第 4 章 水溶液中酸、鹼、鹽的平衡

第 4 章 水溶液中酸 鹼 鹽的平衡 4-3 酸鹼滴定 學習概念 1 當量點與滴定終點 學習概念 2 滴定曲線

1. 酸鹼滴定 : (1) 藉由酸鹼中和反應, 將已知濃度的酸 ( 或鹼 ) 液, 逐滴加入待測溶液中, 以得知待測溶液中鹼 ( 或酸 ) 的濃度, 此種分析方法稱為酸鹼滴定 說明 : 許多酸性或鹼性物質久置後, 其濃度及品質易改變, 如氫氧化鈉易在空氣中潮解變質, 而鹽酸易揮發出氯化氫氣體, 故於滴定前應進行標定

(2) 滴定的操作 : 以標準鹼溶液 通常以 鄰苯二甲酸氫鉀 (KHP) 標定 滴定 未知酸溶液為例 KHP 1 在滴定管中裝已知濃度 (C 1 ) 的標準鹼溶液 2 將一定體積 (V 2 ) 未知濃度 (C 2 ) 的酸溶液裝於錐 形瓶中

3 在酸溶液中加入數滴指示劑, 以指示滴定終點 指示劑本身即為一種有機酸或有機鹼, 故在待測液 中滴加 2 或 3 滴即可, 不可加太多以免影響待測酸 鹼之濃度 4 將標準鹼溶液一滴滴加入酸中, 直到指示劑變色且持 續不褪, 達到終點 5 記錄標準鹼溶液所消耗體積 (V 1 ), 利用 酸所提供 H + 之 mol= 鹼所提供 OH - 之 mol, 求酸溶液的濃 度

2. 酸鹼滴定注意事項 : (1) 滴定管種類 : 1 橡皮接頭滴定管 ( 鹼液用滴定管 ): 不可盛裝酸, 以避免腐蝕橡皮 2 玻璃接頭滴定管 ( 酸液用滴定管 ): 不可長久儲存鹼性溶液, 以避免強鹼腐蝕玻璃栓塞 (2) 滴定管用蒸餾水洗淨後, 要用將要盛裝的溶液潤洗 (3) 錐形瓶用蒸餾水清洗後, 不可用要盛裝的溶液沖洗 (4) 滴定管的液體要裝到最上面零刻度以上, 打開活塞, 使液體充滿滴定管尖端 ( 除去氣泡 )

3. 當量點 : (1) 定義 : 在滴定時, 當酸參與反應的 H + 總莫耳數等於鹼參與反應的 OH - 總莫耳數時, 稱為當量點 說明 : 滴定過程中, 酸與鹼恰好完全反應時為當量點, 此時酸和鹼的莫耳數未必相等, 但酸參與反應的 H + 總莫耳數等於鹼參與反應的 OH - 總莫耳數必定相等, 此與酸或鹼的強度無關 (2) 公式 :m C A V A =n C B V B 其中 m 為每一分子酸可釋出的 H + 數, 而 n 為每一分子鹼所提供的 OH - 數

例 :1 一元酸與一元鹼間的反應達當量點, 此時酸和鹼的莫耳數相等 CH 3 COOH (aq) +NaOH (aq) CH 3 COONa (aq) +H 2 O (l) C A V A =C B V B 其中 C A C B 分別為酸與鹼的體積莫耳濃度, V A V B 分別為酸與鹼的體積 2 1 莫耳的硫酸可中和 2 莫耳氫氧化鈉 H 2 SO 4(aq) +2 NaOH (aq) Na 2 SO 4(aq) +2 H 2 O (l) 2 C A V A =1 C B V B

4. 滴定終點 : 實際進行實驗時, 須選用適當的酸鹼指示劑, 當指示劑的顏色發生明顯且持久的變化, 即為滴定終點 說明 : 指示劑的變色範圍應在當量點附近, 如果選擇的指示劑合宜, 通常滴定終點與當量點所耗去鹼 ( 或酸 ) 液體積相差不大, 滴定終點可視為當量點

