香港中學文憑 現代化學

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(1)

( 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

1

單元練習

3

第十五章   溶液的濃度

課堂練習

6

單元練習

9

第十六章   指示劑和 pH

課堂練習

12

單元練習

13

第十七章   酸和鹼的強度

課堂練習

15

單元練習

16

第十八章   鹽和中和作用

課堂練習

18

單元練習

21

第十九章   涉及酸和鹼的容量分析

課堂練習

26

單元練習

30

(2)

單元練習

39

總複習

43

第二十一章   來自化石燃料的碳氫化合物

課堂練習

47

單元練習

48

第二十二章   使用化石燃料的後果

課堂練習

49

單元練習

51

第二十三章   同系列、結構式和碳化合物的命名

課堂練習

53

單元練習

55

第二十四章   烷和烯

課堂練習

57

單元練習

58

第二十五章   醇、烷酸和酯

課堂練習

60

單元練習

61

第二十六章   加成聚合物和縮合聚合物

課堂練習

63

單元練習

67

(3)

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。

(4)

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)

(5)

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

(6)

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)

(7)

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

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。

(8)

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

1

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)

(9)

(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

1

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

(10)

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

(11)

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

1

g 14.5

= 0.115 mol 溶液的摩爾濃度 = dm3

1000 500.0

mol 0.115

= 0.230 M

(12)

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

(13)

(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

=

12.0 16.0 2 1.0

2 2 (1.0 2 16.0)gmol 1 g

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

(14)

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。

(15)

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)]

(16)

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。

(17)

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。

(18)

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)

(19)

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))。

(20)

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

(21)

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

(22)

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

(23)

第十八章 鹽和中和作用

單元練習

1. 氫;H+;氫氧;OH;氧;O2(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。

(24)

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

(25)

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) 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))

(26)

(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。

- 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.

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。

數據

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參考文獻

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相關主題 : 現代化學