15 教學資料 溶液的濃度 比較相同體積的溶液,濃度較高的溶液所含的溶質 較濃度較低的溶液多。 本章內容 –3 –3 15.1 以g dm 和mol dm 來表示溶液的濃度 15.2 有關溶液濃度的計算 15.3 溶液的稀釋 基礎知識及温故知新 (第15章適用) 所有答案 溶液的濃度 假設現有一瓶蜜糖,若要製備兩杯不同甜度的蜜糖水,我們可把不同量 (用匙來量度) 的 蜜糖加入兩個各盛有相同體積的水的玻璃杯拌勻,兩杯蜜糖水便具有不同的濃度。 在實驗室內,化學家經常要製備不同濃度的化學品水溶液,他們會在較濃的化學品 溶液中加入水,這過程稱為稀釋。 兩杯具有不同甜度的蜜糖水。 試想想…… 1 蜜糖水的甜度與它的濃度有甚麼關係? 2 化學家常用哪些單位來表示溶液的濃度? 3 溶液中溶質的量在稀釋後是否維持不變? 研習本章後,你應能回答以上問題。 溶液的濃度 教學資料 –3 所有答案 15 –3 15.1 以g dm 和mol dm 來表示溶液的濃度 溶液的濃度是指每一單位體積溶液所含溶質的量。溶液的濃度可 用以下兩個單位來表示: 數學錦囊 –3 (a) g dm ; 1 dm = 10 cm; 3 3 1 dm = 1000 cm –3 (b) mol dm 。 –3 以g dm 來表示溶液的濃度 3 溶液的濃度可用每立方分米 (dm ) 溶液所含溶質的質量 (以g作 –3 單位) 來表示 (g dm )。 課文重點 溶質的質量 (g) –3 溶液的濃度 (g dm ) = 3 溶液的體積 (dm ) 例題 15.1 –3 計算以g dm 為單位的溶液濃度 3 –3 把5.70 g的氯化鈉溶於水中,以製備500.0 cm 的溶液。計算這氯化鈉溶液的濃度 (以g dm 為 單位)。 題解 NaCl(aq)的濃度 = 5.70 g 3 500.0 dm 1000 = 11.4 g dm 數學錦囊 分數除法 a b a c a d c = b ÷ d = b × c d –3 自我測試15.1 3 把8.50 g的硫酸銅(II) 晶體溶於水中,以製備100.0 cm 的溶液。計算這硫酸銅(II) 溶液的濃度 –3 (以g dm 為單位)。 濃度 concentration 51 IV 酸和鹽基 所有答案 教學資料 以mol dm –3 (摩爾濃度) 來表示溶液的濃度 我們在第12章已學習過,化學家用「摩爾」這單位來描述物 質的量,他們通常用摩爾濃度來描述溶液的濃度。溶液的摩爾 3 濃度是指每dm 溶液所含溶質的摩爾數,摩爾濃度的單位是 –3 3 mol dm 或M。1 M的溶液是指每dm 溶液含有1摩爾的溶質; 3 2 M的溶液是指每dm 溶液含有2摩爾的溶質;如此類推。 課文重點 –3 溶液的摩爾濃度 (mol dm 或M) = 溶質的摩爾數 (mol) 3 溶液的體積 (dm ) 例題 15.2 –3 計算以mol dm 為單位的溶液濃度 3 把4.24 g的碳酸鈉溶於水中,以製備250.0 cm 的溶液。計算這溶液的摩爾濃度。 (相對原子質量:C = 12.0、O = 16.0、Na = 23.0) 題解 Na 2CO 3的摩爾數 (mol) = = Na 2CO 3(aq)的摩爾濃度 = Na 2CO 3的質量 (g) –1 Na 2CO 3的摩爾質量 (g mol ) 4.24 g (23.0 × 2 + 12.0 + 16.0 × 3) g mol 0.04 mol 3 250.0 dm 1000 = 0.16 mol dm –1 = 0.04 mol –3 自我測試15.2 3 把3.99 g的硫酸銅(II) 晶體溶於水中,以製備100.0 cm 的溶液。計算這溶液的摩爾濃度。 (相對原子質量:O = 16.0、S = 32.1、Cu = 63.5) 在實驗室所用水溶液試劑的濃度通常以摩爾濃度 (M,即 –3 –3 mol dm ) 來表示,而不是以g dm 來表示。參看圖15.1。 52 摩爾濃度 molarity/molar concentration 15 溶液的濃度 所有答案 圖15.1 在實驗室所用水溶液試劑的濃度通常以摩爾濃度 (M) 來表示。 課 堂 練 習 15.1 3 250.0 cm 的硫酸鈉溶液含有14.2 g的硫酸鈉。計算這溶液的濃度: –3 (a) 以g dm 為單位 –3 (b) 以mol dm 為單位 (相對原子質量:O = 16.0、Na = 23.0、S = 32.1) –3 –3 mol dm 與g dm 的轉換 圖15.2顯示溶質的質量、溶質的摩爾數、溶液的摩爾濃度及以 –3 g dm 為單位的溶液濃度的關係。 ÷ 溶質的質量 (g) ÷ 圖15.2 溶質的量 (以克或摩 爾數表示)、溶液的摩爾濃度 –3 和以g dm 為單位的溶液濃 度的關係 溶質的摩爾質量 –1 (g mol ) 溶液的體積 3 (dm ) 溶質的摩爾數 (mol) ÷ –3 以g dm 為單位的 溶液濃度 × 溶質的摩爾質量 –1 (g mol ) 溶液的體積 3 (dm ) 溶液的摩爾濃度 –3 (mol dm 或M) –3 我們可利用以下公式,把溶液的摩爾濃度轉換至以g dm 為 單位的濃度: 課文重點 –3 溶液的濃度 (g dm ) –3 –1 = 溶液的摩爾濃度 (mol dm ) × 溶質的摩爾質量 (g mol ) 53 IV 酸和鹽基 所有答案 教學資料 例題 15.3 –3 把濃度的單位從mol dm 轉換為g dm –3 –3 –3 計算3.00 mol dm 氯化鈉溶液的濃度 (以g dm 為單位)。 (相對原子質量:Na = 23.0、Cl = 35.5) 題解 NaCl的摩爾質量 = (23.0 + 35.5) g mol NaCl(aq)的濃度 = 3.00 mol dm –3 –1 = 58.5 g mol × 58.5 g mol –1 –1 = 176 g dm –3 自我測試15.3 –3 –3 計算2.0 mol dm 氯化鈣溶液的濃度 (以g dm 為單位)。 (相對原子質量:Cl = 35.5、Ca = 40.1) –3 我們可利用以下公式,把以g dm 為單位的溶液濃度轉換為 摩爾濃度。 課文重點 –3 溶液的濃度 (g dm ) –3 溶液的摩爾濃度 (mol dm ) = –1 溶質的摩爾質量 (g mol ) 例題 15.4 –3 把濃度的單位從g dm 轉換為mol dm –3 –3 計算75.0 g dm 硝酸鋅溶液的摩爾濃度。 (相對原子質量:N = 14.0、O = 16.0、Zn = 65.4) 題解 –1 Zn(NO 3) 2的摩爾質量 = [65.4 + (14.0 + 16.0 × 3) × 2] g mol = 189.4 g mol –3 75.0 g dm –3 Zn(NO 3) 2(aq)的摩爾濃度 = = 0.396 mol dm –1 189.4 g mol –1 自我測試15.4 –3 計算56.0 g dm 碳酸鉀溶液的摩爾濃度。 (相對原子質量:C = 12.0、O = 16.0、K = 39.1) 課 堂 練 習 15.2 1. –3 –3 計算下列各溶液以 (i) g dm 和 (ii) mol dm 為單位的濃度。 3 (a) 含10.0 g的KOH的0.50 dm 溶液 續 54 15 溶液的濃度 教學資料 所有答案 3 (b) 含12.1 g的KNO 2的1000 cm 溶液 3 (c) 含6.625 g的Pb(NO 3) 2的250.0 cm 溶液 (相對原子質量:H = 1.0、N = 14.0、O = 16.0、K = 39.1、Pb = 207.2) 2. 根據世界衞生組織的指引,食水中鉛離子的濃度不應超過1.00 × –8 –3 –3 –3 10 g cm 。分別以 (a) g dm 和 (b) mol dm 為單位來表示上述的 鉛離子濃度。 (相對原子質量:Pb = 207.2) 3. 3 某5.00 cm 的溶液樣本含有4.82 g的硫酸。計算該樣本中硫酸的摩爾 濃度。 (相對原子質量:H = 1.0、O = 16.0、S = 32.1) 15.2 有關溶液濃度的計算 計算溶液的濃度 若溶液的密度和溶液中溶質的質量百分比是已知的,便可計算出 該溶液的濃度。 例題 15.5 從溶液的密度和溶質的質量百分比計算溶液的濃度 3 右圖顯示一瓶濃硝酸。瓶上的標籤顯示每1 cm 液體的重量為1.51 g,而該液體 中HNO 3的質量百分比是68.0%。根據以上資料,計算這濃硝酸的摩爾濃度。 (相對原子質量:H = 1.0、N = 14.0、O = 16.0) 題解 3 數學錦囊 3 1000 cm (即1 dm ) 該濃酸中HNO 3的質量 質量 (g) –3 –3 3 密度 (g cm ) = 3 = 1.51 g cm × 1000 cm × 68.0% 體積 (cm ) = 1026.8 g –1 HNO 3的摩爾質量 = (1.0 + 14.0 + 16.0 × 3) g mol –1 = 63.0 g mol –3 1026.8 g dm 濃硝酸的摩爾濃度 = –1 63.0 g mol –3 = 16.3 mol dm 密度:1.51 g cm –3 (68.0%) 自我測試15.5 –3 某濃硫酸樣本的密度是1.83 g cm ,它所含硫酸的質量百分比是98.0%。計算該濃硫酸的摩爾 濃度。 (相對原子質量:H = 1.0、O = 16.0、S = 32.0) 55 IV 酸和鹽基 所有答案 計算溶液中溶質的摩爾數 若溶液的摩爾濃度和體積是已知的,便可計算出溶液中溶質的摩 爾數。 例題 15.6 從溶液的摩爾濃度和體積計算溶質的摩爾數 3 計算250.0 cm 的2.0 M氯化鎂溶液中氯化鎂的摩爾數。 題解 MgCl 2的摩爾數 (mol) –3 3 = MgCl 2溶液的摩爾濃度 (mol dm ) × 溶液的體積 (dm ) = 2.0 mol dm –3 = 0.50 mol × 250.0 3 dm 1000 自我測試15.6 3 計算500.0 cm 的0.50 M硫酸銅(II) 溶液中硫酸銅(II) 的摩爾數。 計算溶液的體積 若溶質的量和溶液的摩爾濃度是已知的,便可計算出溶液的體 積。 例題 15.7 從溶質的摩爾數和溶液的摩爾濃度計算溶液的體積 3 某0.25 M碳酸鈉溶液含有0.10 mol的碳酸鈉,計算該溶液的體積 (以dm 為單位)。 題解 3 Na 2CO 3溶液的體積 (dm ) = = Na 2CO 3的摩爾數 (mol) –3 Na 2CO 3溶液的摩爾濃度 (mol dm ) 0.10 mol 3 = 0.40 dm –3 0.25 mol dm 自我測試15.7 3 某0.50 M硫酸鈉溶液含有0.40 mol的硫酸鈉,計算該溶液的體積 (以dm 為單位)。 56 溶液的濃度 所有答案 15 課 堂 練 習 15.3 1. 3 某容器盛有5700 g的濃氫氯酸,這酸的體積是5.00 dm 。若酸中 HCl的質量百分比是38.0%,計算這酸的摩爾濃度。 (相對原子質量:H = 1.0、Cl = 35.5) 3 2. 計算50.0 cm 的0.40 M硫酸鈉溶液中硫酸鈉的摩爾數。 3. 某0.50 M氫氧化鈉溶液含有0.80 mol的氫氧化鈉,計算該溶液的體 積。 計算溶質的質量 若溶液的體積和摩爾濃度是已知的,便可計算出溶質的質量。 例題 15.8 從溶液的體積和摩爾濃度計算溶質的質量 3 計算250.0 cm 的0.60 M氫氧化鈉溶液中氫氧化鈉的質量。 (相對原子質量:H = 1.0、O = 16.0、Na = 23.0) 題解 3 250.0 cm 的溶液中NaOH的摩爾數 (mol) –3 3 = NaOH溶液的摩爾濃度 (mol dm ) × 溶液的體積 (dm ) 250.0 3 dm = 0.15 mol 1000 –1 NaOH的質量 (g) = NaOH的摩爾數 (mol) × NaOH的摩爾質量 (g mol ) = 0.60 mol dm –3 × = 0.15 mol × (23.0 + 16.0 + 1.0) g mol –1 = 6.0 g 自我測試15.8 3 計算100.0 cm 的0.25 M重鉻酸鉀溶液中重鉻酸鉀的質量。 (相對原子質量:O = 16.0、K = 39.1、Cr = 52.0) 計算溶液中成分離子的濃度 若溶液的摩爾濃度是已知的,便可計算出溶液中成分離子的摩爾 濃度。 57 IV 酸和鹽基 所有答案 教學資料 例題 15.9 計算溶液混合物中成分離子的摩爾濃度 3 3 + 把20.0 cm 的1.0 M NaCl(aq)與80.0 cm 的0.50 M Na 2SO 4(aq)混合。計算所得溶液中Na (aq) 離子的摩爾濃度。 題解 NaCl的摩爾數 = 1.0 mol dm –3 × 20.0 3 dm 1000 = 0.020 mol + 來自NaCl的Na 的摩爾數 = 0.020 mol Na 2SO 4的摩爾數 = 0.50 mol dm –3 × 80.0 3 dm 1000 = 0.040 mol + 來自Na 2SO 4的Na 的摩爾數 = 0.040 × 2 mol = 0.080 mol + 所得溶液中Na 的摩爾數 = (0.020 + 0.080) mol = 0.10 mol 3 所得溶液的體積 = (20.0 + 80.0) cm = 100.0 cm 3 + 所得溶液中Na (aq)的摩爾濃度 = 0.10 mol 3 100.0 dm 1000 = 1.0 mol dm –3 自我測試15.9 3 3 把100.0 cm 的0.50 M KCl(aq)與200.0 cm 的0.25 M CaCl 2 (aq)混合。計算所得混合物中 – Cl (aq)離子的摩爾濃度。 課 堂 練 習 15.4 1. 計算製備以下各溶液所需溶質的質量: 3 (a) 250.0 cm 的0.10 M Na 2CO 3(aq) 3 (b) 500.0 cm 的0.20 M CuSO 4(aq) (相對原子質量:C = 12.0、O = 16.0、Na = 23.0、S = 32.1、Cu = 63.5) 2. 3 3 把50.0 cm 的0.6 M FeSO 4(aq)和150.0 cm 的0.2 M Fe 2(SO 4) 3(aq)混 2– 合。所得混合物中SO 4 (aq)離子的濃度是多少? A. B. C. D. 0.3 M 0.4 M 0.6 M 0.8 M (HKDSE 2014 卷一甲部 第6題) 58 溶液的濃度 教學資料 所有答案 15 15.3 溶液的稀釋 在實驗室使用的稀礦酸和氨水於購買時一般都是高濃度的溶液, 以減少貯存試劑所需的空間。要製備這些稀溶液,通常是在高濃 度的溶液中加入適量的水,使它的濃度降至特定的值,這過程稱 為稀釋。 在 稀 釋 過 程 中 , 溶 液 的 體 積 增 加 , 但溶 質 的 摩 爾 數 維 持 不 變,原因是稀釋後溶液中的溶質全都是來自原來的溶液。當同一 摩爾數的溶質溶於體積較大的溶劑中,溶液的濃度便下降 (圖 15.3)。 稀釋前 稀釋後 加入水 圖例: 溶質粒子 稀釋前溶液的摩爾濃度 = M 1 稀釋前溶液的體積 = V 1 稀釋後溶液的摩爾濃度 = M 2 稀釋後溶液的體積 = V 2 M 1V 1 = M 2V 2 圖15.3 溶液的稀釋 例題 15.10 計算稀釋後溶液的摩爾濃度 3 3 把100.0 cm 的2.5 M氫氧化鈉溶液稀釋至250.0 cm ,計算稀釋後溶液的摩爾濃度。 