5. 中性點 :25 時, 在滴定過程中, 混合液的 ph 恰等於 7 時稱為中性點, 唯有在特殊的滴定型態, 如強鹼與強酸之間的滴定, 當量點才會是中性點 說明 : 當酸與鹼反應達當量點時, 混合液只剩下鹽及水, 若生成的鹽類呈中性, 則混合液就會呈中性, 因此當量點就會等於中性點

用右圖的裝置進行酸鹼滴定實驗, 則定 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 NaOH 溶液留 置桌上, 隔數日後再滴定 84. 推甄

[ 答案 ] D 解析 (D)NaOH 會與空氣中的 CO 2 反應, 影響 實驗準確度

下列有關酸鹼滴定之敘述, 何者正確? (A) 當量點時, 酸的莫耳數等於鹼的莫耳數 (B) 當量點時, 溶液必呈中性 (C) 溶液中指示劑變色時就是滴定終點 (D) 滴定前錐形瓶需先以待測液潤洗 (E) 加入指示劑量的多寡, 不會影響滴定的結果

[ 答案 ] C 解析 (A) 當量點時, 酸的當量數等於鹼的當量數 ; (B) 當量點時, 溶液不一定呈中性, 如 NaOH 滴 CH 3 COOH 當量點時溶液呈鹼性 ; (C) 指示劑變色時應為滴定終點 ; (D) 應以蒸餾水潤洗, 才不會有干擾 ; (E) 不可滴太多, 否則會影響分析結果

某二質子酸固體 1.50 g 溶成 50 ml 水溶液, 取 出 30 ml, 以 0.5 M NaOH 溶液滴定, 加入 40 ml 之 NaOH 溶液, 恰達當量點, 該二質子酸之分 子量為若干? (A) 60 (B) 90 (C) 120 (D) 150 [ 答案 ] B 解析 2 1.50 M 30 50 =0.5 40 1000 M=90

1. 常溫下, 某酸溶液 35.0 ml 中含此酸 0.512 g, 以 0.100 M 的氫氧化鈉溶液滴定至當量點時, 用 去 40.0 ml, 則此酸最可能為下列何種酸? (N=14,S=32,Cl=35.5,I=127) (A) 氫硫酸 (B) 鹽酸 (C) 氫碘酸 (D) 氫氰酸 [ 答案 ] C 解析 0.512 M E=0.100 1 40.0 1000 M E =128, 所以是氫碘酸 88. 日大 =0.004 mol

2. 0.1 M 之氫氧化鈉溶液 20 ml, 以 H 2 SO 4 滴定, 達滴定終點時, 計用去 H 2 SO 4 溶液 10 ml, 則 硫酸溶液濃度為若干 M?(NaOH=40) (A) 0.01 (B) 0.05 (C) 0.1 (D) 0.5 [ 答案 ] C 解析利用 NaOH 的毫當量數等於 H 2 SO 4 的毫當量數 1 0.1 20=2 C M 10 C M =0.1(M) H 2 SO 4

維生素 C 又名抗壞血酸, 分子式為 C 6 H 6 O 6, 是一種單質子強酸 今取某維生素 C 藥丸 0.500 克完全溶於 40.0 毫升 0.100 M NaOH 水溶液中, 再以 0.100 M 稀鹽酸滴定多餘 NaOH, 達當量點時共耗稀鹽酸 15.0 毫升 則此藥丸含維生素 C 之重量百分率為 : (A) 95% (B) 88% (C) 72% (D) 53%

[ 答案 ] B 解析達當量點 : 維生素 C 提供 H + mol+hcl 提供 H + mol=naoh 提供 OH - mol 0.5 x% 174 + 0.1 15 10-3 =0.1 40 10-3, x%=88 %

某不純 K 2 CO 3(s) 試料 0.690 g 溶於水, 以 0.100 M HCl (aq) 滴定, 加入 50.0 ml 後因滴加過量, 故再以 0.150 N 之 NaOH (aq) 反滴定, 當加入 2.0 ml 後恰達當量點, 則試料中含 K 2 CO 3(s) 純度百分率為何?(K=39) (A) 4.7% (B) 47% (C) 53% (D) 94%

