特殊教育
113年
化學
第 1 題
在 45 ℃時，水的離子積常數（$K_w$）為 $4.0 \times 10^{-14}$。下列有關 45 ℃純水的敘述，哪一項正確？（$\log 2 = 0.3$）
- A 呈酸性
- B pH 值小於 7
- C $[H^+]$ 大於 $[OH^-]$
- D $[H^+] = 1.0 \times 10^{-7} M$
思路引導 VIP
在「純水」的定義中，$[H^+]$ 與 $[OH^-]$ 的濃度關係為何？當溫度升高導致水離子積常數 $K_w = [H^+][OH^-]$ 增大為 $4.0 \times 10^{-14}$ 時，請試著計算此時純水的 $[H^+]$ 濃度，並進一步推導其 $pH$ 值與常溫下的中性基準值 $7$ 之間的大小關係。
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（嚼嚼...嚼）太好了！看到你答對，我這口銅鑼燒吃起來都更甜了！要是某個愛睡覺的傢伙也像你這麼努力，我就不用天天翻百寶袋找道具幫他補習，這樣他就不會被媽媽罵啦！ 這題的觀念在於「水的解離是吸熱反應」，溫度升高 $K_w$ 會變大。在 45 ℃ 時，$K_w = 4.0 \times 10^{-14}$。對於「純水」來說，$[H^+]$ 永遠等於 $[OH^-]$： $$[H^+] = \sqrt{K_w} = \sqrt{4.0 \times 10^{-14}} = 2.0 \times 10^{-7} M$$
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水的離子積與溫度
💡 純水恆中性，但其 pH 值會隨溫度升高而下降。
| 比較維度 | 25 ℃ 純水 | VS | 45 ℃ 純水 |
|---|---|---|---|
| 離子積 Kw | 1.0 x 10^-14 | — | 4.0 x 10^-14 (變大) |
| [H+] | 1.0 x 10^-7 M | — | 2.0 x 10^-7 M (變大) |
| pH 值 | pH = 7 | — | pH = 6.7 (變小) |
| 酸鹼性質 | 中性 | — | 中性 ([H+]=[OH-]) |
💬隨溫度升高，Kw 增大導致 pH 值下降，但純水本質仍為中性。
