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DSE 化学练习卷：酸碱、滴定与电化学（12 题・100 分・75 分钟）
练习卷 · DSE 化学 酸碱滴定与电化学全卷
本卷涵盖 pH 与氢离子浓度、酸碱滴定计算、摩尔浓度换算、电解与电镀、电化学电池、氧化还原滴定、指示剂选择、盐类水解、反应速率与滴定数据分析，共 12 题，分甲、乙、丙三部，总分 100 分，时限 75 分钟，每题附计算步骤与单位要求，并附完整答案与评分要点。
卷面资料 年级：中六（S6） ｜ 科目：化学 ｜ 时限：75 分钟 ｜ 总分：100 分 ｜ 题数：12
甲部（32 分）
酸碱计算、浓度换算与滴定基本题，须列出公式、代入数值及单位。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 1 | 0.010 M 的盐酸（强酸，完全电离）。 (a) 求该溶液的 pH。 (b) 求同浓度 0.010 M 氢氧化钠溶液的 pH。 (c) 将 10.0 cm³ 该盐酸加水稀释至总体积 1.00 dm³，求稀释后溶液的 pH。 |
(a) [H⁺] = 0.010 M，pH = −log 0.010 = 2.00 (b) [OH⁻] = 0.010 M，pOH = 2.00，pH = 14.00 − 2.00 = 12.00 (c) 稀释前莫尔数 = 0.010 × 0.0100 = 1.00 × 10⁻⁴ mol；稀释后 [H⁺] = 1.00 × 10⁻⁴ / 1.00 = 1.00 × 10⁻⁴ M，pH = 4.00 |
| 2 | 25.0 cm³ 的 0.100 M 氢氧化钠溶液以 0.0500 M 硫酸滴定。 (a) 求 25.0 cm³ 氢氧化钠溶液所含的莫尔数。 (b) 写出中和的离子方程式，并求所需硫酸的莫尔数。 (c) 求所需硫酸的体积（以 cm³ 表示）。 |
(a) n(NaOH) = 0.100 × 0.0250 = 2.50 × 10⁻³ mol (b) H⁺ + OH⁻ → H₂O；每粒 H₂SO₄ 提供 2 个 H⁺，故 n(H₂SO₄) = 2.50 × 10⁻³ / 2 = 1.25 × 10⁻³ mol (c) V = 1.25 × 10⁻³ / 0.0500 = 0.0250 dm³ = 25.0 cm³ |
| 3 | 将 4.0 g 氢氧化钠（摩尔质量 40.0 g/mol）溶于水并稀释至 500 cm³。 (a) 求该溶液的摩尔浓度。 (b) 取 25.0 cm³ 该溶液稀释至 250 cm³，求稀释后的浓度。 (c) 求 25.0 cm³ 稀释后溶液所含氢氧化钠的莫尔数。 |
(a) n = 4.0 / 40.0 = 0.10 mol，c = 0.10 / 0.500 = 0.20 M (b) c₁V₁ = c₂V₂：0.20 × 25.0 = c₂ × 250，c₂ = 0.020 M (c) n = 0.020 × 0.0250 = 5.0 × 10⁻⁴ mol |
| 4 | 两个烧杯分别盛有 0.0010 M 盐酸及 0.0010 M 乙酸（Ka = 1.8 × 10⁻⁵）。 (a) 求盐酸的 pH。 (b) 以 [H⁺] ≈ √(Ka × c) 求乙酸的 pH。 (c) 解释为何同浓度的乙酸与镁条反应较慢。 |
(a) pH = −log 0.0010 = 3.00 (b) [H⁺] = √(1.8 × 10⁻⁵ × 0.0010) = 1.34 × 10⁻⁴ M，pH = 3.87 (c) 乙酸只部分电离，[H⁺] 远低于同浓度的盐酸，与镁碰撞并反应的频率较低，故气泡产生较慢。 |
乙部（36 分）
电解、电化学电池与氧化还原滴定题，须写出电极反应及说明原理。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 5 | 以 0.50 A 的电流电解硫酸铜(II) 溶液，使用铜电极，通电 32 分 10 秒（1930 s）。 (a) 求通过的电荷量。 (b) 求阴极析出铜的莫尔数（1 mol 电子 = 96500 C；Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu）。 (c) 求阴极析出铜的质量（Cu = 63.5）。 |
(a) Q = It = 0.50 × 1930 = 965 C (b) n(e⁻) = 965 / 96500 = 0.0100 mol；n(Cu) = 0.0100 / 2 = 5.0 × 10⁻³ mol (c) m = 5.0 × 10⁻³ × 63.5 = 0.3175 g ≈ 0.32 g |
| 6 | 以石墨电极电解浓氯化钠溶液。 (a) 写出阳极反应，并指出生成物。 (b) 写出阴极反应，并指出生成物。 (c) 解释为何溶液中 Na⁺ 不在阴极放电，并说明电解后溶液酸碱性的变化。 |