[ 答案 ] B 解析設 K 2 CO 3 之純度為 x %, 則 K 2 CO 3 當量數 + NaOH 當量數 =HCl 當量數 0.690 x % ( 138 2 ) +0.150 2.0 1000 =1 0.100 50.0 1000 x=47, 即 47 %

1. 指示劑 : 本身常為一種有機的弱酸或弱鹼, 與其共 軛鹼或酸之顏色有明顯的差異, 故顏色可隨溶液 [H + ] 的大小而改變 例 : 石蕊的變色範圍 HIn (aq) H + (aq)+in - (aq) ( 紅 ) ( 藍 ) (1) 當 ph<5 時, 石蕊呈 HIn( 紅 ) 色 (2) 當 ph>8 時, 石蕊呈 In - ( 藍 ) 色 (3) ph 介於 5~8 時, 則為紅與藍的混合色調

常見的酸鹼指示劑

2. 滴定時指示劑的選用 : 滴定型態 當量點 ph 值 適用指示劑 滴定曲線 強鹼滴定強酸 7 除變色範圍 ph 值太大或太小的極端情況外, 大多可適用 以 0.10 M NaOH 滴定 0.10 M HCl 50.00 ml

滴定型態 強酸滴定強鹼 當量點 ph 值 7 適用指示劑 除變色範圍 ph 值太大或太小的極端情況外, 大多可適用 滴定曲線

滴定型態 當量點 ph 值 適用指示劑 滴定曲線 強鹼滴定弱酸 ph>7 鹼性範圍變色之指示劑 以 0.10 M NaOH (aq) 滴定 0.10 M CH 3 COOH (aq) 50.00 ml

滴定型態 當量點 ph 值 適用指示劑 滴定曲線 強酸滴定弱鹼 ph<7 酸性範圍變色之指示劑 以 0.10 M 鹽酸滴定 0.10 M 氨水 50.00 ml

右圖中之甲 乙二條曲線是以鹼性水溶液, 分別滴定二個酸性水溶液的 ph 值變化圖, 而丙 丁二條曲線則是以酸性水溶液分別滴定二個鹼性水溶液 試問上述哪些酸鹼滴定反應, 適合以酚酞作為指示劑? 98. 學測 (A) 甲乙丙丁 (B) 乙丙丁 (C) 甲乙丁 (D) 甲丙丁 (E) 甲乙丙

[ 答案 ] E 解析酚酞為鹼型變色範圍指示劑 找強酸 + 強鹼或強鹼 + 弱酸

下列四項有關酸鹼滴定的敘述, 何者不正確? (A) 在酸鹼滴定中利用指示劑觀察到的終點與當量點不一定相等 (B) 酸鹼滴定達當量點時, 溶液呈中性反應 (C) 一般強酸的滴定可選用變色範圍在 ph 值 8~10 之間的酚酞當指示劑 (D) 用 0.1 M 的 NaOH 溶液滴定 0.1 M 的醋酸溶液, 達滴定終點時, 溶液會使石蕊試紙變藍 [ 答案 ] B 解析達當量點, 溶液不一定呈中性

某 HCl (aq) 50 ml 加入適當指示劑後, 以 0.1 M NaOH (aq) 滴定, 其滴定曲線如右圖所示, 回答下列問題 : 臺南女中

(1) 圖中哪一點為當量點? 此時水溶液中 NaCl 之莫耳濃度 為若干? (2) 圖中 A B D 三點的 ph 值分別為 X Y Z, 則 X Y Z 之值各為何? (3) 根據下表, 應選擇哪一種指示劑最為恰當? 指示劑酸型顏色變色之 ph 值範圍鹼型顏色 甲基紫 黃 0.0~1.6 紫 百里酚藍 紅 1.2~2.8 黃 酚酞 無 8.2~10 紫紅 茜素黃 R 黃 10.1~12.0 紅

[ 答案 ] (1) C,0.05 M;(2) X=1,Y=4,Z=10;(3) 酚酞 解析 (1) 由滴定曲線圖知,C 點為當量點, 此時消耗 NaOH (aq) 50 ml, 又 n NaCl =n NaOH, 所以 [NaCl] = 0.1 50 50+50 =0.05(M)