題解 設稀釋後溶液的摩爾濃度是M 2。 NaOH的摩爾數 (稀釋前) = NaOH的摩爾數 (稀釋後) 100.0 250.0 = M2 × 1000 1000 M 2 = 1.0 2 .5 × 稀釋後NaOH溶液的摩爾濃度是1.0 M。 自我測試15.10 3 3 把50.0 cm 的5.0 M氫氯酸稀釋至500.0 cm ,計算稀釋後酸的摩爾濃度。 稀釋 dilution 59 IV 酸和鹽基 所有答案 例題 15.11 計算要稀釋某溶液時所需水的體積 3 把250.0 cm 的0.200 M硝酸稀釋至0.0800 M,計算所需水的體積。 題解 設稀釋後溶液的體積是V 2。 HNO 3的摩爾數 (稀釋前) = HNO 3的摩爾數 (稀釋後) 0.200 × 250.0 = 0.0800 × V 2 1000 V 2 = 0.625 3 稀釋後所得HNO 3的體積 = 0.625 dm 或625.0 cm 3 所需水的體積 = (625.0 – 250.0) cm 3 = 375.0 cm 3 自我測試15.11 3 把100.0 cm 的3.0 M硫酸銅(II) 溶液稀釋至0.5 M,計算所需水的體積。 課文重點 溶質的摩爾數 (稀釋前) 或, 找錯處 = 溶質的摩爾數 (稀釋後) M 1V 1 = M 2V 2 概念檢查 3 要把100 cm 的2.0 M NaOH溶液稀釋至0.2 M,需要 3 1000 cm 的水。 找出以下句子的錯 處。 3 「當100 cm 的1.0 M 3 NaCl(aq)和100 cm 的 1.0 M KOH(aq)混合, 混合物中KOH(aq)的濃 度是1.0 M。」 3 要把100 cm 的2.0 M NaOH溶液稀釋至0.2 M,需要 3 900 cm 的水。 課 堂 練 習 15.5 60 3 1. 某學生試圖把2.0 M氫氧化鈉溶液稀釋,以製備250.0 cm 的0.15 M 氫氧化鈉溶液。計算所需2.0 M氫氧化鈉溶液的體積。 2. 把25.0 cm 的0.5 M氫氯酸稀釋10倍,計算所需水的體積。 3 溶液的濃度 教學資料 所有答案 15 活動 15.1 理解1:49稀釋漂白劑溶液的意思 3 漂白劑是強而有效的消毒劑,一名家庭主婦用50 cm 的家用漂白劑 (0.70 M) 來製備1:49稀釋漂白劑 溶液,以清潔家居。 氯漂白劑 任務 以二人一組,討論以下問題: 3 1. 怎樣用50 cm 的家用漂白劑來製備1:49稀釋漂白劑溶液? 2. 1:49稀釋漂白劑溶液的摩爾濃度是多少? (提示:1:49稀釋漂白劑溶液是指溶液中漂白劑和水的體積比是1:49。) 61 IV 酸和鹽基 教學資料 本章摘要 本章摘要 進度檢查 研習本章後,你應能: –3 以g dm 和mol dm –3 (摩爾濃度) 來表示溶液的濃度 –3 把溶液的摩爾濃度轉換以g dm 為單位 進行有關溶液濃度的計算 進行有關溶液稀釋的計算 e-辭典 重要詞彙 (第15章適用) 頁數 51 1. 濃度 concentration 2. 摩爾濃度 molarity/molar concentration 3. 頁數 59 稀釋 dilution 52 重要概念 –3 –3 15.1 以g dm 和mol dm 來表示溶液的濃度 1. 2. 3. 4. –3 –3 溶液的濃度是指每一單位體積溶液所含溶質的量,它通常以g dm 或mol dm 來 表示。 溶質的摩爾數 (mol) –3 溶液的摩爾濃度 (mol dm 或M) = 3 溶液的體積 (dm ) –3 –3 –1 溶液的濃度 (g dm ) = 溶液的摩爾濃度 (mol dm ) × 溶質的摩爾質量 (g mol ) –3 溶液的摩爾濃度 (mol dm ) = –3 溶液的濃度 (g dm ) –1 溶質的摩爾質量 (g mol ) 15.2 有關溶液濃度的計算 62 –3 3 5. 溶質的摩爾數 (mol) = 溶液的摩爾濃度 (mol dm ) × 溶液的體積 (dm ) 6. 溶液的體積 (dm ) = 7. 溶質的質量 (g) 3 –3 –1 = 溶液的體積 (dm ) × 溶液的摩爾濃度 (mol dm ) × 溶質的摩爾質量 (g mol ) 3 溶質的摩爾數 (mol) –3 溶液的摩爾濃度 (mol dm ) 溶液的濃度 15 15.3 溶液的稀釋 8. 稀釋是在高濃度的溶液中加入適量的水,使溶液的濃度下降的過程。稀釋過程中 溶質的摩爾數維持不變: = 本章摘要 M 1V 1 (稀釋前) M 2V 2 (稀釋後) 當中M 1 = 稀釋前溶液的摩爾濃度;V 1 = 稀釋前溶液的體積 M 2 = 稀釋後溶液的摩爾濃度;V 2 = 稀釋後溶液的體積 63 IV 酸和鹽基 所有答案 概念圖 教學資料 利用以下列出的詞彙,完成以下概念圖。 –1 本章摘要 稀釋、溶質的質量 (g)、摩爾濃度、溶質的摩爾質量 (g mol )、溶質的摩爾數 (mol)、 3 3 溶液的體積 (dm )、溶液的體積 (dm ) (a) 䅒䁅㽁 䮏䁅㽁 ữᮌᛵ⍾ឯ 宗䴦㝈ゞ (b) (d) (c) (e) (g) ✽⃜ g dm 3 (f) ✽⃜ mol dm 3 (㎥M) 64 溶液的濃度 教學資料 所有答案 15 本章練習 A. 填充題 4. 第15.1節 1. 2. –1 (g mol ) 。 –3 第15.3節 溶液的濃度 (g dm ) 5. 溶質的 (g) 溶液的 (dm ) 用水稀釋溶液時,溶液中溶質的摩爾數 本章練習 = 3. –3 = 溶液的摩爾濃度 (mol dm ) × 溶質的 根據定義,溶液的濃度是指每一單位體積溶液 所含的 –3 溶液的濃度 (g dm ) 。 3 即M 1V 1 = –3 溶液的摩爾濃度 (mol dm ) = 溶質的 數 (mol) 溶液的 (dm ) 3 B. 基礎訓練題 第15.1節 6. –3 –3 計算以下各溶液以 (i) g dm 和 (ii) mol dm 為單位的濃度。 3 (a) 含3.01 g的MgSO 4的250.0 cm 溶液 3 (b) 含2.14 g的NH 4Cl的50.0 cm 溶液 3 (c) 含6.47 g的Ca(NO 3) 2的100.0 cm 溶液 3 (d) 含8.78 g的NaCl的500.0 cm 溶液 3 (e) 含7.94 g的FeSO 4的2.0 dm 溶液 (相對原子質量:H = 1.0、N = 14.0、O = 16.0、Na = 23.0、Mg = 24.3、S = 32.1、Cl = 35.5、Ca = 40.1、Fe = 55.8) 第15.2節 7. 參考(a)部的例子,完成以下有關不同溶液濃度的列表。 溶質的 化學式 (a) NaCl (b) AgNO 3 溶質的 質量 / g 溶液的 體積 58.5 117 2.00 dm 3 1.00 dm 3 17.0 (c) Na 2CO 3 (d) MgCl 2 (e) C 6H 12O 6 摩爾濃度 摩爾質量 –1 / g mol 500.0 cm 溶液 陽離子 陰離子 溶液的濃度 –3 / g dm 1.00 M 1.00 M 1.00 M 58.5 3 29.3 0.0500 M 0.205 M 12.0 cm 3 — — 28.8 (相對原子質量:H = 1.0、C = 12.0、N = 14.0、O = 16.0、Na = 23.0、Mg = 24.3、Cl = 35.5、Ag = 107.9) 65 IV 酸和鹽基 所有答案 C. 多項選擇題 0.35 mol dm 硫酸鉀溶液的濃度是多少 (以 –3 g dm 為單位)? 13. 把12.0 g的氫氧化鈉顆粒完全溶於水中,以製 備2.00 M氫氧化鈉溶液。這溶液的體積是多 少? (相對原子質量:O = 16.0、S = 32.1、K = 39.1) (相對原子質量:H = 1.0、O = 16.0、Na = 23.0) 第15.1節 8. –3 A. C. 本章練習 9. 41.7 55.4 B. D. 47.3 61.0 3 某100.0 cm 的水溶液含有9.32 g的氫氧化 鈉。下列哪個有關這溶液的摩爾濃度和濃度 –3 (以g dm 為單位) 的組合正確? (相對原子質量:H = 1.0、O = 16.0、Na = 23.0) A. B. C. D. 摩爾濃度 / M 濃度 / g dm 0.0932 0.0233 93.2 2.33 0.00233 0.932 2.33 93.2 –3 –3 10. 某硫酸樣本的密度是1.20 g cm 。若樣本中硫 酸的質量百分比是30.0%,這酸的摩爾濃度是 多少? (相對原子質量:H = 1.0、O = 16.0、S = 32.1) –3 3.67 mol dm –3 7.67 mol dm –3 10.8 mol dm –3 15.4 mol dm (相對原子質量:H = 1.0、O = 16.0、Na = 23.0、S = 32.1) 831 g 925 g 1182 g 1303 g 15. 下列哪個有關0.13 M硫酸鐵(III) 溶液中成分 離子的摩爾濃度的組合正確? 3+ A. B. C. D. 3 –3 1.2 × 10 mol –3 2.4 × 10 mol –3 3.0 × 10 mol –3 6.0 × 10 mol SO 4 離子的 摩爾濃度 / M 0.13 0.26 0.26 0.13 0.13 0.13 0.39 0.39 3 16. 把100.0 cm 的0.5 M NaOH(aq)與200.0 cm 的1.5 M NaOH(aq)混合,所得NaOH(aq)的 濃度是多少? A. B. C. D. 1.00 M 1.17 M 1.25 M 2.00 M 3 3 12. 下列哪種溶液所含溶質的摩爾數與250.0 cm 的1.0 M氫氧化鈉溶液所含溶質的摩爾數相 同? A. B. C. D. 66 3 100.0 cm 的4.0 M氫氧化鈉溶液 3 200.0 cm 的1.5 M氫氧化鈉溶液 3 500.0 cm 的0.5 M氫氧化鈉溶液 3 1000 cm 的0.2 M氫氧化鈉溶液 2– Fe 離子的 摩爾濃度 / M 3 11. 25.0 cm 的0.096 M硝酸鉀溶液中所含硝酸鉀 的摩爾數是多少? A. B. C. D. 3 100 cm 3 150 cm 3 200 cm 3 250 cm 14. 某 學 生 利 用 五 水 合 硫 代 硫 酸 鈉 晶 體 3 (Na 2S 2O 3․5H 2O) 來製備3.50 dm 的1.50 M 硫代硫酸鈉溶液。所需晶體的質量是多少? A. B. C. D. 第15.2節 A. B. C. D. A. B. C. D. –3 17. 把200.0 cm 的1.0 mol dm K 2 SO 4 (aq)與 3 –3 100.0 cm 的2.0 mol dm KCl(aq)混合,所 + 得的溶液中K (aq)離子的濃度是多少? A. B. C. D. –3 1.0 mol dm –3 1.5 mol dm –3 2.0 mol dm –3 3.0 mol dm 15 溶液的濃度 所有答案 3 第15.3節 18. 下列哪項或哪些數量在稀釋過程中會下降? 20. 要把100 cm 的2.0 M Na 2 CO 3 (aq)稀釋至 0.5 M,所需水的體積是多少? A. B. C. D. (1) 溶液的濃度 (2) 溶液的體積 (3) 溶質的摩爾數 A. B. C. D. 只有(1) 只有(2) 只有(1)和(3) 只有(2)和(3) 3 21. 把0.50 M H 2SO 4(aq)稀釋,以製備250.0 cm 的0.15 M H2SO4(aq),所需0.50 M H2SO4(aq) 的體積是多少? –3 0.2 mol dm –3 0.4 mol dm –3 1.0 mol dm –3 5.0 mol dm 3 50.0 cm 3 75.0 cm 3 85.0 cm 3 100.0 cm 本章練習 A. B. C. D. 3 19. 用水把50.0 cm 的2.0 M氫氧化鉀溶液稀釋至 3 250.0 cm 。稀釋後溶液的濃度是多少? A. B. C. D. 3 200 cm 3 300 cm 3 400 cm 3 500 cm D. 結構題 第15.1節 3 22. 把0.350 mol的碳酸鉀溶於蒸餾水中,以製備250.0 cm 的溶液。計算溶液的濃度: –3 (1分) (a) 以mol dm 為單位 –3 (1分) (b) 以g dm 為單位 (相對原子質量:C = 12.0、O = 16.0、K = 39.1) 第15.2節 3 –3 23. 某學生為某化學實驗製備125.0 cm 的2.0 mol dm 硝酸鎂溶液。計算所需 (a) 溶質的摩爾數,和 (1分) (b) 溶質的質量。 (1分) (相對原子質量:N = 14.0、O = 16.0、Mg = 24.3) 24. 某混合物是由下列三種溶液混合而成的: 3 100.0 cm 的1.5 M Na 2SO 4(aq) 3 200.0 cm 的2.0 M NaCl(aq) 3 100.0 cm 的1.0 M KCl(aq) 計算所得的溶液中,下列各離子的摩爾濃度。 + (a) Na (aq) (1分) + (1分) – (1分) (b) K (aq) (c) Cl (aq) 67 IV 酸和鹽基 所有答案 教學資料 應試練習 A. 多項選擇題 5. 第15.1節 1. 把1.63 g的酞酸氫鉀 (C 8 H 5 O 4 K) 固體溶於水 3 中,以製備100.0 cm 的溶液。溶液中酞酸氫 鉀的濃度是 (相對原子質量:O = 16.0、Na = 23.0、S = 32.1、K = 39.1、Fe = 55.8、Cu = 63.5) (相對原子質量:H = 1.0、C = 12.0、O = 16.0、K = 39.1) A. B. C. D. 2. A. B. C. –3 0.0160 mol dm 。 –3 0.0320 mol dm 。 –3 0.0399 mol dm 。 –3 0.0799 mol dm 。 D. 應試練習 把4.81 g的草酸晶體 ((COOH) 2․2H 2O) 溶於 3 蒸餾水中,以製備250.0 cm 的溶液。溶液的 摩爾濃度是多少? 6. 3. 7. 某溶液的體積是500 cm ,它含有150 g的 –3 氨。這溶液中氨的濃度是多少 (以mol dm 為 單位)? [1分] 0.51 8.82 16.7 17.6 (AQA AS Level (7404) 2018 Jun Paper 1 Q19) 第15.2節 4. 3 250.0 cm 的0.200 M硫酸鐵(III) 溶液中,硫 酸鐵(III) 的質量是多少? (相對原子質量:O = 16.0、S = 32.1、Fe = 55.8) A. B. C. D. 68 A. B. C. D. 3 A. B. C. D. 2.79 g 4.81 g 7.60 g 20.0 g 下列哪些溶液含有相同數量的離子? 