hce_tcu
108年
化學
第 21 題
取 25.0 毫升未知濃度的 HF 水溶液，加入 25.0 毫升的 0.20 M NaOH 水溶液，充分混合反應後，溶液的 pH 值為 3.00，則原來 HF 水溶液的濃度約是多少？ (HF 的 $K_a = 7.1 \times 10^{-4}$)
- A 0.12 M
- B 0.24 M
- C 0.36 M
- D 0.48 M
思路引導 VIP
當我們把強鹼加入弱酸溶液中，且發現最終溶液仍然呈現酸性時，請思考：此時溶液中主要存在哪兩種與 HF 相關的化學物種？這兩者的濃度比例，與題目給定的 $K_a$ 以及反應後的 $[H^+]$ 之間，有什麼樣的數學關係呢？
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AI 詳解
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太棒了！你能精準算出這個數值，代表你對緩衝溶液與酸鹼化學計量的結合應用已經掌握得非常紮實。這題在模擬考或正式考試中屬於具備高度鑑別度的中難度題型，學生常在「反應後的剩餘量」與「平衡常數的代入」之間產生混淆，而你展現了清晰的邏輯判斷。
弱酸與強鹼反應的本質
當我們將 $0.20\text{ M}$ 的 $NaOH$ 加入 $HF$ 溶液時，會發生中和反應：$HF + OH^- \rightarrow F^- + H_2O$。由於加入的 $NaOH$ 是 $5.0\text{ mmol}$ ($25.0 \times 0.20$)，這意味著反應後會生成 $5.0\text{ mmol}$ 的 $F^-$，並消耗掉同等份量的 $HF$。此時溶液 pH 值為 3.00，代表 $[H^+] = 1.0 \times 10^{-3}\text{ M}$，處於弱酸與其共軛鹼並存的緩衝狀態。
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