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中四化学练习卷：酸碱、盐与电解（12 题・100 分・75 分钟）
练习卷 · 中四化学：酸碱、盐与电解全卷
中四化学练习卷，练摩尔浓度与稀释、酸碱滴定与 pH 计算、盐的制备方法、电解硫酸铜与食盐水、结晶水与法拉第计算，并以真实数据表训练误差分析与实验设计。全卷 12 题、100 分、75 分钟，附完整答案与评分要点。
卷面资料 年级：中四（S4） ｜ 科目：化学 ｜ 时限：75 分钟 ｜ 总分：100 分 ｜ 题数：12
甲部（第 1–4 题）：酸碱基础与盐的制备（28 分）
甲部
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 1 | 1. 实验室有 250.0 cm³ 浓度 0.200 mol/dm³ 的氢氧化钠溶液（相对分子质量 40.0）。(a) 计算溶液中氢氧化钠的摩尔数与质量。(b) 把全部溶液加水稀释至 500.0 cm³，计算稀释后的摩尔浓度。(c) 由稀释后的溶液取出 0.0200 mol 氢氧化钠，需量取多少体积？ | (a) n = cV = 0.200 × 0.250 = 0.0500 mol；m = nM = 0.0500 × 40.0 = 2.00 g。（3 分） (b) 稀释后 n 不变，c = 0.0500 / 0.500 = 0.100 mol/dm³。（2 分） (c) V = n / c = 0.0200 / 0.100 = 0.200 dm³ = 200.0 cm³。（2 分） 评分要点：第 (a) 部分摩尔数 1 分、质量 1 分、单位 1 分。 |
| 2 | 2. 以浓度 0.120 mol/dm³ 的盐酸滴定 25.0 cm³ 未知浓度的氢氧化钠溶液，三次滴定读数为 24.10 cm³、23.95 cm³、24.00 cm³（滴定终点耗用盐酸体积）。(a) 指出哪些读数可视为相符读数，并计算平均体积。(b) 计算所用盐酸的摩尔数及氢氧化钠溶液的摩尔浓度。(c) 若该氢氧化钠原液共 250.0 cm³，计算其中所含氢氧化钠的质量。 | (a) 23.95 与 24.00 相差 0.05 cm³，属相符读数；24.10 偏离，舍弃。平均值 = (23.95 + 24.00) / 2 = 23.975 cm³。（2 分） (b) n(HCl) = 0.120 × 0.023975 = 0.0028770 mol；NaOH + HCl → NaCl + H₂O，摩尔比 1:1，故 c(NaOH) = 0.0028770 / 0.025 = 0.115 mol/dm³。（3 分） (c) m = 0.115 × 0.250 × 40.0 = 1.15 g。（2 分） 评分要点：第 (b) 部分方程式／摩尔比 1 分、代入 1 分、浓度 1 分。 |
| 3 | 3. 某酸性溶液 X 的氢离子浓度为 4.0e-04 mol/dm³。(a) 计算溶液 X 的 pH 值。(b) 把 X 加水稀释 100 倍，求稀释后溶液的 pH 值，并解释变化。(c) 以氢氧化钠滴定醋酸，应选用哪种指示剂？写出所选指示剂在终点前后的颜色变化，并说明原因。 | (a) pH = −log[H⁺] = −log(4.0e-04) = 3.40。（2 分） (b) 稀释 100 倍后 [H⁺] 变为 4.0e-06 mol/dm³，pH = 3.40 + 2 = 5.40；稀释使氢离子浓度下降，pH 上升。（2 分） (c) 选酚酞：醋酸与氢氧化钠完全反应时生成醋酸钠，溶液呈弱碱性（pH 约 8–9），落在酚酞变色范围（pH 8.3–10.0）；终点由无色变粉红色。（3 分） 评分要点：指示剂名称 1 分、颜色变化 1 分、理由 1 分。 |