3 –3 0.0100 mol dm –3 0.0380 mol dm –3 0.153 mol dm –3 0.612 mol dm 3 把5.0 g的硫酸鈉溶於250.0 cm 的蒸餾水 3 把5.0 g的硫酸鉀溶於250.0 cm 的蒸餾水 3 把5.0 g的硫酸銅(II) 溶於250.0 cm 的蒸 餾水 3 把5.0 g的硫酸鐵(II) 溶於250.0 cm 的蒸 餾水 (1) 36 cm 的1.0 M硝酸鈉溶液 3 (2) 30 cm 的1.5 M氫氧化鈉溶液 3 (3) 24 cm 的1.0 M硫酸鉀溶液 (相對原子質量:H = 1.0、C = 12.0、O = 16.0) A. B. C. D. 下列哪個製備方法所獲得的溶液中,硫酸根離 子的濃度最高? 把0.05 mol的K 2 SO 4 ․Al 2 (SO 4 ) 3 ․24H 2 O溶 3 於水中,以製備250.0 cm 的水溶液。溶液中 2– SO 4 (aq)離子的摩爾濃度是多少? A. B. C. D. 8. 只有(1)和(2) 只有(1)和(3) 只有(2)和(3) (1)、(2)和(3) –3 0.2 mol dm –3 0.4 mol dm –3 0.8 mol dm –3 1.6 mol dm 3 某50. 0 c m 的 磷 酸 鈉 ( N a 3 P O 4 ) 溶 液含有 + 0.03 mol的Na (aq)離子,這溶液中磷酸鈉的 摩爾濃度是多少? A. B. C. D. –3 0.2 mol dm –3 0.6 mol dm –3 1.2 mol dm –3 1.8 mol dm 15 溶液的濃度 所有答案 3 11. 把含有1.204 g的硫酸鎂 (MgSO 4) 的100 cm –3 溶液稀釋至0.02 mol dm ,最終溶液的體積 3 是多少 (以cm 為單位)? 第15.3節 9. 3 一個沒有蓋好的燒杯盛有250.0 cm 的0.05 M KNO 3 (aq)。把燒杯放在實驗室內數天後,剩 3 餘KNO 3 (aq)溶液的體積是220.0 cm 。剩餘 溶液的摩爾濃度是多少? (相對原子質量:O = 16.0、Mg = 24.3、S = 32.1) (假設溶液中並沒有形成任何晶體。) A. B. C. D. A. B. C. D. 0.047 M 0.057 M 0.067 M 0.077 M 40 50 500 600 3 10. 把10.0 M HCl(aq)稀釋,以製備500.0 cm 的 0.30 M HCl(aq),所需10.0 M HCl(aq)的體 積是多少? 3 10 cm 3 15 cm 3 30 cm 3 50 cm 應試練習 A. B. C. D. B. 結構題 第15.2節 12. 根據香港的《食物及藥物 (成分組合及標籤) 規例》,所有標示為「低糖」的飲品中,每100 ml所含 的糖不可多於5.00 g。 (假設「糖」是指化學式為C 12H 22O 11的蔗糖。) –3 (a) 計算「低糖」飲品中糖的濃度上限 (以mol dm 為單位)。 (2分) (b) 一包375 ml紙盒裝的檸檬茶含有26.5 g的糖,它可否標示為「低糖」?試加以解釋。 (2分) 3 (相對原子質量:H = 1.0、C = 12.0、O = 16.0;1 ml = 1 cm ) –3 13. 某牌子的氨稱為「0.88氨」,它的密度是0.88 g cm ,且所含氨的質量百分比大約是35%。 (a) 計算1 dm 的溶液中所含氨的質量。 3 (1分) (b) 計算這溶液的摩爾濃度。 (1分) (相對原子質量:H = 1.0、N = 14.0) 3 14. 在一實驗中,把0.635 g的Cu完全溶於100 cm 的0.5 M AgNO 3(aq)中。 (a) 寫出所涉及反應的離子方程式。 (1分) (b) 寫出這實驗的另外兩項可觀察變化。 (2分) (c) 計算所得的溶液中銅(II) 離子和銀離子的濃度。 (4分) (相對原子質量:Cu = 63.5) 69 IV 酸和鹽基 15. 這題目是有關第 II 族的元素和它們的化合物。某化學家把0.115 g的第 II 族元素加入水,然後再加入 3 蒸餾水,以製備400 cm 的溶液。反應的方程式如下所示,M代表該第 II 族元素。 M(s) + 2H 2O() – 溶液中氫氧離子 (OH (aq)) 的濃度是6.56 × 10 M(OH) 2(aq) + H 2(g) –3 –3 mol dm 。 測定M的摩爾質量,把答案約簡至一位小數。 (3分) 根據你的答案,辨識M是哪種元素。 (OCR AS GCE Chemistry A F321 2017 May Paper 1 Q4a) 3 16. 某氯漂白劑樣本中次氯酸鈉 (NaOCl) 的質量百分比是6.0%。某家庭主婦把10 cm 的氯漂白劑與水 混合,以製備1:99的消毒溶液。 (a) 計算原來樣本中次氯酸鈉的摩爾濃度。 (2分) (b) 計算1:99的消毒溶液的大約摩爾濃度。 (2分) –3 (假設氯漂白劑的密度是1.0 g cm ;相對原子質量:O = 16.0、Na = 23.0、Cl = 35.5) 應試練習 70 本章練習答案 第14章 A. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 填充題 (p.41) + 氫離子/H (aq) 水;水;氫 鹽基度 鹽;水;鹼 – 氫氧;OH (aq) 腐蝕性 + 氫離子/H (aq);氧化;氧化;脫水 B. 8. 基礎訓練題 (p.41) (a) 丙酸: 丁二酸: 9. (b) 丙酸的鹽基度是1。/丙酸是一元酸。 丁二酸的鹽基度是2。/丁二酸是二元 酸。 (a) 鐵粉與稀氫氯酸緩慢地反應並溶解 (,且 生成淺綠色溶液)。生成無色氣泡。 + 2+ Fe (aq) + H 2(g) Fe(s) + 2H (aq) (b) 固態氧化鎂溶解。 + 2+ Mg (aq) + H 2O(l) MgO(s) + 2H (aq) (c) 固態氫氧化鎂溶解。 + 2+ Mg (aq) + Mg(OH) 2(s) + 2H (aq) 2H 2O(l) (d) 生成無色氣泡/出現泡騰現象。碳酸氫鈉 粉末溶解。 – + CO 2(g) + H 2O(l) HCO 3 (aq) + H (aq) (e) 生成無色氣泡/出現泡騰現象。碳酸鈉粉 末溶解。 2– + CO 2(g) + H 2O(l) CO 3 (aq) + 2H (aq) (f) 有無色氣體釋出,該氣體帶獨特的刺激 性氣味,且能令濕潤的紅色石蕊試紙變 為藍色。 + – NH 3(g) + H 2O(l) NH 4 (aq) + OH (aq) (g) 有 白 色 沉 澱 生 成 。 加 入 過 量 N a O H ( a q ) 時,白色沉澱溶解,並生成無色溶液。 2+ – Pb(OH) 2(s) Pb (aq) + 2OH (aq) – Pb(OH) 2(s) + 2OH (aq) 2– Pb(OH) 4 (aq) (h) 有白色沉澱生成。加入過量NH 3 (aq)時, 白色沉澱溶解,並生成無色溶液。 2+ – Zn(OH) 2(s) Zn (aq) + 2OH (aq) Zn(OH) 2(s) + 4NH 3(aq) 2+ – Zn(NH 3 ) 4 (aq) + 2OH (aq) 10. (a) 把氫氧化鈉溶液分別加入每種溶液,直 至過量。起初,每種溶液都生成白色沉 澱,但只有硝酸鋁所生成的沉澱可溶於 過量氫氧化鈉溶液。 (b) 把稀氫氯酸分別加入每種溶液。碳酸鉀 溶液有無色氣泡生成,而氫氧化鉀溶液 則沒有可觀察變化。 C. 多項選擇題 (p.42) 11. C 茶含有丹寧酸。 12. A 所生成的氫以燃燒中的木條來測試時,才發 出爆鳴聲。 13. B 14. B 15. A 氫氧化鐵( III ) 不溶於水,它是鹽基,而不是 鹼。 16. A K 2SO 3(aq) + (1):2KOH(aq) + SO 2(g) H 2O(l) (2):2KOH(aq) + CO 2(g) K 2CO 3(aq) + H 2O(l) 17. D 氫氧化鈉溶液與鋅金屬沒有反應;稀氫氯酸 與氯化銨溶液沒有反應。 18. B (2):該反應生成白色的Pb(OH) 2沉澱。 ( 3 ):把小量NH 3 (aq )加入硝酸銀溶液時,生 成 暗 棕 色 的 A g 2O 沉 澱 , 該 沉 澱 可 溶 於 過 量 NH 3(aq),並生成無色溶液。 T1 19. D (NH 4 ) 2CO 3(aq) + 2HCl(aq) 2NH 4Cl(aq) + CO 2(g) + H 2O(l) 所釋出的二氧化碳令石灰水變得乳濁。 所釋出的氨令濕潤的紅色石蕊試紙變為藍 色。 20. D 21. C 22. B 23. C D. 結構題 (p.44) 24. (a) 柑橘類水果/橙/檸檬/西柚/番茄/ 1 西蘭花/馬鈴薯 1 (b) 二氧化碳 可使用石灰水來測試G。 1 它令石灰水變得乳濁。 1 (c) 把丙種維生素藥片加入水時,藥片中的 + 檸檬酸溶解,並電離生成H (aq)。 – + H (aq)與碳酸氫鈉/HCO 3 (aq)反應, 生成二氧化碳。 1 – + CO 2(g) + H 2O(l) HCO 3 (aq) + H (aq) 1 2+ 2+ 1 25. (a) Fe (aq)和Cu (aq) Fe(OH) 2(s)的顏色:污綠色 1 Cu(OH) 2(s)的顏色:淺藍色 + 1 (b) K (aq) 2+ (c) Mg (aq) 2+ – Mg(OH) 2(s) 1 Mg (aq) + 2OH (aq) 第15章 T2 A. 1. 2. 3. 4. 5. 填充題 (p.65) 溶質的量 質量;體積 摩爾;體積 摩爾質量 維持不變;M 2V 2 B. 6. 基礎訓練題 (p.65) (a) (i) MgSO 4(aq)的濃度 3.01 –3 –3 g dm = 12.0 g dm = 250.0 1000 (ii) MgSO 4的摩爾質量 –1 = (24.3 + 32.1 + 16.0 × 4) g mol –1 = 120.4 g mol (b) (i) (ii) (c) (i) (ii) (d) (i) (ii) (e) (i) (ii) MgSO 4(aq)的摩爾濃度 12.0 –3 –3 mol dm = 0.0997 mol dm = 120.4 NH 4Cl(aq)的濃度 2.14 –3 –3 g dm = 42.8 g dm = 50.0 1000 NH 4Cl的摩爾質量 –1 = (14.0 + 1.0 × 4 + 35.5) g mol –1 = 53.5 g mol NH 4Cl(aq)的摩爾濃度 42.8 –3 –3 mol dm = 0.800 mol dm = 53.5 Ca(NO 3 ) 2(aq)的濃度 6.47 –3 –3 g dm = 64.7 g dm = 100.0 1000 Ca(NO 3 ) 2的摩爾質量 –1 = [40.1 + (14.0 + 16.0 × 3) × 2] g mol –1 = 164.1 g mol Ca(NO 3 ) 2(aq)的摩爾濃度 64.7 –3 –3 mol dm = 0.394 mol dm = 164.1 NaCl(aq)的濃度 –3 –3 8.78 g dm = 17.6 g dm = 500.0 1000 NaCl的摩爾質量 –1 = (23.0 + 35.5) g mol –1 = 58.5 g mol NaCl(aq)的摩爾濃度 17.6 –3 –3 mol dm = 0.301 mol dm = 58.5 FeSO 4(aq)的濃度 7.94 –3 –3 g dm = 3.97 g dm = 2.0 FeSO 4的摩爾質量 –1 = (55.8 + 32.1 + 16.0 × 4) g mol –1 = 151.9 g mol FeSO 4(aq)的摩爾濃度 3.97 –3 –3 mol dm = 0.0261 mol dm = 151.9 7. 溶質的 化學式 (a) NaCl (b) AgNO 3 (c) Na 2CO 3 (d) MgCl 2 (e) C 6H 12O 6 摩爾質量 –1 / g mol 溶質的 質量 / g 溶液的 體積 58.5 117 2.00 dm 1.00 dm 169.9 106.0 95.3 180.0 陽離子 陰離子 溶液的濃度 / –3 g dm 3 1.00 M 1.00 M 1.00 M 58.5 3 0.100 M 0.100 M 0.100 M 17.0 2.65 500.0 cm 3 0.0500 M 0.100 M 0.0500 M 5.30 29.3 1.50 dm 3 0.205 M 0.205 M 0.410 M 19.5 12.0 cm 3 0.160 M – – 28.8 17.0 0.346 多項選擇題 (p.66) D K 2SO 4(aq)的濃度 –3 = 0.35 mol dm × (39.1 × 2 + 32.1 + 16.0 –1 × 4) g mol –3 = 61.0 g dm 9. D NaOH(aq)的濃度 9.32 –3 –3 g dm = 93.2 g dm = 100.0 1000 NaOH的摩爾質量 –1 –1 = (23.0 + 16.0 + 1.0) g mol = 40.0 g mol NaOH(aq)的摩爾濃度 93.2 –3 –3 mol dm = 2.33 mol dm = 40.0 10. A 3 1000 cm 硫酸中H 2SO 4的質量 –3 3 = 1.20 g cm × 1000 cm × 30.0% = 360 g 硫酸的摩爾濃度 –3 360 g dm = –1 (1.0 × 2 + 32.1 + 16.0 × 4) g mol –3 = 3.67 mol dm 11. B KNO 3的摩爾數 –3 25.0 mol = 2.4 × 10 mol = 0.096 × 1000 12. C 3 250.0 cm 的1.0 M NaOH(aq)中NaOH的摩爾 數 250.0 mol = 0.25 mol = 1.0 × 1000 選項(A): 3 100.0 cm 的4.0 M NaOH(aq)中NaOH的摩爾 數 100.0 mol = 0.40 mol = 4.0 × 1000 選項(B): 3 200.0 cm 的1.5 M NaOH(aq)中NaOH的摩爾 數 200.0 mol = 0.30 mol = 1.5 × 1000 C. 8. 摩爾濃度 溶液 選項(C): 3 500.0 cm 的0.5 M NaOH(aq)中NaOH的摩爾 數 500.0 mol = 0.25 mol = 0.5 × 1000 選項(D): 3 1000 cm 的0.2 M NaOH(aq)中NaOH的摩爾 數 1000 mol = 0.2 mol = 0.2 × 1000 13. B NaOH的摩爾數 12.0 mol = 0.300 mol = 23.0 + 16.0 + 1.0 NaOH(aq)的體積 0.300 3 3 3 dm = 0.150 dm = 150 cm = 2.00 14. D Na 2S 2O 3的摩爾數 = 1.50 × 3.50 mol = 5.25 mol Na 2S 2O 3․5H 2O的質量 = 5.25 × [(23.0 × 2 + 32.1 × 2 + 16.0 × 3) + (1.0 × 2 + 16.0) × 5] g = 1303 g 15. C 3+ 每個Fe 2 (SO 4 ) 3 式單位含有2個Fe 離子和3個 2– SO 4 離子。 