解析 (2) 在當量點時,n H +=n OH - [HCl] 50 1=0.1 50 1 [HCl]=0.1(M) [H + ]=0.1 M;pH=1, 即 X=1 在 B 點時用去 49.9 ml 的 NaOH (aq), 此時所剩 HCl (aq) 濃度 : [HCl]'= 0.1 50-0.1 49.9 50+49.9 =10-4 (M) [H + ]=10-4 M ph=4, 即 Y=4

解析在 D 點時, 用去 50.1 ml 的 NaOH (aq), 此時 NaOH (aq) 過量, 所剩 NaOH (aq) 濃度 : [NaOH]'= 0.1 50.1-0.1 50 50.1+50 =10-4 (M) [OH - ]=10-4 M;pOH=4 所以 ph=14-4=10, 即 Z=10 (3) 指示劑的選用宜選指示劑的變色範圍落在滴定曲線幾近垂直線的部分, 約在 ph 值為 4~10 之間, 故宜選用酚酞作為指示劑

小明以酚酞為指示劑, 用標準的氫氧化鈉溶液標定體積為 25 ml 的硫酸溶液, 其滴定曲線如右圖中的曲線甲 若事先於硫酸溶液中加入 1.0 M 的鹽酸 3.0 ml, 則滴定曲線如曲線乙 根據小明的實驗, 下列敘述何者正確?

(A) 硫酸濃度為 0.30 M (B) 硫酸濃度為 0.15 M (C) 氫氧化鈉濃度為 0.20 M (D) 氫氧化鈉濃度為 0.15 M (E) 到達滴定終點時, 則兩溶液顏色皆由無色變成紫紅色

[ 答案 ] BDE 解析設 [NaOH]=X M,[H 2 SO 4 ]=Y M, 由曲線甲知, 達 當量點時所需氫氧化鈉溶液的體積為 50 ml 由 n H + =n OH - Y 25 2=X 50 1 X=Y, 又由曲線乙知, 達當量點所需氫氧化鈉溶液的體積為 70 ml, 故知 1 M 鹽酸 3.0 ml 需消耗 (70-50)=20(mL) 氫氧化鈉溶液 Y 20 1=1 3 1 Y=0.15(M) 因為 X=Y= 0.15(M), 所以 [H 2 SO 4 ]=[NaOH]=0.15(M), 又以氫氧化鈉溶液標定酸液 以酚酞當指示劑, 達滴定終點時, 溶液由無色變成紫紅色

某單質子弱酸 (K a =2 10-5 ) 溶液 100 毫升, 以 0.5 M NaOH (aq) 滴定得滴定曲線如右圖所示, 則 : (1) 此弱酸的濃度為何? (2) 當所加 NaOH (aq) 體積為 10 ml 時,[pH ]=? ( 已知 log 2=0.30)

[ 答案 ] (1) 0.1 M (2) 4.7 解析 (1) 由滴定曲線圖知, 達當量點時, 所需 NaOH (aq) 體積為 20 毫升 設酸的濃度為 x M 由 n H +=n OH - x 100 1=0.5 20 1 x=0.1(m) (2) 半當量點時,pH=pK a =5-1og 2=4.7

有 ph 值均為 3.0 之鹽酸及醋酸兩溶液各 1.0 L, 則下 列敘述何者正確? 90. 日大 (A) HCl 為強電解質,CH 3 COOH 為弱電解質 (B) 兩溶液所含 H + 的濃度均為 1.0 10-3 M (C) 如果將此兩溶液分別用水稀釋至 2.0 L, 溶液所含 H + 的濃度均為 5.0 10-4 M (D) 以 0.010 M NaOH (aq) 分別滴定此兩溶液, 達當量點時, 溶液均呈中性 (E) 以 0.010 M NaOH (aq) 分別滴定此兩溶液, 達滴定終點時, 用去 NaOH 的體積均相

[ 答案 ] A B 解析 (B) ph 值均為 3, 故 [H + ]=10-3 M (C) 強酸 HCl 稀釋時, 體積加倍, 濃度減半 (5.0 10-4 ), 弱酸 CH 3 COOH (aq) 稀釋時, 體積加倍, 解離度改變, 故 [H + ] 不會是 5.0 10-4 (D) 強酸 強鹼滴定, 達當量點時, 溶液呈中性 (ph=7) 弱酸 強鹼滴定, 達當量點時, 溶液呈鹼性 (ph 9) (E) 滴定達當量點時, 所需 NaOH 的體積 : 醋酸 > 鹽酸

