驗(yàn)室自來水pH值為7.82。

實(shí)驗(yàn)過程：用蒸餾水配制并逐倍稀釋1mol/L的各鹽溶液，分別用百靈達(dá)牌袖珍pH計(jì)和廣泛pH試紙兩種方法測(cè)量pH值并記錄對(duì)比。最后繪制pH值變化曲線(下圖)。原實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)未呈現(xiàn)。

鹽水解pH值計(jì)算近似公式：10℃ Kw=0.292×10-14pKw≈13.465 純水pH= 6.73

一元弱酸強(qiáng)堿鹽 pH=1/2(pKw+ pKa + lgC鹽)

一元弱堿強(qiáng)酸鹽 pH=1/2(pKw- pKb - lgC鹽)

鹽溶液極稀時(shí)水的電離占優(yōu)勢(shì)，鹽溶液pH≈6.73(溶劑水的pH)

表1(計(jì)算所需常數(shù))

表2(計(jì)算不同濃度鹽溶液pH值)

實(shí)驗(yàn)結(jié)合理論計(jì)算可以發(fā)現(xiàn)，稀釋過程中兩者數(shù)據(jù)變化趨勢(shì)基本吻合。通過分析總結(jié)可得出以下信息：

(1)鹽水解較微弱，故溶劑水和鹽溶液濃度對(duì)鹽溶液pH值有一定影響。

(2)部分水解鹽溶液pH值差別在1以內(nèi)，廣泛PH試紙無法滿足要求?？煽紤]改用數(shù)碼pH計(jì)或精密PH試紙測(cè)量。

(3)受pH計(jì)探頭結(jié)構(gòu)及測(cè)量原理局限，強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽的溶液pH值一般不等于7。

(4 )為了使7種鹽溶液的pH值有一定的區(qū)分度，濃度最好0.125mol/L至0.00781mol/L之間。本著節(jié)約環(huán)保的理念，濃度配小仍符合實(shí)驗(yàn)要求?？傊皇窃綕庠胶?，越濃區(qū)分度越好。

(5)碳酸鈉和碳酸氫鈉溶液稀釋曲線初始段可以說明越稀越水解。稀釋初始階段pH值有增大，顯示水解作用優(yōu)于稀釋作用。

(6)類比碳酸鈉、碳酸氫鈉和醋酸鈉可以明顯的總結(jié)鹽水解的另一條規(guī)律“越弱越水解”。

(7)稀釋過程中曲線變化平緩說明水解鹽溶液本身是一種較好的緩沖溶液，對(duì)稀釋具有一定的緩沖作用。

(8)通過實(shí)驗(yàn)和理論計(jì)算，使人能更好的理解理論與實(shí)踐的辯證關(guān)系。兩者可以互相促進(jìn)，最終推動(dòng)科技不但發(fā)展前進(jìn)。

總之《探究鹽溶液的酸堿性》實(shí)驗(yàn)，若改用蒸餾水，控制好濃度，采用廣泛PH試紙可以很好地滿足高中化學(xué)選修4模塊業(yè)考試要求；若改用蒸餾水，控制好濃度，采用pH計(jì)(或精密PH試紙)測(cè)量并能繪制7種鹽溶液稀釋pH值變化曲線圖，會(huì)幫助學(xué)生深刻領(lǐng)悟鹽水解規(guī)律，激發(fā)實(shí)驗(yàn)興趣，培養(yǎng)學(xué)科探究能力。同時(shí)更好地為學(xué)生創(chuàng)設(shè)真實(shí)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)情景，再現(xiàn)微觀世界的動(dòng)態(tài)平衡，平衡之間的對(duì)立與統(tǒng)一。