香港中學文憑 現代化學

( 組合科學科 )

課本第二冊 參考答案

第十四章 　 酸和鹼的簡介 頁數



課堂練習



單元練習

第十五章 　 溶液的濃度



課堂練習



單元練習

第十六章 　 指示劑和 pH

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課堂練習



單元練習

第十七章 　 酸和鹼的強度

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課堂練習

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單元練習

第十八章 　 鹽和中和作用

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課堂練習

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單元練習

第十九章 　 涉及酸和鹼的容量分析

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課堂練習



單元練習



單元練習



總複習

第二十一章 　 來自化石燃料的碳氫化合物

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課堂練習

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單元練習

第二十二章 　 使用化石燃料的後果

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課堂練習



單元練習

第二十三章 　 同系列、結構式和碳化合物的命名

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課堂練習



單元練習

第二十四章 　 烷和烯

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課堂練習

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單元練習

第二十五章 　 醇、烷酸和酯



課堂練習



單元練習

第二十六章 　 加成聚合物和縮合聚合物



課堂練習



單元練習

第十四章 酸和鹼的簡介

課堂練習

A14.1

1. 鋅粒下沉到試管底。

2. 鋅粒溶解，形成無色的溶液。

3. 發生泡騰現象。/釋出無色氣泡。

4. 反應釋出熱，使試管變暖。

5. 聽到「嘶嘶」聲。

A14.2

1. (a) Mg(s) + 2HCl(aq)  MgCl2(aq) + H2(g) (b) ZnO(s) + H2SO4(aq)  ZnSO4(aq) + H2O(l) (c) Fe(OH)2(s) + 2HCl(aq)  FeCl2(aq) + 2H2O(l)

(d) CuCO3(s) + H2SO4(aq)  CuSO4(aq) + CO2(g) + H2O(l) (e) Ca(HCO3)2(s) + 2HCl(aq)  CaCl2(aq) + 2CO2(g) + 2H2O(l)

2. (a) 鎂溶解。/發生泡騰現象(釋出無色氣泡)。/溶液變暖。/所得溶液是無色的。

(b) 氧化鋅溶解。/所得溶液是無色的。

(c) 氫氧化鐵(II)溶解。/所得溶液是綠色的。

(d) 碳酸銅(II)溶解。/發生泡騰現象(釋出無色氣泡)。/所得溶液是藍色的。

(e) 碳酸氫鈣溶解。/發生泡騰現象(釋出無色氣泡)。/所得溶液是無色的。

A14.3

(a) Mg(s) + 2HCl(aq)  MgCl2(aq) + H2(g) Mg(s) + 2H⁺(aq)  Mg²⁺(aq) + H2(g) (b) ZnO(s) + H2SO4(aq)  ZnSO4(aq) + H2O(l)

ZnO(s) + 2H⁺(aq)  Zn²⁺(aq) + H2O(l)

(c) 2KHCO3(aq) + H2SO4(aq)  K2SO4(aq) + 2CO2(g) + 2H2O(l) HCO3(aq) + H⁺(aq)  CO2(g) + H2O(l)

A14.4

1. 鎂跟氫離子反應(來自抗壞血酸)，生成氫氣。

Mg(s) + 2H⁺(aq)  Mg²⁺(aq) + H2(g) 2. (a) 石蕊試紙沒有顏色轉變。

液態乙酸(純淨的)在沒有水的情況下不能電離，因此沒有生成 H⁺(aq)，

不能顯示酸性性質。

(b) 藍色石蕊試紙轉成紅色。

乙酸溶於水後會電離，生成 H⁺(aq)，並顯示酸性性質。

3. 「起泡飲品」藥片或藥粉應存放在陰涼和乾燥的地方。

A14.5

(a) 1 (一元酸), HCOOH ⇌ HCOO^ + H⁺(b) 2 (二元酸), (COOH)2 ⇌ (COO^)2 + 2H⁺ A14.6

(a) 2KOH(aq) + CO2(g)  K2CO3(aq) + H2O(l)

(b) (NH4)2SO4(aq) + Ca(OH)2(s)  CaSO4(s) + 2NH3(g) + 2H2O(l) A14.7

氫氧化鎂、氫氧化鋁、氫氧化鋅和氫氧化鉛(II) A14.8

1. (a) (i) 氫氧化鉀

(ii) OH^(aq) + H⁺(aq)  H2O(l) (b) (i) 氧化鎂、氫氧化鋅和氧化銅(II)

(ii) MgO(s) + 2H⁺(aq)  Mg²⁺(aq) + H2O(l) Zn(OH)2(s) + 2H⁺(aq)  Zn²⁺(aq) + 2H2O(l) CuO(s) + 2H⁺(aq)  Cu²⁺(aq) + H2O(l)

2. (a) (i) Pb(NO3)2(aq) + Ca(OH)2(aq)  Pb(OH)2(s) + Ca(NO3)2(aq) (ii) Pb²⁺(aq) + 2OH^(aq)  Pb(OH)2(s)

(b) (i) CuSO4(aq) + 2KOH(aq)  Cu(OH)2(s) + K2SO4(aq) (ii) Cu²⁺(aq) + 2OH^(aq)  Cu(OH)2(s)

第十四章 酸和鹼的簡介

單元練習

1. 酸；紅色；氫；二氧化碳；鹽；水 2. 氫離子；H⁺(aq)

