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中五化學練習卷：酸鹼、pH 與滴定計算（12 題・100 分）
中五化學練習卷：由摩爾濃度與 pH 計算、酸鹼滴定與指示劑選擇，到鹽類水解、緩衝溶液、氧化還原滴定及硫酸濃度分析。全卷 12 題、100 分、建議 75 分鐘，中英雙語對照，附完整答案與評分要點，適合中五校內試與 DSE 化學科鞏固。
甲部（第 1 至 4 題）
摩爾濃度與 pH 計算：須寫出公式與單位。
| # | 題目 | 答案與評分要點 |
|---|---|---|
| 1 |
把 4.0 g 氫氧化鈉（M = 40.0）溶於水，配成 250 cm3 溶液。 (a) 求該溶液的摩爾濃度。 (b) 取 25.0 cm3 該溶液稀釋至 500 cm3，求稀釋後溶液的摩爾濃度。 |
(a) n(NaOH) = 4.0 ÷ 40.0 = 0.100 mol，c = 0.100 ÷ 0.250 = 0.400 mol/dm3。 (b) 稀釋時摩爾數不變：0.400 × 0.0250 = 0.0100 mol，c = 0.0100 ÷ 0.500 = 0.0200 mol/dm3。 評分要點：摩爾數 2 分，濃度 2 分，稀釋後摩爾數 2 分，答案與單位 2 分。 |
| 2 |
計算下列溶液的 pH（假設完全解離，溫度 25 °C）。 (a) 0.010 mol/dm3 鹽酸。 (b) 0.010 mol/dm3 氫氧化鈉溶液。 (c) 把 (a) 的鹽酸稀釋 1000 倍後的溶液。 |
(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。 評分要點：每小題氫離子濃度 2 分、pH 值 1 分；(b) 須用 Kw 換算。 |
| 3 |
25.0 cm3 未知濃度的氫氧化鈉溶液，需用 0.100 mol/dm3 鹽酸 20.0 cm3 才達到滴定終點。 (a) 寫出中和反應的離子方程式。 (b) 求氫氧化鈉溶液的摩爾濃度。 |
(a) H+ + OH– → H2O。 (b) n(HCl) = 0.100 × 0.0200 = 2.00 × 10-3 mol；摩爾比 1 : 1，故 n(NaOH) 相同；c(NaOH) = 2.00 × 10-3 ÷ 0.0250 = 0.0800 mol/dm3。 評分要點：離子方程式 2 分，鹽酸摩爾數 2 分，摩爾比 2 分，濃度與單位 2 分。 |
| 4 |
0.10 mol/dm3 乙酸溶液的 Ka 為 1.8 × 10-5（25 °C）。 (a) 求溶液中氫離子的濃度。 (b) 求該溶液的 pH（取 2 位小數）。 (c) 求乙酸的解離度（以百分率表示，取 1 位小數）。 |
(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) 解離度 = 1.34 × 10-3 ÷ 0.10 × 100% ≈ 1.3%。 評分要點：Ka 表達式 3 分，氫離子濃度 2 分，pH 2 分，解離度 2 分。 |
乙部（第 5 至 8 題）
化學計量與鹽的性質：由摩爾比推算。
| # | 題目 | 答案與評分要點 |
|---|---|---|
| 5 |
5.0 g 碳酸鈣（M = 100.0）與過量稀鹽酸反應，生成二氧化碳。（摩爾體積取 24.0 dm3/mol） (a) 求碳酸鈣的摩爾數。 (b) 求生成二氧化碳在室溫下的體積。 (c) 求生成二氧化碳的質量。 |
(a) n(CaCO3) = 5.0 ÷ 100.0 = 0.050 mol。 (b) CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2 + H2O，摩爾比 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。 評分要點：摩爾數 2 分，方程式與摩爾比 2 分，體積 2 分，質量 2 分。 |
| 6 |
下列三種滴定各有不同的終點 pH，試為每種滴定選擇合適的指示劑並解釋。 (a) 強酸滴定強鹼。 (b) 強鹼滴定弱酸（如乙酸）。 (c) 強酸滴定弱鹼（如氨水）。 |
