中五化學練習卷：酸鹼 PH 計算、滴定與緩衝（100 分）

練習卷 · 中五化學 · 酸鹼與滴定

中五化學練習卷，涵蓋強酸稀釋與 pH、弱酸 Ka 與解離度、滴定計量與濃度求算、滴定曲線與指示劑選擇、鹽類水解，以及緩衝溶液的計算，附完整答案及評分要點。全卷數值由程式計算並核對。全卷數值由程式計算並核對。全卷數值由程式計算並核對。全卷數值由程式計算並核對。

卷面資料　年級：中五　｜　科目：化學　｜　時限：75 分鐘　｜　總分：100 分　｜　題數：23

第一部分：強酸溶液的 pH、稀釋與中和

甲部（20 分）本部分全部答案須列出計算步驟，pH 至兩位小數。

#	題目	答案與評分要點
1	將 25.0 cm³ 的 0.100 mol/dm³ 鹽酸注入 250.0 cm³ 容量瓶並加水至刻度。(a) 求稀釋後氫離子的物質的量。	答案：n(H⁺) = 0.100 × 25.0 ÷ 1000 = 2.50 × 10⁻³ mol。（3 分：公式 1 分、代入 1 分、答案連單位 1 分）
2	(b) 求稀釋後溶液的 pH。	答案：[H⁺] = 2.50 × 10⁻³ ÷ 0.2500 = 1.00 × 10⁻² mol/dm³，pH = 2.00。（3 分）
3	(c) 若把該稀釋液再稀釋十倍，求 pH 的改變量並解釋。	答案：[H⁺] 變為原來的十分之一，pH 上升 1.00，即由 2.00 變為 3.00。（4 分：數值 2 分、解釋 2 分）
4	(d) 求 0.0050 mol/dm³ 氫氧化鋇溶液的 pH。	答案：[OH⁻] = 2 × 0.0050 = 0.0100 mol/dm³，pOH = 2.00，pH = 12.00。（5 分：倍數 2 分、pOH 1 分、pH 2 分）
5	(e) 將 25.0 cm³ 的 0.100 mol/dm³ 鹽酸與 30.0 cm³ 的 0.100 mol/dm³ 氫氧化鈉混合，求混合液的 pH。	答案：鹼過量 5.0 × 10⁻⁴ mol，總體積 55.0 cm³，[OH⁻] = 9.09 × 10⁻³ mol/dm³，pOH = 2.04，pH = 11.96。（5 分）

乙部（18 分）可用 Ka = [H⁺]² ÷ [HA] 的近似式，並須說明所用假設。

#	題目	答案與評分要點
6	(a) 寫出弱酸 HA 的 Ka 表示式，並說明計算 [H⁺] 時所作的兩項假設。	答案：Ka = [H⁺][A⁻] ÷ [HA]；假設一，水的自解離可忽略；假設二，[H⁺] 約等於 [A⁻]，故 [HA] 的平衡濃度約等於初始濃度。（3 分）
7	(b) 0.100 mol/dm³ 的 HA 溶液，Ka = 1.8 × 10⁻⁵，求 [H⁺] 與 pH。	答案：[H⁺] = √(1.8 × 10⁻⁵ × 0.100) = 1.34 × 10⁻³ mol/dm³，pH = 2.87。（5 分）
8	(c) 求該溶液的解離度（百分率）。	答案：解離度 = 1.34 × 10⁻³ ÷ 0.100 × 100% = 1.34%。（4 分）
9	(d) 若把該溶液稀釋十倍，分別求新的 pH、新的解離度，並解釋兩者的變化方向。	答案：[H⁺] = √(1.8 × 10⁻⁶) = 4.24 × 10⁻⁴ mol/dm³，pH = 3.37；解離度 = 4.24%。稀釋令濃度下降，解離平衡右移，解離度上升，但 [H⁺] 仍下降，故 pH 上升 0.50。（6 分）