3. 水；水；氫；H⁺(aq) 4. 鹽基度；二元；一元

5. 鹽；水；金屬氧化物；氨；鹼 6. 石灰水；二氧化碳

7. 苦；「滑溜」；藍色；鹽；水；碳酸鹽；水；鹽；氨；水；金屬氫氧化物 8. 鹼性；氫氧；OH^

9. 氫離子；氧化；氧化；脫水 10. 濃

11. B 12. B 13. C 14. C 15. C 16. B 17. D 18. D 19. B 20. B 21. B 22. C 23. B 24. D 25. D 26. C 27. A 28. B 29. C 30. B

31. (a) 氫氯酸

(b) 檸檬酸/抗壞血酸 (c) 氫氯酸

(d) 硫酸

32. (a) 乙酸 (b) 1 (一元酸)

(c) (i) 發生泡騰現象。/鎂帶溶解。/形成無色的溶液。/溶液變暖。/聽到「嘶 嘶」聲。(任何四項)

(ii) 2CH3COOH(aq) + Mg(s)  (CH3COO)2Mg(aq) + H2(g) (d) (i) 反應中生成二氧化碳。

(ii) Na2CO3(aq) + 2CH3COOH(aq)2CH3COONa(aq) + CO2(g) + H2O(l) 33. (a) 二氧化碳

(b) 氣體 Y 可使石灰水變為乳濁。二氧化碳跟氫氧化鈣反應，生成不溶於水 的白色固體碳酸鈣。

Ca(OH)2(aq) + CO2(g)  CaCO3(s) + H2O(l)

(c) 固態酸溶於水後會電離，生成 H⁺(aq)，H⁺(aq)跟碳酸氫鈉反應，釋出二 氧化碳。

(d) H⁺(aq) + HCO3(aq)  H2O(l) + CO2(g) (e) 2NaHCO3  Na2CO3 + CO2 + H2O

34. (a) (i) Fe(s) + H2SO4(aq)  FeSO4(aq) + H2(g) (ii) Fe(s) + 2H⁺(aq)  Fe²⁺(aq) + H2(g) (b) (i) 沒有反應

(ii) 沒有反應

(c) (i) ZnO(s) + 2HCl(aq)  ZnCl2(aq) + H2O(l) (ii) ZnO(s) + 2H⁺(aq)  Zn²⁺(aq) + H2O(l)

(d) (i) CaCO3(s) + 2HCl(aq)  CaCl2(aq) + CO2(g) + H2O(l) (ii) CaCO3(s) + 2H⁺(aq)  Ca²⁺(aq) + CO2(g) + H2O(l) (e) (i) KHCO3(aq) + HNO3(aq)  KNO3(aq) + CO2(g) + H2O(l)

(ii) HCO3(aq) + H⁺(aq)  CO2(g) + H2O(l)

35. (a) 一元酸是指在水溶液中每個分子含有一個可電離的氫原子的酸。

二元酸是指在水溶液中每個分子含有兩個可電離的氫原子的酸。

(b) (i) 2HA(aq) + Zn(s)  ZnA2(aq) + H2(g) (ii) H2B(aq) + Zn(s)  ZnB(aq) + H2(g) (iii) 2HA(aq) + CuO(s)  CuA2(aq) + H2O(l)

(iv) H2B(aq) + CaCO3(s)  CaB(aq) + CO2(g) + H2O(l) (v) HA(aq) + NaHCO3(aq)  NaA(aq) + CO2(g) + H2O(l) 36. (a) Fe²⁺(aq) 和 Cu²⁺(aq)

氫氧化鐵(II)：暗綠色 氫氧化銅(II)：淺藍色 (b) Mg²⁺(aq)

Mg²⁺(aq) + 2OH^(aq)  Mg(OH)2(s) (c) OH^(aq)

