國立師大附中九十六學年度化學實驗能力競賽複賽試題
【注意事項】
進入實驗室，請檢查您桌上所列器材及藥品是否齊全，若不齊全，請舉手 請評審老師補齊；若已齊全，則請坐好靜待評審老師宣布開始。 1. 請注意藥品或溶液的用量，秤取適量的藥品來進行實驗；若有藥品及 溶劑數量不足者，可以向老師申請，但是藥品每次請領扣成績 20 分 。 2. 本實驗所提供的蒸餾水可自由取用。 3. 實驗器材使用前後均需清洗乾淨。 4. 可使用簡易型計算機。實作
(一) 時間：90 分鐘
編號：
_____ 分數：_____
【題目】雙質子酸之莫耳質量的測定
【實驗藥品】
1. 待測雙質子酸 0.5 g 2. 鄰苯二甲酸氫鉀 (KHP，分子量 204.2 g/mole) 0.5g 3. 氫氣化鈉（分子量40 g/mole , 置於共用藥品桌） 每人限用10g 4. 三種指示劑：（置於共用藥品桌） A.甲基橙（紅色 3.1－4.4 黃色） B.溴瑞香草酚藍（黃色 6.0－7.6 藍色） C.酚酉太（無色 8.0－9.6 紫紅色） 酌量使用 5. 蒸餾水 自由取用 【器材】 1. 滴 定 管 （ 50ml, 含 滴 定 2組 6 玻棒 1支架） 2. 錐形瓶（250ml） 5個 7 刮勺 1支 3. 漏斗 1個 8 乳頭吸管 3支 4. 燒杯（100ml） 2個 9 標籤貼紙、稱量紙 各數張 5. 量筒（10ml） 1個 10 洗滌瓶 1個 說明：未知樣品為一雙質子酸，H2A，其分子量介於 90 至 150 g/mole之 間，PKa1則介於2 至 5 之間，PKa2則介於 5 至 10 之間。請由上述 所列器材、藥品和您所學習的知識，設計實驗來求此未知樣品的分子量 請將您的實驗設計依下列五大項書寫：(請簡明 扼要，必要時以表格方式呈 現)
【方法及原理】
（20﹪）【實驗步驟】
（15﹪）【實驗記錄】
（15﹪）【結果及誤差】
（30﹪）【實驗討論】
（20﹪）【方法及原理】
（20﹪） 1. 利用酸鹼中和時，酸的當量數等於鹼的當量數的原理來測未知分子量的酸。 2. 先以 KHP 來標定氫氧化鈉溶液濃度，再以標定濃度的氫氧化鈉溶液來滴定 未知分子量的酸。 3. 其計算式為 204.2 KHP NaOH L W C V (1) 2 2 1 H A NaOH L H A W C V M 第一當量點 (2) 2 2 2 H A NaOH L H A W C V M 第二當量點 (3) 4. 以 KHP 來標定氫氧化鈉溶液濃度時，以酚酞為指示劑；以氫氧化鈉溶液來 滴定未知分子量的酸時，第一當量點以甲基橙為指示劑，第二當量點以酚酞 為指示劑。【實驗步驟】
（15﹪） 1. 約取2 克的 NaOH，以 250 毫升的體積瓶，配製約 0.2M 的 NaOH 溶液。 2. 精稱約0.2 克的 KHP 置入 250 毫升的錐形瓶中，加入約 10 毫 升之蒸餾水，待KHP 完全溶解後，滴入兩滴酚酞指示劑，以配製好的氫氧化 鈉溶液滴定至溶液變為紅色，記錄所使用氫氧化鈉溶液的體積。 3. 再精稱約0.2 克的 KHP，重複步驟 2。 4. 精稱約0.2 克的待測雙質子酸置入 250 毫升的錐形瓶中，加入 約10 毫升之蒸餾水，待完全溶解後，滴入兩滴甲基橙指示劑，以配製好的 氫氧化鈉溶液濃度滴定至紅色消失變為黃色，記錄所使用氫氧化鈉溶液的 體積。(求第一當量點) 5. 再精稱約0.2 克的測雙質子酸，重複步驟 4。 備註：1.滴定待測雙質子酸時，亦可用酚酞為指示劑，直接滴定求第二當量點。 2.最好再原步驟 4 之後，直接再滴入兩滴酚酞指示劑，繼續以氫氧化鈉溶 液滴定至溶液變為紅色，求第二當量點，檢驗所需體積是否與第一當 量點所需體積相等。【實驗記錄】
