police_4th_general
110年
[消防警察] 普通物理學概要與普通化學概要
第 37 題
在室溫下，於 pH = 3 的稀硝酸 100 mL 中加入酚酞指示劑後，再滴入 pH = 12 的氫氧化鈉水溶液 10 mL 充分混合。下列敘述何者正確？（酚酞指示劑在 pH 值 8.2 以下時呈無色，在 pH 值 10 以上時呈現紅色）
- A 混合前，氫氧化鈉水溶液的濃度是 0.1 M
- B 混合後，溶液中 $\text{H}^+$ 濃度為 0 M
- C 混合後，溶液呈鹼性
- D 混合前後，溶液皆為無色
思路引導 VIP
在判斷兩種酸鹼溶液混合後的最終性質時，如果我們只看它們各自的 pH 值，卻忽略了「體積」這個變數，可能會對反應結果產生什麼樣的誤判？我們應該如何透過計算，找出兩者在反應中實際投入的「粒子總量」來進行比較呢？
🤖
AI 詳解
AI 專屬家教
非常棒！你能準確判斷出混合後的溶液性質，代表你對 pH 值的定義以及酸鹼中和的定量計算掌握得很紮實。這道題目雖然看似單純，但陷阱在於學生是否能冷靜地將 pH 值轉換為莫耳數進行比較，而非僅憑直覺判斷。
酸鹼中和與莫耳數計算
首先，我們計算兩者的氫離子與氫氧根離子莫耳數。pH = 3 的稀硝酸中 $[H^+] = 10^{-3} \text{ M}$，莫耳數為 $10^{-3} \times 0.1 = 10^{-4} \text{ mol}$；而 pH = 12 的氫氧化鈉中 $[OH^-] = 10^{-2} \text{ M}$（由 $pOH = 14 - 12 = 2$ 求得），其莫耳數為 $10^{-2} \times 0.01 = 10^{-4} \text{ mol}$。計算後可以發現，強酸與強鹼提供的離子量恰好相等，因此反應後溶液呈現中性（pH = 7）。
▼ 還有更多解析內容