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第418章 死磕“化学水溶液中的离子平衡”(1 / 1)

七月最热的那天下午,凌凡在化学上栽了这辈子最大一个跟头。

事情发生得毫无预兆。攻坚地图上,“化学水溶液中的离子平衡”这个专题,他原本是插着绿色小旗的——代表“相对优势领域”。毕竟从高一开始,化学就是他六科里唯一能及格的科目,那些瓶瓶罐罐的反应在他脑子里一直有着清晰的画面感。

所以当学习小组决定分专题突破时,凌凡主动揽下了这个山头。

“我来打主攻,”他在晨会上说,语气里甚至带着点轻松,“离子平衡嘛,不就是谁多谁少、谁强谁弱那点事儿?三天,我给你们趟条路出来。”

苏雨晴提醒了一句:“别轻敌,去年高考那道离子浓度排序题,全市正确率不到百分之十五。”

凌凡点点头,但心里没太当回事。

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第一天,他按照老套路来。

“游戏攻略法”——这是他从解析几何和电磁场攻坚中总结出的制胜法宝:把难题当成游戏副本,拆解成一步步可操作的指令。

他把离子平衡专题拆成五个“关卡”:弱电解质电离、盐类水解、沉淀溶解平衡、离子浓度比较、综合图像分析。每个关卡准备了二十道经典题,从易到难排列整齐,像等待检阅的士兵。

上午九点,凌凡信心满满地杀进第一关。

弱电解质电离——不就是个“不完全拆家”的比喻吗?电解质像一栋房子,强电解质一拳轰塌(完全电离),弱电解质只拆几堵墙(部分电离),拆多少看“电离度”这个拆墙工的实力。

他用这个比喻给赵鹏讲,赵鹏十分钟就懂了。

“简单啊!”赵鹏眼睛发亮,“那电离平衡常数就是拆墙工的工资标准呗?工资越高,拆得越狠?”

“对!”凌凡很满意,“第二关,盐类水解——拆完墙发现废墟里有老鼠(弱酸根或弱碱阳离子),老鼠会偷砖头去自己搭窝(结合水电离出的氢离子或氢氧根),导致周围环境变酸或变碱”

赵鹏听得哈哈大笑:“凡哥你这比喻绝了!”

一切看起来都很顺利。凌凡甚至抽空在攻坚地图的化学山头上画了个笑脸,标注:“day1,进展神速。”

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变故发生在第二天下午。

当凌凡推进到第四关“离子浓度比较”时,第一道题就让他卡住了。

那是一道关于醋酸和醋酸钠混合溶液的题。题目给出两者浓度比、电离常数,要求比较溶液中七种微粒浓度大小。凌凡按照“攻略”操作:先判断溶液酸碱性(醋酸多,显酸性),再列出三大守恒(电荷、物料、质子),然后

然后他就懵了。

七个微粒的浓度关系像一团乱麻,他列出的不等式链条总是在某个环节断裂。更诡异的是,当他换用另一种思路——用“分布系数法”计算各形态占比时,算出的结果和守恒关系对不上。

“不可能啊”凌凡盯着草稿纸,额角渗出细汗。

他重新读题,检查数据,再算一遍。

还是对不上。

再算第三遍。

草稿纸写满了,数字开始跳舞。

三个小时,他就卡在这道题上。窗外天色从亮到暗,蝉鸣不知什么时候停了,房间里只剩下笔尖摩擦纸张的沙沙声,和越来越粗重的呼吸声。

晚上八点,赵鹏来送晚饭时,看见凌凡还保持着同样的姿势——佝着背,一手撑着头,一手死死攥着笔,眼睛通红地盯着那道题。

“凡哥先吃饭?”

凌凡没反应。

赵鹏小心翼翼地把饭盒推过去。凌凡忽然伸手,不是接饭盒,而是抓过一张新的草稿纸,开始第四次演算。

这次他换了一种策略:假设具体数值代入。但算到一半他就停住了——因为发现自己代进去的数字,根本不符合题目给的浓度比条件。

“我连题都没读懂”凌凡低声说,声音哑得厉害。

赵鹏从没见过这样的凌凡。之前的攻坚中,凌凡也会卡壳,也会烦躁,但眼睛里始终有光——那种“我一定能把你这道破题拿下”的狠劲儿。

但现在,那光暗了。

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第三天清晨,线上晨会。

凌凡带着黑眼圈出现在镜头前,把那张折磨了他一整夜的题发到群里。

“求助,”他说,“我卡死了。”

苏雨晴五分钟后就给出了完整解答。步骤清晰得像教科书范例。林天看完后补了一句:“这题关键在醋酸根那步近似处理,你得忽略二级水解,不然会多出一个无穷小的变量把自己绕进去。”

凌凡看着他们的解答,每一个字都认识,连起来也能懂。但他心里清楚:就算这次看懂了,下一道类似的题呢?

