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中四化学练习卷：酸碱滴定、电解与化学计量（12 题・100 分・75 分钟）
练习卷 · 中四化学・12 题・100 分・75 分钟
中四化学练习卷：12 题、100 分、75 分钟，涵盖酸碱滴定计算、弱酸 pH、盐类水解、电解与法拉第定律、氧化还原滴定、原电池电动势、摩尔计算、产率与中和焓变。每题附完整算式与评分要点，适合中四全年复习及校内试前操练。
卷面资料 年级：中四 ｜ 科目：化学 ｜ 时限：75 分钟 ｜ 总分：100 分 ｜ 题数：12
甲部：酸碱滴定与盐类（第 1 至 4 题）
计算题须列公式、代入数字并注明单位；pH 及浓度取三位有效数字。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 1 | 在滴定实验中，25.0 cm³ 的 0.100 M 氢氧化钠溶液刚好被 20.0 cm³ 的盐酸中和。（a）计算该盐酸的浓度。（b）把 10.0 cm³ 该盐酸稀释至 250.0 cm³，计算稀释后溶液的 pH。（c）说明滴定终点与等当点的分别，并指出如何减低判断终点所造成的误差。 | （a）n(NaOH) = 0.100 × 0.0250 = 2.50 × 10⁻³ mol；c(HCl) = 2.50 × 10⁻³ ÷ 0.0200 = 0.125 M。（3 分）（b）c = 0.125 × 10.0 ÷ 250.0 = 5.00 × 10⁻³ M；pH = −log(5.00 × 10⁻³) = 2.30。（3 分）（c）终点是指示剂变色的那一刻，等当点是酸碱按方程式比例恰好反应的状态。接近终点时逐滴加入并摇匀，重复滴定取相符读数，可减低误差。（2 分） |
| 2 | 现有 0.10 M 的乙酸溶液（Ka = 1.8 × 10⁻⁵）与 0.10 M 的盐酸。（a）计算乙酸溶液的 pH（可用近似式）。（b）计算盐酸溶液的 pH。（c）比较两者的氢离子浓度，并解释同浓度的两种酸 pH 相差如此大的原因。 | （a）[H⁺] = √(1.8 × 10⁻⁵ × 0.10) = 1.34 × 10⁻³ M；pH = 2.87。（3 分）（b）盐酸完全电离，[H⁺] = 0.10 M，pH = 1.00。（3 分）（c）[H⁺] 之比 = 0.10 ÷ 1.34 × 10⁻³ = 74.5。乙酸只是部分电离，大部分分子未解离，游离氢离子远少于同浓度的强酸，故 pH 较高。（2 分） |
| 3 | 25.0 cm³ 的 0.100 M 硫酸需用 0.200 M 的氢氧化钠溶液中和。（a）计算硫酸的物质的量。（b）计算所需氢氧化钠溶液的体积（cm³）。（c）解释硫酸在此中和反应中提供两个氢离子的原因。 | （a）n(H₂SO₄) = 0.100 × 0.0250 = 2.50 × 10⁻³ mol。（3 分）（b）n(NaOH) = 2 × 2.50 × 10⁻³ = 5.00 × 10⁻³ mol；V = 5.00 × 10⁻³ ÷ 0.200 = 0.0250 dm³ = 25.0 cm³。（3 分）（c）硫酸是二元酸，每个分子有两个可电离的氢原子，在水中分两步释出氢离子，故 1 mol 硫酸可中和 2 mol 氢氧化钠。（2 分） |
| 4 | 配制 0.10 M 的乙酸钠溶液。已知 Ka（乙酸）= 1.8 × 10⁻⁵，Kw = 1.0 × 10⁻¹⁴。（a）计算乙酸根离子的 Kb。（b）计算该溶液的 pH。（c）解释乙酸钠溶液呈碱性的原因，并写出相关水解方程式。 | （a）Kb = Kw ÷ Ka = 1.0 × 10⁻¹⁴ ÷ 1.8 × 10⁻⁵ = 5.56 × 10⁻¹⁰。（3 分）（b）[OH⁻] = √(5.56 × 10⁻¹⁰ × 0.10) = 7.45 × 10⁻⁶ M；pOH = 5.13；pH = 8.87。（3 分）（c）乙酸根与水发生水解：CH₃COO⁻ + H₂O ⇌ CH₃COOH + OH⁻，产生氢氧离子，故溶液呈碱性。（2 分） |
乙部：电解与氧化还原（第 5 至 8 题）
电解题须写出半反应式并标明电子数目；氧化还原题须先写配平方程式。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 5 | 以 2.00 A 的电流电解硫酸铜（II）溶液 30.0 分钟（1 法拉第 = 96500 C/mol）。（a）计算通过的电量（C）。（b）计算阴极析出铜的质量（g，Cu = 63.5）。（c）写出阴极半反应式，并说明铜在阴极析出而非放出氢气的原因。 | （a）电量 = 2.00 × 30.0 × 60 = 3600 C。（3 分）（b）电子 = 3600 ÷ 96500 = 0.0373 mol；铜 = 0.0373 ÷ 2 = 0.0187 mol；质量 = 0.0187 × 63.5 = 1.18 g。（3 分）（c）阴极：Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu。铜的标准还原电位高于氢，铜离子比氢离子更易被还原，故先析出铜。（2 分） |
