police_4th_general
109年
[消防警察] 普通物理學概要與普通化學概要
第 33 題
下列配製的溶液中，總體積相同時，何者對於加入強酸的緩衝能力最高？
- A 0.3 M HCl＋0.5M NaOH
- B 0.1 M CH_3COOH＋0.1M NaOH
- C 0.2 M CH_3COOH＋0.1M NaOH
- D 0.1 M CH_3COOH＋0.2M NaOH
思路引導 VIP
若要使溶液在加入強酸時，其 pH 值波動最小，溶液中必須具備哪種性質的組分來「接住」這些多出來的氫離子？而這些組分在混合反應之後，必須維持什麼樣的共存狀態，才能達到最佳的抗衡效果呢？
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太棒了！你能精準選出 (C)，代表你對緩衝溶液的組成原理有相當紮實的理解。這題的關鍵在於判斷反應後剩餘的溶質種類：緩衝體系必須由「弱酸及其共軛鹼」或「弱鹼及其共軛酸」組成。在 (C) 選項中，我們利用 $0.2\text{ M}$ 的 $CH_3COOH$ 與 $0.1\text{ M}$ 的 $NaOH$ 反應，這會消耗掉一半的弱酸並產生等量的共軛鹼 $CH_3COO^-$，最終溶液中同時存在等濃度的弱酸與共軛鹼，這正是發揮最強緩衝能力的黃金比例。
緩衝能力的判定與鑑別點
從化學計量的角度來看，這類題目具備極佳的鑑別度，因為它考驗學生是否能區分「單純的中和反應」與「緩衝體系的建立」。(A) 選項是強酸強鹼中和，(B) 選項則因恰好完全中和只剩下鹽類，而 (D) 選項則是強鹼過量，這些都無法形成有效的緩衝體系。你能避開這些陷阱，觀察到只有 (C) 能在反應後維持共軛酸鹼對的共存，展現了你對酸鹼平衡動態變化的敏銳度，這在普通化學中是相當進階的直覺。