水的解离常数与离子积常数

1、83 水的解離常數與離子積常數1.純水的解離 (1)純水濃度H2O55.56 M(2)24時水的離子積常數 KW1×10-14(3)24時水的解離常數(平衡常數、電離常數) K×10-16(4)水解離是吸熱反應，所以溫度愈高，KW愈_(5)室溫下純水的解離度(電離度) _(6)24時，pHpOHpKw14。溫度升高時，pKw會_ 例1室溫時，中性的純水100毫升中含有H+數目約×1015個×1016個×1017個×1018個 (71聯考)AN:A 例2水的解離為吸熱反應，24時×10-14。下列敘述何者正確？_(A)在80時

2、純水的pKw14 (B)在65時某水溶液之pOH7，則此溶液之pH7 (C)在4時純水的pOH7 (D)在80時鹼性溶液的pOHpH14(79聯考)AN:B 例3一毫升鹽酸加水稀釋時，溶液的pH值隨著溶液體積(V毫升)的變化，可以下列何圖形表示？_(83聯考)AN:A練習題目1.下列敘述何者正確?_(A)純水若溫度高於25，則pH+pOH<14 (B)25時水的×10-16 (C)純水45之pH值大於25之pH值 (D)pH=2之溶液其H+為pH=4之溶液的兩倍 (E)60下的純水中，H+10-7 MAN:ABE2.溫度升高時Kw增大，×10-14(25)，Kw=49

3、×10-14(100)。依此數據判斷下列敘述何者正確？_ (A)是放熱反應(B) H0 (C)+熱量(正值) (D)在100時純水的pH值小於7 (E)在水溶液中H+=OH-=Kw時稱為中性，此時液中(H+OH-)為最小值(72聯考)AN:BCDE3.下列水溶液何者恆為鹼？(A)pH7或pOH7(B)pHpOH(C)OH-(D)H+OH-(E)pHpKw。AN:BD4.有關水或水溶液的酸鹼度的下列敘述何者錯誤？(A)純水：H+OH-(B)酸性水溶液：H+OH-(C)鹼性水溶液：H+OH-(D)純水：pHpKwpOH。AN:D5.100的純水假設其Kw1.0×10-12，則下

4、列敘述何者錯誤？(A)100之純水的pH6(B)pH7的100水為鹼性(C)pH1的100及25的水各有相同的H+(D)pH1的100及25的水各有相同的OH-。AN:D6. 10的水之Kw1.0×10-15，則下列敘述何者錯誤？(A)10純水pH(B)pH1的10及25的水中，各有相同的H+(C)pH1的10及25水中，各有相同的OH-(D)pH7的10的水為酸性。AN:C7. 25，水的離子積KwHOH10-14，下列何種情形Kw大於10-14？(A)4， M KNO3溶液(B)25， M NaOH溶液(C)10，0.2 M HNO3(D)65，0.2 M KBr溶液。AN:D8

5、.於70時純水之KW值為0時之100倍，則70純水的pH值為何？（0時純水的pH值設為n）(A)n1(B)n1(C)n2(D)n2。AN:B8-4 酸鹼反應1.中和反應方程式(1)通式：酸鹼鹽水(2)強酸強鹼中和時： 例如：鹽酸和氫氧化鈉中和，方程式為： H+(aq)Cl-(aq)Na+(aq)OH-(aq)Na+(aq)Cl-(aq)H2O(l) 只看真正參與反應的粒子，離子反應方程式是H+OH-H2O(3)弱酸強鹼(或弱鹼強酸)中和時： 例如：NaOH和CH3COOH中和，離子方程式: CH3COOHOH-CH3COO-H2O2.酸鹼中和熱(1)酸鹼中和產生1莫耳水所放的熱量，稱為(酸鹼)