(a) 強酸滴定強鹼：終點 pH 約 7，突躍範圍寬，酚酞或甲基橙均可。 (b) 強鹼滴定弱酸：終點 pH 大於 7（約 8 至 9），須用酚酞，因變色範圍落在鹼性區。 (c) 強酸滴定弱鹼：終點 pH 小於 7（約 5 至 6），須用甲基橙，酚酞會在終點前已變色。 評分要點：每項指示劑選擇 1 分，變色範圍與終點 pH 對應的解釋各 2 分。 |
| 7 |
下列四種鹽溶於水後，溶液呈酸性、鹼性還是中性？逐項解釋。 (a) 氯化鈉。(b) 碳酸鈉。(c) 氯化銨。(d) 乙酸鈉。 |
(a) 氯化鈉：中性，強酸與強鹼的鹽不水解。 (b) 碳酸鈉：鹼性，碳酸根離子水解生成氫氧根離子。 (c) 氯化銨：酸性，銨離子水解釋出氫離子。 (d) 乙酸鈉：鹼性，乙酸根離子水解生成氫氧根離子。 評分要點：每項性質 1 分、水解解釋 1 分。 |
| 8 |
實驗室要配製 250 cm3、0.200 mol/dm3 的碳酸鈉溶液。 (a) 求所需碳酸鈉的摩爾數。 (b) 若使用十水合碳酸鈉（Na2CO3·10H2O，M = 286.0），求所需質量。 |
(a) n(Na2CO3) = 0.200 × 0.250 = 0.0500 mol。 (b) 十水合物摩爾數相同，m = 0.0500 × 286.0 = 14.3 g。 評分要點：摩爾數 4 分，摩爾質量對應 2 分，質量與單位 2 分。 |
丙部（第 9 至 12 題）
滴定與氧化還原：須列摩爾比與計算步驟。
| # | 題目 | 答案與評分要點 |
|---|---|---|
| 9 |
在酸性溶液中，高錳酸鉀與鐵(II) 離子反應的摩爾比為 1 : 5。25.0 cm3 硫酸鐵(II) 溶液需用 0.0200 mol/dm3 高錳酸鉀溶液 24.0 cm3 才達終點。 (a) 求所用高錳酸鉀的摩爾數。 (b) 求鐵(II) 離子的摩爾數及原溶液的摩爾濃度。 |
(a) n(KMnO4) = 0.0200 × 0.0240 = 4.80 × 10-4 mol。 (b) 摩爾比 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。 評分要點：摩爾數 3 分，摩爾比 2 分，鐵離子摩爾數 1 分，濃度與單位 2 分。 |
| 10 |
把等摩爾的乙酸與乙酸鈉混合成溶液（25 °C，乙酸的 pKa = 4.74）。 (a) 求該溶液的 pH。 (b) 解釋加入少量強酸或強鹼後，pH 為何改變不大。 |
(a) 等摩爾時 pH = pKa = 4.74。 (b) 加入少量強酸，乙酸根離子與氫離子結合生成乙酸；加入少量強鹼，乙酸與氫氧根離子反應生成乙酸根離子。兩者都被儲備組分吸收，故 pH 只輕微改變。 評分要點：pH 值 4 分，吸收氫離子的解釋 2 分，吸收氫氧根離子的解釋 2 分。 |
| 11 |
比較 0.10 mol/dm3 鹽酸與 0.10 mol/dm3 乙酸（同溫度）。 (a) 哪一個 pH 較低？解釋。 (b) 哪一個導電性較強？解釋。 (c) 與鎂條反應時，哪一個初始反應較快？最終產生氫氣的摩爾數是否相同？ |
(a) 鹽酸 pH 較低（pH = 1.00），乙酸只有部分解離（pH ≈ 2.87），氫離子濃度較低。 (b) 鹽酸導電性較強，因完全解離，離子濃度較高。 (c) 鹽酸初始反應較快（氫離子濃度較高）；但兩者摩爾數相同，乙酸會隨反應消耗而繼續解離，故最終產生氫氣的摩爾數相同。 評分要點：(a) 3 分，(b) 3 分，(c) 結論與解釋 3 分。 |
| 12 |
25.0 cm3 未知濃度的硫酸，需用 0.150 mol/dm3 氫氧化鈉溶液 30.0 cm3 中和。 (a) 求硫酸的摩爾濃度。 (b) 求該硫酸溶液的質量濃度（g/dm3，M(H2SO4) = 98.0）。 |
(a) n(NaOH) = 0.150 × 0.0300 = 4.50 × 10-3 mol；H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O，摩爾比 1 : 2，n(H2SO4) = 2.25 × 10-3 mol；c = 2.25 × 10-3 ÷ 0.0250 = 0.0900 mol/dm3。 (b) 質量濃度 = 0.0900 × 98.0 = 8.82 g/dm3。 評分要點：氫氧化鈉摩爾數 2 分，摩爾比 3 分，濃度 2 分，質量濃度 2 分。 |
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