“问题不在这一道题,”凌凡说,“问题在于我发现自己根本不会‘比较浓度’。”

他调转摄像头,对准自己过去两天整理的“攻略笔记”——足足二十页,里面塞满了比喻、口诀、流程图:

小主,这个章节后面还有哦,请点击下一页继续阅读,后面更精彩!“酸多显酸,碱多显碱,等量看谁弱。”

“电荷守恒像管账,进来出去要对上。”

“物料守恒是数砖,总数不变随便搬。”

密密麻麻,琳琅满目。

“我编了这么多口诀,画了这么多图,”凌凡的声音很平静,但平静底下有什么东西在裂开,“可一遇到真正复杂的混合溶液,这些口诀全成了废话。我就像就像背了一本武功秘籍的招式图解,但真打起来,连最基本的马步都扎不稳。”

群里沉默了很久。

陈景老师的声音突然插进来:“凌凡,你现在走到哪一步了?”

“第四关,离子浓度比较。卡在第四道题。”

“前三关的题,正确率多少?”

凌凡调出自己做的练习记录:“弱电解质电离,二十题全对。盐类水解,错了两道。沉淀溶解平衡,错了一道。”

“也就是说,单独考某个知识点,你没问题。”陈景慢慢说,“但知识点一混合,你就乱。”

“对。”

“那你觉得问题出在哪?”

凌凡盯着屏幕上那些花花绿绿的笔记,喉咙发紧。

他这两天其实隐隐感觉到了——那些他引以为傲的“比喻法”“攻略法”,在面对真正复杂的系统时,反而成了负担。因为每个比喻都有漏洞,每个口诀都有适用范围,当多个知识点交织在一起时,他脑子里就像同时开了七八个游戏窗口,每个窗口都在喊不同的指令,最后死机。

但他不愿意承认。

因为这意味着,他好不容易建立起来的学习方法论,在这个专题上,失效了。

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“下午三点,来我实验室。”陈景说。

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陈景的“实验室”其实是他家阳台改造的。

十平米的空间,摆满了各种玻璃器皿:烧杯、锥形瓶、容量瓶、滴定管,角落还有个老旧的电子天平。空气里弥漫着一股淡淡的酸味和灰尘混合的气息。

凌凡进门时,陈景正戴着老花镜,用砂纸打磨一根玻璃棒。

“坐。”老先生头也不抬,“桌上那瓶溶液,ph试纸在旁边,测一下。”

凌凡依言操作。橙黄色的试纸浸入澄清液体,拿出来时变成了淡红色。对照比色卡:“ph大概3到4?”

“嗯。。”陈景放下玻璃棒,“现在,加一勺醋酸钠固体进去,搅匀,再测。”

凌凡照做。白色晶体落入溶液,他用玻璃棒搅拌了很久才完全溶解。新的试纸浸入,颜色变成橙红色。

“ph5到6?”凌凡有些惊讶,“升高了这么多?”

“为什么升高?”

“因为醋酸钠水解,产生氢氧根,中和了部分醋酸电离出的氢离子”

“停。”陈景抬手打断,“别背书。用眼睛看,用手做,用脑子想——你刚才到底看到了什么?”

