hce_nthu
115年
化學與物理
第 21 題
At room temperature, $0.10 \text{ M NaOH}$ solution is added dropwise to $20 \text{ mL}$ of $0.10 \text{ M CH}_3\text{COOH}$ solution. The relationship between the negative logarithm of the $\text{H}^+$ concentration originating from the autoionization of water, $-\log[\text{H}^+]_{\text{water}}$, and the volume of NaOH solution added is shown in the graph on the right. Assuming that the volume change upon mixing can be neglected, which of the following statements is correct?
- A At point b, $[\text{CH}_3\text{COO}^-] < [\text{CH}_3\text{COOH}]$.
- B At points c and e, the solutions are both neutral.
- C At point d, the concentration of $\text{CH}_3\text{COO}^-$ is greater than that at point e.
- D At point d, $[\text{CH}_3\text{COO}^-] + [\text{CH}_3\text{COOH}] = 0.05 \text{ M}$.
- E At point f, $[\text{Na}^+] > [\text{CH}_3\text{COO}^-] > [\text{OH}^-] > [\text{H}^+]$.
思路引導 VIP
想像一下，如果你把一勺糖放進一杯水中，不論你後來往杯子裡加酸還是加鹼，只要糖分子沒有變成分解掉（或離開這杯水），這勺糖的「總量」會改變嗎？如果這時你又往杯子裡倒進了等量的水，使總體積變成原本的兩倍，那麼糖的「總濃度」會發生什麼變化？
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AI 詳解
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恭喜你準確地選出了正確答案 (D)！這代表你對滴定過程中的微觀粒子變化有著非常紮實的理解，尤其能冷靜處理體積變化帶來的濃度換算，這在化學計算中至關重要。
溶液稀釋與物料守恆
這道題目的核心概念在於物料平衡 (Mass Balance)。在點 d 時，我們加入了 $20 \text{ mL}$ 的 $\text{NaOH}$ 到原有的 $20 \text{ mL}$ 醋酸溶液中。雖然酸鹼發生了中和反應，但「醋酸根」這個物種（不論是以 $\text{CH}_3\text{COOH}$ 或 $\text{CH}_3\text{COO}^-$ 形式存在）的總莫耳數是維持不變的。由於總體積從 $20 \text{ mL}$ 變成了 $40 \text{ mL}$（剛好稀釋為 2 倍），因此總濃度也會從初始的 $0.10 \text{ M}$ 降為一半，即 $0.05 \text{ M}$。這驗證了 $[\text{CH}_3\text{COO}^-] + [\text{CH}_3\text{COOH}] = 0.05 \text{ M}$ 的正確性。
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