因此,0.13 M的Fe 2(SO 4 ) 3含有0.13 × 2 M = 3+ 0.26 M的Fe 離子和0.13 × 3 = 0.39 M的 2– SO 4 離子。 16. B 3 100.0 cm 的0.5 M NaOH(aq)中NaOH的摩爾 數 100.0 mol = 0.05 mol = 0.5 × 1000 3 200.0 cm 的1.5 M NaOH(aq)中NaOH的摩爾 數 200.0 mol = 0.30 mol = 1.5 × 1000 所得NaOH(aq)的濃度 (0.05 + 0.30) mol –3 = 1.17 mol dm = 100.0 + 200.0 dm 3 1000 T3 17. C 200.0 mol = 0.20 mol K 2SO 4的摩爾數 = 1.0 × 1000 + 來自K 2SO 4的K 的摩爾數 = 0.20 mol × 2 = 0.40 mol 100.0 mol = 0.20 mol KCl的摩爾數 = 2.0 × 1000 + 所得溶液中K 的摩爾數 = (0.40 + 0.20) mol = 0.60 mol 所得溶液的體積 3 3 = (200.0 + 100.0) cm = 300.0 cm + 所得溶液中K (aq)的摩爾濃度 0.60 mol –3 = 2.0 mol dm = 3 300.0 dm 1000 18. A 在稀釋時,由於只是在溶液中加進水,故溶 液中溶質的摩爾數沒有改變,可是溶液的濃 度會下降,而且溶液的體積會增加。 19. B 設稀釋後溶液的濃度是M 2。 50.0 250.0 = M2 × 2.0 × 1000 1000 M 2 = 0.4 –3 ∴ 稀釋後溶液的濃度是0.4 mol dm 。 20. B 設稀釋後溶液的體積是V 2。 100 = 0.5 × V 2 2.0 × 1000 V 2 = 0.4 3 稀釋後所得溶液的體積是 = 0.4 dm (或400 3 cm ) 3 3 ∴ 所需水的體積 = (400 – 100) cm = 300 cm 21. B 設所需0.50 M的H 2SO 4(aq)的體積是V 1。 250.0 0.50 × V 1 = 0.15 × 1000 V 1 = 0.075 3 ∴ 所需0.50 M的H2SO4(aq)的體積是0.075 dm 3 或75 cm 。 D. 結構題 (p.67) –3 22. (a) K 2CO 3(aq)的濃度 (以mol dm 表示) 0.350 mol –3 = 1.40 mol dm 1 = 250.0 dm 3 1000 (b) K 2CO 3的摩爾質量 –1 = (39.1 × 2 + 12.0 + 16.0 × 3) g mol –1 = 138.2 g mol T4 K 2CO 3(aq)的濃度 (以g dm 表示) –3 –1 = 1.40 mol dm × 138.2 g mol –3 = 193 g dm 1 23. (a) Mg(NO 3 ) 2的摩爾數 125.0 mol = 0.25 mol 1 = 2.0 × 1000 (b) Mg(NO 3 ) 2的摩爾質量 –1 = [24.3 + (14.0 + 16.0 × 3) × 2] g mol –1 = 148.3 g mol Mg(NO 3 ) 2的質量 –1 1 = 0.25 mol × 148.3 g mol = 37 g 24. 所得溶液的體積 3 = (100.0 + 200.0 + 100.0) cm 3 3 = 400.0 cm = 0.4 dm + (a) 所得的溶液中,Na (aq)的摩爾濃度 100.0 200.0 × 2 + 2.0 × ) mol (1.5 × 1000 1000 = 3 0.4 dm –3 = 1.75 mol dm 1 + (b) 所得的溶液中,K (aq)的摩爾濃度 100.0 mol 1.0 × –3 1000 = = 0.25 mol dm 1 3 0.4 dm – (c) 所得的溶液中,Cl (aq)的摩爾濃度 200.0 100.0 + 1.0 × ) mol (2.0 × 1000 1000 = 3 0.4 dm –3 = 1.25 mol dm 1 –3 第16章 A. 1. 2. 3. 4. 5. 6. B. 7. 填充題 (p.86) (a) 高於 (b) 等於 (c) 低於 + pH;–log[H (aq)] 越低;鹼性 pH;甲基橙;石蕊;酚酞 通用;試紙;pH pH計;pH傳感器 基礎訓練題 (p.86) (a) pH = –log 0.002 = 2.7;溶液是酸性的。 –5 (b) pH = –log 1.8 × 10 = 4.7;溶液是酸性 的。 –7 (c) pH = –log 1.0 × 10 = 7.0;溶液是中性 的。 –9 (d) pH = –log 7.2 × 10 = 8.1;溶液是鹼性 的。 8. + (a) 5.0 = –log[H (aq)] + –5.0 –5 M = 1.0 × 10 M [H (aq)] = 10 + (b) 12.5 = –log[H (aq)] + –12.5 –13 M = 3.2 × 10 M [H (aq)] = 10 + (c) 5.6 = –log[H (aq)] + –5.6 –6 M = 2.5 × 10 M [H (aq)] = 10 + (d) 9.0 = –log[H (aq)] + –9.0 –9 M = 1.0 × 10 M [H (aq)] = 10 9. 指示劑在下列溶液所呈現的顏色 指示劑 酸性溶液 (pH 3) 中性溶液 (pH 7) 鹼性溶液 (pH 9) 甲基橙 紅色 黃色 黃色 石蕊 紅色 紫色 藍色 酚酞 無色 無色 非常淺的粉紅色 C. 多項選擇題 (p.87) 10. B (1)和(3):0.10 M HCl(aq)和0.10 M HNO 3(aq) 的pH = –log 0.10 = 1.0。 (2):假設H 2 SO 4 按以下方程式在水中完全電 離: 2– + 2H (aq) + SO 4 (aq) H 2SO 4(aq) 從方程式得知,1 mol的H 2 SO 4 電離並生成2 + mol的H (aq)。 ∴ 0.10 M H 2SO 4(aq)的pH = –log (0.10 × 2) = 0.70 11. C (1) 和 ( 2 ) : 0 . 0 1 M H C l ( a q ) 和 0 . 0 1 M H 2SO 4(aq)的pH分別是2和1.7。 (3):NH 3(aq)是鹼性,它的pH大於7 (4):H 2O(l)是中性,它的pH等於7 12. A + 若在酸中加入水以稀釋酸,酸中H ( aq )離子 的濃度便下降,酸的pH因而上升,但酸中 + H (aq)離子的摩爾數維持不變。 13. A 14. C 0.1 M NaOH(aq)的pH是13。 15. B 16. D 玻璃清潔劑的pH大約是11,詳情可參看第83 頁。 17. B 18. A 參看第83頁,以認識一些常見物質的pH。 19. C 氫氧化鈣溶液是鹼性的,它的pH大於7。 20. A 檸檬汁的pH大約是2.5。 D. 結構題 (p.88) 21. (a) 以下任何兩個方法: 使用pH試紙/通用指示劑/pH計/與pH 傳感器連接的數據記錄器 (b) 爐具清潔劑、蒸餾水、橙汁 (c) 橙汁 2 1 1 第17章 A. 1. 2. 3. 4. B. 5. 6. 填充題 (p.104) (a) 完全;幾乎完全;氫氯酸/硝酸/硫酸 (b) 輕微;乙酸/碳酸/亞硫酸 (a) 離解;氫氧化鈉/氫氧化鉀 (b) 輕微;氨水 (a) 高 (b) 低 (c) 高 (a) 稀;強 (b) 濃;弱 (c) 濃;強 (d) 稀;弱 多項選擇題 (p.104) D C T5 7. 8. 9. 第18章 選項(C):如圖像所示,該酸的分子在水中完 + 全電離,生成H (aq)離子和相應的陰離子。 D B B A. 1. 2. 3. C. 結構題 (p.105) 10. (a) pH = –log 0.01 = 2 1 (b) 高於0.01 M氫氯酸的pH 乙酸是弱酸,在水中只可輕微電離。 1 + 由於0.01 M乙酸中H (aq)離子的濃度 1 小於0.01 M,故這酸的pH高於2。 (c) 0.01 M氫氯酸的導電性較高 氫氯酸是強酸,而乙酸是弱酸。與 0.01 M 乙酸相比,0.01 M氫氯酸中可 自由流動離子的濃度較高。 1 酸中可自由流動離子的濃度越高,該 酸的導電性便越高。 1 (d) 0.01 M氫氯酸與鐵釘的反應較劇烈。 氫氯酸是強酸,而乙酸是弱酸。與 0.01 M乙酸相比,0.01 M氫氯酸 + 1 中H (aq)離子的濃度較高。 + 若酸中H (aq)離子的濃度較高,該酸 與鐵釘的反應便較劇烈。 1 + –3.0 M = 0.001 M 1 11. (a) [H (aq)] = 10 (b) 乙酸是弱酸,在水中只可輕微電離, + 生成H (aq)離子。所以,若乙酸樣本 + 中H (aq)離子的濃度是0.001 M,該樣 1 本中乙酸的濃度必定大於0.001 M。 8. 鹽 6. B. 7. 基礎訓練題 (p.142) (a) (i) 2HCl(aq) + Ca(OH) 2(aq) CaCl 2(aq) + 2H 2O(l) + – H 2O(l) (ii) H (aq) + OH (aq) (iii) 氯化鈣 (b) (i) 2HNO 3(aq) + CaO(s) Ca(NO 3 ) 2(aq) + H 2O(l) + 2+ Ca (aq) + H2O(l) (ii) 2H (aq) + CaO(s) (iii) 硝酸鈣 (c) (i) H 2SO 4(aq) + Mg(OH) 2(s) MgSO 4(aq) + 2H 2O(l) + (ii) 2H (aq) + Mg(OH) 2(s) 2+ Mg (aq) + 2H 2O(l) (iii) 硫酸鎂 NH 4NO 3(aq) (d) (i) HNO 3(aq) + NH 3(aq) + + NH 4 (aq) (ii) H (aq) + NH 3(aq) (iii) 硝酸銨 母體酸 鹽基 (a) 氨化銨 HCl NH 3 (b) 硝酸銅(II) HNO 3 CuO/Cu(OH) 2 (任何一項) (c) 硫酸鐵(II) H 2SO 4 FeO/Fe(OH) 2 (任何一項) (d) 乙酸鉀 CH 3COOH K 2O/KOH (任何一項) 9. K NO 3 CO 3 + Na + Ca 2+ Al 3+ Zn 2+ Fe 2+ Pb 2+ Cu 2+ NH 4 + Ag + 2– CaCO 3 Al 2CO 3 ZnCO 3 FeCO 3 PbCO 3 CuCO 3 Ag 2CO 3 BaCO 3 Cl PbCl 2 AgCl Br – PbBr 2 AgBr PbI 2 AgI – SO 4 2+ – – I Ba – HCO 3 T6 4. 5. 填充題 (p.142) 鹽基 放熱 (a) pH (b) 酸 (c) 廢料 (d) 肥料 可電離;金屬;銨 (a) 金屬;鹽基;碳酸鹽 (b) 鹼;可溶於水 沉澱反應 2– CaSO 4 PbSO 4 BaSO 4 10. (a) 藉過量鎂金屬/氧化鎂/碳酸鎂/氫氧化鎂 與稀硫酸的反應 Mg(s) + H 2SO 4(aq) MgSO 4(aq) + H 2(g)/ + 2+ Mg (aq) + H 2(g) Mg(s) + 2H (aq) 或 MgO(s) + H 2SO 4(aq) MgSO 4(aq) + H 2O(l)/ + 2+ Mg (aq) + H 2O(l) MgO(s) + 2H (aq) 或 MgCO 3(s) + H 2SO 4(aq) MgSO 4(aq) + H 2O(l) + CO 2(g)/ + MgCO 3(s) + 2H (aq) 2+ Mg (aq) + H 2O(l) + CO 2(g) 或 Mg(OH) 2(s) + H 2SO 4(aq) MgSO 4(aq) + 2H 2O(l)/ + Mg(OH) 2(s) + 2H (aq) 2+ Mg (aq) + 2H 2O(l) (b) 藉硝酸鉛(II) 溶液與硫酸鈉溶液的沉澱反 應 Pb(NO 3 ) 2(aq) + Na 2SO 4(aq) PbSO 4(s) + 2NaNO 3(aq)/ 2– 2+ PbSO 4(s) Pb (aq) + SO 4 (aq) (c) 藉氫氧化鉀溶液/碳酸鉀溶液與稀硝酸的 滴定 KOH(aq) + HNO 3(aq) KNO 3(aq) + H 2O(l)/ – + H 2O(l) OH (aq) + H (aq) 或 K 2CO 3(aq) + 2HNO 3(aq) 2KNO 3(aq) + H 2O(l) + CO 2(g)/ 2– + H 2O(l) + CO 2(g) CO 3 (aq) + 2H (aq) 多項選擇題 (p.143) C D A 在兩個實驗中,反應混合物的體積是相同 + 的,但在實驗2,進行反應的H (aq)離子和 – OH (aq)離子的摩爾數是在實驗1的兩倍,所 以實驗2中反應所釋出的熱是實驗1中反應所 釋出的兩倍。因此,與實驗(1)相比,在實驗2 的中和反應的最大温度升幅較大。 14. B 硫酸鈣不能中和土壤中的酸,原因是它不是 鹼或鹼性物質。 C. 11. 12. 13. 15. C 雖然氨水可中和液態廢料中的酸性物質,但 卻很少用來處理酸性的工業液態廢料。原因 是氨水相對較貴,而且不易處理。氨水的蒸 氣對鼻子、喉嚨及黏膜有極強的腐蝕性。 16. B 17. D 18. C 19. C 20. D 鋅金屬、氧化鋅、氫氧化鋅及碳酸鋅全部都 不溶於水,所以不能製備這些物質的水溶液 來進行滴定。 21. D 22. B ( 2 ) : 所 涉 及 反 應 的 方 程 式 是 N H 3( a q ) + NH 4NO 3(aq)。 HNO 3(aq) 23. C 碳酸鋅 (ZnCO 3 ) 不溶於水,所以不能分開寫 出ZnCO 3的離子。 24. D 氯化鉛(II) 不溶於水,因此可藉沉澱反應來製 備: 2+ – PbCl 2(s) Pb (aq) + 2Cl (aq) 2+ (式中的Pb (aq)離子源自硝酸鉛(II) 溶液。) 25. A 2+ – Ca(OH) 2(s) 選項(B):Ca (aq) + 2OH (aq) 2+ – PbCl 2(s) 選項(C):Pb (aq) + 2Cl (aq) 2– 2+ CaSO 4(s) 選項(D):Ca (aq) + SO 4 (aq) D. 結構題 (p.145) 1 26. (a) 氫氧化鈣 CaO(s) + CO 2(g) 1 (b) CaCO 3(s) Ca(OH) 2(s) 1 CaO(s) + H 2O(l) 1 (c) (i) 它可中和土壤中的酸。 (ii) 它可中和工業液態廢料中的酸性 物質。 1 + (d) Ca(OH) 2(s) + 2H (aq) 2+ Ca (aq) + 2H 2O(l) 1 27. (a) 銀不是活潑的金屬,不與稀氫氯酸發 生反應。 1 (b) 藉硝酸銀溶液與氯化鈉溶液的沉澱反 應,可製備氯化銀。 