37. (a) 把固態氫氧化鈣放入水中，並長時間攪拌，然後過濾懸浮物，獲取透 明

濾液。

(b) 氫氧離子

(c) 2NH4NO3(aq) + Ca(OH)2(aq)  Ca(NO3)2(aq) + 2NH3(g) + 2H2O(l) (d) (i) 生成白色沉澱。

Ca²⁺(aq) + CO32(aq)  CaCO3(s) (ii) 生成淺藍色沉澱。

Cu²⁺(aq) + 2OH^(aq)  Cu(OH)2(s) 38. (a) A：濃氫氯酸

B：濃硫酸 C：濃硝酸 (b) 腐蝕性

(c) 光會加速濃硝酸的分解，釋出棕色氣體 NO2。 氣體溶於水中，形成黃色溶液。

4HNO3(aq)  2H2O(l) + 4NO2(g) + O2(g) (d) 用大量清水沖洗受影響的部位。

39.  把一些純淨的丙種維生素溶於蒸餾水/去離子水中，獲取稀釋的溶液。

 把少量鋅粒加入丙種維生素溶液，可觀察到鋅粒表面會釋出無色氣泡。

收集氣體並用燃燒中的木條測試，測試中發出「卜」的聲響，顯示釋出 的氣體是氫氣。

 把數粒氫氧化鈉顆粒加入丙種維生素溶液，然後攪拌溶液。

 因為中和作用是放熱反應，故所得的無色溶液變暖。

 把一刮勺固態碳酸鉀加入丙種維生素溶液，溶液中釋出無色氣泡。收 集到的氣體可使石灰水變為乳濁，顯示氣體是二氧化碳。

40.  在學校實驗室，濃氫氯酸、濃硝酸和濃硫酸是常用的濃酸。它們「侵蝕」

其他物質，例如金屬、衣服、紙張和皮膚。

 由於濃氫氯酸的氫離子濃度高，故它具高度腐蝕性。

 濃硝酸的腐蝕性主要源於它的氧化性質。

 由於濃硫酸具脫水和氧化性質，它的腐蝕性非常高。濃硫酸較濃氫氯 酸和濃硝酸的腐蝕性更強，能迅速令皮膚脫水，造成嚴重灼傷。

 在學校實驗室，濃氫氧化鈉溶液和濃氫氧化鉀溶液是常用的濃鹼。溫 度高時，它們的腐蝕性非常高。

 它們侵蝕皮膚，使皮膚變為黃色甚至黑色。

第十五章　溶液的濃度

課堂練習

A15.1

(a) K2SO4 的摩爾數 = 0.15 mol 溶液的摩爾濃度 = dm3

1000 500

mol 15 0.

= 0.30 mol dm^3 (或 M)

(b) K2SO4的摩爾質量 = 39.1  2 + 32.1 + 16.0  4 g mol^1 = 174.3 g mol^1 溶液的摩爾濃度 = 0.30 mol dm^3  174.3 g mol^1 = 52.3 g dm^3

A15.2

(a) (i) 溶液的濃度(以 g dm^3為單位) = _-3 dm 0.5

g

10 = 20 g dm^3 (ii) KOH 的摩爾質量 = 39.1 + 16.0 + 1.0 g mol^1 = 56.1 g mol^1

KOH 的摩爾數 =56.1gmol 1

g 10

 = 0.178 mol 溶液的摩爾濃度(mol dm^3) = ₃

dm 0.5

mol 0.178

= 0.356 mol dm^3 (或 M) (b) (i) 溶液的體積 =

1000

1000dm³ = 1.0 dm³

溶液的濃度(以 g dm^3為單位) = ₃ dm 1.0

g

10 = 10 g dm^3 (ii) KOH 的摩爾質量 = 39.1 + 16.0 + 1.0 g mol^1 = 56.1 g mol^1

KOH 的摩爾數 =56.1gmol 1

g 10

 =0.178mol 溶液的摩爾濃度(mol dm^3) = ₃

dm 1.0

mol 178 .

0 =0.178 mol dm^3 (或 M) (c) (i) 溶液的體積 =

1000

250 dm³ = 0.25 dm³

溶液的濃度(以 g dm^3為單位) = ₃ dm 0.25

g

3 = 12 g dm^3

(ii) NaNO3的摩爾質量 = 23.0 + 14.0 + 16.0  3 g mol^1 = 85.0 g mol^1 NaNO3的摩爾數 =

85.0 g mol

g 3

 = 0.0353 mol 溶液的摩爾濃度(mol dm^3) = ₃

dm 0.25

mol 0.0353

= 0.141 mol dm^3 (或 M)

(d) (i) 溶液的濃度(以 g dm^3為單位) = ₃ dm 2

g

5.3 = 2.65 g dm^3

(ii) Na2CO3 的摩爾質量 = 23.0  2 + 12.0 + 16.0  3 g mol^1 = 106 g mol^1 Na2CO3的摩爾數 =

106 g mol

g 5.3

 = 0.0500 mol 溶液的摩爾濃度(mol dm^3) = ₃

dm 2

mol 0.0500

= 0.0250 mol dm^3 (或 M) (e) (i) 溶液的體積 =

1000

100 dm³ = 0.100 dm³ 溶液的濃度(以 g dm^3為單位) = ₃

dm 0.10

g

9.8 = 98.0 g dm^3

(ii) H2SO4 的摩爾質量 = 1.0  2 + 32.1 + 16.0  4 g mol^1 = 98.1 g mol^1 H2SO4 的摩爾數 =98.1gmol 1

g 9.8

 = 0.100 mol 溶液的摩爾濃度(mol dm^3) = ₃

dm 0.10

mol 0.100

= 1.00 mol dm^3 (或 M)

A15.3

Na2SO4的摩爾數 = 0.40 mol dm^3  1000

50.0 dm³ = 0.0200 mol

A15.4

NaOH 溶液的體積 = ₃

dm mol 0.50

mol 0.80

 = 1.6 dm³ A15.5

(a) 500.0 cm³溶液中所含的 Na2SO4的摩爾數

= 0.50 mol dm^3  1000 500.0

dm³ = 0.250 mol

Na2SO4的質量 = 0.250 mol  (23.0  2 + 32.1 + 16.0  4) g mol^1 = 35.5 g (b) 0.25 dm³溶液中所含的 Na2CO3的摩爾數

= 0.15 mol dm^3  0.25 dm³ = 0.0375 mol

Na2CO3的質量 = 0.0375 mol  (23.0  2 + 12.0 + 16.0  3) g mol^1 = 3.98 g A15.6

1. 1 摩爾 Al2(SO4)3含 2 摩爾 Al³⁺離子和 3 摩爾 SO42離子。

 Al³⁺離子的摩爾濃度 = 0.50 M  2 = 1.0 M (or 1.0 mol dm^3) SO42離子的摩爾濃度 = 0.50 M  3 = 1.5 M (or 1.5 mol dm^3) 2. K2CO3的摩爾數 = 0.20 mol dm^3 

