高雄中學九十五學年度第一學期數學、自然科競賽校內筆試初賽化學科試題
一、 某硫酸鹽的結晶粉末約20 毫克，徐徐加熱，最初的鹽會脫去結晶水，質量依序減小，最後得到白色的化合物， 其質量减小的變化如圖所示。（原子量：Na=23，Al=27，S=32，Cu=63.5，Zn=65） （1）該硫酸鹽的化學式可能為下列何者？請寫出判斷原因。 （A）Na2SO4•10H2O （B）Al2（SO4）3•18H2O （C）CuSO4•5H2O （D）ZnSO4•7H2O （2）圖中丙化合物結晶水的數目為何？二、 AgBr，Ag2CO3及Ag3PO4都是難溶性固體。但Ag2CO3及Ag3PO4完全溶解於過量的稀HNO3內，AgBr 則不溶解。
說明反應間之差異。 三、 Na（g）的第一游離能為118 kcal/mol。Cl（g）得到一個電子的電子親和力為-83.3 kcal/mol，於是我們可利用赫士定 律得到Na（g）＋Cl（g）→Na＋（g）＋Cl－（g）之反應熱為一正值，由此數值表示NaCl（s）非常不穩定，請問此推測有 何錯誤？ 四、 試判斷利用哪一個反應以形成一莫耳水需要最大量的硝酸？ （1） Cu＋H＋＋NO 3－→Cu2＋＋NO＋H2O （2） Al2O3＋H＋＋NO3－→Al3＋＋H2O （3） Zn＋H＋＋NO 3－→Zn2＋＋NH4＋＋H2O 五、 請算出0.1M 的 NH4CN 水溶液之 pH 值（NH4＋ Ka＝5.6×10－10，CN－ Kb＝1.6×10－5，H2O Kw＝10－14） 六、 魚類靠鰓呼吸溶於水中的空氣，空氣在水中的濃度不大，但其中所含氧氣卻比我們所呼吸的空氣更富氧氣，試 由亨利定律說明其因（已知20℃下空氣中氧、氮的分壓分別為 0.2 與 0.8 大氣壓，氧與氮的亨利定律常數分別為 4.1×104，8.3×104大氣壓）。
七、 碘與氟形成一系列的鹵素間分子及離子：IF，IF3，IF4－，IF5，IF6－和IF7。試問在每個化合物中碘原子以何種形
式混成？ 八、 試解釋斐林試劑與多侖試劑可區別醛與一般酮的理由，並解釋為何兩種試劑均需調配成鹼性。 九、 附有活塞的圓筒狀容器，於1atm 下裝 CO2，又容器內裝若干量的水，調整活塞高度使容器內氣體壓力於室溫下 維持1atm 時，氣體體積為一半。設 CO2及H2O 均理想氣體，水的飽和蒸氣壓為 P0atm，溫度不變下，將活塞上 拉，徐徐增加容積，達某ㄧ體積時，容積恰全為氣體，若容器內存在之CO2莫耳數/水蒸氣莫耳數為 K，則此時 氣體總壓為何？ 十、 Mg2＋、Ca2＋、Ba2＋離子的鹽之溶解度顯示相似的行為，例如它們均可形成難溶性碳酸鹽。試解釋為何可利用
NH4Cl－（NH4）2CO3－NH3的水溶液使Mg2＋與Ca2＋、Ba2＋分離。（CaCO3 Ksp＝4.7×10－9；BaCO3 Ksp＝1.6×10－ 9；MgCO
3 Ksp＝4.0×10－5）
十一、 在標準狀況下，將 NO2、NO、O2混合後充滿容器，倒置於水中完全溶解，無氣體剩餘，若產物也不擴散，則所
得溶液的濃度範圍為？（濃度以c 表示，範圍以分數表示即可）
十二、 現有七種溶液，分別為氯水、KCl 水溶液、KBr 水溶液、KI 水溶液、KClO3水溶液、AgNO3水溶液、澱粉水溶液，
若不用其他試劑，如何將上述七種溶液一一區別？ 十三、 理想氣體 2A（g） B（g）＋xC（g）
（1）開始時體系中只有 A，A 的分子量為 44，實驗測得 101.325 kPa 和 2500 K 時，A 有 14％解離，平衡時混合 氣體的平均分子量為41.12，求 x 值。
為吸熱或放熱反應。
十四、 在真空下用高能電子束轟擊一種氣態分子時，分子的一個電子可被打擊出而形成陽離子自由基，如苯甲酸 C6H5COOH→C6H5COOH＋＋e－，它的質量與電荷比可測出為122。同時這樣的離子還會被打成碎片離子，它們