| 4 | 4. 下列三种盐各有不同的制备路线。(a) 由氧化铜制备硫酸铜：写出化学方程式，并简述由开始到取得固体的三个主要步骤。(b) 由硝酸银溶液与氯化钠溶液制备氯化银：写出反应类型与分离固体的方法。(c) 说明为何制备硫酸铜时不可用“酸碱滴定至指示剂变色”的方法。 | (a) CuO + H₂SO₄ → CuSO₄ + H₂O；步骤：把过量氧化铜加入稀硫酸并搅拌，过滤除去未反应的氧化铜，把滤液蒸发浓缩至出现结晶，冷却结晶后抽滤及风干。（3 分） (b) 沉淀反应（复分解反应）：AgNO₃ + NaCl → AgCl↓ + NaNO₃；以过滤分离沉淀，用蒸馏水洗涤后干燥。（2 分） (c) 滴定法只适用于酸与可溶性碱（或碳酸盐）的均相反应，靠指示剂颜色变化判断终点；氧化铜是不溶于水的固体，反应在固液界面进行，无法用指示剂判断终点，亦难控制恰好完全反应，故改用“过量固体＋过滤”。（2 分） |
乙部（第 5–8 题）：电解与化学计算（32 分）
乙部
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 5 | 5. 以铜片作两极电解硫酸铜（II）溶液，电流强度 0.50 A，通电 40 分钟。(a) 分别写出阳极与阴极的半反应式。(b) 描述通电时两极及溶液的观察变化。(c) 计算阴极析出铜的质量（相对原子质量 Cu = 63.5，法拉第常数 96500 C/mol）。(d) 若改用石墨作阳极，阳极的生成物会有何改变？ | (a) 阳极：Cu → Cu²⁺ + 2e⁻；阴极：Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu。（2 分） (b) 阳极铜片逐渐溶解、质量减少；阴极有红棕色铜沉积、质量增加；溶液的蓝色大致不变，因为阳极溶出的 Cu²⁺ 与阴极消耗的 Cu²⁺ 数量相等。（2 分） (c) Q = It = 0.50 × 2400 = 1200 C；n(e⁻) = 1200 / 96500 = 0.0124 mol；n(Cu) = 0.0124 / 2 = 0.0062 mol；m = 0.0062 × 63.5 = 0.395 g ≈ 0.40 g。（3 分） (d) 改用石墨阳极后，阳极不再溶解，改为氢氧根离子放电产生氧气（4OH⁻ → O₂ + 2H₂O + 4e⁻），溶液中的 Cu²⁺ 持续被消耗，蓝色逐渐变淡。（1 分） 评分要点：第 (c) 部分电量 1 分、电子摩尔数 1 分、质量 1 分。 |
| 6 | 6. 以石墨电极电解浓氯化钠溶液（食盐水）。(a) 写出阳极与阴极的生成物及对应的半反应式。(b) 描述检验阳极生成物的方法与预期现象。(c) 解释电解后溶液为何呈碱性。(d) 若改用极稀的氯化钠溶液，阳极生成物会变成什么？并解释原因。 | (a) 阳极：氯气，2Cl⁻ → Cl₂ + 2e⁻；阴极：氢气，2H₂O + 2e⁻ → H₂ + 2OH⁻。（3 分） (b) 用湿润的淀粉碘化钾试纸放近阳极，试纸变蓝黑色；或用湿润蓝色石蕊试纸，先变红后褪色，都证实是氯气。（2 分） (c) 阴极产生 OH⁻ 而阳极消耗 Cl⁻，留下的 Na⁺ 与 OH⁻ 形成氢氧化钠，故溶液呈碱性。（1 分） (d) 阳极生成氧气：稀溶液中 Cl⁻ 浓度太低，氢氧根离子较易放电，4OH⁻ → O₂ + 2H₂O + 4e⁻。（2 分） 评分要点：第 (a) 部分每个半反应式 1 分，写对生成物名称另计 1 分。 |