1000

25.0 dm³ = 0.0050 mol 1 摩爾 K2CO3含 2 摩爾 K⁺離子和 1 摩爾 CO32離子。

 K⁺離子的摩爾數 = 0.0050 mol  2 =0.010 mol CO32離子的摩爾數 = 0.0050 mol

A15.7

1. (MV)稀釋前 = (MV)稀釋後

0.1  1000

25.0 = M  1000 250.0 M = 0.01

稀釋後的 NaOH(aq) 的摩爾濃度 = 0.01 M 2. 稀釋 10 倍後，稀溶液的摩爾濃度是

10

0.5M = 0.05 M (MV)稀釋前 = (MV)稀釋後

0.5  1000

25.0 = 0.05  1000

V V = 250

所需蒸餾水的體積 = (250 – 25) cm³ = 225 cm³

第十五章　溶液的濃度

單元練習

1. 立方分米(dm³)；摩爾 2. 犘爾；體積

3. 摩爾濃度；體積 4. A

5. C 6. D 7. C 8. D 9. D 10. D 11. A 12. C 13. D 14. A 15. C 16. B 17. C 18. D 19. C 20. B 21. B 22. B 23. B 24. B

25. mol dm^3或 M

26. (a) K2CO3的摩爾濃度 = dm3

1000 250

mol 0.35

= 1.40 M

(b) K2CO3的摩爾質量 = 39.1  2 + 12.0 + 16.0  3 g mol^1= 138.2 g mol^1 K2CO3的濃度(以 g dm^3為單位)

= 1.40 mol dm^-3  138.2 g mol^1 = 193 g dm^3 27. (COOH)22H2O 的摩爾質量

= (12.0 + 16.0  2 + 1.0)  2 + 2  (1.0  2 + 16.0) g mol^1 = 126 g mol^1 所用的(COOH)22H2O 的摩爾數 =

126 g mol

g 14.5

 = 0.115 mol 溶液的摩爾濃度 = dm3

1000 500.0

mol 0.115

= 0.230 M

28. (a) Mg(NO3)2的摩爾數 = 1.5 mol dm^3  1000 125.0

dm³ = 0.1875 mol (b) Mg(NO3)2的摩爾質量

= 24.3 + (14.0 + 16.0  3)  2 g mol^1 = 148.3 g mol^1

所用的 Mg(NO3)2的質量 = 0.1875 mol  148.3 g mol^1 = 27.81 g 29. NaOH 的摩爾質量 = 23.0 + 16.0 + 1.0 g mol^1 = 40.0 g mol^1

所用的 NaOH 的摩爾數 = 1

mol g 40.0

g 4

 = 0.100 mol

所得溶液的體積 = ₃

dm mol 0.12

mol 0.100

 = 0.833 dm³ (or 833 cm³) 30. Na2CO310H2O 的摩爾質量

= 23.0  2 + 12.0 + 16.0  3 + 10  (1.0  2 + 16.0) = 286 g mol^1

Na2CO3的摩爾濃度 =

3 1

1000 dm 250.0

mol g 286

g 25.0



= 0.350 M

1 摩爾 Na2CO3含 2 摩爾 Na⁺離子和 1 摩爾 CO32離子。

 Na⁺離子的摩爾濃度 = 0.350 M  2 = 0.700 M CO32離子的摩爾濃度 = 0.350 M

31. (a) (MV)稀釋前 = (MV)稀釋後

11.0  1000

25.0 = M 

1000 25.0) (25.0

M = 5.50

所得 HCl(aq)的摩爾濃度 = 5.50 M (b) (MV)稀釋前 = (MV)稀釋後

5.50  1000

50.0 = M 

1000 75.0) (50.0 M = 2.20

所得 HCl(aq)的摩爾濃度 = 2.20 M (c) (MV)稀釋前 = (MV)稀釋後

2.20  1000

125 = M 

1000 100) (125

M = 1.22

所得 HCl(aq)的摩爾濃度 = 1.22 M 32. (a) (MV)稀釋前 = (MV)稀釋後

0.65  1000

45.0 = 0.45  1000

V

(b) (MV)稀釋前 = (MV)稀釋後

0.45  1000

65.0 = M  1000 30.0 M = 0.975

蒸發後，HNO3的摩爾濃度 = 0.975 M 33. (a) 1 cm³溶液中所含的 NH3的質量

= 0.68 g cm^3  100

34  1 cm³ = 0.231 g

1 dm³溶液中所含的 NH3的質量 = 0.231 g  1000 = 231 g (b) 氨溶液的摩爾濃度 =

3

1

dm 1

mol g ) 3 1.0 (14.0

g 231

 

 = 13.6 M

(c) (MV)稀釋前 = (MV)稀釋後

13.6  1 = 1  V V = 13.6

所需蒸餾水的體積 = 13.6 – 1 dm³ = 12.6 dm³ 34. (a) 草酸的摩爾數

=





1.8

 













 = 0.0143

mol

(b) 草酸溶液的摩爾濃度 = dm3

1000 0 . 25

mol 0143 . 0

= 0.572 M (c) (MV)稀釋前 = (MV)稀釋後

0.572  1000

0 .

25 = M  1000

0 . 250 M = 0.0572

經稀釋後草酸的摩爾濃度 = 0.0572 M 35.

