武林神话－酸碱大作战.doc

武林神话－酸碱大作战
　　简介
　　利用一自制的导电检测计来探讨电解质和酸碱反应，一开始置入该检测计于氢氧化钡溶液时，明显地电灯泡亮了，但逐渐地加入硫酸时，发现灯泡渐渐地黯淡，最后甚至不亮了。持续地再加入硫酸时，灯泡又渐渐地亮了。
　　示范步骤
　　1. 先把自制的导电检测计置入装有纯水的烧杯中，观察灯泡是否发亮。发现灯泡是不发亮的。
　　2. 再取一个烧杯内装 100 mL 氢氧化钡水溶液，加入 6、7 滴酚太指示剂，发现溶液呈粉红色，再将自制的导电检测计置入其中，发现灯泡亮了，如图一所示。  
　　3. 再缓慢地加入 1 M 的硫酸于装有氢氧化钡的烧杯中，且用玻棒小心地搅拌均匀，发现渐渐地灯泡越来越暗，且溶液开始混浊，如图二所示。
　　4. 将 1 M 的硫酸加到某个量时，发现溶液颜色变成白色且混浊，而且电灯泡不亮了，如图三所示。
　　5. 再加入 1 M 硫酸时，电灯泡又渐渐地亮了起来，如图四所示。

图一
图二

图三
图四
　　溶液和器材
　　1.  氢氧化钡溶液：将 2 克的氢氧化钡 (Barium Hydroxide, Ba(OH)2) 加入水中成 200 mL。
　　2. 1.0 M 硫酸溶液：将 5.5 mL 的18M浓硫酸慢慢的加入约 60 mL 水中，再稀释成100mL即可。
　　3. 酚酞指示剂 (phenolphthalein) 少许。
　　4. 一个自制的导电检测计：到电子材料行或电器行购买一组电灯泡式的简易照明设备，将其中一条电线减断，去除两端约五公分长的塑料外皮，而且将两端铜丝旋转成各一条棒状，用绝缘塑料布绑紧两条铜棒于试管外，注意铜棒不可接触。
　　原理和概念
　　1. 本实验牵涉到电解质(如硫酸、氢氧化钡)与非电解(如纯水、酒精、蔗糖水溶液)的判断，即溶液中有离子的存在方能导电。
　　2. 酚酞指示剂在酸中呈无色，在碱中呈粉红色。
　　3. 本实验涉及的反应式如下：
Ba(OH)2(aq)+ H2SO4(aq) → Ba(SO4)↓(s) + H2O(l)
　　教学提示
　　1. 因本实验未进行定量的酸碱滴定实验，故溶液的浓度可随意些。若定量的滴定方式进行，则可以让学生知道溶液的颜色和沉淀，以及灯泡的发亮与各溶液的使用量其间的关系。
　　2. 自制的导电检测计之两端铜棒距离不能太远，且电压需强一些，经实际测试结果：利用 6V 的干电池组装，进行实验难以成功。
　　问题和参考答案
　　1. 试解释为何纯水无法使灯泡发亮?
　　答: 因纯水的解离度太小，离子少到不能通电，故灯泡不亮。
　　2.  为何一开始氢氧化钡溶液能导电，而渐渐地加入硫酸后导电却越来越差?
　　答: 因氢氧化钡溶液中有钡离子及氢氧根可供导电，而使灯泡发亮，但加入硫酸后却使之反应而产生硫酸钡的沉淀，故离子不见了，灯泡也不亮了。
　　3. 为何会有白色的浑浊产生?
　　答: 因氢氧化钡与硫酸会产生不易溶于水的硫酸钡固体。
　　安全
　　 ● 示范这个实验必须戴安全眼镜及可丢弃的手套。
　　 ● 示范这个实验实行适当的风险评估是老师的责任。