（15﹪） 一、氫氧化鈉溶液的標定 實驗 KHP 的 KHP 的 氫氧化鈉滴定 氫氧化鈉的編號 克數(g) 莫耳數(mol) 體積(mL) 濃度(M) 1 0.216 0.00106 5.54 0.191 2 0.243 0.00119 5.85 0.203 平均 0.230 0.00113 5.70 0.197 二、以氫氧化鈉溶液的滴定待測雙質子酸 (以甲基橙為指示劑) 實驗編號 待測雙質子酸的克數(g) 氫氧化鈉滴定體積(mL) 1 0.235 11.54 2 0.220 11.00 平均 0.228 11.27 三、以氫氧化鈉溶液的滴定待測雙質子酸 (以酚酞為指示劑) 實驗編號 待測雙質子酸的克數(g) 氫氧化鈉滴定體積(mL) 1 0.235 22.90 2 0.220 22.10 平均 0.228 22.50
【結果及誤差】
（30﹪） 第一當量點 2 0.228 11.27 1 0.197 1000 H A M MH A2 =103 第二當量點 2 0.228 22.50 2 0.197 1000 H A M MH A2 =103 丙二酸：HOOCCH2COOH，分子量 104 【實驗討論】（20﹪） 1.為何須以 KHP 來標定氫氧化鈉溶液。 2.選用指示劑的理由。 3.誤差的討論。 4.預測此雙質子酸的分子式。 ………實作
(二)
時間：
90 分鐘
編號：
_____
分數：
_____
【題目】請自行設計實驗，以求得氯化銨的溶解度曲線
【實驗藥品】
1. 氯化銨 50g 2 蒸餾水 自由取用 3 冰塊 自由取用1. 試管(30mm×190mm) 2組 8 玻棒 1支 2. 吸 量 管 （ 10ml, 含 安 全 吸 球） 1組 9 刮勺 1支 3. 燒杯（50ml） 1個 10 乳頭吸管 3支 4. 燒杯（500ml） 1個 11 標籤貼紙、稱量紙 各數張 5. 量筒（10ml） 1個 12 洗滌瓶 1個 6 試管夾 1個 13 三腳架及陶瓷纖維網 1組 7 溫度計 1支 14 本生燈 1個 說明：溶解度的定義為：在定溫度時，100g的水，所能溶解溶質最多的克數。 因此溫度和溶解度是息息相關的。已知25℃氯化銨的溶解度為
38.5，
請 由上述所列器材、藥品和您所學習的知識，設計實驗來求氯化銨的溶解 度曲線。 請將您的實驗設計依下列五大項書寫：(請簡明 扼要，必要時以表格方式呈 現)【方法及原理】
（15﹪）【實驗步驟】
（15﹪）【實驗記錄】
（15﹪）【結果】
（35﹪）【實驗討論】
（20﹪）【方法及原理】
（15﹪） 1. 影響物質的溶解度的因素有：物質的本性、壓力及溫度，其中固體在水溶液 中的溶解度又受溫度影響。 2. 以定量的水，在較高溫度下來溶解各種不同質量的 NH4Cl，求其恰產生沉 澱時的溫度，可求出該溫度下的溶解度，進而繪出 NH4Cl 的溶解度曲線圖。【實驗步驟】
（15﹪） 1. 精稱約 3.0g 的 NH4Cl，放入大試管中。 2. 以安全吸球及吸量管吸取 10ml 的蒸餾水加入試管中，並插入一溫度計。 3. 將試管放入水浴中，直到 NH4Cl 完全溶解。 4. 將試管取出，慢慢搖晃之，讓其冷卻，記錄結晶出現的溫度。 5. 改以精稱約 5.0g、6.0g、7.0g 的 NH4Cl，重複步驟 1~4 。 6. 以溫度當橫座標，以溶解度(每 100g 水所溶解 NH4Cl 的克數)當縱座標，畫 一 NH4Cl 溶解度圖。 備註： 亦可固定NH4Cl 的克數，加入不同的水量，改變溫度，，記錄結晶出現的溫度。【實驗記錄】
（15﹪） 一、NH4Cl 溶解度的測定 NH4Cl 克數 3.0 g 5.0 g 6.0 g 7.0 g 沉澱時的溫度 (℃) 20℃ 50℃ 60℃ 89.5℃ 溶解度 (g/100g 水) 30 50 60 70【結果】
1. 氯化銨的溶解度曲線(除 25℃的值外，至少仍要有 4 點坐標) （20﹪） 溶解度 (g/100g 水)溫度(℃) 氯化銨的溶解度：