溶質的化學式 摩爾質量

(g mol^1) 溶質的質量(g) 溶液的體積 摩爾濃度 溶液的濃度

(g dm^3) 溶液 陽離子 陰離子

(a) NaCl 58.5 117 2.00 dm³ 1.00 M 1.00 M 1.00 M 58.5 (b) AgNO3 170 17.0 1.00 dm³ 0.100 M 0.100 M 0.100 M 17.0 (c) Na2CO3 106 2.65 500 cm³ 0.050 M 0.100 M 0.050 M 5.30 (d) MgCl2 95.3 29.4 1.50 dm³ 0.206 M 0.206 M 0.412 M 19.6 (e) C6H12O6 180 0.36 12.0 cm³ 0.167 M   30.0

第十六章　指示劑和 pH

課堂練習

A16.1

(a) pH = log [H⁺(aq)] = log (1.000) = 0 (b) pH = log [H⁺(aq)] = log (0.100) = 1 (c) pH = log [H⁺(aq)] = log (0.010) = 2 (d) pH = log [H⁺(aq)] = log (0.001) = 3 A16.2

1. A: 弱酸性 B: 強酸性 C: 弱鹼性 D: 中性

2. (a) 溶液的 pH 值會上升。水溶液中，鎂跟氫離子反應，釋出氫氣。

Mg(s) + 2H⁺(aq)  Mg²⁺(aq) + H2(g)

除去 H⁺(aq)離子，[H⁺(aq)]會下降，溶液的 pH 值上升。

(b) 溶液的 pH 值會下降。氯化氫氣體在水中溶解，並完全電離，釋放 H⁺ (aq) 離子。H⁺(aq) 離子形成後，[H⁺(aq)]會增加，溶液的 pH 值下降。

A16.3

B：結論是錯誤的。石蕊呈藍色時，溶液的 pH 值必定大於 8，屬鹼性。

C：結論是錯誤的。酚酞是無色時，溶液的 pH 值在 8.3 以下，這溶液可以是酸性 的、中性的或弱鹼性的。

第十六章　指示劑和 pH

單元練習

1. (a) 大於 (b) 等於 (c) 小於

2. pH；H⁺(aq)；pH；pH 3. [H⁺(aq)]

4. H⁺(aq)；高

5. 顏色；甲基橙；石蕊；酚酞 6. 通用；通用；pH

7. pH 計 8. B 9. A 10. C 11. A 12. A 13. A 14. A 15. D 16. B 17. A 18. C 19. A 20. A 21. C 22. B 23. A

24. (a) pH = log [H⁺(aq)] = log (1.8  10^5) = (4.7) = 4.7 因為溶液的 pH < 7，故它是酸性的。

(b) pH = log [H⁺(aq)] = log (7.2  10^9) = (8.1) = 8.1 因為溶液的 pH > 7，故它是鹼性的。

(c) pH = log [H⁺(aq)] = log (0.02) = (1.7) = 1.7 因為溶液的 pH < 7，故它是酸性的。

25. (a) 應用方程式：pH = log [H⁺(aq)]

5.2 = log [H⁺(aq)]

[H⁺(aq)] = 6.3  10^6 M (b) 8.4 = log [H⁺(aq)]

[H⁺(aq)] = 4.0  10^9 M (c) 3.68 = log [H⁺(aq)]

項)

(b) 焗爐清潔劑、蒸餾水、橙汁 (c) 橙汁

28. (a) pH 計

(b) 輕身/細小/防水/容易使用/準確且快速獲取讀數 (任何兩項)

29.  可使用酸鹼指示劑來確定水溶液的酸鹼度。酸鹼指示劑是一種特別的 染料，加入測試溶液中，它的顏色隨溶液不同的 pH 值而改變。

 一些常用的酸鹼指示劑有石蕊、甲基橙和酚酞。

 但這些指示劑不能準確地量度溶液的酸鹼度，它們只能分辨出溶液屬 酸性或鹼性。

 另一種量度溶液 pH 值的方法是使用通用指示劑，它是數種不同酸鹼 度指示劑的混合物，透過不同的顏色來顯示不同範圍的 pH 值。通用試 紙也稱為 pH 試紙。

 最準確量度溶液酸鹼度的方法是使用 pH 計或數據記錄器。兩種方法均 須把 pH 電極浸入測試的溶液中。

 溶液的 pH 值會從 pH 計的顯示器的顯示出來。

第十七章　酸和鹼的強度

課堂練習

A17.1

(a) OH^(aq)/水合氫氧離子

(b) NH3(aq) + H2O(l) ⇌ NH4+(aq) + OH^(aq)

(c) NaOH(aq)是較 NH3(aq)強的鹼。(強鹼在水溶液中離解的程度較高，因此溶液 中的可自由流動離子(Na⁺(aq)和 OH^(aq))的濃度較高。這解釋了為甚麼 0.1 M NaOH(aq)的導電性較高。)

(d) 因 為 NaOH(aq) 是 較 NH3(aq) 強的 鹼， 故 0.1 M NaOH(aq) 的鹼 性較 0.1 M NH3(aq)高，pH 值也較高。

A17.2

(a) 硫酸分子

(b) 水分子、氫離子、硝酸根離子、氫氧離子

(c) 水分子、檸檬酸分子、氫離子、檸檬酸根離子、氫氧離子 (d) 水分子、氨分子、銨離子、氫氧離子、氫離子

A17.3

把相同體積(約 80.0 cm³)的 0.1 M HCl(aq)和 0.1 M CH3COOH(aq)分別注入兩個 100 cm³燒杯中。使用電子天平，稱量相同質量(約 0.4 g)的碳酸鈣，並把碳酸鈣 分別放入兩種酸中，觀察並比較兩反應混合物釋出氣泡的速率。

