IGCSE 化學 0620 Paper 4 練習卷：酸、鹼、鹽與滴定計算（Extended 理論卷・100 分）

年級：中四至中五（IGCSE Year 10–11）　｜　科目：化學 0620　｜　時限：60 分鐘　｜　總分：100 分　｜　題數：34

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Paper 4（Extended，結構題）	1 小時 15 分	75	不可用

題目

第 1 題（16 分）　酸與鹼的性質、pH 與中和計算

(a) 以離子說明酸的定義，並寫出氯化氫溶於水後所產生的一種離子。 （2 分）

(b) 分別寫出廣用指示劑與藍色石蕊試紙在酸性溶液中的顏色變化。 （2 分）

(c) 25.0 cm³ 的 0.100 mol/dm³ 氫氧化鈉溶液與 0.125 mol/dm³ 鹽酸完全中和。求所需鹽酸的體積。 （3 分）

(d) 把 10.0 cm³ 的 0.10 mol/dm³ 鹽酸加水稀釋至總體積 250 cm³。求稀釋後溶液的氫離子濃度及 pH（pH 取兩位小數）。 （3 分）

(e) 把 0.48 g 鎂加入 500 cm³ 的 0.100 mol/dm³ 鹽酸中。判斷哪一種反應物有剩餘，並求在常溫常壓下生成氫氣的體積（摩爾體積取 24 000 cm³/mol）。 （3 分）

(f) 把氧化鈉、二氧化硫與氧化鋁分別歸類為酸性、鹼性或兩性氧化物，並各寫一名稱。 （3 分）

第 2 題（18 分）　製備可溶性鹽：硫酸銅(II)晶體

(a) 在製備硫酸銅(II)時，為何要加入過量的氧化銅，而不是一次過加入計算所得的份量？ （2 分）

(b) 寫出氧化銅與稀硫酸反應的化學方程式，並說明如何把未反應的固體與溶液分離。 （3 分）

(c) 25.0 cm³ 的 1.00 mol/dm³ 硫酸與過量氧化銅反應。求理論上可生成的無水硫酸銅(II)質量（Mr = 159.6）。 （3 分）

(d) 實驗實際得到 3.20 g 的 CuSO4·5H2O 晶體（Mr = 249.6）。求以水合物計算的百分產率。 （4 分）

(e) 說明為何不可把溶液蒸乾以取得晶體，並寫出由溶液取得較大晶體的一個步驟。 （3 分）

(f) 寫出檢驗溶液中硫酸根離子的方法及預期觀察結果。 （3 分）

第 3 題（18 分）　滴定、強酸與弱酸

(a) 說明弱酸與強酸的分別。 （2 分）

(b) 0.010 mol/dm³ 鹽酸的 pH 為 2.00。同濃度的乙酸 pH 約為 3.4，試解釋差異。 （3 分）

(c) 25.0 cm³ 的 0.100 mol/dm³ 氫氧化鈉溶液，用 0.0625 mol/dm³ 硫酸滴定至終點。求所需硫酸的體積，並寫出計算所用的摩爾比。 （4 分）

(d) 寫出氫氧化鈉與硫酸反應的離子方程式，並說明為何該反應屬於中和反應。 （3 分）

(e) 本滴定適合用酚酞作指示劑。說明選擇指示劑時要考慮的兩個條件。 （3 分）

(f) 假設滴定達終點時共生成 0.00125 mol 硫酸鈉。求硫酸鈉的質量（Mr = 142.1）。 （3 分）

第 4 題（16 分）　鹽的溶解度與沉澱反應

(a) 寫出三條溶解度規律，各舉一例。 （3 分）

(b) 把硝酸銀溶液與氯化鈉溶液混合，寫出觀察結果、沉澱名稱及離子方程式。 （3 分）

(c) 50.0 cm³ 的 0.200 mol/dm³ 硝酸銀溶液與過量氯化鈉溶液反應。求生成沉澱的質量（Mr(AgCl) = 143.5）。 （4 分）

(d) 若改用 50.0 cm³ 的 0.200 mol/dm³ 硝酸銀與 25.0 cm³ 的 0.200 mol/dm³ 氯化鈉混合，求沉澱質量，並指出哪一種離子有剩餘。 （3 分）

