酸、碱与盐一章的九道原创 SPM 风格例题,每一道都逐行求解、单位贯穿始终,涵盖摩尔浓度、g dm⁻³ 与 mol dm⁻³ 的互换、稀释、单步与多步滴定,以及配制标准溶液。
做每一道例题时先盖住解答、自己尝试,再逐行核对,尤其是单位。这一章正是细心计算换取分数的地方,所以我们按评分方案所期望的方式列出每一步。
这些是 SPM 风格的原创题,不是历年卷。每道题都给出相对原子质量,与真实考试一样。
例题1:由质量求摩尔浓度
题目。 把 4.0 g 氢氧化钠 NaOH 溶于水,配成 500 cm³ 溶液。
求其摩尔浓度。[相对原子质量:H = 1,O = 16,Na = 23]
解答。
- NaOH 的摩尔质量 = 23 + 16 + 1 = 40 g mol⁻¹。
- 摩尔数 = 质量 ÷ 摩尔质量 = 4.0 g ÷ 40 g mol⁻¹ = 0.10 mol。
- 体积 = 500 cm³ ÷ 1000 = 0.500 dm³。
- 摩尔浓度 = 摩尔数 ÷ 体积 = 0.10 mol ÷ 0.500 dm³ = 0.20 mol dm⁻³。
常见失误: 让体积停留在 cm³,使答案小了 1000 倍。
例题2:把 g dm⁻³ 换算成 mol dm⁻³
题目。 某硫酸溶液的浓度为 9.8 g dm⁻³。
以 mol dm⁻³ 表示。[H = 1,O = 16,S = 32]
解答。
- H₂SO₄ 的摩尔质量 = 2(1) + 32 + 4(16) = 98 g mol⁻¹。
- 摩尔浓度 = g dm⁻³ 浓度 ÷ 摩尔质量 = 9.8 g dm⁻³ ÷ 98 g mol⁻¹ = 0.10 mol dm⁻³。
常见失误: 用摩尔质量去乘而不是除。由 g dm⁻³ 到 mol dm⁻³ 要除;反过来要乘。
例题3:量取体积中的摩尔数
题目。 求 25.0 cm³ 0.10 mol dm⁻³ 盐酸中盐酸的摩尔数。
解答。
- 摩尔数 = 摩尔浓度 × 体积(dm³)= 0.10 mol dm⁻³ × (25.0 ÷ 1000) dm³。
- = 0.10 × 0.0250 = 2.5 × 10⁻³ mol(0.0025 mol)。
常见失误: 忘了把体积除以 1000,或写答案时漏掉单位。
例题4:稀释
题目。 要把 25.0 cm³ 2.0 mol dm⁻³ 盐酸稀释到 0.25 mol dm⁻³,须加入多少体积的水?
解答。
- 用 M₁V₁ = M₂V₂,其中 M₁ = 2.0,V₁ = 25.0 cm³,M₂ = 0.25。
- V₂ = M₁V₁ ÷ M₂ = (2.0 × 25.0) ÷ 0.25 = 50.0 ÷ 0.25 = 200 cm³。
- 这是最终体积,所以加入的水的体积 = 200 − 25.0 = 175 cm³。
常见失误: 题目问加入的水的体积,却把最终体积 200 cm³ 当成答案。
例题5:一元酸与碱液的滴定
题目。 25.0 cm³ 氢氧化钠溶液恰好被 20.0 cm³ 0.10 mol dm⁻³ 盐酸中和。
求氢氧化钠的摩尔浓度。方程式为 HCl + NaOH → NaCl + H₂O。
解答。
- 酸与碱的摩尔比为 1 : 1,所以 (Mₐ × Vₐ) / (M_b × V_b) = 1/1。
- 移项求碱:M_b = (Mₐ × Vₐ) ÷ V_b = (0.10 × 20.0) ÷ 25.0。
- = 2.0 ÷ 25.0 = 0.080 mol dm⁻³。
常见失误: 求 M_b 时用错了溶液的体积。每个摩尔浓度要配它自己的体积。
例题6:比例为 1 : 2 的滴定
题目。 25.0 cm³ 0.10 mol dm⁻³ 氢氧化钠被 0.050 mol dm⁻³ 硫酸中和。
求所需酸的体积。方程式为 H₂SO₄ + 2NaOH → Na₂SO₄ + 2H₂O。
解答。
- 酸 : 碱 = 1 : 2,所以 (Mₐ × Vₐ) / (M_b × V_b) = 1/2。
- 用摩尔法:NaOH 的摩尔数 = 0.10 × 25.0 ÷ 1000 = 2.5 × 10⁻³ mol。
- 由方程式,H₂SO₄ 的摩尔数 = ½ × NaOH 的摩尔数 = 1.25 × 10⁻³ mol。
- 酸的体积 = 摩尔数 ÷ 摩尔浓度 = 1.25 × 10⁻³ ÷ 0.050 = 0.0250 dm³ = 25.0 cm³。
常见失误: 忘了 1 : 2 的比例,把硫酸当成与碱液 1 : 1 反应。
例题7:配制标准溶液
题目。 求配制 250 cm³ 0.10 mol dm⁻³ 标准溶液所需无水碳酸钠 Na₂CO₃ 的质量。
[C = 12,O = 16,Na = 23]
解答。
- Na₂CO₃ 的摩尔质量 = 2(23) + 12 + 3(16) = 106 g mol⁻¹。
- 所需摩尔数 = 摩尔浓度 × 体积(dm³)= 0.10 × (250 ÷ 1000) = 0.025 mol。
- 质量 = 摩尔数 × 摩尔质量 = 0.025 × 106 = 2.65 g。
常见失误: 体积用 250 而不是 0.250 dm³,或最后忘了乘摩尔质量。
例题8:由摩尔浓度换回 g dm⁻³
题目。 用例题 5 得到的氢氧化钠结果(0.080 mol dm⁻³),以 g dm⁻³ 表示其浓度。
[H = 1,O = 16,Na = 23]
解答。
- NaOH 的摩尔质量 = 40 g mol⁻¹。
- g dm⁻³ 浓度 = 摩尔浓度 × 摩尔质量 = 0.080 × 40 = 3.2 g dm⁻³。
常见失误: 把两种浓度形式搞混,记住摩尔浓度以摩尔计、g dm⁻³ 以克计,两者由摩尔质量相联。
例题9:选择制盐方法
题目。 建议一个制备纯净、干燥的硫酸铜(II)晶体的方法,并解释为何选此方法。
解答。 硫酸铜(II)是一种可溶盐,其金属不是钠、钾或铵,所以用酸与不溶碱反应来制备。
把过量的氧化铜(II)加入温热的稀硫酸中,搅拌到不再溶解为止;过量确保所有酸都反应。过滤除去未反应的氧化铜(II),再把滤液加热到结晶点并让其冷却,使晶体生成。
最后过滤晶体,用少量冷蒸馏水洗涤,并在滤纸间干燥。
常见失误: 为不是钠、钾或铵的盐建议滴定法,滴定只留给这些可溶碱,因为它们的过量物无法过滤。
从例题到分数
留意每一道计算都把单位带到最后一行、在相除前把 cm³ 换成 dm³,并用平衡方程式里的摩尔比。一对一老师能检查你的滴定列式与制盐步骤是否完整。
练到方法成为自动,再用本章的练习题自测。
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