釋出氣泡速率較高的酸應屬於強酸(即 HCl(aq))。強酸能完全電離，溶液中氫離 子的濃度較高，它跟碳酸鈣的反應較快。

A17.4

1. (a) 弱/濃 (b) 弱/稀 (c) 強/稀 (d) 強/濃

2. (a) H2SO4(aq) + Na2CO3(aq)  Na2SO4(aq) + CO2(g) + H2O(l) 2H⁺(aq) + CO32(aq)  CO2(g) + H2O(l)

(b) CH3COOH(aq) + KHCO3(aq)  CH3COOK(aq) + CO2(g) + H2O(l) CH3COOH(aq) + HCO3(aq)  CH3COO^(aq) + CO2(g) + H2O(l) 或 H⁺(aq) + HCO3(aq)  CO2(g) + H2O(l)

A17.5

(a) 陳述是錯誤的。氫氯酸是強酸，在水中可完全電離。題目中的氫氯酸的 pH 值偏高(5)，原因是它的溶液給大量稀釋了。pH 只量度[H⁺(aq)]的濃度，並不 能分辨酸或鹼的強度。

(b) 陳述是錯誤的。無論濃度是多少，乙酸也只是弱酸。

第十七章　酸和鹼的強度

單元練習

1. (a) 完全；高度；氫氯 (b) 輕微；乙

2. (a) 完全；氫氧化納 (b) 輕微；氨

3. (a) 高 (b) 低 (c) 高 4. D 5. C 6. B 7. A 8. C 9. B 10. B 11. A 12. A

13. NH3(aq)會跟水反應，生成 OH^(aq)離子，使溶液帶鹼性。在沒有水的情況下 不能生成 OH^(aq)離子。

NH3(g) + H2O(l) ⇌ NH4+(aq) + OH^(aq) 紅色石蕊試紙在鹼性溶液中轉成藍色。

14. (a) 氫氯酸是強酸，而乙酸是弱酸。

(b) 強酸是在水中能完全或高度電離的酸。

弱酸是在水中只會輕微電離的酸。

(c) 氫氯酸相對乙酸是強酸，前者較後者的電離程度更高。如果兩種酸的 摩爾濃度相同，氫氯酸的氫離子濃度較乙酸的高，因此氫氯酸的 pH 值較低。

(d) 使用 pH 計

(e) 1. 把已知體積的 1.1 M 氫氯酸加入容器內，並記錄燈泡的亮度。

2. 重複步驟 1，但使用同一體積的 1.1 M 乙酸。

3. 比較步驟 1 和步驟 2 中燈泡的亮度。

4. 燈泡的亮度顯示酸的強度，燈泡越亮，酸的強度越高。

15. (a) HA(aq) ⇌ H⁺(aq) + A^ (aq)

(b) H⁺(aq)、OH^(aq)、HA(aq)、A^(aq)

16. (a) HCl(aq)是強酸。0.1 M HCl 完全電離，因此[H⁺(aq)] = 0.1 M。

(b) pH = log [H⁺(aq)] = log (0.1) = 1

(c) CH3COOH(aq)是弱酸，它只輕微電離，生成少量 H⁺(aq)。

0.1 M CH3COOH(aq)所生成的 H⁺(aq)離子濃度低於 0.1 M，因此 0.1 M CH3COOH(aq) 的 pH 值並不是 1，而是高於 1。

17.  該中四學生的陳述是錯誤的。

 pH 值量度氫離子的濃度。

 氫離子濃度越高，pH 值越低。

 弱酸在水中只輕微電離，氫離子的濃度低，因此溶液的 pH 值是 5 並不 出奇。

 然而，強酸也可出現這情況。雖然強酸在水中完全電離，但如果溶液是 大量稀釋的，氫離子的濃度不會太高，因此強酸的稀釋溶液的 pH 值是 5 也不出奇。

18.  把藍色石蕊試紙放入一些固態檸檬酸時，試紙的顏色沒有改變。如果把 固態檸檬酸溶於少量的去離子水中，水溶液可使石蕊試紙由藍色變為 紅色。

 把鎂帶放入固態檸檬酸內，並沒有氣體釋出；而當鎂帶放入檸檬酸的 水溶液中，會釋出無色氣泡(H2(g))。

 把碳酸鈉粉末與固態檸檬酸混合，並沒有氣體釋出；而當一些碳酸鈉 粉末溶解在檸檬酸的水溶液中，會釋出無色氣泡(CO2(g))。

第十八章　鹽和中和作用

課堂練習

A18.1

(a) 2NaOH(aq) + H2SO4(aq)  Na2SO4(aq) + 2H2O(l) OH^(aq) + H⁺(aq)  H2O(l)

(b) CH3COOH(aq) + KOH(aq)  CH3COOK(aq) + H2O(l) CH3COOH(aq) + OH^(aq)  CH3COO^(aq) + H2O(l) 或 H⁺(aq) + OH^(aq)  H2O(l)

(c) Fe2O3(s) + 6HCl(aq)  2FeCl3(aq) + 3H2O(l) Fe2O3(s) + 6H⁺(aq)  2Fe³⁺(aq) + 3H2O(l) A18.2

