中五化学练习卷：酸碱、pH 与滴定计算（12 题・100 分）

把 4.0 g 氢氧化钠（M = 40.0）溶于水，配成 250 cm³ 溶液。

(a) 求该溶液的摩尔浓度。

(b) 取 25.0 cm³ 该溶液稀释至 500 cm³，求稀释后溶液的摩尔浓度。

(a) n(NaOH) = 4.0 ÷ 40.0 = 0.100 mol，c = 0.100 ÷ 0.250 = 0.400 mol/dm³。

(b) 稀释时摩尔数不变：0.400 × 0.0250 = 0.0100 mol，c = 0.0100 ÷ 0.500 = 0.0200 mol/dm³。

评分要点：摩尔数 2 分，浓度 2 分，稀释后摩尔数 2 分，答案与单位 2 分。

计算下列溶液的 pH（假设完全解离，温度 25 °C）。

(a) 0.010 mol/dm³ 盐酸。

(b) 0.010 mol/dm³ 氢氧化钠溶液。

(c) 把 (a) 的盐酸稀释 1000 倍后的溶液。

(a) [H⁺] = 0.010 mol/dm³，pH = -log 0.010 = 2.00。

(b) [OH^–] = 0.010 mol/dm³，pOH = 2.00，pH = 14.00 – 2.00 = 12.00。

(c) [H⁺] = 0.010 ÷ 1000 = 1.0 × 10^-5 mol/dm³，pH = 5.00。

评分要点：每小题氢离子浓度 2 分、pH 值 1 分；(b) 须用 Kw 换算。

25.0 cm³ 未知浓度的氢氧化钠溶液，需用 0.100 mol/dm³ 盐酸 20.0 cm³ 才达到滴定终点。

(a) 写出中和反应的离子方程式。

(b) 求氢氧化钠溶液的摩尔浓度。

(a) H⁺ + OH^– → H₂O。

(b) n(HCl) = 0.100 × 0.0200 = 2.00 × 10^-3 mol；摩尔比 1 : 1，故 n(NaOH) 相同；c(NaOH) = 2.00 × 10^-3 ÷ 0.0250 = 0.0800 mol/dm³。

评分要点：离子方程式 2 分，盐酸摩尔数 2 分，摩尔比 2 分，浓度与单位 2 分。

0.10 mol/dm³ 乙酸溶液的 Ka 为 1.8 × 10^-5（25 °C）。

(a) 求溶液中氢离子的浓度。

(b) 求该溶液的 pH（取 2 位小数）。

(c) 求乙酸的解离度（以百分率表示，取 1 位小数）。

(a) [H⁺] = √(Ka × c) = √(1.8 × 10^-5 × 0.10) = √(1.8 × 10^-6) ≈ 1.34 × 10^-3 mol/dm³。

(b) pH = -log(1.34 × 10^-3) ≈ 2.87。

(c) 解离度 = 1.34 × 10^-3 ÷ 0.10 × 100% ≈ 1.3%。

评分要点：Ka 表达式 3 分，氢离子浓度 2 分，pH 2 分，解离度 2 分。

5.0 g 碳酸钙（M = 100.0）与过量稀盐酸反应，生成二氧化碳。（摩尔体积取 24.0 dm³/mol）

(a) 求碳酸钙的摩尔数。

(b) 求生成二氧化碳在室温下的体积。

(c) 求生成二氧化碳的质量。

(a) n(CaCO₃) = 5.0 ÷ 100.0 = 0.050 mol。

(b) CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + CO₂ + H₂O，摩尔比 1 : 1，n(CO₂) = 0.050 mol；V = 0.050 × 24.0 = 1.20 dm³。