6、莫耳中和熱(2)不論強酸和強鹼的種類為何，H+(aq)OH-(aq)H2O(l) H58kJ 例如:用氫氧化鈉完全中和1莫耳硫酸時約可放出_kJ(3)弱酸和強鹼(或弱鹼和強酸)中和產生1莫耳水所放熱量會_58kJ。 因為:弱酸(或弱鹼)在水中要先解離形成離子時，需要先吸收熱量 例1酸和鹼混合會產生中和反應。下列三組為含1 莫耳酸的稀釋水溶液與含1莫耳鹼的稀釋水溶液混合在一起，其所放出之熱量之比較，何者正確？_ a：鹽酸氫氧化鈉，b：醋酸氫氧化鈉，c：醋酸氨水 （A）abc（B）cba（c）bca（d）abc (87聯考)AN:A 例2下列各組兩溶液以100mL相混合，哪一組可升至最高溫度？_

7、(A)0.1M HCl和0.2M NaOH (B)0.1M H2SO4和0.1M NaOH (C)0.1M CH3COOH和0.1M NaOH (D)0.2M HNO3和0.1M Ba(OH)2 (E)0.1M HCN和0.2M NaOHAN:D 例3在25時0.60M NaOH(aq)40mL與0.20M HCl(aq)60mL混合後，對溶液之敘述何者正確？(A)H+=0 (B)H+=8.33×10M (C)OH=0.12M (D)H+×OH=1014M(E)Cl>Na+=H+>OHAN:BCD 例4將1.0 M HCl 100 mL與1.0 M NaOH 1

8、00 mL相混合，溫度上升，試求其中和熱為若干kJ/mol H2O？（1cal4.2 J練習題目1.將之HCl和之NaOH以下列不同體積組合中和之。何組放熱最多?組別(A)(B)(C)(D)0.2M HCl4mL7mL5mL4mL0.3M NaOH3mL2mL3mL4mLAN:C2. 0.5N NaOH 100mL與0.5N HCl 100mL混合後，液溫上升。設溶液比重1、比熱1cal/g，溫度計熱容量；求中和熱？3.下列反應中，何者能用淨離子方程式：H(aq)OH(aq)H2O(l)來表示？(A)NaOHHClNaClH2O(B)CH3COOHNaOHCH3COONaH2O(C)H2CO3

9、Ba(OH)2BaCO3H2O(D)NH4OHHNO3NH4NO3H2OAN:A4.(a)NH4OHH2CO3，(b)NaOHHCl，(c)Ba(OH)2H2SO4，(d)NH4OHHCl，上述等體積同容積莫耳濃度混合時，放熱大小順序為：(A)abcd(B)bcda(C)cbda(D)cbad。AN:C5. H(aq)OH(aq)H2O(l) H56 kJ，理論上將 NaOH 6升和 H2SO4 2升混合，放熱約為若干kJ？(C)2.24。AN:C6.下列各組中二溶液同為25，以同體積混合，何組溶液可升至最高溫？(A)0.1 M HCl與0.2 M NaOH(B)0.2 M HCl與0.1 M

10、 NH3(C)0.1 M H2SO4與0.1 M Ba(OH)2(D)0.2 M CH3COOH與0.2 M NaOH。AN:C3.當量濃度CN體積莫耳濃度CM×n 一元酸(單質子酸): n=1 如HCl、HNO3 二元酸(雙質子酸): n=2 如 H2SO4、H2CO3 三元酸(三質子酸): n=3 如 H3PO4 一元鹼: n=1 如 NaOH、KOH 二元鹼: n=2 如 Ca(OH)2、Mg(OH)2 4.當量點：酸鹼中和反應時酸的H+莫耳數鹼的OH-莫耳數 例之NaOH(aq)200mL 用下列均為酸要完全中和之，何者所需的體積最少？_ (A)鹽酸 (B)硫酸 (C)硝酸

