1.实验用品

实验仪器：电导率传感器、pH 传感器、滴数传感器、磁力搅拌器、数据采集器、电脑及配套软件、磁子、容量瓶（200mL）、烧杯（50mL）、量筒、吸量管

实验药品：氢氧化钠（AR）、邻苯二甲酸氢钾（AR）、酚酞试剂

2.实验装置

按照图2所示搭建实验装置。

图2 实验装置示意图

3.实验过程

（1）配制 0.0250mol/L KHA 溶液及 0.1000mol/L NaOH溶液；

（2）向滴管中加入0.1000mol/L 的NaOH 溶液，排尽下端空气，打开开关阀，调节流速阀，使液滴以合适的速度成滴落下。按图2所示连接装置。调节滴管位置，保证液滴能被滴数传感器感应，并对滴数传感器进行校准；

（3）用移液管量取20.00mL 0.0250mol/L 的KHA溶液移至磁力搅拌器上装有磁子的烧杯（50mL）中，滴加2-3 滴酚酞试剂。插入电导率传感器，注意：避免磁子碰到电导率传感器金属探头；

（4）点击数据采集按钮，打开滴管下端的开关阀，观察实验现象变化和曲线变化。待数据曲线变化趋于稳定，关闭滴管的开关阀，并停止数据采集。重复实验三次。

（5）测定滴定pH值变化实验步骤同上，注意避免磁子碰到pH传感器玻璃探头。

四、实验结果与分析

1.电导率变化实验结果与数据记录

如图3 所示，通过三组平行实验得出三条NaOH溶液滴定KHA溶液电导率变化曲线。

由实验原始数据记录，得出起始及结束时溶液的电导率，并结合软件自带的检查、正切分析功能确定滴定终点时三组实验溶液的电导率及消耗NaOH溶液体积，综合结果如表2所示。

图3 电导率变化曲线

表2 KHA溶液与NaOH溶液反应过程中电导率相关数据记录

起始时，暂未滴加NaOH溶液，此时溶液电导率数值最小，其平均数值为3011.0μS/cm，溶液显无色。开始滴定后，溶液电导率立即增大，电导率曲线逐渐上升。当NaOH 溶液滴定体积在接近5mL 时，溶液中开始出现局部红色，继续滴定，溶液完全变为红色，电导率曲线出现转折，上升幅度增加。最终随着NaOH 溶液的继续加入，溶液电导率继续增加至滴定结束。

2.pH变化实验结果与数据记录

如图4 所示，通过三组平行实验得出三条NaOH溶液滴定KHA溶液pH值变化曲线。

图4 pH变化曲线

通过软件自带的一阶导数图功能对三条曲线进行分析得出曲线如图5所示，通过检查功能分析及实验数据得出三条曲线滴定终点时NaOH溶液消耗体积及溶液pH如表3所示。

图5 pH变化一阶导数曲线

表3 KHA溶液与NaOH溶液反应过程中pH相关数据记录

由图5 和表3 可以得出，起始时，溶液pH 平均值为4.35，溶液显无色，说明邻苯二甲酸氢钾（KHA）溶液显酸性。开始滴定后，溶液pH 值增大。当NaOH溶液滴定体积在接近5mL时，溶液中开始出现局部红色，继续滴定溶液完全变为红色，pH 曲线发生突跃，随着NaOH 溶液的继续加入，pH 值继续增大直至趋于稳定。

3.“四重表征”分析

邻苯二甲酸氢钾（KHA），分子式为C8H5KO4。常温下为无色单斜结晶或白色结晶性粉末。在空气中稳定，能溶于水，微溶于醇。

实验使用0.1000mol/L NaOH 溶液滴定20mL 0.0250mol/L KHA 溶液，理论计算可知溶液恰好完全反应时NaOH 体积应为5.00mL。通过软件自带的检查、正切、一阶导数分析功能，确定电导率实验滴定终点消耗NaOH 溶液体积5.093mL处，pH实验滴定终点消耗NaOH 体积为5.04mL 处，在误差允许内，两实验得到的滴定终点是一致的。

溶液之所以能够导电是由于溶液中自由离子的定向移动，电导率传感器通过电极之间的电流来测量溶液的导电能力。在溶液中，电流通过离子来传输。因此，溶液离子浓度越高其导电能力就越强，由于离子所带电荷数目不同，不同种类的离子导电能力不同。

选择一组电导率实验数据与pH 实验数据，利用Origin软件作图，结果如图6所示。对其进行“四重表征”分析，如表4所示。

通过“四重表征”分析，针对学生概念性错误、宏微结合能力不足、知识迁移困难等问题，以实验事实与理论解析的方式，帮助学生克服认知障碍。

图6 电导率实验与pH实验Ⅰ综合曲线图

表4 “四重表征”分析

来源：百度搜索