(c) m(CO₂) = 0.050 × 44.0 = 2.2 g。

评分要点：摩尔数 2 分，方程式与摩尔比 2 分，体积 2 分，质量 2 分。

下列三种滴定各有不同的终点 pH，试为每种滴定选择合适的指示剂并解释。

(a) 强酸滴定强碱。

(b) 强碱滴定弱酸（如乙酸）。

(c) 强酸滴定弱碱（如氨水）。

(a) 强酸滴定强碱：终点 pH 约 7，突跃范围宽，酚酞或甲基橙均可。

(b) 强碱滴定弱酸：终点 pH 大于 7（约 8 至 9），须用酚酞，因变色范围落在碱性区。

(c) 强酸滴定弱碱：终点 pH 小于 7（约 5 至 6），须用甲基橙，酚酞会在终点前已变色。

评分要点：每项指示剂选择 1 分，变色范围与终点 pH 对应的解释各 2 分。

下列四种盐溶于水后，溶液呈酸性、碱性还是中性？逐项解释。

(a) 氯化钠。(b) 碳酸钠。(c) 氯化铵。(d) 乙酸钠。

(a) 氯化钠：中性，强酸与强碱的盐不水解。

(b) 碳酸钠：碱性，碳酸根离子水解生成氢氧根离子。

(c) 氯化铵：酸性，铵离子水解释出氢离子。

(d) 乙酸钠：碱性，乙酸根离子水解生成氢氧根离子。

评分要点：每项性质 1 分、水解解释 1 分。

实验室要配制 250 cm³、0.200 mol/dm³ 的碳酸钠溶液。

(a) 求所需碳酸钠的摩尔数。

(b) 若使用十水合碳酸钠（Na₂CO₃·10H₂O，M = 286.0），求所需质量。

(a) n(Na₂CO₃) = 0.200 × 0.250 = 0.0500 mol。

(b) 十水合物摩尔数相同，m = 0.0500 × 286.0 = 14.3 g。

评分要点：摩尔数 4 分，摩尔质量对应 2 分，质量与单位 2 分。

在酸性溶液中，高锰酸钾与铁(II) 离子反应的摩尔比为 1 : 5。25.0 cm³ 硫酸铁(II) 溶液需用 0.0200 mol/dm³ 高锰酸钾溶液 24.0 cm³ 才达终点。

(a) 求所用高锰酸钾的摩尔数。

(b) 求铁(II) 离子的摩尔数及原溶液的摩尔浓度。

(a) n(KMnO₄) = 0.0200 × 0.0240 = 4.80 × 10^-4 mol。

(b) 摩尔比 1 : 5，n(Fe²⁺) = 4.80 × 10^-4 × 5 = 2.40 × 10^-3 mol；c = 2.40 × 10^-3 ÷ 0.0250 = 0.0960 mol/dm³。

评分要点：摩尔数 3 分，摩尔比 2 分，铁离子摩尔数 1 分，浓度与单位 2 分。

把等摩尔的乙酸与乙酸钠混合成溶液（25 °C，乙酸的 pKa = 4.74）。

(a) 求该溶液的 pH。

(b) 解释加入少量强酸或强碱后，pH 为何改变不大。

(a) 等摩尔时 pH = pKa = 4.74。

(b) 加入少量强酸，乙酸根离子与氢离子结合生成乙酸；加入少量强碱，乙酸与氢氧根离子反应生成乙酸根离子。两者都被储备组分吸收，故 pH 只轻微改变。

评分要点：pH 值 4 分，吸收氢离子的解释 2 分，吸收氢氧根离子的解释 2 分。

比较 0.10 mol/dm³ 盐酸与 0.10 mol/dm³ 乙酸（同温度）。

(a) 哪一个 pH 较低？解释。

(b) 哪一个导电性较强？解释。

(c) 与镁条反应时，哪一个初始反应较快？最终产生氢气的摩尔数是否相同？

(a) 盐酸 pH 较低（pH = 1.00），乙酸只有部分解离（pH ≈ 2.87），氢离子浓度较低。

(b) 盐酸导电性较强，因完全解离，离子浓度较高。

(c) 盐酸初始反应较快（氢离子浓度较高）；但两者摩尔数相同，乙酸会随反应消耗而继续解离，故最终产生氢气的摩尔数相同。

评分要点：(a) 3 分，(b) 3 分，(c) 结论与解释 3 分。

25.0 cm³ 未知浓度的硫酸，需用 0.150 mol/dm³ 氢氧化钠溶液 30.0 cm³ 中和。

(a) 求硫酸的摩尔浓度。

(b) 求该硫酸溶液的质量浓度（g/dm³，M(H₂SO₄) = 98.0）。

(a) n(NaOH) = 0.150 × 0.0300 = 4.50 × 10^-3 mol；H₂SO₄ + 2NaOH → Na₂SO₄ + 2H₂O，摩尔比 1 : 2，n(H₂SO₄) = 2.25 × 10^-3 mol；c = 2.25 × 10^-3 ÷ 0.0250 = 0.0900 mol/dm³。

(b) 质量浓度 = 0.0900 × 98.0 = 8.82 g/dm³。

评分要点：氢氧化钠摩尔数 2 分，摩尔比 3 分，浓度 2 分，质量浓度 2 分。