有各自的荷質比，如C6H5COOH＋→C6H5CO＋＋OH，產生的 C6H5CO＋荷質比105；C6H5CO＋→C6H5＋＋CO，
產生的C6H5＋荷質比77；C6H5＋→C4H3＋＋C2H2，產生的C4H3＋荷質比51。現有 C、H、O 組成的一種無色化合物 液體A，不溶於水，加熱時漸溶於稀 NaOH 和鹽酸，冷卻後不再析出原液體。在高能電子束轟擊氣體 A 時， 在70eV 下測得荷值比為 88、73、61、45、43、29、27 等離子，這些離子均帶一個電荷，請問化合物中文命名為何？ 十五、 A、B、C、D、E 五種物質，如下圖一變化，若 A 為一氣體，則 A、B、C、D、E 的分子式為何？ 圖一 圖二 十六、 根據上圖二變化，若 A 為氣體單質，則 A、B、C、D、E 的分子式為何？ 十七、 有三瓶無標籤溶液，分別為鹽酸、硫酸與磷酸，若只用一種試劑要鑑別三瓶溶液，則試劑為？試說明你的原因。 十八、 將 100 毫升 N2、CO、HCl 組成的混合氣體緩慢通過盛有足量的 CaCO3粉末的吸收裝置後，氣體體積減少20 毫升， 剩餘氣體再通過足量的灼熱CuO 粉末，未見氣體體積發生變化，再將氣體通過足量 Na2O2，氣體體積又減少 30 毫升，最後將剩餘氣體通過足量的灼熱 Cu 粉，氣體體積只剩 20 毫升，若上述過程反應均很完全，氣體也 無其他損失，且氣體體積在同一條件下測定，試計算原混合氣體中各氣體體積。 十九、 根據下圖，分別指出 A、B、C、D、E 的各為何？ 二十、一無色固體可迅速溶於水，產生對石蕊而言為中性的溶液。加入冷濃硫酸後產生棕色氣體。當加入HClO4（稀） 於原固體的溶液中且加溫，則產生棕色且有強烈氣味的氣體。加數滴此固體的溶液於含FeCl3、K3[Fe(CN)6]及稀 鹽酸的溶液中，產生深藍色懸浮物。此固體以稀硫酸處理，將釋放出的氣體通入一含有BaCl2及過錳酸鉀的溶 液中，則產生白色沉澱。加BaCl2至已為鹽酸酸化的固體之溶液，產生白色沉澱。此固體的溶液以稀硝酸及 AgNO3處理產生白色沉澱，此沉澱在氨水中完全溶解。試問固體中必不存有下列哪些陰離子？請簡述你的理由。
（A）CrO42－（B）NO2－（C）SO32－（D）Br－（E）Cl－（F）I－（G）CO32－（H）S2－
二十一、有A、B、C、D、E 五種元素，它們的質子數依次遞增，但都小於 18，A 元素原子核外只有一個電子，B、C 元素 原子最外層電子數之差為2，B 元素最外層電子數為次外層電子數的 2 倍。B、C、D 可形成 D2BC3的化合物，其 焰色為黃色。0.5 莫耳 E 元素與足量的酸反應有 9.03×1023個電子發生轉移，在E 和 C 化合物中 E 的質量佔 52.94％，又知 E 原子核中有 14 個中子，試問 B、C、D、E 分別為何？並請寫出 DC 與AC 反應的化學方程式。
Ｃ
O
2及
H
2O
濃
硫
酸
H
2N
a
石
灰
D
C
B
A
E
H
2O
H
2O
H
2O
2O
2O
2D
B
A
C
E
Cu
二十二、常溫下有一組混合氣體，可能含Cl2、HCl、H2、O2、NH3、Ar、CO2等氣體中的幾種，取此混合氣體進行下列實驗： （1）將混合氣體通過濃硫酸，混合氣體體積明顯下降。 （2）剩餘氣體通過足量 Na2O2後，氣體體積又有明顯下降。 （3）承（2），將反應後剩餘氣體用電火花點燃再冷卻至室溫，體積又明顯降低。 若反應過程中氣體無顏色變化，剩餘氣體也是無色，由此判斷 （1）肯定有的氣體為？ （2）肯定沒有的氣體為？ （3）可能有的氣體為？ －－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