凌凡愣住了。

“我再做一次,你看仔细。”陈景重新取了一份醋酸溶液,测ph,记录。然后加入醋酸钠,但这次他加得很慢,一边加一边用玻璃棒搅拌,每加一点就测一次ph。

凌凡看到,随着白色晶体一点点溶解,试纸的颜色从淡红慢慢变成橙红,再变成更浅的橙黄。

“你看,”陈景指着那排逐渐变色的试纸,“这不是‘水解产生氢氧根中和氢离子’那句话,这是一个真实发生的过程——某种东西在改变,改变的速度、幅度、终点,都明明白白摆在这儿。

他转身,从书架上抽出一本发黄的笔记本,翻开某一页,推到凌凡面前。

那是陈景三十多年前的备课笔记。纸上画着简陋的装置图:两个烧杯用盐桥连接,插入电极,旁边手写记录着电压表读数的变化。再往后翻,是各种溶液混合后沉淀生成、气体冒出、颜色变化的实验现象描述,文字旁配有稚嫩的简笔画。

“我教书的第一年,”陈景说,“学校里什么都没有。我就带学生用墨水瓶当烧杯,自行车辐条当电极,自己熬紫甘蓝汁当酸碱指示剂。那会儿哪有什么口诀、比喻、流程图?我们就一样——做实验,看现象,记下来,然后拼命想:这到底是怎么回事?”

他合上笔记本,看向凌凡。

“你现在的问题,就是‘知道得太多,看见得太少’。”

凌凡心脏猛地一缩。

“你知道弱电解质电离,知道盐类水解,知道三大守恒,你知道所有该知道的名词、公式、技巧。”陈景的声音很轻,但每个字都砸在凌凡耳膜上,“但你不知道醋酸钠固体扔进醋酸溶液时,ph是从哪个数值开始变、怎么变、变到哪停下的。”

“因为你没亲眼见过。”

“你脑子里装的,全是别人嚼碎了喂给你的‘知识结论’。而你缺的,是这些结论诞生时,那个最原始、最笨拙的‘观察过程’。”

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凌凡站在那排逐渐变色的ph试纸前,浑身发冷。

他想起自己这两天的攻坚:一遍遍刷题,一遍遍总结“攻略”,以为只要把解题步骤机械化、口诀化,就能攻克这个专题。

小主,这个章节后面还有哦,请点击下一页继续阅读,后面更精彩!但他从来没想过——为什么醋酸和醋酸钠混合后溶液显酸性?为什么弱酸弱碱盐的水解程度要看二者相对强弱?为什么沉淀转化要向着溶解度更小的方向进行?

这些“为什么”,他一个都答不上来。

他只会说:“因为公式是这样,因为规律是这样,因为老师是这样教的。”

“现在,”陈景从柜子里抱出一摞器皿,“把你那些口诀、比喻、流程图,全忘了。”

“今天下午,你就干一件事——”

老先生把烧杯、试剂瓶、天平、试纸一样样摆开:

“用你的眼睛,亲手把这些‘平衡’给我‘看’出来。”

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凌凡的第一个实验,失败了三次。

他想重现醋酸-醋酸钠体系的ph变化,但蒸馏水纯度不够,影响了初始ph;称量醋酸钠时天平没调平,称多了;搅拌不均匀,局部浓度过高

三个小时后,他终于得到了一组勉强可用的数据。

当他看着自己亲手记录下的ph变化曲线时,脑子里突然“嗡”的一声。

那条曲线——醋酸钠加入量从零开始增加时,ph先快速上升,然后上升速度变缓,最后趋近一个平台——这个形状,和他做题时遇到的那些“缓冲溶液ph变化图”,一模一样。

但之前看题里的图,他只是“知道”这是缓冲溶液的特征。

而现在,他“看见”了——看见自己每加一勺固体,试纸颜色就变浅一点;看见ph在某个区间后变得“懒惰”,不肯再大幅变化;看见那个“平台”不是书上的一句话,而是真实存在的、可以用手触碰到的“稳定状态”。

“原来这就是缓冲”凌凡喃喃道。

陈景在旁边配另一组溶液,头也不抬:“继续。下一个,沉淀转化。”