(a) 阳极：2Cl⁻ → Cl₂ + 2e⁻，生成氯气。 (b) 阴极：2H₂O + 2e⁻ → H₂ + 2OH⁻，生成氢气。 (c) 钠比水中的氢离子（H₂O）活泼，Na⁺ 较难被还原，故 H₂O 先放电；阴极不断产生 OH⁻，故电解后溶液变碱性。 |
| 7 | 一个锌－铜电池的标准电极电位：Zn²⁺/Zn = −0.76 V，Cu²⁺/Cu = +0.34 V。 (a) 求电池的标准电动势。 (b) 指出电子在外电路中的流动方向，并写出两极的反应。 (c) 解释盐桥的作用。 |
(a) E°cell = E°cathode − E°anode = 0.34 − (−0.76) = 1.10 V (b) 电子由锌极经外电路流向铜极；阳极（锌）：Zn → Zn²⁺ + 2e⁻；阴极（铜）：Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu (c) 盐桥中的离子迁移以中和两半电池积累的电荷，保持溶液电中性，并使电路完整。 |
| 8 | 在酸性溶液中，以 0.0100 M 高锰酸钾溶液滴定 25.0 cm³ 的 0.0200 M 硫酸铁(II) 溶液（MnO₄⁻ + 8H⁺ + 5e⁻ → Mn²⁺ + 4H₂O）。 (a) 求锰的氧化数变化。 (b) 写出配平的全反应离子式。 (c) 求所需高锰酸钾溶液的体积。 |
(a) 锰由 +7 降至 +2，每粒 MnO₄⁻ 得 5 个电子，属还原。 (b) MnO₄⁻ + 5Fe²⁺ + 8H⁺ → Mn²⁺ + 5Fe³⁺ + 4H₂O (c) n(Fe²⁺) = 0.0200 × 0.0250 = 5.00 × 10⁻⁴ mol；n(MnO₄⁻) = 5.00 × 10⁻⁴ / 5 = 1.00 × 10⁻⁴ mol；V = 1.00 × 10⁻⁴ / 0.0100 = 0.0100 dm³ = 10.0 cm³ |
丙部（32 分）
指示剂、盐类水解、反应速率与数据分析题，须清楚解释推论。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 9 | 以下三组滴定，请各选一种合适指示剂并解释。 (a) 盐酸滴定氢氧化钠。 (b) 盐酸滴定氨水。 (c) 乙酸滴定氢氧化钠。 (d) 解释指示剂的变色范围为何须与等当点的 pH 急剧变化范围重叠。 |
(a) 强酸强碱，等当点 pH = 7，酚酞或甲基橙均可。 (b) 强酸弱碱，等当点 pH ≈ 5（酸性），选甲基橙（变色范围 3.1–4.4）。 (c) 弱酸强碱，等当点 pH ≈ 9（碱性），选酚酞（变色范围 8.3–10.0）。 (d) 只有当指示剂在 pH 急剧变化段内变色，观察到的终点才接近等当点，指示剂误差才小。 |
| 10 | 0.10 M 乙酸钠溶液（Ka(CH₃COOH) = 1.8 × 10⁻⁵）。 (a) 解释为何该溶液呈碱性。 (b) 以 Kb = Kw / Ka 求 Kb(CH₃COO⁻)。 (c) 以 [OH⁻] ≈ √(Kb × c) 求溶液 pH。 |
(a) 乙酸根水解：CH₃COO⁻ + H₂O ⇌ CH₃COOH + OH⁻，产生 OH⁻，故溶液呈碱性。 (b) Kb = 1.0 × 10⁻¹⁴ / 1.8 × 10⁻⁵ = 5.6 × 10⁻¹⁰ (c) [OH⁻] = √(5.6 × 10⁻¹⁰ × 0.10) = 7.5 × 10⁻⁶ M；pOH = 5.13，pH = 14.00 − 5.13 = 8.87 |
| 11 | 将一块 2.00 g 大理石（碳酸钙）加入 50.0 cm³ 的 1.0 M 盐酸，定时量度总质量损失。 时间 / s：0、30、60、90、120、150 质量损失 / g：0、0.80、1.40、1.80、2.00、2.00 (a) 求 0 至 60 s 的平均反应速率（g/s）。 (b) 解释 90 s 后质量不再减少的原因。 (c) 解释若把大理石磨成粉末，曲线会怎样改变。 |
(a) 平均速率 = 1.40 / 60 = 0.0233 g/s (b) 盐酸为限量试剂，90 s 后已被耗尽，反应停止，故质量不再减少。 (c) 磨成粉末使表面积增大，碰撞频率提高，初段速率较大、曲线较陡；但盐酸量不变，最终质量损失相同。 |
| 12 | 以 0.100 M 盐酸滴定 25.0 cm³ 未知浓度的氢氧化钠溶液，三次滴定结果：24.25 cm³、24.00 cm³、24.05 cm³。 (a) 指出应舍弃哪个读数并解释。 (b) 求平均滴定体积（cm³，3 位有效数字）。 (c) 求氢氧化钠溶液的浓度。 |
(a) 应舍弃 24.25 cm³，因为它与另外两次相差超过 0.10 cm³，属离群读数。 (b) 平均 = (24.00 + 24.05) / 2 = 24.025 ≈ 24.03 cm³ (c) n(HCl) = 0.100 × 0.024025 = 2.4025 × 10⁻³ mol；n(NaOH) = 2.4025 × 10⁻³ mol；c = 2.4025 × 10⁻³ / 0.0250 = 0.0961 M |
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