| 7 | 7. 把 5.00 g 五水合硫酸铜（CuSO₄·5H₂O）放在蒸发皿中加热至恒重（相对原子质量 Cu = 63.5、S = 32.1、O = 16.0、H = 1.0）。(a) 计算 CuSO₄·5H₂O 的相对分子质量及其中水的质量百分比。(b) 计算加热后剩余无水硫酸铜的理论质量及失去的水的质量。(c) 描述加热过程中的颜色变化，并说明如何检验放出的气体是水蒸气。 | (a) M(CuSO₄·5H₂O) = 63.5 + 32.1 + 4×16.0 + 5×18.0 = 249.6；水的质量百分比 = 90.0 / 249.6 × 100% = 36.1%。（3 分） (b) 无水硫酸铜 M = 159.6；m = 5.00 × 159.6 / 249.6 = 3.20 g；失去的水 = 5.00 − 3.20 = 1.80 g。（2 分） (c) 蓝色晶体逐渐变成白色粉末；把蒸发皿冷却后，皿壁出现无色液滴，用白色无水硫酸铜试纸接触会由白变蓝，证明放出的是水蒸气。（3 分） 评分要点：第 (a) 部分摩尔质量 1 分、百分比 2 分（公式与答案）。 |
| 8 | 8. 某学生用滴定法测定氢氧化钠溶液的浓度，所得质量为 1.21 g，而由数据计算的正确值为 1.15 g。(a) 计算这次实验的百分误差。(b) 若学生在洗净滴定管后只用蒸馏水冲洗，未用盐酸冲洗，结果会偏高还是偏低？试加解释。(c) 另外提出两个会令读数不准确的操作问题，并各说明对结果的影响方向。 | (a) 百分误差 = (1.21 − 1.15) / 1.15 × 100% = 5.2%。（2 分） (b) 偏高。滴定管内残留的蒸馏水把加入的盐酸稀释，令实际浓度低于标示值，达至终点需用更多体积，计算出的氢氧化钠摩尔数及质量因此偏大。（3 分） (c) 任何两项，例如：①滴定前滴定管尖有气泡，滴定中气泡排出，读数偏大，结果偏高；②读取弯月面时视线高于液面（视差），读数偏小，结果偏低；③接近终点时加入过量盐酸未即时停止，结果偏高。（3 分，每项 1.5 分） 评分要点：只写“人为错误”而无方向性解释不给分。 |
丙部（第 9–12 题）：综合应用与实验设计（40 分）
丙部
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 9 | 9. 25.0 cm³、浓度 0.100 mol/dm³ 的碳酸钠溶液以 0.150 mol/dm³ 盐酸滴定至完全反应。(a) 写出碳酸钠与盐酸反应的完整化学方程式。(b) 计算碳酸钠的摩尔数、所需盐酸的摩尔数及盐酸体积。(c) 计算在室温常压（摩尔体积 24.0 dm³/mol）下放出二氧化碳的体积。(d) 此滴定应选用甲基橙还是酚酞？并说明终点颜色变化。 | (a) Na₂CO₃ + 2HCl → 2NaCl + H₂O + CO₂。（2 分） (b) n(Na₂CO₃) = 0.100 × 25.0/1000 = 0.0025 mol；摩尔比 1:2，n(HCl) = 0.0050 mol；V(HCl) = 0.0050 / 0.150 = 0.033 dm³ = 33.3 cm³。（4 分） (c) V(CO₂) = 0.0025 × 24.0 = 0.060 dm³ = 60.0 cm³。（2 分） (d) 选甲基橙：终点时溶液为酸性（溶有 CO₂ 及未反应的微量盐酸），pH 约 4，甲基橙由黄变橙红；酚酞在 pH 8.3 已变色，会提早到达终点。（2 分） 评分要点：第 (b) 部分摩尔比 2 分、盐酸摩尔数 1 分、体积 1 分。 |