1. 鹽的定義 : 酸的氫離子被其他陽離子取代的化合物, 或鹼的氫氧離子被其他陰離子取代的化合物

2. 分類 : 分類說明命名與例子 (1) 非含氧酸所形成者, 稱 某化某 正鹽 酸中可解離的氫離子完全被其他陽離子取代 例 :NH 4 Cl( 氯化銨 ) CaF 2 ( 氟化鈣 ) NaCl KI (2) 含氧酸所形成者, 稱 某酸某 例 :FeSO 4 ( 硫酸亞鐵 ) Na 2 CO 3 ( 碳酸鈉 ) CaSO 4 Pb(NO 3 ) 2 K 2 HPO 3

分類說明命名與例子 酸式 鹽 對多質子酸而言, 若僅有部分氫離子被其他陽離子取代, 仍保留部分可解離的氫離子 含可解離的氫, 故命名為 某酸氫某 或 酸式某酸某 例 :NaHCO 3 [ 碳酸氫鈉 ( 酸式碳酸鈉 )] KHSO 4 [ 硫酸氫鉀 ( 酸式硫酸鉀 )] KH 2 PO 4 ( 磷酸二氫鉀 ) K 2 HPO 4 Ca(HSO 4 ) 2 KH 2 PO 3 ( 亞磷酸氫鉀 )

分類說明命名與例子 含有氫氧離子, 故命名為 某酸氫某 鹼式 鹽 鹽的組成同時含有氫氧離子及其他陰離子 或 鹼式某酸某 例 :Bi(OH)(NO 3 ) 2 [ 硝酸氫氧鉍 ( 鹼式硝酸鉍 )] Cu(OH)CH 3 COO[ 醋酸氫氧銅 ( 鹼式醋酸銅 )] 2 PbCO 3 Pb(OH) 2 Cu 2 (OH) 2 CO 3 Ca(OH)Cl Zn(OH)Cl Cu(OH)NO 3

分類說明命名與例子 鹽類的組成中 複鹽 陽離子或陰離子不只一種, 通常是由兩種不同的鹽混合後, 再經結晶形成一種鹽 例 :(1) 明礬 KAl(SO 4 ) 2 12 H 2 O 中 含有 K + 及 Al 3+ 兩種陽離子 (2) 礬的通式為 : M +1 M +3 (SO 4 ) 2 12 H 2 O

分類說明命名與例子 錯鹽屬配位化 合物, 某些錯鹽 錯鹽 與複鹽類似, 其組成陽離子或陰離子不只一種, 但錯鹽溶於水而解離時, 會形成錯離子 例 : 黃血鹽 (K 4 [Fe(CN) 6 ]) K 4 [Fe(CN) 6 ] (s) H2O 4 K + (aq)+ 亞鐵氰化鉀 [Fe(CN) 6 ] 4- (aq) 亞鐵氰根

下列何者為酸式鹽? 何者為複鹽? 何者為正鹽? 何者為鹼式鹽? 何者為錯鹽? (A) Na 2 C 2 O 4 (B) NaHSO 4 (C) NaHCO 3 (D) NaH 2 PO 2 (E) Na 2 HPO 3 (F) Na 2 HPO 4 (G) Ca(OH)NO 3 (H) MgNH 4 PO 4 (I) K 3 [Fe(CN) 6 ] [ 答案 ] 酸式鹽 :BCF 複鹽 :H 正鹽 :ADE 鹼式鹽 :G 錯鹽 :I

下列選項何者正確? (A) NaHCO 3 是酸式鹽 (B) Ag(NH 3 ) 2 Cl 是鹼式鹽 (C) Bi(OH) 2 (NO 3 ) 是複鹽 (D) KFe(SO 4 ) 2 是錯鹽 (E) NaH 2 PO 2 是正鹽 [ 答案 ] A E 解析 (B) 此為錯鹽 ;(C) 此為鹼式鹽 ;(D) 此為複鹽

