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IB 化学 SL Paper 3 练习卷（实作技巧・10 题・100 分）
练习卷 · IB 化学 SL
IB 化学 SL Paper 3 实作技巧练习卷（10 题・100 分・75 分钟）：滴定数据与不确定度、量热法求中和焓变、比色法校准曲线、还原法求实验式、气体摩尔体积、碘钟反应 Q10、平衡常数 Kc、电解电量、弱酸 pH 与 Ka。附答案及评分要点。
卷面资料 年级：IB DP ｜ 科目：化学 ｜ 时限：75 分钟 ｜ 总分：100 分 ｜ 题数：10
甲部：滴定与量热（30 分）
回答第 1 至 3 题，每题 10 分。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 1 | Q1 以 0.100 mol dm⁻³ 盐酸滴定 25.0 cm³ 氢氧化钠溶液，三次滴定体积为 24.55、24.60、24.65 cm³。(a) 计算平均滴定体积。(b) 计算所用盐酸的摩尔数。(c) 计算氢氧化钠的浓度（mol dm⁻³，3 位有效数字）。(d) 说明为何只取可接受范围（相差 ≤0.10 cm³）的读数求平均。 | (a) (24.55 + 24.60 + 24.65) ÷ 3 = 24.60 cm³（2 分）。 (b) 0.100 × 24.60 ÷ 1000 = 2.46 × 10⁻³ mol（3 分）。 (c) 酸碱比 1:1，2.46 × 10⁻³ ÷ 0.0250 = 0.0984 mol dm⁻³（3 分，答案取 3 位有效数字 0.0984）。 (d) 读数分散代表存在操作误差（终点判断、气泡、未冲洗管壁）；剔除离群值再求平均可减少随机误差对结果的影响（2 分）。 |
| 2 | Q2 滴定使用 50 cm³ 滴定管（每次读数 ±0.05 cm³）及 25.0 cm³ 移液管（±0.06 cm³），平均滴定体积 24.60 cm³。(a) 计算滴定管读数之绝对不确定度。(b) 计算滴定体积之百分不确定度（1 位小数）。(c) 计算移液管之百分不确定度。(d) 求总百分不确定度，并指出哪件仪器贡献最大。 | (a) 滴定管体积为两次读数之差：2 × 0.05 = 0.10 cm³（2 分）。 (b) 0.10 ÷ 24.60 × 100 = 0.4%%（3 分）。 (c) 0.06 ÷ 25.0 × 100 = 0.2%%（2 分）。 (d) 合计 0.4%% + 0.2%% = 0.6%%；滴定管贡献最大，因其百分不确定度较高（3 分）。 |
| 3 | Q3 将 50.0 cm³ 1.00 mol dm⁻³ 盐酸与 50.0 cm³ 1.00 mol dm⁻³ 氢氧化钠混合，温度上升 6.8 °C。假设溶液密度 1.00 g cm⁻³、比热容量 4.18 J g⁻¹ K⁻¹。(a) 计算放出的热量（J）。(b) 计算中和反应的摩尔数。(c) 计算中和焓变（kJ mol⁻¹）。(d) 文献值为 −57.3 kJ mol⁻¹，计算百分误差并提出一个令测得数值偏小的原因。 | (a) q = 100.0 × 4.18 × 6.8 = 2,842.4 J（3 分）。 (b) 1.00 × 50.0 ÷ 1000 = 0.050 mol（2 分）。 (c) ΔH = −2,842.4 ÷ 0.050 ÷ 1000 = -56.8 kJ mol⁻¹（3 分）。 (d) 误差 = |−56.8 − (−57.3)| ÷ 57.3 × 100 = 0.8%%；原因：热量散失到环境、量热器吸热、混合不完全或温度未达最高点即读数（2 分）。 |
乙部：比色法与化学计量（30 分）
回答第 4 至 6 题，每题 10 分。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 4 | Q4 用比色计（光程 1 cm）测定标准溶液：0.0200 mol dm⁻³ 的吸光度为 0.42；已稀释 10 倍的未知样本吸光度为 0.315。(a) 计算摩尔吸光系数（dm³ mol⁻¹ cm⁻¹）。(b) 计算稀释后样本浓度。(c) 计算原样本浓度。(d) 说明每次测量前为何须以空白溶液设定零点。 | (a) A = εcl → ε = 0.42 ÷ (0.0200 × 1) = 21.0 dm³ mol⁻¹ cm⁻¹（3 分）。 (b) c = 0.315 ÷ 21.0 = 0.0150 mol dm⁻³（2 分）。 (c) 稀释 10 倍 → 0.0150 × 10 = 0.150 mol dm⁻³（2 分）。 (d) 空白溶液含相同溶剂与试剂但不含待测物，用以扣除溶剂、比色皿与试剂本身吸收，令读数只反映待测物的吸光度（3 分）。 |