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晚上七点,凌凡的双手已经被各种试剂染得花花绿绿。

他做了七组实验:弱电解质电离度测定、同离子效应、盐类水解程度比较、沉淀生成与溶解、沉淀转化、分步沉淀、综合体系中的竞争平衡。

每个实验都笨拙、缓慢、充满意外。

有次他往氯化钙溶液里加草酸铵,期待看到白色沉淀,结果因为浓度算错,沉淀迟迟不生成,他傻等了十分钟。

还有次做氢氧化镁和氢氧化铁的沉淀转化,两种沉淀颜色太像,他分不清到底转化了没有,急得满头汗。

但就是在这些笨拙的操作里,有些东西在生根发芽。

当他亲手把硫化钠溶液滴入硫酸锌和硫酸镉的混合液,看到黑色的硫化镉沉淀先出来,等镉离子几乎沉淀完全后,白色的硫化锌才缓缓出现时——

“分步沉淀”凌凡盯着试管里黑白分明的两层沉淀,呼吸都屏住了。

这个他曾经需要死记“溶度积小的先沉淀”的规律,此刻以最直观的方式展现在眼前:深黑色的硫化镉像墨汁沉底,上面悬浮着乳白色的硫化锌絮状物,界限分明得像一幅画。

他甚至能想象出溶液里发生了什么——镉离子和锌离子在抢夺有限的硫离子,镉离子手更快,先抢到大部分,等硫离子浓度继续升高,锌离子才开始捡漏。

这不是口诀,不是比喻。

这是正在发生的“战争”。而他,是战地记者。

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晚上十点,凌凡瘫坐在实验室的水泥地上,背靠着铁皮柜。

身旁散落着几十张数据记录纸,上面画满了歪歪扭扭的曲线、潦草的现象描述、打满问号和感叹号的思考旁注。

他累得手指都抬不起来,但眼睛里烧着一团火。

陈景递过来一杯温盐水:“感觉怎么样?”

凌凡接过杯子,一口气灌下去大半,喉咙里发出满足的叹息。

“老师,”他声音沙哑,“我好像明白什么叫‘平衡’了。”

不是明白概念,不是记住公式。

是明白“平衡”这两个字,在真实的化学世界里,到底长什么样——它是ph试纸颜色变化的那个转折点,是沉淀生成与溶解的那个临界点,是两种离子争夺第三种离子的那个拉锯点。

它是一个动态的、脆弱的、随时可能被打破又顽强自我重建的“状态”。

而不是习题册上那些冷冰冰的“大于”“小于”“等于”。

“我之前做题,”凌凡慢慢说,“就像在背棋谱。马走日,象走田,车走直线炮翻山,背得滚瓜烂熟。但真下棋时,对方不按谱走,我就傻了。”

“因为我只知道‘棋子该怎么走’,不知道‘为什么要这么走’。”

陈景点点头:“那现在呢?”

“现在”凌凡看向自己染满试剂的手,“现在我知道,马走日是因为马腿的关节结构只能让它跳那个角度;象走田是因为它体型大,一步就得跨那么大;车走直线是因为它轮子只能往前滚”

他顿了顿,眼睛越来越亮:

“我知道‘规则’是怎么从‘本质’里长出来的了。”

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深夜十一点半,凌凡抱着一摞实验记录回到家。

赵鹏还在等他,趴在桌上睡着了,口水泡湿了半张离子浓度比较的专题卷。

凌凡轻轻推醒他。

“鹏子,起来,我有个新发现。”

赵鹏迷迷糊糊睁开眼:“凡哥你手怎么了?怎么五颜六色的”

“别管手。”凌凡把实验记录摊开,抽出那张醋酸-醋酸钠的ph变化曲线,“你看这个。”

他花了二十分钟,给赵鹏讲自己下午的实验——不是讲结论,是讲过程:怎么配溶液,怎么称量,怎么搅拌,试纸颜色怎么一点点变,数据怎么一点点记。

赵鹏听得一愣一愣的。

“现在,”凌凡把那张折磨了他一整天的混合溶液浓度比较题重新拿出来,“咱们不用口诀,不用守恒,就凭感觉——你觉得,在这瓶我亲手配出来的醋酸-醋酸钠混合液里,哪种粒子最多?哪种最少?”

赵鹏盯着题目里那些抽象的文字描述,又看看凌凡实验记录上那些具体的颜色变化、数据曲线。

他皱着眉,手指无意识地在桌上画着,嘴里念念有词:“醋酸比醋酸钠多那溶液肯定是酸的氢离子多但醋酸钠一加进去,醋酸根就暴增醋酸分子呢?好像也没少太多?”

突然,他眼睛瞪大了。

“凡哥!我好像好像能‘看见’了!”