(a) 20 cm³ (b) (i) 鹼性

(ii) HCl(aq)和 NaOH(aq)的濃度相同，體積相等的酸和鹼會相互中和。當加 入 30 cm³鹼後，鹼已是過量的，因此所得溶液是鹼性的。

(c) 中和作用是放熱反應。當反應完成後便不會再放熱。此時若繼續加入鹼，只 會把反應混合物冷卻，使溫度下降。

(d) 溫度變化跟加入 20.0 cm³ 2 M HCl 的差別不大。雖然兩種溶液的體積增加了 一倍，參與反應的 H⁺(aq)和 OH^(aq)離子數量也同樣增加一倍，反應會釋出 兩倍的熱，但所釋出的熱需加熱雙倍體積的溶液，因此兩個實驗的溫度升 幅相同。

A18.3

1. (a) 可溶於水 (b) 不溶於水 (c) 可溶於水 (d) 可溶於水 (e) 不溶於水 (f) 不溶於水 (g) 可溶於水 (h) 可溶於水 2. (a) NaNO3

(b) KNO3

(c) CuSO4

(d) PbSO4/PbCl2

(e) MgCO3

(f) AgCl (g) BaSO4

A18.4

1. (a) 氧化鎂/氫氧化鎂/碳酸鎂 (任何兩項) 稀氫氯酸

(b) MgO(s) + 2HCl(aq)  MgCl2(aq) + H2O(l) ……….………(1) Mg(OH)2 + 2HCl(aq)  MgCl2(aq) + 2H2O(l) ………(2) MgCO3(s) + 2HCl(aq)  MgCl2(aq) + CO2(g) + H2O(l) ……….(3) (c) 比較(1)和(2)：

(i) 固體溶解形成無色溶液。/試管變暖。

(ii) 沒有。

比較(2)和(3)：

(i) 固體溶解形成無色溶液。/試管變暖。

(ii) (2)：沒有氣泡釋出；(3)：發生泡騰現象(釋出 CO2(g))。

比較(1)和(3)：

(i) 固體溶解形成無色溶液。/試管變暖。

(ii) (1)：沒有氣泡釋出；(3)：發生泡騰現象(釋出 CO2(g))。

2. (a) CaCO3 + H2SO4  CaSO4 + CO2 + H2O

(b) 硫酸鈣只微溶於水，不溶的鹽會在碳酸鈣表面形成一層保護層，阻礙 進一步的反應。

A18.5

(a) 可以。HNO3(aq)和 NaOH(aq) (b) 可以。HCl(aq)和 NH3(aq)

(c) 不可以。Mg(OH)2不溶於水，因此無法製備標準溶液來進行滴定。

(d) 不可以。Pb(OH)2不溶於水，因此無法製備標準溶液來進行滴定。

A18.6

1. (a) (i) AgNO3(aq) + NaBr(aq)  AgBr(s) + NaNO3(aq)

(ii) Mg(NO3)2(aq) + Na2CO3(aq)  MgCO3(s) + 2NaNO3(aq) (b) (i) Ag⁺(aq) + Br^(aq)  AgBr(s)

Mg²⁺(aq) + CO32(aq)  MgCO3(s)

2. (a) 不可行。所有鹽都是可溶於水的，故不能用結晶法分離出來。

(b) 可行。

(c) 不可行。PbSO4是不溶於水的，所以固體中的 Pb²⁺離子不能與水溶液中 的 Cl^離子結合。

A18.7

1. (a) 氯化銅(II)，氫氯酸 (b) 硫酸鐵(III)，硫酸 (c) 硝酸鋅，硝酸 2. (a) (CH3COO)2Ca

(b) Pb(NO3)2

(c) (NH4)2SO4

A18.8

1. (a) CaCO3(s) + 2H⁺(aq)  Ca²⁺(aq) + CO2(g) + H2O(l) (b) Ca(OH)2(s) + 2H⁺(aq)  Ca²⁺(aq) + 2H2O(l) 2. 氫氧化鈉具腐蝕性。

A18.9

(a) (i) 碳酸氫鈉、氫氧化鎂和氫氧化鋁

(ii) NaHCO3(s) + HCl(aq)  NaCl(aq) + CO2(g) + H2O(l) Mg(OH)2(s) + 2HCl(aq)  MgCl2(aq) + 2H2O(l) Al(OH)3(s) + 3HCl(aq)  AlCl3(aq) + 3H2O(l)

(b) 氧化鈣：它跟酸和水反應，產生大量熱，會導致化學燒傷。

氫氧化鈉：它具刺激性和腐蝕性，會導致口部和食道嚴重燒傷。

氨：它是毒氣，且具刺鼻氣味。

A18.10

(a) Na2CO3 + H2SO4  Na2SO4 + CO2 + H2O (b) 2NH3 + H2SO4  (NH4)2SO4

第十八章　鹽和中和作用

單元練習

1. 氫；H⁺；氫氧；OH^；氧；O^2(aq)；水 2. 放出(或釋出)

3. 可溶；不溶

4. (a) 金屬；盬基；碳酸鹽 (i) 金屬；氫

(ii) 鹽基；水

(iii) 碳酸鹽；二氧化碳；水；過濾法；結晶法 (b) 鹼；碳酸鹽；鹼；水；結晶法

5. 沉澱作用；沉澱 6. 可電離的；金屬；銨 7. (a) pH

(b) 酸 (c) 廢料 (d) 肥料 8. C

9. B 10. C 11. A 12. C 13. D 14. C 15. A 16. C 17. C 18. D 19. D 20. D 21. A 22. B 23. B 24. B 25. D 26. A 27. C 28. A 29. B 30. D