| 10 | 10. 以银作阳极、铁片作阴极电镀，电流 2.0 A，通电 30 分钟。(a) 说明电解液应含哪种金属离子，并写出阴极的半反应式。(b) 计算阴极上析出银的质量（Ag = 108，法拉第常数 96500 C/mol）。(c) 提出两个令实际析出量低于理论值的原因。 | (a) 电解液含银离子（例如硝酸银溶液）；阴极：Ag⁺ + e⁻ → Ag。（3 分） (b) Q = 2.0 × 1800 = 3600 C；n(e⁻) = 3600 / 96500 = 0.0373 mol；n(Ag) = 0.0373 mol；m = 0.0373 × 108 = 4.03 g。（4 分） (c) 任何两项，例如：部分电能用于其他反应（如阴极同时产生氢气）；银层疏松，部分银粒剥落；电流效率不足或有电阻损耗发热。（3 分） 评分要点：第 (b) 部分电量 1 分、电子摩尔数与 1:1 摩尔比 2 分、质量 1 分。 |
| 11 | 11. 把 0.100 mol/dm³ 氢氧化钠溶液逐滴加入 25.0 cm³、0.100 mol/dm³ 盐酸中，记录 pH 变化：加入 0、5、10、15、20、22、24、25、26、30 cm³ 时，pH 分别为 1.2、1.4、1.7、2.0、2.4、3.0、4.6、7.0、10.4、12.0。(a) 描述滴定曲线的形状，并指出曲线最陡斜的部分。(b) 求等当点所对应的氢氧化钠体积，并解释该处 pH 为 7 的原因。(c) 计算由 24 cm³ 到 26 cm³ 之间 pH 的跳幅。(d) 应选用哪种指示剂？写出终点颜色变化。 | (a) 曲线起初平缓（pH 由 1.2 升至约 2.4），接近等当点时急速上升，在 25.0 cm³ 附近几乎垂直，之后再趋平缓并接近强碱的 pH。（2 分） (b) 等当体积 = 25.0 cm³；此时酸与碱恰好完全反应，生成 NaCl 与水，Na⁺ 与 Cl⁻ 都不水解，故 pH = 7。（2 分） (c) pH 跳幅 = 10.4 − 4.6 = 5.8。（2 分） (d) 选酚酞：变色范围 pH 8.3–10.0 落在跳幅之内，终点由无色变粉红（浅红）。（2 分） 其余 2 分：正确指出 25.0 cm³ 时酸碱摩尔数相等（各 0.0025 mol），故可用 c₁V₁ = c₂V₂ 核对。评分要点：第 (a) 部分必须提及“陡升段”方可给满分。 |
| 12 | 12. 一名学生要测定洗涤碱（主要成分碳酸钠，相对分子质量 106.0）样本的纯度：称取 1.00 g 样本，溶于水并配成 250.0 cm³ 溶液；取 25.0 cm³ 以 0.100 mol/dm³ 盐酸滴定，用去 18.00 cm³。(a) 说明为何要把样本“配成 250.0 cm³ 后只取 25.0 cm³”而不是把整份样本一次滴定。(b) 计算 25.0 cm³ 样本溶液中碳酸钠的摩尔数。(c) 计算样本中碳酸钠的质量及样本的百分纯度。(d) 提出一项可提高准确度的改良及一项安全措施。 | (a) 一次滴定整份样本所需酸量太大，且终点不易察觉；配成固定体积再取固定分量，可把大体积分成多份，方便重复滴定取平均值，亦可用 c₁V₁ = c₂V₂ 按比例推算整份样本。（2 分） (b) n(HCl) = 0.100 × 18.00/1000 = 0.0018 mol；Na₂CO₃ + 2HCl → 2NaCl + H₂O + CO₂，n(Na₂CO₃) = 0.0018 / 2 = 0.0009 mol。（3 分） (c) 250.0 cm³ 中 n = 0.0009 × 10 = 0.0090 mol；m = 0.0090 × 106.0 = 0.954 g；百分纯度 = 0.954 / 1.00 × 100% = 95.4%。（3 分） (d) 改良：用移液管准确量取 25.0 cm³、重复滴定取相符读数平均值；安全：佩戴安全眼镜，盐酸具腐蚀性，溅及皮肤须以大量清水冲洗。（2 分） 评分要点：第 (c) 部分稀释倍数 1 分、摩尔质量 1 分、百分纯度 1 分。 |
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