1 + – AgCl(s) 1 Ag (aq) + Cl (aq) 28. (a) 藉過量Cu(OH) 2(s)與H 2SO 4(aq)的反應 1 Cu(OH) 2(s) + H 2SO 4(aq) CuSO 4(aq) + 2H 2O(l) 1 T7 (b) 藉CaCl 2(aq)與K 2SO 4(aq) (或 H 2SO 4(aq)) 的沉澱反應 CaCl 2(aq) + K 2SO 4(aq) CaSO 4(s) + 2KCl(aq) 或 CaCl 2(aq) + H 2SO 4(aq) CaSO 4(s) + 2HCl(aq) (c) 藉Na 2CO 3(aq)與H 2SO 4(aq)的滴定 Na 2CO 3(aq) + H 2SO 4(aq) Na 2SO 4(aq) + CO 2(g) + H 2O(l) 1 1 (1) 1 1 第19章 A. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 填充題 (p.192) 基本標準 標準溶液;基本標準;已知 移液管;滴定管;蒸餾水;容量瓶;錐形 瓶;蒸餾水 當量點 終點;強度 (a) 甲基橙;酚酞 (b) 甲基橙 (c) 酚酞 當量點 基礎訓練題 (p.192) Na 2CO 3․10H 2O的摩爾數 14.3 mol = (23.0 × 2 + 12.0 + 16.0 × 3) + (1.0 × 2 + 16.0) × 10 = 0.0500 mol 1 mol的Na 2CO 3․10H 2O含1 mol的Na 2CO 3。 ∴ 2 5 0 . 0 c m 3的 溶 液 中 N a 2C O 3的 摩 爾 數 = 0.0500 mol 0.0500 –3 mol dm Na 2CO 3(aq)的摩爾濃度 = 250.0 1000 –3 = 0.200 mol dm 8. 設所需2.0 M HCl(aq)的體積是V 1。 250.0 2.0 × V 1 = 0.15 × 1000 V 1 = 0.019 ∴ 所需2.0 M HCl(aq)的體積是0.019 dm 3或 3 19 cm 。 NaCl(aq) + H 2O(l) 9. HCl(aq) + NaOH(aq) 25.0 mol NaOH的摩爾數 = 0.10 × 1000 –3 = 2.5 × 10 mol B. 7. T8 從方程式得知,NaOH對HCl的摩爾比 = 1:1。 –3 2.5 × 10 –3 mol dm ∴ HCl(aq)的摩爾濃度 = 22.0 1000 –3 = 0.11 mol dm 10. 所用(COOH) 2․2H 2O晶體的摩爾數 3.78 mol = (12.0 + 16.0 × 2 + 1.0) × 2 + (1.0 × 2 + 16.0) × 2 = 0.0300 mol 1 mol的(COOH) 2․2H 2O含1 mol的(COOH) 2。 ∴ 25.0 cm 3 經稀釋的溶液中(COOH) 2 的摩爾 數 25.0 mol = 0.00300 mol = 0.0300 × 250.0 (COO) 2K 2(aq) (COOH) 2(aq) + 2KOH(aq) + 2H 2O(l) 從 方 程 式 得 知 , ( C O O H ) 2 對 KO H 的 摩 爾 比 = 1:2。 0.00300 × 2 –3 ∴ KOH(aq)的摩爾濃度 = mol dm 15.00 1000 –3 = 0.400 mol dm 3 11. 25.0 cm 的酸溶液中酸的摩爾數 –3 1.89 25.0 × mol = 1.50 × 10 mol = 126.0 250.0 所用NaOH的摩爾數 –3 15.0 mol = 3.00 × 10 mol = 0.200 × 1000 –3 NaOH的摩爾數 3.00 × 10 = –3 = 2 1.50 × 10 該酸的摩爾數 ∴ 該酸的鹽基度是2。 12. 2MHCO 3(aq) + H 2SO 4(aq) M 2SO 4(aq) + 2CO 2(g) + 2H 2O(l) 所用H 2SO 4的摩爾數 –3 10.50 mol = 2.1 × 10 mol = 0.20 × 1000 從 方 程 式 得 知 , H 2S O 4對 M H C O 3的 摩 爾 比 = 1:2。 ∴ 100.0 cm 3的溶液中MHCO 3的摩爾數 –3 100.0 mol = 0.0168 mol = 2.1 × 10 × 2 × 25.0 設M的相對原子質量是x。 1.682 0.0168 = x + 1.0 + 12.0 + 16.0 × 3 x = 39.1 ∴ M的相對原子質量是39.1。 13. H 3A(aq) + 3NaOH(aq) Na 3A(aq) + 3H 2O(l) 所用NaOH的摩爾數 18.75 –3 mol = 3.75 × 10 mol = 0.200 × 1000 從方程式得知,NaOH對H 3A的摩爾比 = 3:1。 ∴ 500.0 cm 3的溶液中H 3A的摩爾數 –3 3.75 × 10 × 500.0 mol = 0.025 mol = 25.0 3 1 mol的H 3A․nH 2O含1 mol的H 3A,因此5.25 g H 3A․nH 2O中H 3A․nH 2O的摩爾數 = 0.025 mol 5.25 0.025 = (192.0 + 18n) n =1 14. H 2SO 4(aq) + Na 2CO 3(aq) Na 2SO 4(aq) + CO 2(g) + H 2O(l) 所用H 2SO 4的摩爾數 = 0.5 × 20.00 mol = 0.01 mol 1000 從 方 程 式 得 知 , H 2S O 4對 N a 2C O 3的 摩 爾 比 = 1:1。 ∴ 混合物中Na2CO3․10H2O的摩爾數 = 0.01 mol 混合物中Na 2CO 3․10H 2O的質量百分比 = 0.01 × [(23.0 × 2 + 12.0 + 16.0 × 3) + (1.0 × 2 + 16.0) × 10] 3.06 × 100% = 93.5% Ca(NO 3 ) 2(aq) + 15. 2HNO 3(aq) + CaCO 3(s) CO 2(g) + H 2O(l) 與樣本中CaCO 3反應的HNO 3的摩爾數 = (0.50 × 50.0 – 0.40 × 20.0 ) mol = 0.017 mol 1000 1000 從 方 程 式 得 知 , H N O 3對 C a C O 3的 摩 爾 比 = 2:1。 ∴ 樣本中CaCO 3的摩爾數 0.017 mol = 8.5 × 10 –3 mol = 2 樣本中CaCO 3的質量百分比 –3 8.5 × 10 × (40.1 + 12.0 + 16.0 × 3) g = 1.28 g × 100% = 66.5% C. 多項選擇題 (p.193) 16. C 17. B 設稀釋後Na 2CO 3(aq)的摩爾濃度是M 2。 10.0 250.0 0.80 × = M2 × 1000 1000 M 2 = 0.032 ∴ 稀釋後Na 2CO 3(aq)的摩爾濃度是0.032 M。 18. B 滴定管可用來準確地移送不同體積的溶液。 19. C 温度 / °C 所加入酸的體積 / cm 3 20. B NaCl(aq) + H 2O(l) HCl(aq) + NaOH(aq) 從方程式得知,NaOH對HCl的摩爾比 = 1:1。 25.0 0.1 × 1000 M ∴ HCl(aq)的摩爾濃度 = 18.00 1000 = 0.139 M 21. A K 3A(aq) + 3H 2O(l) H 3A(aq) + 3KOH(aq) 從方程式得知,KOH對H 3A的摩爾比 = 3:1。 ∴ 該酸的濃度 21.35 1 × 0.5 × 1000 3 M = 0.14 M = 25.0 1000 22. B 40.00 2.5 × NaOH的摩爾數 1000 = 該酸的摩爾數 2.0 × 25.0 1000 0.10 = =2 0.050 23. B H 3A(aq) + 3NaOH(aq) Na 3A(aq) + 3H 2O(l) 從方程式得知,NaOH對H 3A的摩爾比 = 3:1。 ∴ H 3A的摩爾質量 0.108 –1 g mol = 27.60 1 × 0.12 × 1000 3 –1 = 97.8 g mol T9 B. 結構題 (p.46) 12. (a) 1 (b) CH 3COOH(aq) 應試練習答案 第14章 A. 1. 2. 3. 多項選擇題 (p.45) B Cu(OH) 2(s) + 2HCl(aq) D MgCO 3(s) + 2HCl(aq) MgCl 2(aq)是無色的。 C Ca(OH) 2(aq) + 2HCl(aq) CuCl 2(aq) + 2H 2O(l) MgCl 2(aq) + CO 2(g) + H 2O(l) CaCl 2(aq) + 2H 2O(l) 中和作用是放熱的,因此溶液變暖。 4. D (80%) 5. D 2– + 2H (aq) + C 2O 4 (aq) H 2C 2O 4(aq) 6. D (2): NH 4Cl(aq) + KOH(aq) KCl(aq) + NH 3(g) + H 2O(l) – + + (3):檸檬酸含H (aq);HCO 3 (aq) + H (aq) CO 2(g) + H 2O(l) 7. B (65%) 2+ 把小量NaOH(aq)加入Ca (aq)時,生成白色 沉澱,該沉澱不溶於過量NaOH(aq)。 8. A 陳述( 2 ):氧化銀溶於過量NH 3 ( aq ),但不溶 於過量NaOH(aq)。 陳述(3):NaOH(aq)和NH 3 (aq)都是鹼,均可 與二氧化碳反應。二氧化碳是酸性氧化物。 9. B 以下金屬氫氧化物不溶於過量氫氧化鈉溶 液:Mg(OH) 2、Ca(OH) 2 以下金屬氫氧化物可溶於過量氫氧化鈉溶 液:Zn(OH) 2、Pb(OH) 2、Al(OH) 3 10. C 把小量氫氧化鈉溶液加入碳酸鋅溶液時,發 生以下反應: ZnCO 3(s) + 2NaOH(aq) Zn(OH) 2(s) + Na 2CO 3(aq) 11. A 氯化氫溶於水時,可電離並生成可自由流動 的離子,因此氫氯酸能導電。 T10 1 – CH 3COO (aq) + + 1 H (aq) 1 (c) (i) ① 鎂溶解,生成無色氣泡 ② 碳酸鈉粉末溶解,生成無色氣 1 泡/出現泡騰現象 1 ③ 沒有可觀察變化 + 2+ Mg (aq) (ii) (1) Mg(s) + 2H (aq) + H 2(g) 1 2– + (2) CO 3 (aq) + 2H (aq) CO 2(g) + H 2O(l) 1 (iii) 乙酸分子在水中 (輕微) 電離, 生成可自由流動的離子,因此 溶液X能導電。 1 四氯甲烷不含水,在沒有水的情 況下,乙酸不會電離。由於溶液 Y沒有可自由流動的離子,故不能 導電。 1 13. (a) (NH 4 ) 2SO 4(aq) + 2NaOH(aq) Na 2SO 4(aq) + 2NH 3(g) + 2H 2O(l) 1 或 + – NH 3(g) + H 2O(l) NH 4 (aq) + OH (aq) (1) (b) 裝置1 原因是氨的密度較空氣的低,而且氨 是非常溶於水的。 1 1 (c) 若吸入氨氣,可引致中毒。 或 若暴露於氨氣中,可導致皮膚(嚴重)灼 (1) 傷和眼睛(嚴重)受傷。 14. (a) 把固態氫氧化鈣加入水中,並攪拌一 段時間。 1 然後過濾懸浮物,並收集澄清的濾液。 1 – 1 (b) 氫氧離子/OH (aq) (c) 2NH 4NO 3(aq) + Ca(OH) 2(aq) Ca(NO 3 ) 2(aq) + 2NH 3(g) + 2H 2O(l) 1 或 + – NH 3(g) + H 2O(l) NH 4 (aq) + OH (aq) (1) 1 (d) 有淺藍色沉澱生成。 2+ – Cu(OH) 2(s) 1 Cu (aq) + 2OH (aq) 15. 把過量氨水分別加入每種溶液,直至過量。 1 起初,每種溶液都生成白色沉澱,但只有 2+ 1 Zn (aq)所產生的沉澱溶於過量氨水。 把過量氫氧化鈉溶液分別加入餘下的兩種 1 溶液,直至過量。 起初,每種溶液都生成白色沉澱,但只有 2+ Pb (aq)所產生的沉澱溶於過量氫氧化鈉 1 溶液。 1 傳意分數 2+ (註:Mg (aq)所生成的白色沉澱既不溶於過 量氫氧化鈉溶液,也不溶於過量氨水中。) 16. 把三種固體的一個樣本分別溶於水。 1 在所得的每種溶液分別加入氫氧化鈉溶液, 1 直至過量。 起初,每種溶液都生成白色沉澱,但只有 ZnCl 2所生成的沉澱可溶於過量氫氧化鈉 1 溶液。 把餘下兩種固體的一個樣本分別盛於試管 中加熱,並把乾燥的氯化鈷(II) 試紙放近 1 試管口。 只有CaCl 2 6H 2O能令試紙由藍色變為 1 粉紅色。 1 傳意分數 4. 5. 第15章 A. 1. 多項選擇題 (p.68) D C 8H 5O 4K的摩爾數 1.63 mol = 12.0 × 8 + 1.0 × 5 + 16.0 × 4 + 39.1 –3 = 7.99 × 10 mol C 8H 5O 4K(aq)的濃度 = 2. 7.99 × 10 100.0 1000 –3 mol dm –3 = 0.0799 mol dm –3 C 草酸晶體的摩爾數 4.81 mol [(12.0 + 16.0 × 2 + 1.0) × 2 + (1.0 × 2 + 16.0) × 2] = 0.0382 mol 草酸溶液的摩爾濃度 0.0382 –3 –3 mol dm = 0.153 mol dm = 250.0 1000 D NH 3的摩爾數 150 mol = 8.82 mol = 14.0 + 1.0 × 3 NH 3(aq)的濃度 8.82 –3 –3 mol dm = 17.6 mol dm = 500 1000 (這些答案並非由AQA所提供,而且未經AQA 核准,它們不一定是唯一可能的答案,本書 作者會對所提供的答案負責。) = 3. 6. D Fe 2(SO 4 ) 3的摩爾數 250.0 mol = 0.0500 mol = 0.200 × 1000 Fe 2(SO 4 ) 3的質量 = 0.0500 mol × [55.8 × 2 + (32.1 + 16.0 × 4) –1 × 3] g mol = 20.0 g A 選項(A): Na 2SO 4的摩爾數 5.0 mol = 0.0352 mol = 23.0 × 2 + 32.1 + 16.0 × 4 2– SO 4 的摩爾數 = 0.0352 mol 2– SO 4 (aq)的濃度 0.0352 –3 –3 mol dm = 0.141 mol dm = 250.0 1000 選項(B): K 2SO 4的摩爾數 5.0 = mol = 0.0287 mol 39.1 × 2 + 32.1 + 16.0 × 4 2– SO 4 的摩爾數 = 0.0287 mol 2– SO 4 (aq)的濃度 0.0287 –3 –3 mol dm = 0.115 mol dm = 250.0 1000 選項(C): CuSO 4的摩爾數 5.0 mol = 0.0313 mol = 63.5 + 32.1 + 16.0 × 4 2– SO 4 的摩爾數 = 0.0313 mol 2– SO 4 (aq)的濃度 –3 –3 0.0313 mol dm = 0.125 mol dm = 250.0 1000 選項(D): FeSO 4的摩爾數 5.0 mol = 0.0329 mol = 55.8 + 32.1 + 16.0 × 4 2– SO 4 的摩爾數 = 0.0329 mol 2– SO 4 (aq)的濃度 –3 –3 0.0329 mol dm = 0.132 mol dm = 250.0 1000 B 溶液(1): + 每 個 N a N O 3式 單 位 含 有 1 個 N a 離 子 和 1 個 – NO 3 離子。 