1. 定義 : 鹽與水反應後, 產生 H + 和 OH -, 稱為鹽的水解 2. 強酸與強鹼形成的正鹽不水解呈中性 例 : 硝酸鉀是典型由強酸 ( 硝酸 ) 與強鹼 ( 氫氧化鉀 ) 反應 而得的正鹽 : HNO 3(aq) +KOH (aq) KNO 3(aq) +H 2 O (l) 說明 :(1) K + - 為來自強鹼的陽離子,NO 3 為來自強酸的陰離 子, 在水中均不水解, 因而呈中性 (2) 強酸與強鹼之間進行滴定時, 當量點呈中性

常見來自強鹼的陽離子及來自強酸的陰離子 常見來自強鹼的陽離子某些第 1 族陽離子 Na + K + Rb + 某些第 2 族陽離子 Ca 2+ Sr 2+ Ba 2+ 常見來自強酸的陰離子 某些鹵素離子 Cl - Br - I - 某些酸根 - - ClO 4 NO 3

3. 強酸與弱鹼形成的正鹽水解呈酸性 例 : 硝酸銨可視為強酸 ( 硝酸 ) 與弱鹼 ( 氨 ) 進行中和反應所得的產物 : H + - (aq)+no 3 (aq) +NH 3(aq) NH 4 NO 3(aq) + - NH 4 NO 3(aq) NH 4 (aq) +NO 3 (aq) ( 酸性 ) ( 中性 )

說明 :(1) 硝酸根為硝酸 ( 強酸 ) 的共軛鹼, 其鹼性極弱, 接 近中性 而銨離子在水中進一步解離出氨 (K b =1.7 10-5 ) 與氫離子, 水溶液呈酸性 NH 4 + (aq) NH 3(aq) +H + (aq) K a = K w K b =5.9 10-10 初 C 0 平 C 0 -x x x K a = K w K = [NH 3][H + ] b [NH 4 +] = x.x C 0 -x = x2 C 0 [H + ]= C 0. K w K b (2) 強酸滴定弱鹼, 其當量點呈酸性, 這是因為此時主要 產物為強酸弱鹼鹽

4. 強鹼與弱酸形成的正鹽水解呈鹼性 例 : 醋酸鉀可視為強鹼 ( 氫氧化鉀 ) 與弱酸 ( 醋酸 ) 進行中和反應所得的產物 : K + (aq)+oh - (aq)+ch 3 COOH (aq) CH 3 COOK (aq) +H 2 O (l) CH 3 COOK (aq) CH 3 COO - (aq)+k + (aq) ( 鹼性 ) ( 中性 )

說明 :(1) 鉀離子幾乎不與水反應, 接近中性 ; 而醋酸根是醋酸 ( 弱 酸,K a =1.8 10-5 ) 的共軛鹼, 水溶液呈鹼性 CH 3 COO - (aq)+h 2 O (l) CH 3 COOH (aq) +OH - (aq) 初 C 0 K b = K w K a =5.6 10-10 平 C 0 -x x x K b = K w K = [CH 3COOH][OH - ] a [CH 3 COO - ] [OH - ]= C 0. K w K a = x.x C 0 -x = x2 C 0 (2) 強鹼滴定弱酸, 其當量點呈鹼性, 這是因為此時主要產物 為強鹼弱酸鹽

5. 弱酸與弱鹼形成的正鹽可水解, 但溶液酸鹼性視酸鹼強度而定 (1) 當陽離子的 K a > 陰離子的 K b 呈酸性, 例如 :NH 4 NO 2 (2) 當陽離子的 K a 陰離子的 K b 呈中性, 例如 :CH 3 COONH 4 (3) 當陽離子的 K a < 陰離子的 K b 呈鹼性, 例如 :NH 4 CN NH 4 + K a =5.9 10-10,CH 3 COO - K b =5.6 10-10

6. 酸式鹽或鹼式鹽, 必須判斷其在水中得失質子的傾向 何者較大, 才能判斷其酸鹼性 說明 :HA - + H 2 O H 2 A + OH -,K=K b HA - H + + A 2-,K'=K a (1) 當 K a >K b 時, 為酸性陰離子, 即解離 > 水解 常出現的五個 :HSO 4 - HSO 3- HC 2 O 4- H 2 PO 4- H 2 PO 3 - (2) 當 K b >K a 時, 為鹼性陰離子, 即水解 > 解離 - 常出現的三個 :HCO 3 HS - 2- HPO 4