11、(D)磷酸 (E)醋酸AN:D 例6混合的與的成的混合溶液。試求此溶液的pH值。AN:3例7有等體積0.1 M HCl(aq)及0.1 M CH3COOH(aq)滴定至當量點，則(A)前者所需NaOH較多(B)二者之中和熱相等(C)用去等量NaOH(D)溶液之pH皆為7(E)加入酚試劑均不變色。AN:C練習題目1.分別取0.10M HCl(aq) CH3COOH(aq) NaOH(aq)滴定，達當量點時，下列何性質二者結果不同？(A)反應所需之NaOH(aq)的體積(B)淨反應方程式(C)達當量點時之pH值(D)反應熱之淨值(E)指示劑的選用。AN:BCDE2.在pH等於1.0的鹽酸溶液中加入

12、同體積pH為14.0的氫氧化鈉溶液時，此混合液的pH應近於何值？(A)2(B)7(C)12(D)14。AN:D克，投入某濃度30mL的硫酸中恰可中和，(A)試求硫酸的當量濃度？ (B)蒸發後可得硫酸鈉若干克？4.有關中和1M H2SO4 100 mL的下列敘述何者正確？（NaOH40，Ba(OH)2171）(A)需要氫氧化鈉4克(B)需要1N Ba(OH)2 200 mL(C)需要50NaOH 16克(D)需要Ba(OH)2 克(E)需要二價鹼9克，則此鹼的式量為90。AN:BCE5.某工廠所排放之廢硫酸液，擬選擇表中所列物質與它中和，若要花最少的錢和同量的廢硫酸液，應選擇那種鹼？(A)CaC

13、O3(B)Ca(OH)2(C)NH3(D)NaOH。AN:B鹼分子量每公斤市價(元)CaCO3100Ca(OH)274NH317NaOH406.將莫耳PCl5溶於水中，配成100毫升之水溶液，取出毫升。試問此溶液可與多少毫升之氫氧化鈉溶液反應？_ (A)25.0 (B)75.0 (C)125 (D)200 已知：PCl54H2O5HClH3PO4 (77聯考)AN:D8-5 酸鹼滴定與指示劑1.指示劑：指示溶液的pH值，通常是有機弱酸或弱鹼。 原理: 以石蕊(HIn)為例 (紅) (藍)指示劑酸型顏色pH值範圍鹼型顏色橙 IV紅13黃甲基橙紅35黃甲基紅紅46黃石蕊紅58藍溴瑞香草藍黃68藍酚

14、無810紅茜素黃黃1012紅靛胭脂藍1113黃 例1欲分辨與兩種水溶液，上表中哪些指示劑適合？AN:甲基橙溴瑞 例2有未標示甲、乙、丙三無色溶液。假設這三種溶液分別有酸、鹼、酚 。取少量甲與少量乙混合，呈紅色。但甲乙丙三個混合不呈色，則丙為 _(A)酸 (B)鹼 (C)酚 (D)無法推斷(83聯考)AN:A練習題目1.某指示劑之變色範圍pH35，其酸性顏色為紅色，其鹼性顏色為黃色，則下列敘述何者正確？(A)該指示劑不能分辨鹼(B)該指示劑在酸中呈黃色(C)該指示劑在鹼中均呈紅色(D)該指示劑在pH35間呈無色。AN:A 2.某單質子弱酸0.1 M以剛果紅試紙試之呈紅色，以溴瑞香草藍試之呈黃色，

15、以石蕊試紙試之呈紅色，估計此弱酸溶液中H可能為若干M？(A)2 ×103(B)4 ×105(C)5 ×106(D)7 ×107。AN:C剛果紅( 藍 ) 3.15.1 ( 紅 )溴瑞香草藍( 黃 ) 6.07.6 ( 藍 )石蕊( 紅 ) 5.58.0 ( 藍 )2.酸鹼滴定的過程：(若拿已知鹼來滴定未知酸時)在 滴定管中裝入已知濃度的鹼溶液當作標準溶液。將 一定體積未知濃度的酸溶液裝於錐形瓶中並置於滴 定管下。先在未知溶液中滴入幾滴指示劑，然後將標 準溶液逐滴滴入錐形瓶中，一直到指示劑變色為止 。由滴定管讀出加入標準溶液的體積便可計算 出未知酸的濃度。

