常見酸鹼、H⁺(aq) 定義、pH 測定：練習題

下列關於氫離子 \(H^+(aq)\) 的敘述，哪項是正確的？

已知溶液 \(X\) 的 \(pH\) 值為 \(3.0\)，而溶液 \(Y\) 的 \(pH\) 值為 \(6.0\)。下列哪項關於這兩份溶液中氫離子濃度 \([H^+(aq)]\) 的比較是正確的？

下列哪種儀器或試劑最適合用來連續監測酸鹼中和過程中 \(pH\) 值的微小變化？

將一份 \(pH\) 值為 13 的強鹼溶液稀釋 100 倍。稀釋後溶液在 \(25^\circ\text{C}\) 時的 \(pH\) 值是多少？

為什麼純乙酸（無水）不具備酸的典型性質（如導電性）？

根據阿瑞尼斯酸鹼理論，定義 \(H^+(aq)\) 在水溶液中的角色，並寫出一種用於精確測定溶液 pH 值的電子儀器名稱。

某 \(0.1 \text{ mol dm}^{-3}\) 乙酸溶液的pH值為3。請計算其氫離子濃度，並解釋為何同濃度的鹽酸溶液會有更低的pH值。

乙酸 (\(CH_3COOH\)) 是一種弱酸，其在 \(25^{\circ}\text{C}\) 下的酸解離常數 (\(K_a\)) 為 \(1.8 \times 10^{-5} \text{ mol dm}^{-3}\)。水的離子積 (\(K_w\)) 為 \(1.0 \times 10^{-14} \text{ mol}^2 \text{ dm}^{-6}\)。

(a) 計算 \(25^{\circ}\text{C}\) 下 \(0.10 \text{ M}\) 乙酸溶液的 pH 值。請列出所有計算步驟。

(b) 醋酸鈉 (\(CH_3COONa\)) 是一種由乙酸衍生的鹽。計算 \(25^{\circ}\text{C}\) 下 \(0.10 \text{ M}\) 醋酸鈉溶液的 pH 值。請列出所有計算步驟。

(c) 某學生將 \(50.0 \text{ mL}\) 的 \(0.10 \text{ M}\) 乙酸溶液與 \(50.0 \text{ mL}\) 的 \(0.10 \text{ M}\) 醋酸鈉溶液混合，形成一個緩衝溶液。計算此緩衝溶液的 pH 值。

(d) 說明在 \(25^{\circ}\text{C}\) 下，若分別向 \(100 \text{ mL}\) 蒸餾水和 \(100 \text{ mL}\) 上述緩衝溶液中加入少量稀鹽酸 (例如 \(1.0 \text{ mL}\) 的 \(0.10 \text{ M}\) 鹽酸)，兩者的 pH 值變化會有何不同。解釋其背後原理。