IGCSE 化学 0620 Paper 4 练习卷：酸、碱、盐与滴定计算（Extended 理论卷・100 分）

年级：中四至中五（IGCSE Year 10–11）　｜　科目：化学 0620　｜　时限：60 分钟　｜　总分：100 分　｜　题数：34

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Paper 4（Extended，结构题）	1 小时 15 分	75	不可用

题目

第 1 题（16 分）　酸与碱的性质、pH 与中和计算

(a) 以离子说明酸的定义，并写出氯化氢溶于水后所产生的一种离子。 （2 分）

(b) 分别写出广用指示剂与蓝色石蕊试纸在酸性溶液中的颜色变化。 （2 分）

(c) 25.0 cm³ 的 0.100 mol/dm³ 氢氧化钠溶液与 0.125 mol/dm³ 盐酸完全中和。求所需盐酸的体积。 （3 分）

(d) 把 10.0 cm³ 的 0.10 mol/dm³ 盐酸加水稀释至总体积 250 cm³。求稀释后溶液的氢离子浓度及 pH（pH 取两位小数）。 （3 分）

(e) 把 0.48 g 镁加入 500 cm³ 的 0.100 mol/dm³ 盐酸中。判断哪一种反应物有剩余，并求在常温常压下生成氢气的体积（摩尔体积取 24 000 cm³/mol）。 （3 分）

(f) 把氧化钠、二氧化硫与氧化铝分别归类为酸性、碱性或两性氧化物，并各写一名称。 （3 分）

第 2 题（18 分）　制备可溶性盐：硫酸铜(II)晶体

(a) 在制备硫酸铜(II)时，为何要加入过量的氧化铜，而不是一次过加入计算所得的分量？ （2 分）

(b) 写出氧化铜与稀硫酸反应的化学方程式，并说明如何把未反应的固体与溶液分离。 （3 分）

(c) 25.0 cm³ 的 1.00 mol/dm³ 硫酸与过量氧化铜反应。求理论上可生成的无水硫酸铜(II)质量（Mr = 159.6）。 （3 分）

(d) 实验实际得到 3.20 g 的 CuSO4·5H2O 晶体（Mr = 249.6）。求以水合物计算的百分产率。 （4 分）

(e) 说明为何不可把溶液蒸干以取得晶体，并写出由溶液取得较大晶体的一个步骤。 （3 分）

(f) 写出检验溶液中硫酸根离子的方法及预期观察结果。 （3 分）

第 3 题（18 分）　滴定、强酸与弱酸

(a) 说明弱酸与强酸的分别。 （2 分）

(b) 0.010 mol/dm³ 盐酸的 pH 为 2.00。同浓度的乙酸 pH 约为 3.4，试解释差异。 （3 分）

(c) 25.0 cm³ 的 0.100 mol/dm³ 氢氧化钠溶液，用 0.0625 mol/dm³ 硫酸滴定至终点。求所需硫酸的体积，并写出计算所用的摩尔比。 （4 分）

(d) 写出氢氧化钠与硫酸反应的离子方程式，并说明为何该反应属于中和反应。 （3 分）

(e) 本滴定适合用酚酞作指示剂。说明选择指示剂时要考虑的两个条件。 （3 分）

(f) 假设滴定达终点时共生成 0.00125 mol 硫酸钠。求硫酸钠的质量（Mr = 142.1）。 （3 分）

第 4 题（16 分）　盐的溶解度与沉淀反应

(a) 写出三条溶解度规律，各举一例。 （3 分）

(b) 把硝酸银溶液与氯化钠溶液混合，写出观察结果、沉淀名称及离子方程式。 （3 分）

(c) 50.0 cm³ 的 0.200 mol/dm³ 硝酸银溶液与过量氯化钠溶液反应。求生成沉淀的质量（Mr(AgCl) = 143.5）。 （4 分）

(d) 若改用 50.0 cm³ 的 0.200 mol/dm³ 硝酸银与 25.0 cm³ 的 0.200 mol/dm³ 氯化钠混合，求沉淀质量，并指出哪一种离子有剩余。 （3 分）