31. (a) 中和作用

(b) H2SO4(aq) + 2NaOH(aq)  Na2SO4(aq) + 2H2O(l) (c) H⁺(aq) + OH^ (aq)  H2O(l)

(d) 因為中和作用是放熱反應，所以反應混合物的溫度會上升。

32. (a)

(b) 酸和鹼之間的反應是放熱反應，因此溫度會上升。

(c) 所有酸完全反應後，沒有中和作用發生，反應不會再釋出熱。因此，

溫度停止上升，形成曲線的最高點。

(d) 當中和作用已完成，反應便不再釋出熱，加入過量的鹼只會把混合物 冷卻，使溫度下降。

(e) H⁺(aq) + OH^(aq)  H2O(l) (f) (i) 40.00 cm³

(ii) 溫度的最高升幅跟以上的大致相同。雖然反應釋出雙倍的熱，但溶 液的體積也增加了一倍，因此溫度的最高升幅不變。

33. (a) (i) 乙酸鈉

CH3COOH(aq) + NaOH(aq)  CH3COONa(aq) + H2O(l) (ii) 硝酸銅(II)

2HNO3(aq) + Cu(OH)2(s)  Cu(NO3)2(aq) + 2H2O(l) (iii) 硫酸鋅

H2SO4(aq) + ZnO(s)  ZnSO4(aq) + H2O(l) (iv) 氯化鈣

2HCl(aq) + CaO(s)  CaCl2(aq) + H2O(l) (b) 水/H2O

已加入的NaOH(aq) 體積/cm³

溫 度/o C

溫 度/o C

34. (a) 碘化銀/碳酸銀/碘化鉛(II)/碳酸鉛(II)/硫酸鉛(II)/碳酸鋇/硫酸鋇 (任何三 種)

(b) Ag⁺(aq) + I^(aq)  AgI(s)

2Ag⁺(aq) + CO32(aq)  Ag2CO3(s) Pb²⁺(aq) + 2I^(aq)  PbI2(s)

Pb²⁺(aq) + CO32(aq)  PbCO3(s) Pb²⁺(aq) + SO42(aq)  PbSO4(s) Ba²⁺(aq) + CO32(aq)  BaCO3(s) Ba²⁺(aq) + SO42(aq)  BaSO4(s) (任何三項)

35. (a) 鎂、氧化鎂、氫氧化鎂和碳酸鎂 (b) Mg(s) + H2SO4(aq)  MgSO4(aq) + H2(l)

MgO(s) + H2SO4(aq)  MgSO4(aq) + H2O(l) Mg(OH)2(s) + H2SO4(aq)  MgSO4(aq) + 2H2O(l) MgCO3(s) + H2SO4(aq)  MgSO4(aq) + H2O(l) + CO2(g) 36. (a) 硝酸鋅

(b) ZnCO3(s) + 2HNO3(aq)  Zn(NO3)2(aq) + CO2(g) + H2O(l) (c) 泡騰現象停止。/固態菱鋅礦不能溶解。

(d) 確保所有硝酸已耗用。

(e)

(f) 所 用 的 HNO3 的 摩 爾 數 = 1.0  1000

0 .

100 mol = 0.100 mol

所生成的 Zn(NO3)2的摩爾數 = 2 100 .

0 mol = 0.0500 mol Zn(NO3)2的式量

= 65.4 + (14.0 + 16.0  3)  2 g mol^1 = 189.4 g mol^1 Zn(NO3)2的理論質量 = 0.0500  189.4 g = 9.47 g 37. (a) 滴定

(b) 酸 X：硫酸 鹼 Y：氫氧化鈉

(c) 這個顏色變化表示所加入的酸 X 與鹼 Y 剛好中和。

放置在漏斗上

的濾紙 剩餘的菱鋅礦粉末

濾液 (Zn(NO3)2(aq))

(d) - 加入少量活性炭於溶液中，然後把混合物輕微加熱並過濾，濾液 會是無色的硫酸鈉溶液。

或

- 重複實驗，這次只使用中和作用所需體積的酸和鹼，不要加入甲 基橙。

(e) 結晶法 陽離子 38.

陰離子 K⁺ Na⁺ Ca²⁺ Mg²⁺ Zn²⁺ Fe²⁺ Pb²⁺ Cu²⁺ NH4+ Ag⁺ Ba²⁺

NO3

HCO3

CO32

CaCO3 MgCO3 ZnCO3 FeCO3 PbCO3 CuCO3 Ag2CO3 BaCO3

Cl^ PbCl2 AgCl

Br^ PbBr2 AgBr

I^ PbI2 AgI

SO42

*CaSO4 PbSO4 BaSO4

*CaSO4只輕微溶解於水。

39.

鹽 母酸 母鹽基/母鹼

Ca(NO3)2 HNO3 CaO/Ca(OH)2

NH4Cl HCl NH3

Fe2(SO4)3 H2SO4 Fe2O3/Fe(OH)3

CH3COOK CH3COOH KOH

40. (a) 氫氧化鈣

(b) CaCO3(s)  CaO(s) + CO2(g)

石灰石

CaO(s) + H2O(l)  Ca(OH)2(s)

生石灰 熟石灰

(c) 中和土壤中的酸。