| 6 | 同一电解装置（2.00 A、30.0 分钟）改为电解稀硫酸。（a）计算通过的电子的物质的量。（b）计算阳极产生的氧气在室温常压下的体积（cm³，摩尔体积 24.0 dm³/mol）。（c）写出阳极半反应式。 | （a）电子 = 3600 ÷ 96500 = 0.0373 mol。（3 分）（b）氧气 = 0.0373 ÷ 4 = 9.33 × 10⁻³ mol；体积 = 9.33 × 10⁻³ × 24.0 = 0.224 dm³ = 224 cm³。（3 分）（c）阳极：2H₂O → O₂ + 4H⁺ + 4e⁻。（2 分） |
| 7 | 25.0 cm³ 的 0.0200 M 高锰酸钾溶液在酸性条件下滴定硫酸铁（II）溶液。（a）计算高锰酸钾的物质的量。（b）已知 MnO₄⁻ 还原为 Mn²⁺ 需 5 个电子，计算可被氧化的铁（II）离子的物质的量。（c）计算该些铁（II）离子的质量（mg，Fe = 55.8）。 | （a）n(KMnO₄) = 0.0200 × 0.0250 = 5.00 × 10⁻⁴ mol。（3 分）（b）MnO₄⁻ 与 Fe²⁺ 的摩尔比为 1 : 5，故 n(Fe²⁺) = 5 × 5.00 × 10⁻⁴ = 2.50 × 10⁻³ mol。（3 分）（c）质量 = 2.50 × 10⁻³ × 55.8 = 0.1395 g = 139.5 mg。（2 分） |
| 8 | 一个锌－铜原电池，E°(Zn²⁺/Zn) = −0.76 V，E°(Cu²⁺/Cu) = +0.34 V。（a）计算电池的标准电动势。（b）写出电池总反应式。（c）计算每摩尔反应的标准吉布斯自由能变化（kJ/mol，F = 96500 C/mol）。 | （a）E°cell = 0.34 − (−0.76) = 1.10 V。（3 分）（b）Zn + Cu²⁺ → Zn²⁺ + Cu。（3 分）（c）ΔG° = −nFE° = −2 × 96500 × 1.10 = −2.12 × 10⁵ J/mol = −212.3 kJ/mol。（2 分） |
丙部：摩尔计算与能量（第 9 至 12 题）
摩尔与能量题须列完整算式，并说明产率与焓变差异的来源。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 9 | 2.40 g 镁在氧气中完全燃烧（Mg = 24.3，O = 16.0）。（a）计算镁的物质的量。（b）计算理论上生成氧化镁的质量（g）。（c）若实际产率为 85%，计算实际生成氧化镁的质量（g）。 | （a）n(Mg) = 2.40 ÷ 24.3 = 0.0988 mol。（3 分）（b）2Mg + O₂ → 2MgO，n(MgO) = 0.0988 mol；质量 = 0.0988 × 40.3 = 3.98 g。（3 分）（c）实际质量 = 3.98 × 0.85 = 3.38 g。（3 分） |
| 10 | 4.40 g 二氧化碳在室温常压下（摩尔体积 24.0 dm³/mol，阿佛加德罗常数 6.02 × 10²³ /mol）。（a）计算二氧化碳的物质的量。（b）计算其体积（dm³）。（c）计算所含的分子数目。 | （a）n(CO₂) = 4.40 ÷ 44.0 = 0.100 mol。（3 分）（b）体积 = 0.100 × 24.0 = 2.40 dm³。（3 分）（c）分子数目 = 0.100 × 6.02 × 10²³ = 6.02 × 10²²。（3 分） |
| 11 | 把 50.0 cm³ 的 1.00 M 盐酸与 50.0 cm³ 的 1.00 M 氢氧化钠溶液混合，温度上升 6.7 °C。假设溶液密度为 1.00 g/cm³、比热容量为 4.2 J/(g·°C)。（a）计算放出的热量（J）。（b）计算生成的水的物质的量，并求中和焓变（kJ/mol）。（c）说明实验值与文献值有差异的原因。 | （a）热量 = 100.0 × 4.2 × 6.7 = 2814 J。（3 分）（b）n(H₂O) = 1.00 × 0.0500 = 0.0500 mol；ΔH = −2814 ÷ 0.0500 = −56300 J/mol ≈ −56.3 kJ/mol。（3 分）（c）部分热量散失到周围环境、量热器吸热、溶液并非完全绝热，故实测值偏小。（3 分） |
| 12 | 在 1.00 dm³ 的容器中，0.500 mol 氢气与 0.500 mol 碘蒸气反应，达平衡时碘化氢的浓度为 0.780 mol/dm³。（a）计算平衡时氢气与碘蒸气的浓度。（b）计算平衡常数 Kc。（c）说明把容器体积减半后平衡位置如何改变（无须计算）。 | （a）生成 0.780 mol/dm³ 碘化氢消耗 0.390 mol/dm³ 氢气与碘蒸气，平衡时 [H₂] = [I₂] = 0.110 mol/dm³。（3 分）（b）Kc = 0.780² ÷ 0.110² = 50.3。（3 分）（c）反应前后气体总摩尔数相同，改变压力不影响平衡位置，Kc 不变；各物质浓度按比例上升。（3 分） |
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