(e) 寫出用火焰試驗辨認鈉離子、鉀離子與銅(II)離子時所見的焰色。 （3 分）

第 5 題（16 分）　中和反應的應用：土壤改良與肥料

(a) 農民在酸性土壤中加入熟石灰。說明這個做法的化學原理。 （2 分）

(b) 某塊農地每平方米需要 0.050 mol 氧化鈣。求每平方米所需的氧化鈣質量（Mr = 56）。 （3 分）

(c) 氨與硝酸反應生成硝酸銨。若有 0.500 mol 氨完全反應，求可生成的硝酸銨質量（Mr = 80）。 （3 分）

(d) 比較硝酸銨與硫酸銨的含氮百分率，並據此說明哪一種肥料較濃縮。 （4 分）

(e) 說明過量施用石灰可能帶來的兩個問題。 （2 分）

(f) 寫出使用濃硫酸時的兩項安全措施，並各說明原因。 （2 分）

第 6 題（16 分）　實驗探究：酸與碳酸鈣的反應

(a) 0.50 g 碳酸鈣與過量稀鹽酸反應。求理論上生成二氧化碳的體積（摩爾體積取 24 000 cm³/mol）。 （3 分）

(b) 若用 2.0 mol/dm³ 鹽酸與 0.0050 mol 碳酸鈣完全反應，求所需鹽酸的體積。 （3 分）

(c) 實驗實際收集到 108 cm³ 二氧化碳。求該實驗的百分產率，並提出一個令產率偏低的原因。 （4 分）

(d) 寫出檢驗所收集氣體的方法，並寫出碳酸鈣與酸反應的離子方程式。 （3 分）

(e) 若把碳酸鈣換成同質量的粉末，說明反應速率與收集氣體總量的變化。 （3 分）

答案及評分準則

第 1 題　酸與鹼的性質、pH 與中和計算

(a) 酸是溶於水時能產生氫離子（H+）的物質（1 分）；溶液中含有氫離子與氯離子（1 分）。 ［2 分］

(b) 廣用指示劑呈紅、橙或黃色（1 分）；藍色石蕊試紙變紅（1 分）。 ［2 分］

(c) n(NaOH) = 0.0250 × 0.100 = 0.00250 mol（1 分）；摩爾比 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）；濃度 = 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 鎂只需 0.040 mol 酸，故酸有剩餘（1 分）；n(H2) = 0.020 mol（1 分）；V = 0.020 × 24 000 = 480 cm³（1 分）。 ［3 分］

(f) 氧化鈉為鹼性氧化物，與酸反應（1 分）；二氧化硫為酸性氧化物，與鹼反應（1 分）；氧化鋁為兩性氧化物，與酸及鹼均能反應（1 分）。 ［3 分］

第 2 題　製備可溶性鹽：硫酸銅(II)晶體

(a) 確保全部硫酸被中和（1 分）；過量的氧化銅不溶於水，可用過濾除去（1 分）。 ［2 分］

(b) CuO + H2SO4 生成 CuSO4 + H2O（1 分方程式、1 分平衡）；用過濾法，固體留在濾紙上（1 分）。 ［3 分］

(c) n(H2SO4) = 0.0250 × 1.00 = 0.0250 mol（1 分）；摩爾比 1：1，n(CuSO4) = 0.0250 mol（1 分）；質量 = 0.0250 × 159.6 = 3.99 g（1 分）。 ［3 分］

(d) 理論 n(CuSO4·5H2O) = 0.0250 mol（1 分）；理論質量 = 0.0250 × 249.6 = 6.24 g（1 分）；百分產率 = 3.20 ÷ 6.24 × 100%（1 分）= 51.3%（1 分）。 ［4 分］