(e) 写出用火焰试验辨认钠离子、钾离子与铜(II)离子时所见的焰色。 （3 分）

第 5 题（16 分）　中和反应的应用：土壤改良与肥料

(a) 农民在酸性土壤中加入熟石灰。说明这个做法的化学原理。 （2 分）

(b) 某块农地每平方米需要 0.050 mol 氧化钙。求每平方米所需的氧化钙质量（Mr = 56）。 （3 分）

(c) 氨与硝酸反应生成硝酸铵。若有 0.500 mol 氨完全反应，求可生成的硝酸铵质量（Mr = 80）。 （3 分）

(d) 比较硝酸铵与硫酸铵的含氮百分率，并据此说明哪一种肥料较浓缩。 （4 分）

(e) 说明过量施用石灰可能带来的两个问题。 （2 分）

(f) 写出使用浓硫酸时的两项安全措施，并各说明原因。 （2 分）

第 6 题（16 分）　实验探究：酸与碳酸钙的反应

(a) 0.50 g 碳酸钙与过量稀盐酸反应。求理论上生成二氧化碳的体积（摩尔体积取 24 000 cm³/mol）。 （3 分）

(b) 若用 2.0 mol/dm³ 盐酸与 0.0050 mol 碳酸钙完全反应，求所需盐酸的体积。 （3 分）

(c) 实验实际收集到 108 cm³ 二氧化碳。求该实验的百分产率，并提出一个令产率偏低的原因。 （4 分）

(d) 写出检验所收集气体的方法，并写出碳酸钙与酸反应的离子方程式。 （3 分）

(e) 若把碳酸钙换成同质量的粉末，说明反应速率与收集气体总量的变化。 （3 分）

答案及评分准则

第 1 题　酸与碱的性质、pH 与中和计算

(a) 酸是溶于水时能产生氢离子（H+）的物质（1 分）；溶液中含有氢离子与氯离子（1 分）。 ［2 分］

(b) 广用指示剂呈红、橙或黄色（1 分）；蓝色石蕊试纸变红（1 分）。 ［2 分］

(c) n(NaOH) = 0.0250 × 0.100 = 0.00250 mol（1 分）；摩尔比 1：1，故 n(HCl) = 0.00250 mol（1 分）；V = 0.00250 ÷ 0.125 = 0.0200 dm³ = 20.0 cm³（1 分）。 ［3 分］

(d) n(H+) = 0.010 × 0.10 = 0.0010 mol（1 分）；浓度 = 0.0010 ÷ 0.250 = 0.0040 mol/dm³（1 分）；pH = −log(0.0040) = 2.40（1 分）。 ［3 分］

(e) n(Mg) = 0.48 ÷ 24 = 0.020 mol，n(HCl) = 0.500 × 0.100 = 0.050 mol；0.020 mol 镁只需 0.040 mol 酸，故酸有剩余（1 分）；n(H2) = 0.020 mol（1 分）；V = 0.020 × 24 000 = 480 cm³（1 分）。 ［3 分］

(f) 氧化钠为碱性氧化物，与酸反应（1 分）；二氧化硫为酸性氧化物，与碱反应（1 分）；氧化铝为两性氧化物，与酸及碱均能反应（1 分）。 ［3 分］

第 2 题　制备可溶性盐：硫酸铜(II)晶体

(a) 确保全部硫酸被中和（1 分）；过量的氧化铜不溶于水，可用过滤除去（1 分）。 ［2 分］

(b) CuO + H2SO4 生成 CuSO4 + H2O（1 分方程式、1 分平衡）；用过滤法，固体留在滤纸上（1 分）。 ［3 分］

(c) n(H2SO4) = 0.0250 × 1.00 = 0.0250 mol（1 分）；摩尔比 1：1，n(CuSO4) = 0.0250 mol（1 分）；质量 = 0.0250 × 159.6 = 3.99 g（1 分）。 ［3 分］

(d) 理论 n(CuSO4·5H2O) = 0.0250 mol（1 分）；理论质量 = 0.0250 × 249.6 = 6.24 g（1 分）；百分产率 = 3.20 ÷ 6.24 × 100%（1 分）= 51.3%（1 分）。 ［4 分］

(e) 蒸干会令水合物失去结晶水并分解或产生杂质（1 分）；加热至溶液接近饱和后冷却，让晶体慢慢析出（2 分）。 ［3 分］

(f) 加入稀盐酸酸化（1 分），再加入氯化钡溶液（1 分）；出现白色沉淀即表示含硫酸根离子（1 分）。 ［3 分］

第 3 题　滴定、强酸与弱酸

(a) 强酸在水中完全电离（1 分）；弱酸只部分电离，溶液中仍有大量未电离分子（1 分）。 ［2 分］

(b) 盐酸完全电离，氢离子浓度等于 0.010 mol/dm³，pH = −log(0.010) = 2.00（1 分）；乙酸部分电离（1 分），氢离子浓度低得多，故 pH 较高（1 分）。 ［3 分］