磷酸 亞磷酸與次磷酸之各種鈉鹽的分類及性質 ( 圖中溶液均添加廣用指示劑 ) 酸式鹽酸式鹽正鹽 NaH 2 PO 4 H 3 PO 4 磷酸二氫鈉水溶液呈酸性 H 3 PO 3 H 3 PO 2 Na 2 HPO 4 磷酸氫二鈉 水溶液呈鹼性 NaH 2 PO 3 亞磷酸氫鈉 水溶液呈酸性 Na 3 PO 4 磷酸鈉 水溶液呈鹼性 Na 2 HPO 3 亞磷酸鈉 水溶液呈鹼性 NaH 2 PO 2 次磷酸鈉 水溶液呈鹼性

7. 陰陽離子單獨在水中的酸鹼性表 :( 補充資料 ) 分類水解與否特性例子 否 為中性陽離子 ⅠA 之 Na + K + Rb + Cs + ; ⅡA 之 Ca 2+ Sr 2+ Ba 2 + 陽離子 是 呈酸性 M n+ +n H 2 O M(OH) n +H n + 除上述以外之所有陽離子, 如 Mg 2+ Al 3 + 等

分類水解與否特性例子 否 為中性陰離子 ( 強酸根 ) 酸性陰離子 ClO 4 - I - Br - Cl - - 2- NO 3 SO 4 常出現的五個 :HSO 4 - - - - HSO 3 HC 2 O 4 H 2 PO 4 陰離子 H 2 PO 3 - 是 鹼性陰離子 除上述以外之所有陰離 HA - +H 2 O +OH - H 2 A 子, 如 F - CO 3 2- HCO 3 - HS - HPO 4 2- PO 4 3- 等

有關下列各組離子的酸鹼性敘述, 何者正確? (A) CH 3 COO - (aq),cn - (aq),f - (aq) 為鹼性陰離子 (B) Cu 2 + (aq),be 2 + (aq),fe 2 + (aq),al 3 + (aq) 均為酸性陽離子 (C) Al 3 + - (aq),hso 3 (aq),na + (aq) 均為兩性離子 (D) K + (aq),ba 2 + (aq),na + (aq) 均為中性離子 (E) ClO - - 2-4,NO 3 (aq),so 4 (aq) 均為酸性陰離子

[ 答案 ] A B D 解析 (C) 在水溶液中,HSO 3 - 即可作酸 ( 解離 H + ) 又可 作鹼 ( 接受 H + ) 但 Al 3 + 只能作酸, 而 Na + 為中性 ; (E) 水中皆為中性

有關下列各組離子的酸鹼性, 何者正確? (A) NO 3-,HS -,SO 4 2- 均為中性陰離子 (B) Na +,Ca 2 +,Al 3 + 均為中性陽離子 (C) CH 3 COO -,F -,CN - 均為鹼性陰離子 (D) NH 4+,Mg 2 +,Ba 2 + 均為酸性陽離子 [ 答案 ] C 解析 (A) HS - 為鹼性陰離子 ;(B) Al 3 + 為酸性陽離子 (D) Ba 2 + 為中性陽離子

濃度均為 0.1 M 的下列五種物質的水溶液 :( 甲 ) NH 3 ; ( 乙 ) NH 4 Cl;( 丙 ) CH 3 COOH;( 丁 ) CH 3 COONa;( 戊 ) CH 3 COONH 4, 試問其 ph 值由低至高的排列順序, 下列哪一選項正確?(NH 3 ;K b =1.8 10-5 CH 3 COOH;K a =1.8 10-5 ) 98. 指考 (A) 乙丙戊甲丁 (B) 丙乙丁戊甲 (C) 乙丙丁甲戊 (D) 戊丙乙甲丁 (E) 丙乙戊丁甲