(e) 蒸乾會令水合物失去結晶水並分解或產生雜質（1 分）；加熱至溶液接近飽和後冷卻，讓晶體慢慢析出（2 分）。 ［3 分］

(f) 加入稀鹽酸酸化（1 分），再加入氯化鋇溶液（1 分）；出現白色沉澱即表示含硫酸根離子（1 分）。 ［3 分］

第 3 題　滴定、強酸與弱酸

(a) 強酸在水中完全電離（1 分）；弱酸只部分電離，溶液中仍有大量未電離分子（1 分）。 ［2 分］

(b) 鹽酸完全電離，氫離子濃度等於 0.010 mol/dm³，pH = −log(0.010) = 2.00（1 分）；乙酸部分電離（1 分），氫離子濃度低得多，故 pH 較高（1 分）。 ［3 分］

(c) n(NaOH) = 0.0250 × 0.100 = 0.00250 mol（1 分）；摩爾比 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）；氫離子與氫氧離子結合成為水，故為中和反應（1 分）。 ［3 分］

(e) 指示劑的變色範圍要與滴定終點的 pH 相符（2 分）；酸鹼兩邊的顏色變化須明顯易辨（1 分）。 ［3 分］

(f) 質量 = 0.00125 × 142.1（1 分）= 0.178 g（2 分，包括三位有效數字及單位）。 ［3 分］

第 4 題　鹽的溶解度與沉澱反應

(a) 所有硝酸鹽均可溶，例如硝酸鉀（1 分）；大部分氯化物可溶，但氯化銀不溶（1 分）；碳酸鹽多數不溶，但碳酸鈉與碳酸鉀可溶（1 分）。 ［3 分］

(b) 出現白色沉澱（1 分）；沉澱為氯化銀（1 分）；Ag+ + Cl− 生成 AgCl（1 分）。 ［3 分］

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

(d) n(Ag+) = 0.0100 mol，n(Cl−) = 0.0050 mol，氯離子為限量試劑（1 分）；n(AgCl) = 0.0050 mol，質量 = 0.0050 × 143.5 = 0.72 g（1 分）；銀離子有剩餘 0.0050 mol（1 分）。 ［3 分］

(e) 鈉離子呈黃色（1 分）；鉀離子呈淡紫色（1 分）；銅(II)離子呈藍綠色（1 分）。 ［3 分］

第 5 題　中和反應的應用：土壤改良與肥料

(a) 熟石灰是鹼，能中和土壤中的酸（1 分），使 pH 回升至適合植物生長的範圍（1 分）。 ［2 分］

(b) 質量 = 摩爾數 × 摩爾質量（1 分）= 0.050 × 56（1 分）= 2.8 g（1 分）。 ［3 分］

(c) 摩爾比 1：1，n(NH4NO3) = 0.500 mol（1 分）；質量 = 0.500 × 80（1 分）= 40.0 g（1 分）。 ［3 分］

(d) 硝酸銨含氮 = 28 ÷ 80 × 100% = 35.0%（2 分）；硫酸銨含氮 = 28 ÷ 132 × 100% = 21.2%（1 分）；硝酸銨較濃縮（1 分）。 ［4 分］

(e) 土壤變成鹼性，部分養分變得不可溶而植物無法吸收（1 分）；可能令土壤結構變差或影響微生物活動（1 分）。 ［2 分］

(f) 戴護目鏡及手套，避免濺到皮膚與眼睛造成嚴重灼傷（1 分）；在通風櫃內操作，避免吸入腐蝕性蒸氣（1 分）。 ［2 分］

第 6 題　實驗探究：酸與碳酸鈣的反應

(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) 方程式顯示每 1 mol 碳酸鈣需 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) 百分產率 = 108 ÷ 120 × 100%（2 分）= 90.0%（1 分）；部分氣體溶於水或收集前逸出（1 分）。 ［4 分］

(d) 把氣體通入石灰水，石灰水變乳白色（1 分）；CO3^2− + 2H+ 生成 H2O + CO2（2 分）。 ［3 分］

(e) 粉末表面積較大，碰撞頻率增加，反應速率加快（2 分）；總氣體體積不變，因為碳酸鈣摩爾數相同（1 分）。 ［3 分］

下載

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