地特四等申論題
114年
[化學工程] 分析化學概要
第 五 題
📖 題組:
五、鹽酸(HCl)與氫氧化鈉(NaOH)滴定的實驗裝置與結果如下所示,試回答下列問題:(每小題 4 分,共 20 分)
五、鹽酸(HCl)與氫氧化鈉(NaOH)滴定的實驗裝置與結果如下所示,試回答下列問題:(每小題 4 分,共 20 分)
📝 此題為申論題,共 5 小題
小題 (五)
(五)試計算錐形瓶內溶液初始的 pH 值。
思路引導 VIP
利用上一題求得的初始鹽酸濃度為 0.15 M。鹽酸為強酸,在水中完全解離,所以 [H+] = 0.15 M。根據定義 pH = -log[H+],計算 -log(0.15)。可以運用對數律:-log(0.15) = -log(1.5 * 10^-1) 或 -log(3/20)。如果無法精確算出數值,至少需寫出式子或給出約略值(介於 0 和 1 之間)。
小題 (一)
(一)圖二漏寫座標軸標籤,試問其 y 軸標籤應為何?該性質是來自圖三中錐形瓶內溶液,或來自滴定管中溶液?
思路引導 VIP
辨識酸鹼滴定曲線圖。x 軸為加入的滴定液體積,y 軸數值範圍從約 1 上升到約 13,這明顯是 pH 值的範圍。而測量滴定曲線時,通常是將 pH 計的電極插入被滴定的容器中,也就是錐形瓶(或燒杯)。
小題 (二)
(二)根據圖二,判斷圖三中的錐形瓶一開始是裝鹽酸或氫氧化鈉水溶液?
思路引導 VIP
觀察滴定曲線的起始點。當 x=0 時,y (pH 值) 接近 1,屬於強酸環境。隨滴定液加入,pH 值逐漸升高,最後達到強鹼範圍。因此起始溶液必為強酸。
小題 (三)
(三)寫出鹽酸與氫氧化鈉滴定反應的化學方程式。
思路引導 VIP
寫出強酸與強鹼中和的反應式。鹽酸與氫氧化鈉反應生成氯化鈉和水。記得寫上狀態標示以求嚴謹。
小題 (四)
(四)已知初始時,錐形瓶內裝有未知濃度的溶液 10 ml,而滴定管中則裝有濃度 0.1 M 的另一種溶液,試利用圖二的滴定結果計算錐形瓶內溶液的初始濃度。
思路引導 VIP
第一步:從圖二滴定曲線找出當量點。曲線在 pH 劇烈跳躍(大約從 pH 3 跳到 pH 11)的中點,對應 x 軸的體積為 15 ml,這就是當量點體積。第二步:利用酸鹼中和公式 M1V1 = M2V2 計算。已知鹼 (NaOH) 濃度為 0.1 M,消耗體積為 15 ml,酸 (HCl) 體積為 10 ml,求酸濃度。