16、例3以標準鹽酸滴定未知濃度的氫氧化鈉溶液，下列操作不影響測定結果準確性的是(A)滴定管用水洗滌後，未用標準鹽酸潤洗(B)盛氫氧化鈉溶液的錐形瓶用蒸餾水洗滌後，不用氫氧化鈉溶液潤洗(C)在盛放氫氧化鈉的錐形瓶內添加少量蒸餾水(D)將氫氧化鈉留置桌上，隔日再滴定(E)以橙為指示劑。AN:BC例4如果以克Na2CO3溶成100 mL溶液，取其中50.0 mL，以未知濃度鹽酸滴定，用去25.0 mL鹽酸溶液，則該鹽酸濃度為若干M？（Na2CO3式量106）(A)0.10 M(B)0.25 M(C)0.30 M(D)0.40 M。AN:D練習題目1.取某一元酸克溶於水配成250毫升溶液，取出此溶液50毫

17、升以之NaOH滴定，需NaOH 40mL，則該一元酸之分子量為(A)122(B)61(C)610(D)305。AN:A2.氫氧化鈉水溶液25mL需硫酸溶液50mL完全滴定，則此氫氧化鈉濃度為。AN:A HCl 10mL， CH3COOH 10mL， HNO3 10mL，都用 NaOH去中和，則所需NaOH體積(A)以HCl最多(B)以HNO3最多(C)以CH3COOH最多(D)都一樣多。AN:D4.如圖的裝置進行酸鹼滴定實驗，測定NaOH的含量時，下列何者會降低實驗的準確度？(A)滴定前，從滴定管尖端除去氣泡或欲滴下的酸液(B)將標準酸液濃度稀釋成一半(C)在NaOH溶液中加入蒸餾水(D)將N

18、aOH溶液留置桌上，隔日後再滴定。AN:Dc.cN NaOH(aq) 40c.c.，始能達當量點，此酸之分子量為何？(A)63(B)126(C)253(D)315 (E)630。AN:B6.由於鄰苯二甲酸氫鉀（簡稱KHP）的組成極為穩定，且每莫耳KHP可提供一莫耳氫離子，因此KHP可作為一級標定物以分析未知濃度的酸鹼試劑，無須再施以濃度校正。現有五十毫升KOH溶液，其濃度未知，若用以滴定的KHP，需始能令酚由無色轉成紅色。試問KOH溶液的體積莫耳濃度為何？ (已知KHP7.現有水溶液一升，曾受氯化氫汙染，若欲檢驗溶液中所含的HCl濃度，可依下列步驟進行分析：首先取出，加入兩滴溴瑞香草酚藍，再以

19、標準NaOH溶液滴定。當溶液由黃轉藍時，共耗去NaOH溶液。若以相同的NaOH溶液中和毫升的標準HNO3溶液（）時，需NaOH溶液3.滴定曲線(1)強鹼滴定強酸：以之NaOH滴定50ml、之HCl為例編號NaOH mlpH值酚甲基橙123橙紅4無色黃色當量點5紅色67 在當量點附近時pH值的變化很大，pH約311之間的曲線幾乎垂直；能 在此範圍內變色的指示劑均可用來決定終點，其中最常用的是酚，因其 顏色變化最明顯(無色紅色)(2)強鹼滴定弱酸：以之NaOH滴定50ml、之CH3COOH 為例，滴定達當量點時，pH約8.72，溶液呈鹼性此時宜選擇在鹼中變色的指示劑，以酚最適宜。(3)強酸滴定弱鹼