(c) n(NaOH) = 0.0250 × 0.100 = 0.00250 mol（1 分）；摩尔比 H2SO4：NaOH = 1：2（1 分），n(H2SO4) = 0.00125 mol（1 分）；V = 0.00125 ÷ 0.0625 = 0.0200 dm³ = 20.0 cm³（1 分）。 ［4 分］

(d) H+ + OH− 生成 H2O（2 分）；氢离子与氢氧离子结合成为水，故为中和反应（1 分）。 ［3 分］

(e) 指示剂的变色范围要与滴定终点的 pH 相符（2 分）；酸碱两边的颜色变化须明显易辨（1 分）。 ［3 分］

(f) 质量 = 0.00125 × 142.1（1 分）= 0.178 g（2 分，包括三位有效数字及单位）。 ［3 分］

第 4 题　盐的溶解度与沉淀反应

(a) 所有硝酸盐均可溶，例如硝酸钾（1 分）；大部分氯化物可溶，但氯化银不溶（1 分）；碳酸盐多数不溶，但碳酸钠与碳酸钾可溶（1 分）。 ［3 分］

(b) 出现白色沉淀（1 分）；沉淀为氯化银（1 分）；Ag+ + Cl− 生成 AgCl（1 分）。 ［3 分］

(c) n(AgNO3) = 0.0500 × 0.200 = 0.0100 mol（1 分）；摩尔比 1：1，n(AgCl) = 0.0100 mol（1 分）；质量 = 0.0100 × 143.5（1 分）= 1.44 g（1 分）。 ［4 分］

(d) n(Ag+) = 0.0100 mol，n(Cl−) = 0.0050 mol，氯离子为限量试剂（1 分）；n(AgCl) = 0.0050 mol，质量 = 0.0050 × 143.5 = 0.72 g（1 分）；银离子有剩余 0.0050 mol（1 分）。 ［3 分］

(e) 钠离子呈黄色（1 分）；钾离子呈淡紫色（1 分）；铜(II)离子呈蓝绿色（1 分）。 ［3 分］

第 5 题　中和反应的应用：土壤改良与肥料

(a) 熟石灰是碱，能中和土壤中的酸（1 分），使 pH 回升至适合植物生长的范围（1 分）。 ［2 分］

(b) 质量 = 摩尔数 × 摩尔质量（1 分）= 0.050 × 56（1 分）= 2.8 g（1 分）。 ［3 分］

(c) 摩尔比 1：1，n(NH4NO3) = 0.500 mol（1 分）；质量 = 0.500 × 80（1 分）= 40.0 g（1 分）。 ［3 分］

(d) 硝酸铵含氮 = 28 ÷ 80 × 100% = 35.0%（2 分）；硫酸铵含氮 = 28 ÷ 132 × 100% = 21.2%（1 分）；硝酸铵较浓缩（1 分）。 ［4 分］

(e) 土壤变成碱性，部分养分变得不可溶而植物无法吸收（1 分）；可能令土壤结构变差或影响微生物活动（1 分）。 ［2 分］

(f) 戴护目镜及手套，避免溅到皮肤与眼睛造成严重灼伤（1 分）；在通风柜内操作，避免吸入腐蚀性蒸气（1 分）。 ［2 分］

第 6 题　实验探究：酸与碳酸钙的反应

(a) n(CaCO3) = 0.50 ÷ 100 = 0.0050 mol（1 分）；n(CO2) = 0.0050 mol（1 分）；V = 0.0050 × 24 000 = 120 cm³（1 分）。 ［3 分］

(b) 方程式显示每 1 mol 碳酸钙需 2 mol 酸（1 分）；n(HCl) = 0.010 mol（1 分）；V = 0.010 ÷ 2.0 = 0.0050 dm³ = 5.0 cm³（1 分）。 ［3 分］

(c) 百分产率 = 108 ÷ 120 × 100%（2 分）= 90.0%（1 分）；部分气体溶于水或收集前逸出（1 分）。 ［4 分］

(d) 把气体通入石灰水，石灰水变乳白色（1 分）；CO3^2− + 2H+ 生成 H2O + CO2（2 分）。 ［3 分］

(e) 粉末表面积较大，碰撞频率增加，反应速率加快（2 分）；总气体体积不变，因为碳酸钙摩尔数相同（1 分）。 ［3 分］

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