T11 離子的總摩爾數 36 × 2 mol = 0.072 mol = 1.0 × 1000 溶液(2): + – 每個NaOH式單位含有1個Na 離子和1個OH 離子。 離子的總摩爾數 30 × 2 mol = 0.090 mol = 1.5 × 1000 溶液(3): 2– + 每個K 2 SO 4 式單位含有2個K 離子和1個SO 4 離子。 離子的總摩爾數 24 × 3 mol = 0.072 mol = 1.0 × 1000 7. C 2– 來自K 2SO 4的SO 4 的摩爾數 = 0.05 mol 2– 來自Al 2(SO 4 ) 3的SO 4 的摩爾數 = 0.05 mol × 3 = 0.15 mol 2– SO 4 的總摩爾數 = (0.05 + 0.15) mol = 0.20 mol 2– SO 4 (aq)的摩爾濃度 0.20 –3 –3 mol dm = 0.80 mol dm = 250.0 1000 8. A + 每個Na 3PO 4式單位含有3個Na 離子。 + 所以,若Na 3 PO 4 溶液含有0.03 mol的Na 離 子,所含Na 3PO 4的摩爾數 0.03 mol = 0.01 mol = 3 Na 3PO 4(aq)的摩爾濃度 0.01 –3 –3 mol dm = 0.2 mol dm = 50.0 1000 9. B 設剩餘溶液的摩爾濃度是M 2。 250.0 220.0 = M2 × 0.05 × 1000 1000 M 2 = 0.057 ∴ 剩餘溶液的摩爾濃度是0.057 M。 10. B 設所需10.0 M HCl(aq)的體積是V 1。 500.0 10.0 × V 1 = 0.30 × 1000 3 V 1 = 0.015 dm 3 ∴ 所需10.0 M HCl(aq)的體積是0.015 dm 3 (或15 cm )。 T12 11. C MgSO 4的摩爾數 1.204 mol = 0.01000 mol = 24.3 + 32.1 + 16.0 × 4 稀釋後MgSO 4(aq)的體積 0.01000 mol 3 3 = –3 = 0.5 dm (或500 cm ) 0.02 mol dm B. 結構題 (p.69) 12. (a) 蔗糖的摩爾數 5.00 g –1 (12.0 × 12 + 1.0 × 22 + 16.0 × 11) g mol = 0.0146 mol 1 「低糖」飲品中糖的濃度上限 0.0146 mol –3 = 0.146 mol dm 1 = 100 dm 3 1000 該包紙盒裝的檸檬茶每100 ml所含糖 的質量 26.5 g × 100 ml = 7.07 g 1 = 375 ml 由於該包紙盒裝的檸檬茶每100 ml 所含的糖多於5.00 g,故它不可標示 為「低糖」。 1 3 1 dm 這溶液中NH 3的質量 –3 3 = 0.88 g cm × 1000 cm × 35% = 308 g 1 這溶液的摩爾濃度 308 g –1 (14.0 + 1.0 × 3) g mol = 3 1 dm –3 = 18.1 mol dm 1 + 2+ Cu (aq) + 2Ag(s) 1 Cu(s) + 2Ag (aq) 在銅的表面上有一些閃亮的銀色澱積 形成。 1 溶液由無色變為藍色。 1 所用Cu的摩爾數 0.635 mol = 0.0100 mol 1 = 63.5 3 + 100 cm 的0.5 M AgNO 3中Ag 離子的 摩爾數 100 mol = 0.05 mol 1 = 0.5 × 1000 0.0100 mol的Cu只需要0.0100 mol × + 2 = 0.0200 mol的Ag 來完全反應,所以 Cu是限量反應物。在所得的溶液中, 2+ Cu (aq)離子的濃度 0.01 mol –3 = 0.1 mol dm 1 = 100 dm 3 1000 = (b) 13. (a) (b) 14. (a) (b) (c) + Ag (aq)離子的濃度 (0.05 – 0.02) mol –3 = 0.3 mol dm 1 = 100 dm 3 1000 3 – 15. 400 cm 的溶液中OH 的摩爾數 –3 –3 3 400 dm = 6.56 × 10 mol dm × 1000 –3 = 2.624 × 10 mol 1 3 400 cm 的溶液中M(OH) 2的摩爾數 –3 –3 2.624 × 10 mol = 1.312 × 10 mol 1 = 2 從方程式得知,M(OH) 2對M的摩爾比 = 1:1。 ∴ M的摩爾質量 0.115 g –1 = 87.7 g mol = –3 1.312 × 10 mol M是鍶。 1 (註:從周期表得知,鍶的相對原子質量是 87.6。) 3 16. (a) 該10 cm 的氯漂白劑樣本中NaOCl的質 量 3 –3 = 10 cm × 1.0 g cm × 6.0% = 0.60 g 3 該10 cm 的氯漂白劑樣本中NaOCl的摩 爾數 0.60 g = –1 (23.0 + 16.0 + 35.5) g mol –3 = 8.05 × 10 mol 1 原來樣本中NaOCl(aq)的摩爾濃度 –3 8.05 × 10 mol –3 = 0.805 mol dm 1 = 3 10 dm 1000 (b) 1:99的消毒溶液的大約摩爾濃度 –3 8.05 × 10 mol = 1 10 + 990 dm 3 1000 –3 –3 = 8.05 × 10 mol dm 1 第16章 A. 1. 多項選擇題 (p.89) B P 和Q都是酸,它們的pH均小於7。HCl(aq)是 + 一元酸,0.01 M HCl(aq)中的[H (aq)]是0.01 M;H 2SO 4(aq)是二元酸,0.01 M H 2SO 4(aq) + 中的[H (aq)]是大於0.01 M。 因此,與0.01 M HCl(aq)相比,0.01 M H 2SO 4(aq)較為酸性,所以Q的pH較P的低。 R和S都是鹼,它們的pH均大於7。由於與 0.10 M NaOH(aq)相比,0.01 M NaOH(aq)中 – 的[OH (aq)]較低,故0.01 M NaOH(aq)的鹼 性較0.10 M NaOH(aq)的低,所以R的pH較S 的低。 2. B 如在第17頁的表14.2所示,硝酸在水中可完 全電離,但乙酸卻不可。若兩者的摩爾濃度 + 相同,硝酸中的[H (aq)]較乙酸中的高,所以 –3 0.10 mol dm 硝酸的pH較低。 3. B 1 mol的H 2 SO 4 在水中幾乎完全電離,並生成 2– + 2 mol的H (aq)和1 mol的SO 4 (aq)。 + –3 ∴ [H (aq)] = 0.03 × 2 mol dm –3 = 0.06 mol dm pH = –log 0.06 = 1.2 4. C + –1 酸J溶液中的[H (aq)] = 10 M = 0.1 M + –2 酸K溶液中的[H (aq)] = 10 M = 0.01 M 5. D 0.064 M HX(aq)的pH = –log 0.064 = 1.2 0.0032 M HX(aq)的pH = –log 0.0032 = 2.5 6. B – + H (aq) + NO 3 (aq) HNO 3(aq) + HNO 3(aq)樣本的pH = 1.8 = –log[H (aq)] + –1.8 M HNO 3(aq)樣本的 [H (aq)] = 10 3 3 把100 cm 的樣本與200 cm 的水混合時,所 3 得混合物的體積是300 cm 。 + 設所得混合物的[H (aq)]是M 2。 –1.8 100 300 × = M2 × 10 1000 1000 –3 M 2 = 5.3 × 10 –3 ∴ 所得混合物的pH = –log 5.3 × 10 = 2.3 7. C 3 所得溶液的體積 = (10 + 990) cm 3 = 1000 cm + 把HCl(aq)樣本稀釋後,所含H (aq)的濃度便 減少100倍,因此所得溶液的pH = 2 + 2 = 4。 8. C + 來自HA的H (aq)的摩爾數 25.0 mol = 0.15 mol = 6.0 × 1000 + 來自HB的H (aq)的摩爾數 = 3.0 × 45.0 mol = 0.14 mol 1000 + 所得溶液中H (aq)的濃度 (0.15 + 0.14) mol –3 = = 4.1 mol dm 3 25.0 + 45.0 ) dm ( 1000 9. B 0.1 M HNO 3(aq)的pH = –log 0.1 = 1 T13 10. B 9. B. 結構題 (p.90) 11. (a) 0.0005 M HCl(aq)的pH = –log 0.0005 = 3.3 因此,甲基紅呈紅色。 –13 (b) 這溶液的pH = –log 3.2 × 10 = 12.5 因此,酚酞呈粉紅色。 (c) 大約是4.4至6.0 12. (a) pH計 (b) 溶液是酸性的。 + (c) 2.87 = –log[H (aq)] + –2.87 –3 mol dm [H (aq)] = 10 –3 –3 = 1.35 × 10 mol dm –3 1.35 × 10 ) = 3.17 (d) pH = –log ( 2 (e) 容易使用 能準確且迅速獲得讀數 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 第17章 A. 1. 多項選擇題 (p.106) A 亞硫酸是弱二元酸,它按以下方程式在水中 輕微電離: 水 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. T14 + – H (aq) + HSO 3 (aq) H 2SO 3(l) – 2– + H (aq) + SO 3 (aq) HSO 3 (aq) 由 於 這 電 離 的 發 生 是 不 完 全 的 , 故 1. 0 M + H 2SO 3(aq)中H (aq)的濃度小於2.0 M。 D 稀硝酸與碳酸鈉按以下的方程式反應: 2HNO 3(aq) + Na 2CO 3(aq) 2NaNO 3(aq) + CO 2(g) + H 2O(l) C NaOH(aq)和NH 3 (aq)都可與Mg(NO 3 ) 2 (aq)生 成白色的Mg(OH) 2沉澱。 B 碳酸是弱酸,而硫酸是強酸。在相同的摩爾 + 濃度下,硫酸中H ( aq )離子的濃度較碳酸中 的高。 C A 氨水在水中輕微電離,而氫氯酸、氯化鈉和 氫氧化鈉在水中可完全電離或完全離解。 A D C + 弱酸在水中只可輕微電離,生成H (aq)離子和 它相應的陰離子,因此這溶液的pH大於2.0。 再者,這溶液中可自由流動離子的濃度頗低, 所以它具不良的導電性。 10. C (77%) 選 項 ( A ) : H C l ( a q ) 是 較 C H 3C O O H ( a q ) 強 的 酸,不管兩者的濃度是多少。 X比Z具較高的 + pH,原因是X中H (aq)離子的濃度較Z中的 高。 選項( B ):溶液的pH與它的體積無關。由於Y + 中H (aq)離子的濃度較X中的高,所以Y比X具 較低pH。 + 選項( D):Y比Z具較低pH是因為Y中H (aq)離 子的濃度較Z中的高。 B. 結構題 (p.107) + –2.0 11. (a) [H (aq)] = 10 M = 0.01 M 由於Y是強一元酸,1 mol的Y在水中完 全 (或幾乎完全) 電離,生成1 mol的 + H (aq)離子。 ∴ 溶液中Y的摩爾濃度是0.01 M。 1 (b) X和Z的摩爾濃度和鹽基度相同,但X 的pH較Z的低,顯示X在水中的電離 較Z的完全。 1 因此,X的強度較Z的高。 1 12. (a) NH 3(aq) + H 2O(l) + – NH 4 (aq) + OH (aq) 1 (b) 量度摩爾濃度相同的兩個鹼水溶液 (即 氨水與氫氧化鈉溶液) 的pH/導電性。 1 與氫氧化鈉溶液相比,氨水的pH/導電 性較低。 1 原因是氨水是弱鹼,而氫氧化鈉溶液 是強鹼。若兩者的摩爾濃度相同,氨 – 水中OH (aq)離子/可自由流動離子的 濃度較氫氧化鈉溶液中的低。 1 13. (a) 預備兩塊大小和質量相若的碳酸鎂, 並在摩爾濃度相同的硫酸和亞硫酸 分別加入一塊碳酸鎂。 1 比較這兩個反應釋出無色氣泡的速率/ 這兩種酸與碳酸鎂反應的劇烈程度。 1 (b) 與亞硫酸與碳酸鎂的反應相比,硫酸 與碳酸鎂的反應較快釋出無色氣泡/較 劇烈。 1 原因是硫酸是強酸,而亞硫酸是弱 酸。若兩者的摩爾濃度相同,硫酸較 + 亞硫酸含較高濃度的H (aq)離子, 可與碳酸鎂反應。 1 第18章 A. 1. 4. 多項選擇題 (p.146) A 所涉及反應的方程式:HCl(aq) + NaOH(aq) NaCl(aq) + H 2O(l) 所反應H (aq) 所反應OH (aq) 反應混合物的 的摩爾數 的摩爾數 3 體積 / cm / mol / mol 25.0 + 25.0 25.0 (1) 1.0 × = 0.025 = 50.0 1000 + – (2) 1.0 × 100.0 = 0.1 1000 100.0 + 100.0 = 200.0 (3) 2.0 × 50.0 = 0.1 1000 50.0 + 50.0 = 100.0 在 ( 2 ) , 雖 然 所 用 各 溶 液 的 體 積 是 在 (1) 的 四 + – 倍,但進行反應的H (aq)離子和OH (aq)離子 的摩爾數亦是在(1)的四倍。反應釋出四倍的 熱,但這些熱同時需要加熱四倍體積的反應 混合物,因此在(1)和(2)的中和反應會產生大 致相同的最大温度升幅。 + – 在(3),雖然進行反應的H (aq)離子和OH (aq) 離子的摩爾數亦是在(1)的四倍,但反應所釋 出的熱只是同時加熱兩倍體積的反應混合 物,因此在(3)的中和反應所產生的最大温度 升幅會較大。 2. A (66%) W、X、Y和Z分別代表MgCl2(aq)、NaOH(aq)、 Na 2CO 3(aq)和HCl(aq)。 若把W和X混合: MgCl2(aq) + 2NaOH(aq) 2NaCl(aq) + Mg(OH)2(s) 若把W和Y混合: MgCl2(aq) + Na2CO3(aq) 3. 