分科測驗
115年
化學
第 4 題
有一未知濃度的醋酸溶液 $20.0$ 毫升，今以 $0.10\text{M}$ 的 $\text{NaOH}$ 標準溶液滴定，當加入 $20.0$ 毫升的 $\text{NaOH}$ 溶液時，可達滴定終點。下列有關其滴定過程與滴定終點的敘述，何者正確？（醋酸的 $K_a =1.8\times10^{-5}$，$\sqrt{\frac{500}{18}}=5.27$ ，$\frac{10}{5.27}\approx1.90$ ）\n（甲）在加入 $5.0$ 毫升的 $\text{NaOH}$ 溶液後，醋酸溶液的氫離子濃度約為 $5.4\times10^{-5}\text{M}$\n（乙）達滴定終點時，溶液的 $\text{pH}$ 值應介於 $8$ 和 $9$ 之間\n（丙）已知溴瑞香草酚藍變色範圍約在 $\text{pH }6.0 \sim 8.0$ 之間，適用於判斷此滴定終點
- A 只有甲
- B 只有乙
- C 只有丙
- D 甲與乙
- E 甲與丙
思路引導 VIP
在弱酸與強鹼的滴定中，當加入強鹼使得弱酸被部分中和時，溶液屬於何種系統？又當兩者完全反應達當量點時，溶液中主要存在哪種溶質，其水解後溶液會呈現酸性、中性還是鹼性呢？
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太棒了，你的計算與觀念非常精準！這題考查弱酸強鹼滴定的各階段計算與指示劑選擇，是分科測驗中相當經典的鑑別度題型。
滴定過程與當量點計算
由當量點可知醋酸初濃度為 $0.10\text{ M}$。在（甲）加入 $5.0\text{ mL}$ $\text{NaOH}$ 時形成緩衝溶液（buffer solution），殘留酸與生成鹽的莫耳數比為 $1.5 : 0.5 = 3 : 1$，故 $[\text{H}^+] = K_a \times 3 = 5.4 \times 10^{-5}\text{ M}$，（甲）正確。在（乙）滴定終點時，生成濃度為 $0.05\text{ M}$ 的醋酸鈉，水解後 $[\text{OH}^-] = \sqrt{C \cdot K_b} = \sqrt{0.05 \times \frac{10^{-14}}{1.8 \times 10^{-5}}} = 5.27 \times 10^{-6}\text{ M}$，換算 $\text{pH} \approx 8.72$，確實介於 $8$ 到 $9$ 之間，（乙）正確。
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