赵鹏抓过草稿纸,开始画——不是列公式,而是画烧杯:左边画一堆醋酸分子(ch?oh),右边画一堆醋酸钠拆成的钠离子和醋酸根离子。然后他开始“分配”:氢离子从醋酸里电离出来一些,醋酸根从醋酸钠里全部出来,然后部分醋酸根会偷氢离子变回醋酸,但偷不完

画着画着,七个微粒的浓度关系,居然在他笔下排出了一条清晰的链条。

“氢离子最少,因为醋酸本身电离就少,加上醋酸根会偷它钠离子第二少,因为它只有一个来源醋酸根和醋酸分子谁多?嗯醋酸钠贡献了大量醋酸根,但部分被偷去变醋酸了,所以可能还是醋酸分子多点”

他越说越快,笔尖在纸上飞舞。

五分钟后,一道让凌凡卡了三个小时的题,赵鹏用这种“画烧杯分糖果”的笨办法,解出来了。

而且全对。

两人盯着那个正确答案,半晌没说话。

最后赵鹏先开口,声音发颤:“凡哥我是不是蒙的?”

凌凡摇头,拿起赵鹏画的那些歪歪扭扭的烧杯和粒子:“你不是蒙的。你是真的‘看见’了溶液里正在发生的事。”

他指着赵鹏画的“醋酸根偷氢离子”那一步:

“这步,就是盐类水解的本质。”

“这步,就是同离子效应的体现。”

“这步,就是三大守恒里质子守恒的源头。”

凌凡的声音在颤抖:

“鹏子,我们以前做题,是在背别人总结好的‘地图’。但今天下午,我亲手走了一遍那片森林。而你刚才——你是闻着森林里的土腥味、摸着树皮的纹路,自己画出了一张地图。”

“这张地图可能粗糙,可能简陋,但它是你的。”

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凌晨两点,凌凡坐在书桌前,没有刷题。

他在整理下午的实验记录。一张张数据纸铺开,他用红笔在上面标注:

“此处ph突跃,对应缓冲容量极限。”

“此处沉淀开始转化,溶度积比约为1000:1。”

“此处两种沉淀同时生成,分步沉淀失败。”

标注完,他翻出之前那二十页“攻略笔记”。

看了一会儿,他拿起打火机,走到卫生间。

火焰舔舐纸页,那些精心编排的口诀、比喻、流程图,在火光里卷曲、变黑、化为灰烬。

烧的不是知识。

烧的是对“捷径”的迷信。

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凌晨三点,凌凡在日记本上写:

“今日阵亡于化学水溶液。

死因:知道太多,看见太少。

抢救过程:陈景老师逼我忘掉所有技巧,回到实验室,用最笨的方式——亲手做,亲眼见——重新认识什么叫‘平衡’。

复活感悟:

1 知识在成为‘结论’前,首先是‘现象’。跳过现象直取结论,就像跳过恋爱直接结婚——你得到了名分,但不懂什么是爱。

2 所有复杂的系统题,剥开层层包装后,核心都是几个最简单的过程在同时发生、互相影响。找到它们,盯着它们,题就解了。

3 赵鹏今天用‘画烧杯’的笨方法解出了难题,这证明:对本质的理解,比任何技巧都强大。

化学山头,绿色小旗已拔掉。

明天插红旗——用血肉攻下来的那种红。”

他写完,看向墙上那张攻坚地图。

“化学水溶液离子平衡”的山头上,他擦掉了之前那个轻松的笑脸,重新画上一枚滴血的勋章。

勋章旁标注:

“day3,阵亡一次。复活后获得天赋:‘真实之眼’——能看见溶液里正在发生的战争。”

窗外,夜色浓稠如墨。

但凌凡觉得,自己好像刚刚擦亮了一根火柴,看见了黑暗深处,那些原本以为抽象不可知的东西,其实都有温度,有形状,有呼吸。

原来最难的,从来不是题。

是肯不肯蹲下来,亲手摸一摸知识的体温。

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当你发现所有技巧都失效时,恭喜你——你触碰到了知识的本质层。

这时候,唯一的路是:

清零,归零,回到知识诞生的那个原始场景。

化学就去摸试剂,物理就去摆装置,生物就去养细菌。

用最笨的方式,重新走一遍人类发现这个规律时的路。

你会发现,所有复杂的结论,都从简单的观察里长出来。

而当你亲手培育过那棵“知识树”后,再回头看那些题目——

它们不再是需要死记硬背的“规则”,而是你可以亲手演绎的“剧本”。

你不再是做题的考生。

你是重现真理的导演。

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