丙部（18 分）以 0.120 mol/dm³ 鹽酸滴定 25.0 cm³ 未知濃度的氫氧化鈉溶液，平均滴定體積為 21.35 cm³。

#	題目	答案與評分要點
10	(a) 寫出中和反應的離子方程式，並指出酸的物質的量與鹼的物質的量的比。	答案：H⁺ + OH⁻ → H₂O；物質的量比為 1 : 1。（4 分：方程式 3 分、比例 1 分）
11	(b) 求氫氧化鈉溶液的濃度。	答案：n(HCl) = 0.120 × 21.35 ÷ 1000 = 2.56 × 10⁻³ mol；[NaOH] = 2.56 × 10⁻³ ÷ 0.0250 = 0.102 mol/dm³。（5 分）
12	(c) 若該鹼液原為 250.0 cm³，求其中氫氧化鈉的質量（相對原子質量：Na 23.0、O 16.0、H 1.0）。	答案：n = 0.1025 × 0.250 = 0.0256 mol；m = 0.0256 × 40.0 = 1.02 g。（5 分）
13	(d) 解釋為何錐形瓶只可用蒸餾水沖洗，不可以用氫氧化鈉溶液沖洗。	答案：錐形瓶內殘留的水不會改變鹼的物質的量，故不影響結果；若用鹼液沖洗，瓶內鹼的物質的量增加，將耗用更多酸，令計算所得濃度偏高。（4 分）

丁部（16 分）就強酸與強鹼、弱酸與強鹼兩類滴定作答。

#	題目	答案與評分要點
14	(a) 描述強酸與強鹼互相滴定時，滴定曲線的形狀及當量點附近的特徵。	答案：起始 pH 低，加入鹼後 pH 緩慢上升，至當量點附近出現 pH 由約 3 急升至約 11 的陡直段，之後趨向鹼的 pH。（4 分）
15	(b) 求強酸與強鹼滴定的當量點 pH，並指出此時溶液中主要的物種。	答案：當量點 pH = 7.00（25 °C）；主要物種為 Na⁺、Cl⁻ 與 H₂O，兩者完全中和，無水解。（4 分）
16	(c) 以 0.050 mol/dm³ 乙酸鈉溶液為例，計算弱酸與強鹼滴定在當量點的 pH（Ka = 1.8 × 10⁻⁵）。	答案：Kb = Kw ÷ Ka = 5.56 × 10⁻¹⁰；[OH⁻] = √(5.56 × 10⁻¹⁰ × 0.050) = 5.27 × 10⁻⁶ mol/dm³；pOH = 5.28，pH = 8.72。（5 分）
17	(d) 就 (c) 的滴定，指出最適合的指示劑並說明理由。	答案：酚酞（變色範圍約 pH 8.3 至 10.0）；其變色範圍覆蓋當量點 pH 8.72 附近的陡直段。甲基橙於酸性範圍變色，不適用。（3 分）

戊部（14 分）以 0.10 mol/dm³ 氯化銨溶液為例（Kb(NH₃) = 1.8 × 10⁻⁵）。

#	題目	答案與評分要點
18	(a) 求該溶液的 pH。	答案：Ka(NH₄⁺) = Kw ÷ Kb = 5.56 × 10⁻¹⁰；[H⁺] = √(5.56 × 10⁻¹⁰ × 0.10) = 7.45 × 10⁻⁶ mol/dm³；pH = 5.13。（5 分）
19	(b) 用離子方程式解釋該溶液呈酸性的原因。	答案：銨離子水解 NH₄⁺ + H₂O ⇌ NH₃ + H₃O⁺，產生水合氫離子；氯離子不水解，故溶液呈酸性。（4 分：方程式 2 分、解釋 2 分）
20	(c) 若把該溶液稀釋十倍，求新的 pH，並解釋 pH 上升的原因。	答案：[H⁺] = √(5.56 × 10⁻¹¹) = 2.36 × 10⁻⁶ mol/dm³，pH = 5.63。稀釋令水解度上升，但 [H⁺] 仍下降，故 pH 上升 0.50。（5 分）

己部（14 分）500.0 cm³ 緩衝溶液含 0.050 mol 乙酸與 0.030 mol 乙酸鈉（Ka = 1.8 × 10⁻⁵）。

#	題目	答案與評分要點
21	(a) 求該緩衝溶液的 pH。	答案：pKa = 4.74；pH = 4.74 + log(0.060 ÷ 0.100) = 4.52。（5 分：pKa 2 分、比例 1 分、pH 2 分）
22	(b) 解釋加入少量強酸後，該溶液 pH 只輕微下降的原因。	答案：加入的 H⁺ 與乙酸根結合生成乙酸（CH₃COO⁻ + H⁺ → CH₃COOH），H⁺ 被消耗；同時乙酸的存在抑制進一步解離，故 pH 變化很小。（4 分）
23	(c) 若加入 0.0050 mol 氯化氫（體積變化可忽略），求新的 pH 及 pH 的改變量。	答案：乙酸變為 0.055 mol、乙酸根變為 0.025 mol，pH = 4.74 + log(0.025 ÷ 0.055) = 4.40，下降 0.12。（5 分）

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