白色沉澱 2NaCl(aq) + MgCO3(s) 白色沉澱 若把W和Z混合: 沒有反應 MgCl 2(aq) + HCl(aq) B 選項(A):因為與鎂相比,鋅的活性較低,所 以鋅與氯化鎂溶液不發生置換反應。 選項(B):氫氧化鋅與稀氫氯酸發生中和反應, 該反應可用以下方程式來表示:Zn(OH) 2 (s) + ZnCl 2(aq) + 2H 2O(l) 2HCl(aq) 選項(C):氯化鎂是鹽,與金屬氧化物沒有反 應。 選項(D):氯化鋅是可溶於水的鹽,不可藉沉 澱反應來製備。 C 硝酸鋅與稀氫氯酸沒有反應。 5. B ( 2 ):所涉及反應的方程式是Na 2 SO 4 ( aq ) + CaSO 4(s) + 2NaCl(aq) CaCl 2(aq) 6. D 把Ca(OH) 2 (aq)和H 2 SO 4 (aq)混合後,便發生 以下的沉澱反應:Ca(OH) 2 (aq) + H 2 SO 4 (aq) CaSO 4(s) + 2H 2O(l)。CaSO 4不溶於水, 所以在選項(D),所得混合物中可自由流動離 子的濃度最低。 7. B 把氨水加入鈣離子的水溶液時,沒有沉澱生 成。原因是所生成的氫氧化鈣可溶於氨水 中。此外,硝酸鈣溶液和硝酸鎂溶液都與稀 氫氯酸沒有反應。 8. D 9. C 在這些反應中生成的 (暗) 綠色沉澱和白色沉 澱分別是Fe(OH) 2(s)和BaSO 4(s)。 10. B 所涉及的兩個反應可用下列的方程式來表示: PbCO 3(s) + 2HNO 3(aq) Pb(NO 3 ) 2(aq) + CO 2(g) + H 2O(l) PbSO 4(s) + Pb(NO 3 ) 2(aq) + Na 2SO 4(aq) 2NaNO 3(aq) B. 結構題 (p.147) 11. (a) 硝酸鋅 (b) ZnCO 3(s) + 2HNO 3(aq) Zn(NO 3 ) 2(aq) + CO 2(g) + H 2O(l) (c) 泡騰現象停止發生/停止釋出無色 氣泡。 見到菱鋅礦粉末不再溶於稀硝酸。 (d) 這是為確保所有稀硝酸都已反應,使 生成物不含稀硝酸。 (e) 濾紙 過量菱鋅礦 粉末 (f) 1 1 1 1 1 漏斗 2 硝酸鋅溶液 (若繪圖正確,可得1分;若標籤正確, 可得1分) 讓熱的飽和溶液靜置一旁,待它慢慢冷 卻至室温。 T15 一段時間後,便會形成硝酸鋅晶體。 把剩餘的溶液過濾,以取得晶體。用 小量冷的蒸餾水清洗晶體,最後用濾 紙弄乾晶體。 12. (a) (i) x:NaOH(aq) y:Zn(OH) 2(s) (ii) 藉過濾法 (b) 稀HCl(aq) 1 1 1 1 1 1 4. 第19章 A. 1. 2. 3. T16 多項選擇題 (p.195) D (53%) C H 2SO 4(aq) + 2KOH(aq) 5. K 2SO 4(aq) + 2H 2O(l) H 2SO 4的摩爾數 20.0 mol = 0.01 mol = 0.5 × 1000 要得出pH為7的溶液,該硫酸應被氫氧化 鉀 溶 液 完 全 中 和 。 從 方 程 式 得 知 , H 2S O 4對 KOH的摩爾比 = 1:2,所以所需KOH的摩爾 數 = 0.01 mol × 2 = 0.02 mol 選項(A):KOH的摩爾數 20.0 mol = 0.01 mol = 0.5 × 1000 選項(B):KOH的摩爾數 10.0 mol = 0.005 mol = 0.5 × 1000 選項(C):KOH的摩爾數 20.0 mol = 0.02 mol = 1.0 × 1000 選項(D):KOH的摩爾數 40.0 mol = 0.04 mol = 1.0 × 1000 D NaCl(aq) + H 2O(l) HCl(aq) + NaOH(aq) HCl的摩爾數 20 = 0.002 mol = 0.10 × 1000 NaOH的摩爾數 10 = 0.001 mol = 0.10 × 1000 從 方 程 式 得 知 , 0 . 0 0 1 m o l 的N a O H 只 需 要 0.001 mol的HCl來完全中和,因此HCl是過量 的。 + 所得溶液中H (aq)離子的濃度 –3 0.002 – 0.001 mol dm = 10 + 20 1000 6. 7. 8. 所得溶液的pH 0.002 – 0.001 ) = 1.48 = –log ( 10 + 20 1000 D NaCl(aq) + H 2O(l) HCl(aq) + NaOH(aq) 從方程式得知,NaOH對HCl的摩爾比 = 1:1。 ∴ HCl(aq)的濃度 25.0 0.245 × 1000 –3 mol dm = 13.49 1000 –3 = 0.454 mol dm C 選項(A):若只用蒸餾水沖洗移液管,管中氫 氧化鈉溶液的濃度便會小於0.245 M,結果需 要較小體積的氫氯酸便可把氫氧化鈉溶液全 部中和。 選項(C):若用氫氧化鈉溶液來沖洗錐形瓶, 瓶中氫氧化鈉溶液的體積便會大於0.245 M, 結果需要較大體積的氫氯酸才可把氫氧化鈉 溶液全部中和。 選項(D):若漏斗留在滴定管的頂部,附在漏 斗柄的氫氧化鈉溶液便會滴進滴定管中,結 果需要較小體積的氫氯酸便可把氫氧化鈉溶 液全部中和。 C B X 2SO 4(aq) + H 2SO 4(aq) + X 2CO 3(aq) CO 2(g) + H 2O(l) 從方程式得知,H 2SO 4對X 2CO 3的摩爾比 = 1:1。 設X的相對原子質量是a。 X 2CO 3的摩爾數 0.53 25.00 = 0.2 × = 2a + 12.0 + 16.0 × 3 1000 0.53 –3 = = 5 × 10 2a + 60.0 a = 23.0 ∴ X的相對原子質量是23.0。 A 2NaCl(aq) + Na 2CO 3(aq) + 2HCl(aq) CO 2(g) + H 2O(l) 所用HCl的摩爾數 23.50 –3 mol = 2.35 × 10 mol = 0.10 × 1000 從 方 程 式 得 知 , H C l 對 N a 2C O 3的 摩 爾 比 = 2:1。 ∴ 250.0 cm 的溶液中Na 2CO 3的摩爾數 3 1 250.0 × mol = 2.35 × 10 × 2 25.0 = 0.01175 mol Na 2CO 3․nH 2O的摩爾數 1.46 = 0.01175 = 23.0 × 2 + 12.0 + 16.0 × 3 + (1.0 × 2 + 16.0) × n 1.46 = 0.01175 = 106.0 + 18n n = 1.01 9. C 10. C NaCl(aq) + H 2O(l) HCl(aq) + NaOH(aq) 從方程式得知,NaOH對HCl的摩爾比 = 1:1。 ∴ 與蛋殼中CaCO 3反應的HCl的摩爾數 50.0 22.65 – 0.500 × ) mol = (1.00 × 1000 1000 = 0.0387 mol CaCl 2(aq) + CaCO 3(s) + 2HCl(aq) CO 2(g) + H 2O(l) 從 方 程 式 得 知 , H C l 對 C a C O 3的 摩 爾 比 = 2:1。 ∴ 蛋殼中CaCO 3的質量百分比 1 × (40.1 + 12.0 + 16.0 × 3) g 0.0387 × 2 = 3.85 g × 100% = 50.3% –3 B. 結構題 (p.196) 3 3 11. (a) 用潔淨的25.0 cm 移液管把25.0 cm 的0.25 M酸X溶液轉移至潔淨的 3 250.0 cm 容量瓶。 加入蒸餾水,直至到達容量瓶的刻度 為止。最後,把容量瓶蓋上瓶塞,並 倒置數次,使瓶內的溶液充分拌勻。 (b) 由黃色轉為橙色 (c) NaOH的摩爾數 25.0 mol = 0.05 × 1000 –3 = 1.25 × 10 mol 酸X的摩爾數 0.25 24.70 × mol = 10 1000 –4 = 6.175 × 10 mol –3 1.25 × 10 NaOH的摩爾數 = –4 6.175 × 10 酸X的摩爾數 = 2.02 ∴ 酸X的鹽基度是2。 1 1 1 1 1 (d) 每次把固定而小量已稀釋的酸X溶液 加入標準氫氧化鈉溶液後,便用pH計/ 與pH傳感器連接的數據記錄器量度 反應混合物的pH。 1 根據所得的pH讀數,繪畫這滴定的滴定 曲線,pH出現明顯變化的一刻便是這 滴定的當量點。 1 或 每次把固定而小量已稀釋的酸X溶液 加入標準氫氧化鈉溶液後,便用 温度計量度反應混合物的温度。 (1) 根據所得的温度讀數,繪畫反應混合 物的温度對所加入已稀釋的酸X溶液 體積的坐標圖,利用外推法,從圖中 找出反應混合物温度最高的一刻,該 刻便是這滴定的當量點。 (1) 1 12. (a) 氨水 NH 3(aq) + HClO 4(aq) NH 4ClO 4(aq) 1 1 (b) (i) 甲基橙 (ii) 從 ( a ) 部 的 方 程 式 得 知 , H C l O 4 對 NH 3的摩爾比 = 1:1。 ∴ NH 3(aq)的摩爾濃度 26.90 0.65 × 1000 –3 mol dm = 1 25.0 1000 –3 = 0.70 mol dm 1 (c) (i) 從 ( a ) 部 的 方 程 式 得 知 , H C l O 4 對 NH 4ClO 4的摩爾比 = 1:1。 ∴ NH 4ClO 4的理論產量 26.90 = 0.65 × 1 × 117.5 g 1000 = 2.05 g 1 (註:NH 4ClO 4的摩爾質量是117.5 g –1 mol ) (ii) 反應的實際產量遠低於理論產量, 可能是因為: • 不是全部的NH 4ClO 4都 從NH 4ClO 4的飽和溶液中析出 1 • 在過濾及弄乾NH 4ClO 4晶體時, (1) 失去一些NH 4ClO 4晶體 13. HKDSE 2018 卷一乙部 第7題 H 2SO 4(aq) 1 14. (a) (i) SO 2(g) + H 2O 2(aq) (ii) H 2SO 4(aq) + 2NaOH(aq) Na 2SO 4(aq) + 2H 2O(l) 1 T17 (b) 所用NaOH(aq)的合理平均體積 6.20 + 6.25 + 6.30 3 3 cm = 6.25 cm = 3 從(a)部的方程式得知,NaOH對H 2SO 4對 SO 2的摩爾比 = 2:1:1。 ∴ 乾果樣本中SO 2的摩爾數 6.25 1 = 0.010 × × mol 1 1000 2 –5 = 3.13 × 10 mol 1 (c) 25.0 g的乾果樣本中SO 2的質量 –5 = 3.13 × 10 mol × (32.1 + 16.0 × 2) 1000 mg –1 g mol × 1g = 2.00 mg 1 每kg的乾果樣本中SO 2的質量 2.00 mg –1 = = 80.0 mg kg 1 25.0 kg 1000 –1 由於計算出來的值小於100 mg kg ,故 上述乾果樣本沒有超出這上限。 15. (a) CaCO 3(s) + 2HNO 3(aq) Ca(NO 3 ) 2(aq) + H 2O(l) + CO 2(g) 1 1 (b) 由無色轉為粉紅色 (c) (i) HNO 3(aq) + NaOH(aq) NaNO 3(aq) + H 2O(l) 從方程式得知,NaOH對HNO 3 的摩 爾比 = 1:1。 ∴ 未反應HNO 3的摩爾數 20.00 = 0.40 × mol 1000 –3 = 8.0 × 10 mol 1 (ii) 從 ( a ) 部 的 方 程 式 得 知 , H N O 3 對 CaCO 3的摩爾比 = 2:1。 ∴ 該石灰石樣本中CaCO 3的摩爾數 –3 50.0 1 = (0.50 × – 8.0 × 10 ) × mol 1000 2 –3 = 8.5 × 10 mol 1 (iii) 該石灰石樣本中CaCO 3 的質量百分 比 –3 8.5 × 10 × (40.1 + 12.0 + 16.0 × 3) g = 1.28 g × 100% = 66.5% 1 16. (a) Fe 2O 3․nH 2O(s) + 6HCl(aq) 2FeCl 3(aq) + (3 + n)H 2O(l) 1 NaCl(aq) + (b) HCl(aq) + NaOH(aq) H 2O(l) 從方程式得知,NaOH對HCl的摩爾比 = 1:1。 T18 ∴ 與鐵銹樣本中的水合氧化鐵(III) 反應 的HCl的摩爾數 40.0 35.16 = (1.50 × – 0.50 × ) mol 1 1000 1000 = 0.0424 mol 1 (c) 從(a)部的方程式得知,HCl對Fe 2O 3․nH 2O 的摩爾比 = 6:1。 ∴ 鐵銹樣本中Fe 2O 3․nH 2O的摩爾數 0.0424 1.89 = = 6 (55.8 × 2 + 16.0 × 3) + (1.0 × 2 + 16.0) × n 1 n = 5.99 ≈ 6 1 (d) 水合氧化鐵(III) 的每個式單位所含 結晶水的數目取決於每個情況在生成 鐵銹時,鐵樣本能與多少水反應。 1 17. 在步驟(2),不應在容量瓶中加滿蒸餾水。 正確的步驟是: 把蒸餾水加入容量瓶,直至彎液面的底部 到達容量瓶的刻度為止。蓋上瓶塞,把 1 容量瓶倒置數次。 在步驟(3),亦需要用所提供的標準氫氯酸 來沖洗滴定管。正確的步驟是: 先用蒸餾水沖洗滴定管,再用所提供的 標準氫氯酸來沖洗,然後把標準氫氯酸 注入滴定管,並確保滴定管的噴嘴充滿酸。 1 3 在步驟(4),不應把25.0 cm 已稀釋的樣本 3 轉移至一個250 cm 的燒杯。正確的步驟是: 3 利用已清洗的移液管,把25.0 cm 已稀釋 的樣本轉移至一個潔淨的錐形瓶,並加入 1 數滴甲基橙指示劑。 課題練習答案 第19章 A. 1. 2. 3. 多項選擇題 (p.200) D 該反應的方程式是: CuCO 3(s) + H 2SO 4(aq) CuSO 4(aq) + CO 2(g) + H 2O(l) D 在選項(D),該反應的方程式是: CaCl 2(aq) + Ca(OH) 2(s) + 2HCl(aq) 2H 2O(l) D 氨水是鹼,但它不含金屬離子。 4. D – 述句(1):當溶液中OH ( aq )的濃度下降,該 溶液的pH亦下降。 述句(3):氫氧化鈉溶液是強鹼,不管它的濃 度是多少,都可在水中完全離解。 5. C 3 (1):把氯化鈉溶液加入25.0 cm 的0.5 M氫氯 + 酸時,酸中H ( aq )離子的濃度便下降,結果 氫氯酸的pH會上升。 3 (2):所得的溶液會是50.0 cm 的0.5 M氫氯 酸。 (3):乙酸是弱酸,在水中只輕微電離,生成 + 3 H (aq)離子。因此,把乙酸加入25.0 cm 的 + 0.5 M氫氯酸時會令酸中H (aq)離子的濃度下 降,結果氫氯酸的pH會上升。 6. A (85%) 醋的pH大約是3。 7. C 四個組合中,所得溶液的體積是相同的, + 但在選項(C),進行反應的H (aq)離子和 – OH (aq)離子的摩爾數最高,這組合會釋出最 多熱,因此產生最大的温度升幅。 8. C (68%) (1):Cu( NO 3 ) 2 (aq)既不與AgNO 3 (aq)反應, 亦不與NaNO 3(aq)反應。 (2):只有AgNO 3 (aq)與HCl(aq)反應,生成白 色的沉澱(AgCl(s))。 (3 ):只有AgNO 3 (aq)與KOH(aq)反應,生成 暗棕色的沉澱(Ag 2O(s))。 9. A Pb(NO 3 ) 2(aq) + Na 2SO 4(aq) PbSO 4(s) + 2NaNO 3(aq) Na 2SO 4的摩爾數 20.0 mol = 0.002 mol = 0.1 × 1000 從方程式得知,Na 2 SO 4 對PbSO 4 的摩爾比 = 1:1。 ∴ 所生成PbSO 4(s)的質量 = 0.002 × (207.2 + 32.1 + 16.0 × 4) g = 0.607 g 10. A (59%) PbCl 2(s) + Pb(NO 3 ) 2(aq) + 2NaCl(aq) 2NaNO 3(aq) Pb(NO 3 ) 2的摩爾數 25.00 mol = 0.0125 mol = 0.50 × 1000 NaCl的摩爾數 50.00 mol = 0.0500 mol = 1.00 × 1000 0.0125 mol的Pb(NO 3 ) 2 只需要0.0125 mol × 2 = 0.0250 mol的NaCl來完全反應,因此 Pb(NO 3 ) 2是限量反應物。 – 混合物中Cl (aq)的濃度 0.0500 – 0.0125 × 2 M = 0.33 M = 25.00 + 50.00 1000 11. A (57%) Ca 3(PO 4 ) 2(s) 3CaCl 2(aq) + 2Na 3PO 4(aq) + 6NaCl(aq) CaCl 2的摩爾數 100.0 mol = 0.030 mol = 0.30 × 1000 Na 3PO 4的摩爾數 300.0 mol = 0.030 mol = 0.10 × 1000 2 0.030 mol的CaCl 2 只需要0.030 mol × = 3 0.020 mol的Na 3 PO 4 來完全反應,因此CaCl 2 是限量反應物。 從方程式得知,CaCl 2對Ca 3(PO 4 ) 2的摩爾比 = 3:1。 ∴ 所生成Ca 3(PO 4) 2的摩爾數 0.030 mol = 0.010 mol = 3 12. D 稀HNO 3(aq) Pb(NO 3 ) 2(aq) Pb(OH) 2(s) NaCl(aq) PbCl 2(s) 13. A 14. A (35%) K 3A(aq) + 3H 2O(l) 3KOH(aq) + H 3A(aq) 1 mol 3 mol 該酸是三元酸。 15. D (50%) W和X的混合物是兩個0.20 M的強一元酸的混 + 合物,所以在混合物中,H ( aq )離子的濃度 是0.20 M。 X和Y的混合物是一個0.20 M的強一元酸和一 個0.20 M的弱一元酸的混合物,所以在混合 + 物中,H (aq)離子的濃度低於0.20 M。 因此,W和X的混合物的pH較X和Y的混合物的 為低。 16. D (51%) 在沒有水的存在下,酸性氣體與CaO(s)沒有 反應。 T19 17. C 18. C (48%) + – NH 4 (aq) + OH (aq) NH 3(aq) + H 2O(l) – 當OH (aq)離子已反應,更多NH 3 分子便會在 – 水中電離,生成OH (aq)離子,並與HCl(aq) 反應,因此1 mol的NH 3(aq)可完全中和1 mol 的HCl(aq)。 B. 結構題 (p.202) 19. (a) 2 H N S O 質量 / g 3.1 14.4 33.1 49.4 原子的 摩爾數 / mol 3.1 = 3.10 1.0 14.4 33.1 49.4 = 1.03 = 1.03 = 3.09 14.0 32.1 16.0 原子的 最簡單 整數摩 爾比 3.10 = 3.01 1.03 ≈3 1.03 =1 1.03 1.03 =1 1.03 3.09 =3 1.03 ∴ 氨基磺酸的實驗式是H 3NSO 3。 (若能正確計算各原子的摩爾數,可得1 分;若能正確計算各原子的最簡單整數 摩爾比,可得1分) (b) 設氨基磺酸的分子式是(H 3 NSO 3 ) n ,式中 n是一個整數。 n × (1.0 × 3 + 14.0 + 32.1 + 16.0 × 3) = 97.1 1 n =1 ∴ 氨基磺酸的分子式是H 3NSO 3。 (c) 洗潔粉中氨基磺酸的質量 = 5.00 g × 14.5% = 0.725 g 所製備溶液的摩爾濃度 0.725 97.1 –3 mol dm 1 = 200 1000 –3 = 0.0373 mol dm 1 20. HKDSE 2019 卷一乙部 第4題 21. (a) HX被稀釋10倍時,它的水溶液的pH便 上升一個單位。 1 這表示HX在水中可完全電離,令稀釋 + 1 後H (aq)離子的濃度減少10倍。 因此HX是強酸。 –0.92 M = 0.12 M 1 (b) x = 10 3 (c) 用潔淨的移液管把25.0 cm 的HX轉移 3 1 至潔淨的250.0 cm 容量瓶。 加入蒸餾水,直至到達容量瓶的刻度 為止。最後,把容量瓶蓋上瓶塞,並 倒置數次,使瓶內的溶液充分拌勻。 1 T20 22. (a) 若酸的一個分子在水中完全電離時生 成一個氫離子,該酸便是一元酸。 1 (b) (i) 發粉是鹼性的,可中和注入皮膚 內的甲酸。 1 – + H (aq) + HCO 3 (aq) H 2O(l) + 1 CO 2(g) (ii) 從 ( i ) 部 的 方 程 式 得 知 , H C O O H 對 NaHCO 3的摩爾比 = 1:1。 ∴ 所需NaHCO 3的質量 –4 = 1.50 × 10 × (23.0 + 1.0 + 12.0 1 + 16.0 × 3) g = 0.0126 g 1 (iii) 氫氧化鈉溶液是腐蝕性的,可 侵蝕皮膚。 1 1 23. (a) 弱酸是在水中只輕微電離的酸。 Na 3A(aq) + (b) H 3A(aq) + 3NaOH(aq) 1 3H 2O(l) (c) 所用NaOH的摩爾數 –4 1 = 0.2 × 1.30 mol = 2.6 × 10 mol 1000 從(b)部的方程式得知,NaOH對H 3A的摩 爾比 = 3:1。 –4 2.6 × 10 ∴ H 3A的摩爾數 = mol 3 該檸檬汁中檸檬酸的濃度 –4 2.6 × 10 mol 3 × 192.0 g mol –1 = 5.0 dm 3 1000 –3 = 3.3 g dm 1 (d) 檸檬汁不含可與氫氧化鈉溶液反應的 其他物質。 1 (e) 以下任何一項: 節省化學品。 1 節省進行實驗所需的時間。 (1) 減低實驗的潛在危險。 (1) 減少化學廢料的生成。 (1) 1 24. (a) 為節省氫氧化鈉溶液。 1 (b) 酚酞 由無色轉為粉紅色 1 (c) 所用NaOH(aq)的合理平均體積 22.50 + 22.40 + 22.60 3 cm = 3 3 = 22.50 cm CH 3COOH(aq) + NaOH(aq) CH 3COONa(aq) + H 2O(l) 所用NaOH的摩爾數 –3 = 0.050 × 22.50 mol = 1.1 × 10 mol 1 1000 25. 26. 27. 28. 從方程式得知,NaOH對CH 3 COOH的摩 爾比 = 1:1。 3 ∴ 25.0 cm 經稀釋的醋溶液中CH 3COOH –3 的摩爾數 = 1.1 × 10 mol 3 該10.0 cm 醋中CH 3COOH的摩爾數 –3 250.0 = 1.1 × 10 mol × 25.0 –2 = 1.1 × 10 mol 1 這牌子的醋中CH 3COOH的濃度 –2 –3 –3 1.1 × 10 mol dm = 1.1 mol dm 1 = 10.0 1000 (d) (i) 附在漏斗柄的氫氧化鈉溶液便會 滴進滴定管中,結果需要較小 體積的氫氧化鈉溶液便可把經 稀釋的醋全部中和。 1 (ii) 清洗錐形瓶後,可能會有一些經 稀釋的醋殘留在錐形瓶內,結果 可能需要較大體積的氫氧化鈉 溶液才把可經稀釋的醋全部中和。 1 1 (a) 有白色沉澱生成。 2– 2+ BaSO 4(s) 1 (b) Ba (aq) + SO 4 (aq) (c) (i) 反應混合物的導電性下降。原因 是把稀H 2SO 4(aq)加入Ba(OH) 2(aq) 時,生成BaSO 4(s)和H 2O(l), 反應混合物中可自由流動離子的 濃度便下降。 1 (ii) 反應混合物的導電性上升。原因 是加入過量稀H 2SO 4(aq)時,反應 混合物中可自由流動離子的濃度 便上升。 1 3 1 (d) 33.0 cm (e) Ba(OH) 2的摩爾數 –3 = 0.10 × 25.0 mol = 2.5 × 10 mol 1 1000 2– 2+ 從(b)部的方程式得知,Ba 對SO 4 的摩 爾比 = 1:1。 ∴ H 2SO 4的摩爾數 = 2.5 × 10 –3 mol H 2SO 4(aq)的摩爾濃度 –3 2.5 × 10 –3 mol dm = 33.0 1000 –3 = 0.076 mol dm 1 HKDSE 2020 卷一乙部 第4題 HKDSE 2020 卷一乙部 第2題 HKDSE 2021 卷一乙部 第7題 綜合測驗答案 第19章 A. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 多項選擇題 (p.208) B D + X的pH較Y的低。pH = –log[ H (aq) ],所以 + X(aq)中H (aq)的濃度較Y(aq)中的高。 A 3 在100.0 cm 水溶液中,0.1 mol的H 2SO 4幾乎 完全電離,生成多於2 mol的可自由流動離 子;0.1 mol的KOH完全離解,生成2 mol可 自由流動離子。NH 3 (aq)和CH 3 COOH(aq)分 別是弱鹼和弱酸,對於兩者來說,在水中電 離並生成可自由流動離子的分子的百分比都 很小。 B 溶液P與NaOH(aq)的反應: NaCl(aq) + H 2O(l) HCl(aq) + NaOH(aq) ? 0.005 mol 溶液Q與NaOH(aq)的反應: CH 3COOH(aq) + NaOH(aq) NaCl(aq) + H 2O(l) 0.005 mol ? 根據上述的方程式,HCl(aq)及CH 3COOH(aq) 需要相同摩爾數的NaOH(aq)來完全中和。 C NaCl(aq) + H 2O(l) HCl(aq) + NaOH(aq) 實驗 HCl(aq) 的摩爾數 / mol NaOH(aq) 的摩爾數/ mol 所生成 H 2O(l)的摩 爾數 / mol I 0.025 0.025 0.025 II 0.05 (過量) 0.025 0.025 由於在實驗I和實驗II中,進行反應的HCl(aq) 和NaOH(aq)的摩爾數相同,故兩個實驗所生 成熱的量都相等。 與實驗II相比,實驗I中混合物的體積較小。 由於這裏用了等量的熱來加熱體積較小的混 合物,故實驗I中混合物的最大温度升幅較實 驗II中的大。 C 2+ – Pb(OH) 2(s) (1):Pb (aq) + 2OH (aq) (3): Ca(NO 3 ) 2(aq) + 2NaOH(aq) Ca(OH) 2(s) + 2NaNO 3(aq) T21 C 氯化鉛(II) 是不溶於水的鹽,可透過沉澱反應 來製備。 PbCl 2(s) + Pb(NO 3 ) 2(aq) + 2NaCl(aq) 2NaNO 3(aq) 8. D 所需Ni(NO 3 ) 2․6H 2O的質量 = 0.1 × 250.0 × [58.7 + (14.0 + 16.0 × 3) × 1000 2 + (1.0 × 2 + 16.0) × 6] g = 7.27 g 9. C Fe 2(SO 4 ) 3(aq) + Fe 2O 3(s) + 3H 2SO 4(aq) 3H 2O(l) 從方程式得知,Fe 2 O 3 對H 2 SO 4 的摩爾比 = 1 :3。 ∴ 所需H 2SO 4(aq)的體積 2.71 ×3 55.8 × 2 + 16.0 × 3 3 dm = 0.20 3 3 = 0.255 dm = 255 cm 10. B 2MHCO 3(aq) + H 2SO 4(aq) M 2SO 4(aq) + 2CO 2(g) + 2H 2O(l) 所使用H 2SO 4的摩爾數 = 0.5 × 20.0 mol = 0.01 mol 1000 從方程式得知,H 2SO 4對MHCO 3的摩爾比 = 1 :2。 ∴ 所反應MHCO 3的摩爾數 = 0.01 mol × 2 = 0.02 mol 設M的相對原子質量是a。 2.00 0.02 = a + 1.0 + 12.0 + 16.0 × 3 a = 39.0 ∴ M的相對原子質量是39.0。 11. D 濃乙酸是弱酸。濃氫氯酸不侵蝕銅。 B. 結構題 (p.209) 12. (a) (b) 2 (c) (i) T22 1 1 發生泡騰現象/有無色氣泡釋出。 1 (ii) 酒石酸溶於水時,生成H (aq)。 – + H (aq)與HCO 3 (aq)反應,生成 1 CO 2(g)。 – + H (aq) + HCO 3 (aq) CO 2(g) + 1 H 2O(l) 分別把數滴牛奶樣本和檸檬汁樣本加 在pH試紙上,然後把呈現的顏色與pH 色板作比對。 1 1 (i) 檸檬汁樣本 (6–2) 4 = 10 1 (ii) 10 或 10 000 (1) x:稀NaOH(aq) 1 1 y:Cu(OH) 2(s) 1 z:稀H 2SO 4(aq) 在焰色試驗中,含銅(II) 離子的水溶液 產生藍綠色的火焰。 1 濃硫酸與氫氧化鈉溶液的反應高度 放熱。 1 或 避免要填充滴定管不只一次。 (1) 1 由無色轉為粉紅色 3 1 (i) 5.0 cm 滴定管 3 1 (ii) 1000.0 cm 容量瓶 3 3 用潔淨的5.0 cm 移液管,把5.0 cm 的廁所清潔劑緩慢地加進一個盛有約 3 250 cm 蒸餾水的燒杯中,並持續 攪拌。 1 然後把所製成的溶液及全部洗液轉移 3 至潔淨的1000.0 cm 容量瓶。加入 蒸餾水,直至到達容量瓶的刻度為 止。最後,把容量瓶蓋上瓶塞,並 倒置數次,使瓶內的溶液充分拌勻。 1 Na2SO4(aq) H 2SO 4(aq) + 2NaOH(aq) + 2H 2O(l) 所用NaOH的摩爾數 –3 = 0.15 × 28.00 mol = 4.2 × 10 mol 1 1000 從方程式得知,NaOH對H 2 SO 4 的摩爾比 = 2:1。 + 7. 13. (a) (b) 14. (a) (b) 15. (a) (b) (c) (d) (e) ∴ 25.0 cm 3 的已稀釋廁所清潔劑樣本中 H 2SO 4的濃度 –3 4.2 × 10 2 –3 = mol dm 25.0 1000 –3 = 0.084 mol dm 1 3 5.0 cm 的該廁所清潔劑中H 2SO 4的濃度 3 –3 1000.0 dm = 0.084 mol dm × 3 5.0 dm –3 = 17 mol dm 1 T23
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