體積滴定法之定量分析：練習題

某實驗中，將 \(25.00\ \text{cm}^3\) 的氫氧化鋇溶液 (\(\text{Ba(OH)}_2\)) 用 \(0.0800\ \text{M}\) 硝酸溶液 (\(\text{HNO}_3\)) 滴定。已知達到當量點時，平均消耗了 \(15.50\ \text{cm}^3\) 的硝酸溶液。試計算氫氧化鋇溶液的濃度（以 \(\text{M}\) 表示）。

（反應方程式：\(\text{Ba(OH)}_2(\text{aq}) + 2\text{HNO}_3(\text{aq}) \rightarrow \text{Ba(NO}_3\text{)}_2(\text{aq}) + 2\text{H}_2\text{O}(\text{l})\)）

某家用清潔劑含有氨 ($$\text{NH}_3$$)。為測定其濃度，將 $$\text{10.0 cm}^3$$ 的清潔劑樣本稀釋至 $$\text{100.0 cm}^3$$。然後，將 $$\text{25.0 cm}^3$$ 的稀釋溶液加入 $$\text{50.0 cm}^3$$ 的 $$\text{0.200 M}$$ 鹽酸溶液中。反應完成後，用 $$\text{0.100 M}$$ 氫氧化鈉溶液滴定剩餘的鹽酸，消耗了 $$\text{18.0 cm}^3$$。求原始清潔劑樣本中氨的濃度（以 $$\text{mol dm}^{-3}$$ 表示）。

已知反應方程式為：
$$\text{NH}_3(\text{aq}) + \text{HCl}(\text{aq}) \rightarrow \text{NH}_4\text{Cl}(\text{aq})$$
$$\text{HCl}(\text{aq}) + \text{NaOH}(\text{aq}) \rightarrow \text{NaCl}(\text{aq}) + \text{H}_2\text{O}(\text{l})$$

某學生配製標準溶液。以下哪一項實驗步驟會導致最終計算所得的標準溶液濃度偏高？

一位學生使用返滴定法（back titration）測定某不純碳酸鉀 (\(\text{K}_2\text{CO}_3\)) 樣本的純度。

他準確稱取 \(2.000 \text{ g}\) 樣本，將其溶解，並加入 \(50.00 \text{ cm}^3\) 濃度為 \(0.700 \text{ mol dm}^{-3}\) 的鹽酸溶液 (\(\text{HCl}\))。已知鹽酸的量是過量的。

反應完成後，該學生使用濃度為 \(0.500 \text{ mol dm}^{-3}\) 的氫氧化鈉 (\(\text{NaOH}\)) 標準溶液滴定剩餘的鹽酸，達到終點時消耗了 \(18.00 \text{ cm}^3\) 的氫氧化鈉溶液。

假設樣本中所有雜質均不與鹽酸或氫氧化鈉反應。試計算該不純碳酸鉀樣本的百分純度（以質量百分比計，準確至一位小數）。

已知原子質量：K = 39.1, C = 12.0, O = 16.0。

相關反應方程式：
$$\text{K}_2\text{CO}_3(\text{s}) + 2\text{HCl}(\text{aq}) \rightarrow 2\text{KCl}(\text{aq}) + \text{CO}_2(\text{g}) + \text{H}_2\text{O}(\text{l})$$
$$\text{HCl}(\text{aq}) + \text{NaOH}(\text{aq}) \rightarrow \text{NaCl}(\text{aq}) + \text{H}_2\text{O}(\text{l})$$

在酸鹼滴定中，滴定管的讀數是以液面彎月面底部為準。假設某學生在記錄初始讀數時，錯誤地讀取了彎月面上緣的讀數（即讀數值比底部讀數小 \(0.10\ \text{cm}^3\)），而在記錄最終讀數時，則正確地讀取了彎月面底部。試問這會如何影響計算所得的滴定體積和待測溶液的濃度？

在體積滴定法中，標準溶液是指什麼？

若學生在將 \( 25.00 \text{ cm}^3 \) 的酸液移液至錐形瓶後，向瓶內加入了少量蒸餾水以沖洗瓶壁上的酸液，這會否影響滴定所需的鹼液體積？簡述原因。

將一個質量為 \( 1.50 \text{ g} \) 的不純氫氧化鉀樣本（只含不反應雜質）溶解於水並配製成 \( 250.0 \text{ cm}^3 \) 溶液。滴定其中 \( 25.00 \text{ cm}^3 \) 溶液需要 \( 20.00 \text{ cm}^3 \) 的 \( 0.05 \text{ mol dm}^{-3} \) \( \text{H}_2\text{SO}_4 \)。計算樣本中 \( \text{KOH} \) 的質量百分比。（相對原子質量：H = 1.0, O = 16.0, K = 39.1）

學生欲配製碳酸鈉 (\( \text{Na}_2\text{CO}_3 \)) 標準溶液。他準確稱取了 \( 2.650 \text{ g} \) 的無水碳酸鈉固體，並將其配製成 \( 250.0 \text{ cm}^3 \) 的標準溶液。

(a) 計算碳酸鈉的摩爾質量。(相對原子質量：\( \text{C} = 12.0, \text{O} = 16.0, \text{Na} = 23.0 \))

(b) 計算所配製溶液中碳酸鈉的摩爾濃度。

(c) 學生隨後移取 \( 25.00 \text{ cm}^3 \) 的此標準溶液，並與未知濃度的硝酸 (\( \text{HNO}_3 \)) 進行滴定。若滴定平均消耗了 \( 22.50 \text{ cm}^3 \) 的硝酸，計算該硝酸的摩爾濃度。(已知反應的摩爾比為 \( \text{Na}_2\text{CO}_3 : \text{HNO}_3 = 1 : 2 \))

某家居清潔劑含有氨 (\( \text{NH}_3 \))。一位學生移取了 \( 10.00 \text{ cm}^3 \) 的清潔劑樣本，並將其稀釋至 \( 250.0 \text{ cm}^3 \)。然後，他移取 \( 25.00 \text{ cm}^3 \) 的稀釋樣本，用 \( 0.100 \text{ mol dm}^{-3} \) 的氫氯酸 (\( \text{HCl} \)) 進行滴定。

(a) 實驗中使用甲基橙作為指示劑。描述滴定終點時溶液的顏色變化。

(b) 若滴定平均消耗了 \( 15.60 \text{ cm}^3 \) 的氫氯酸，計算稀釋樣本中氨的摩爾濃度。

(c) 計算原清潔劑樣本中氨的摩爾濃度。

(d) 計算原清潔劑樣本中氨的質量濃度，以 \( \text{g dm}^{-3} \) 為單位。(相對原子質量：\( \text{H} = 1.0, \text{N} = 14.0 \))