| 5 | Q5 2.40 g 铜的氧化物以氢气完全还原，剩余 1.92 g 铜（Cu = 63.55、O = 16.00）。(a) 计算氧化物中氧的质量。(b) 计算 Cu 与 O 的摩尔数。(c) 求实验式。(d) 写出还原反应的平衡方程式。 | (a) 2.40 − 1.92 = 0.48 g（2 分）。 (b) n(Cu) = 1.92 ÷ 63.55 = 0.0302 mol；n(O) = 0.48 ÷ 16.00 = 0.0300 mol（3 分）。 (c) 摩尔比 ≈ 1:1，实验式为 CuO（3 分）。 (d) CuO + H₂ → Cu + H₂O（2 分，须平衡）。 |
| 6 | Q6 0.243 g 镁与过量稀盐酸反应（Mg = 24.3；室温摩尔体积 22.7 dm³ mol⁻¹）。(a) 计算镁的摩尔数。(b) 写出平衡方程式。(c) 计算生成氢气的体积（cm³）。(d) 提出两个令收集体积偏小的实验原因。 | (a) 0.243 ÷ 24.3 = 0.0100 mol（2 分）。 (b) Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂（2 分）。 (c) 1:1 → 0.0100 × 22.7 = 0.227 dm³ = 227 cm³（3 分，须换算单位）。 (d) 任何两项：气体在收集前扩散流失、注射器内有残留空气、镁表面氧化令反应不完全、反应未完成即读体积、温度或压强与假设不同（3 分）。 |
丙部：动力学与平衡（20 分）
回答第 7 至 8 题，每题 10 分。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 7 | Q7 碘钟反应在 20 °C 时蓝色出现时间为 64 s，在 30 °C 时为 32 s。(a) 以 1/t 计算两个温度下的相对速率。(b) 计算 Q10 值。(c) 说明 Q10 值约为 2 的化学意义。(d) 提出一项不改变温度但可加快此反应的方法及原因。 | (a) 20 °C：1 ÷ 64 = 0.0156 s⁻¹；30 °C：1 ÷ 32 = 0.0312 s⁻¹（2 分）。 (b) Q10 = 0.0312 ÷ 0.0156 = 2.0（3 分）。 (c) 温度每升 10 °C，反应速率约加倍；因粒子平均动能与碰撞频率增加，超过活化能的粒子比例明显上升（2 分）。 (d) 提高反应物浓度或加入催化剂：前者增加单位体积碰撞频率，后者降低活化能（3 分，须说明机理）。 |
| 8 | Q8 在 1.00 dm³ 容器中，H₂ 与 I₂ 起始各 0.100 mol；平衡时 [HI] = 0.156 mol dm⁻³。(a) 计算反应了的 H₂。(b) 计算平衡时 [H₂] 与 [I₂]。(c) 计算 Kc（3 位有效数字）。(d) 说明 Kc 是否有单位。 | (a) 每生成 2 个 HI 消耗 1 个 H₂ → 0.078 mol（2 分）。 (b) 0.100 − 0.078 = 0.022 mol dm⁻³，H₂ 与 I₂ 相同（3 分）。 (c) Kc = 0.156² ÷ (0.022 × 0.022) = 50.3（3 分）。 (d) 无单位：Δn = 2 − (1 + 1) = 0，浓度单位互相抵消（2 分）。 |
丁部：电解与酸碱（20 分）
回答第 9 至 10 题，每题 10 分。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 9 | Q9 以 2.00 A 电流通过硫酸铜(II) 溶液 30.0 分钟（F = 96500 C mol⁻¹；Cu = 63.55）。(a) 计算通过的电量。(b) 计算电子的摩尔数。(c) 计算阴极析出铜的质量（g，3 位有效数字）。(d) 写出阴极半反应。 | (a) Q = 2.00 × 30.0 × 60 = 3,600 C（2 分）。 (b) 3,600 ÷ 96500 = 0.0373 mol（2 分）。 (c) Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu，故 0.0373 ÷ 2 × 63.55 = 1.19 g（3 分）。 (d) Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu（3 分，须标状态与电子数）。 |
| 10 | Q10 0.100 mol dm⁻³ 弱酸 HA 溶液的 pH 为 2.87。(a) 计算 [H⁺]。(b) 计算 Ka。(c) 计算 pKa（2 位小数）。(d) 计算电离百分率，并说明为何不可假设 [H⁺] 等于 0.100 mol dm⁻³。 | (a) [H⁺] = 10^(−2.87) = 1.35e-03 mol dm⁻³（3 分）。 (b) Ka = (1.35e-03)² ÷ 0.100 = 1.82e-05 mol dm⁻³（3 分）。 (c) pKa = −log₁₀(1.82e-05) = 4.74（2 分）。 (d) 电离率 = 1.35e-03 ÷ 0.100 × 100 = 1.35%%；弱酸只部分电离，[H⁺] 远小于初始浓度，若假设完全电离会严重高估酸性与 Ka（2 分）。 |
TutorZone 练习卷｜题目与文章为原创，并非任何学校或出版社的教材。