20、：以之HCl滴定50ml、之NH3 為例， 滴定達當量點時，pH約5，溶液呈酸性。故選用酸性範圍變色之指示劑甲基橙或甲基紅。(4)弱酸與弱鹼的滴定：在當量點附近之pH值變化不明顯 較無利用價值 例5下列有四組不同之酸鹼滴定，每一藥品皆 各為、10mL：(a)HClNaOH(b)CH3COOHNaOH(c)HClNH3(d)CH3COOHNH3 此四種滴定曲線包括在圖形中的甲、乙、 丙、丁四部線條之組合，下列何者正確?_ (A)(c)組滴定曲線包括甲、丁之線條組合 (B)(a)組滴定曲線包括甲、丙之線條組合 (C)(b)組滴定曲線包括乙、 丙之線條組合 (D)(d)組滴定曲線包括甲、丁之線條組合

21、 (E)(c)組滴 定可用酚作指示劑。AN:ABC 例6以HCl溶液(0.l0M)滴定25毫升NaHCO3溶液(0.10M)，下列何圖最能代表其滴定曲線？_（橫軸為添加HCl溶液之毫升數） (85聯考)AN:D練習題目1.下列有關酸鹼滴定的敘述，何者不正確？(A)在酸鹼滴定時，利用加入兩三滴指示劑所觀察到的滴定終點可視為當量點，但兩者並不一定完全相等 (B)酸鹼滴定達當量點時，所得溶液必呈中性 (C)欲指示滴定終點，在弱酸與強鹼的滴定可選用酚指示劑，在強酸與弱鹼的滴定則應改用甲基紅或甲基橙指示劑 (D)酸鹼滴定達當量點時，所耗去酸和鹼的莫耳數不一定相等。AN:B 2.某生作酸鹼滴定實驗，在錐形

22、瓶中裝入定量未知濃度之試料，再自滴定管中逐一滴下標準溶液，來測定錐形瓶內溶液pH值，並以pH值為縱軸，所加標準液之體積為橫軸作圖，其實驗資料如下所示。實驗甲：試料NaOH(aq)之體積20 mL；標準溶液HCl(aq)之濃度0.01 M，則實驗甲之滴定圖形為下列何者才合理？AN:C3.現有0.100M的鹽酸溶液20.00毫升，以0.100的氫氧化鈉溶液滴定，試問當所加入的氫氧化鈉溶液體積為：(1)19.95mL、(2)20.00mL、(3)20.05mL時，溶液中的氫離子濃度與pH值為何？（log20.30，log50.70）的鹽酸溶液毫升，將以的氫氧化鈉溶液滴定，試問當所加入的氫氧化鈉溶液體

23、積為：、或時，溶液中的氫離子濃度與pH值為何？(log5=0.70)4.當量點與滴定終點(1)當量點：酸鹼滴定時，酸鹼雙方_時，稱為當量點 A×AB×B(2)滴定終點：緩慢滴定時，_的瞬間，即終止滴定，稱為終點。 終點和當量點是否相同？_(3)中和點：酸鹼滴定過程中，在_時，稱為中和點 例7以0.1N NaOH來滴定25mL 0.1N HCl：首先將鹽酸置於錐形瓶中，用蒸 餾水稀釋至100ml，然後加入三滴適當指示劑。最後從滴定管滴加氫氧 化鈉標準溶液直到顏色變化為止。試問：(74聯考)(A)稀釋到100ml後的鹽酸溶液H+為多少？(B)加入10.0ml 0.1N NaOH時，此溶液H+為多少？(C)滴定到當量點時，氯化鈉濃度為多少？(D)當量點後再滴加1.00ml NaOH時，此溶液H+為多少？ 1.26*10-11 補(E)滴定過程中，加入NaOH若干毫升時pH會等於 例13某一元弱酸(Ka10-310-7)之溶液100ml以氫氧化鈉溶液滴定後得滴定曲線如左圖 (1)當量點的pH值約為_ (A)5 (B)7