[ 答案 ] E 解析 + ( 甲 ) NH 3(aq) 呈弱鹼性,NH 3 +H 2 O NH 4 +OH - K b =1.8 10-5 ; ( 乙 ) NH 4 Cl (aq) 為強酸弱鹼鹽, 呈弱酸性, 需考慮鹽的 水解, 求 K a NH 4 ++H 2 O NH 3 +H 3 O +, K a = K w K b = 1.0 10-14 1.8 10-5 =5.6 10-10 ; ( 丙 ) CH 3 COOH (aq) 呈弱酸性,CH 3 COOH CH 3 COO - +H +,K a =1.8 10-5 ;

( 丁 ) CH 3 COONa (aq) 為弱酸強鹼鹽, 呈弱鹼性, 需考慮 鹽的水解, 求 K b CH 3 COO - +H 2 O CH 3 COOH+OH -, K b = K w K a = 1.0 10-14 1.8 10-5 =5.6 10-10 ; ( 戊 ) CH 3 COONH 4(aq) 為弱酸弱鹼鹽, 且 K a =K b, 故呈中性,K a 愈大, 酸性愈強,pH 愈小 ; 反之,K b 愈大, 鹼性愈強,pH 愈大, 因此 ph 由低至高排序為 : 丙 < 乙 < 戊 < 丁 < 甲

下列哪一種鹽類, 在水中不發生水解而呈中性? (A) CH 3 COONH 4 (B) CuSO 4 (C) Na 2 CO 3 (D) KCl [ 答案 ] D 解析強酸和強鹼所形成的鹽會呈中性

常溫下,0.1 M 100 ml 的苯甲酸鈉 (C 6 H 5 COONa) 溶液 ph=9, 試求苯甲酸根 之水解百分率為多少 %? (A) 1 (B) 10-1 (C) 10-2 (D) 10-3

[ 答案 ] C 解析 C 6 H 5 COO - (aq)+h 2 O C 6 H 5 COOH (aq) +OH - 解離前 :0.1 0 0 解離後 :0.1-10 - 5 α= 10-5 0.1 100%=10-2 % 10-5 10-5

其 ph 多大? 鹽 KX 的 0.1 M 溶液 ph=9, 則 0.1 M 之 HX (aq) (A) 3 (B) 11 (C) 6 (D) 8 [ 答案 ] A 解析 ph=9,[h + ]=1.0 10-9,[OH - ]=1.0 10-5 X - +H 2 O HX+OH - 0.1-10 - 5 10-5 10-5 K h = 10-5 10-5 0.1-10 - 5 =1.0 10-9 K a = K w K b = 1.0 10-14 1.0 10-9 =1.0 10-5 [H + ]= K a C = 1.0 10-5 1.0 =1.0 10-3 ph=3

已知 K a 值如下 :H 2 A:4.4 10-7,HA - :4.7 10-11 ;H 2 X:1.7 10-2,HX - :6.2 10-8 ;H 2 Y: 1.0 10-7 ;HY - :1.3 10-13, 則下列哪些水溶液呈酸性? (A) NaHA (B) NaHX (C) Na 2 X (D) NaHY (E) H 2 Y

[ 答案 ] BE 解析 (A) HA - (B) HX - (C) X 2 - K a 4.7 10-11 6.2 10-8 (D) HY - (E) H 2 Y 1.3 10-13 10-7 K b 10-14 4.7 10-7 10-14 1.7 10-2 10-14 6.2 10-8 10-14 10-7 呈酸性 找 K a >K b, 故選 (B)(E)

多質子酸各階段之游離常數 (K a 1 K a 2) 如下 表, 則下列各酸式鹽 0.10 M 水溶液, 何者呈酸性? 酸的分子式 H 3 PO 4 H 2 CO 3 H 2 S H 2 C 2 O 4 H 2 SO 3 K a 1 7.5 10-3 4.5 10-7 9.0 10-8 5.6 10-3 1.4 10-2 K a 2 6.6 10-8 4.7 10-11 1.1 10-12 5.4 10-5 6.5 10-8 (A) NaH 2 PO 4 (B) NaHCO 3 (C) NaHS (D) NaHC 2 O 4 (E) NaHSO 3 [ 答案 ] A D E 解析 K a 2> K w K a 1 的為酸性