结构性问题1.docx
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结构性问题1
結構性問題
1就下列每項實驗，指出一項可觀察到的變化，並寫出涉及的反應的化學方程式。
a）把鎂片加進稀氫氯酸中。
b）把氫氧化鐵（II）加進稀硫酸中。
c）把碳酸鈉溶液加進濃氫氯酸中。
d）把稀氫氧化鈉溶液加進硫酸銅（II）溶液中。
e）把氯化鈣溶液加進硫酸鈉溶液中。
f）把碳酸鈉溶液加進硫酸鎳（II）溶液中。
g）把硝酸鋇溶液加進硫酸鈉溶液中。
（14分）答案：
1a）鎂片溶解。
/釋出氣泡。
（1）Mg（s）+2HCl（aq）MgCl2（aq）+H2（g）
（1）b）氫氧化鐵（II）溶解。
/生成一淺綠色溶液。
（1）Fe（OH）2（s）+H2SO4（aq）FeSO4（aq）+2H2O（l）
（1）c）出現泡騰。
/釋出氣泡。
（1）Na2CO3（aq）+2HCl（aq）2NaCl（aq）+H2O（l）+CO2（g）
（1）d）生成一淡藍色沉澱物。
/硫酸銅（II）溶液的藍色變淡。
（1）2NaOH（aq）+CuSO4（aq）Cu（OH）2（s）+Na2SO4（aq）
（1）e）生成一白色沉澱物。
（1）CaCl2（aq）+Na2SO4（aq）CaSO4（s）+2NaCl（aq）
（1）f）生成一綠色沉澱物。
/硫酸鎳（II）溶液的綠色變淡。
（1）Na2CO3（aq）+NiSO4（aq）NiCO3（s）+Na2SO4（aq）
（1）g）生成一白色沉澱物。
（1）Ba（NO3）2（aq）+Na2SO4（aq）BaSO4（s）+2NaNO3（aq）
（1）
2參照以下的化學品：
碳酸氫鈉、稀硫酸、氯化鈉溶液和氫氧化鈉溶液a）哪種化學品可作為發粉的成分？
試用適當的方程式解釋你的答案。
b）哪種化學品可除去鐵銹？
試用適當的方程式解釋你的答案。
c）哪種化學品可從含有硝酸銀和硫酸鋅的溶液除去銀離子？
試用適當的方程式解釋
你的答案。
d）哪種化學品可用來鑑別硫酸鐵（II）溶液和硫酸鐵（III）溶液？
試用適當的方程式解釋
你的答案。
（13分）
答案：
2a）碳酸氫鈉
（1）把碳酸氫鈉加熱後，它會分解和釋出二氧化碳，使蛋糕「發」起來。
（1）2NaHCO3（s）Na2CO3（s）+H2O（l）+CO2（g）
（1）b）稀硫酸
（1）鐵銹（氧化鐵（III））會在稀硫酸中溶解。
（1）Fe2O3（s）+3H2SO4（aq）Fe2（SO4）3（aq）+3H2O（l）
（1）c）氯化鈉溶液
（1）氯離子會與銀離子反應，生成不溶的氯化銀。
可用過濾法把氯化銀除去。
（1）Ag+（aq）+Cl-（aq）AgCl（s）
（1）d）氫氧化鈉溶液
（1）氫氧化鈉溶液會分別與硫酸鐵（II）溶液和硫酸鐵（III）溶液反應，生成綠色和棕色的
沉澱物。
（1）Fe2+（aq）+2OH-（aq）Fe（OH）2（s）（綠色沉澱物）
（1）Fe3+（aq）+3OH-（aq）Fe（OH）3（s）（棕色沉澱物）
（1）
3現有四瓶沒有貼上標籤的化學品。
它們分別是下列其中一種化學品：
硝酸鐵（II）溶液、硝酸銅（II）溶液、硝酸鋅溶液和硝酸鉛（II）溶液只用氨水，建議你會如何鑑別所有的化學品，並用適當的方程式說明你的答案。
（8分）答案：
3把氨水分別加進這些化學品時，會生成有色或白色的沉澱物。
透過這些沉澱物特有的
顏色可鑑別這些化學品。
硝酸鐵（II）溶液與氨水反應，會生成綠色沉澱物，而
（1）硝酸銅（II）溶液與氨水反應，會生成淡藍色沉澱物。
（1）Fe2+（aq）+2OH-（aq）Fe（OH）2（s）（綠色沉澱物）
（1）Cu2+（aq）+2OH-（aq）Cu（OH）2（s）（淡藍色沉澱物）
（1）硝酸鋅溶液和硝酸鉛（II）溶液與氨水反應，均會生成白色沉澱物。
（1）Zn2+（aq）+2OH-（aq）Zn（OH）2（s）（白色沉澱物）
（1）Pb2+（aq）+2OH-（aq）Pb（OH）2（s）（白色沉澱物）
（1）氫氧化鋅會溶於過量的氨水之中，生成一無色溶液，氫氧化鉛（II）卻不會。
（1）
4六種化合物被分為兩類，如下表所示：
氣體
固體
氨
氫氧化銅（II）
二氧化碳
氫氧化鋅
二氧化氮
氫氧化鉀
a）哪種或哪些化合物是有色的？
說出它或它們的顏色。
b）哪種固體溶於水時會生成鹼性溶液？
解釋你的選擇。
c）哪種或哪些化合物是酸性的？
d）建議在實驗室內製備二氧化碳和氨的簡單方法。
e）建議一個檢驗氨的方法。
f）建議一個鑑別1M氫氧化鉀溶液和1M氨水的方法。
寫出預期的觀察結果和簡略
解釋你的答案。
g）一名學生建議如果把一些氫氧化鉀溶液濺到手上，應用醋來中和手上的氫氧化鉀溶
液。
解釋為甚麼這個做法不恰當，並提出一個正確的做法。
（15分）答案：
4a）二氧化氮：
棕色
（1）氫氧化銅（II）：
藍色
（1）b）氫氧化鉀
（1）氫氧化鉀可溶於水，但其餘兩種固體卻不能。
所得溶液含有氫氧離子，所以是鹼性
溶液。
（1）c）二氧化碳
（1）二氧化氮
（1）d）二氧化碳：
把碳酸鈣加進稀氫氯酸中/把碳酸鈣加熱
（1）氨：
把銨化合物（例如氯化銨）與鹼一起加熱（例如氫氧化鈉溶液）
（1）e）氨把濕潤的pH試紙（或濕潤的紅色石蕊試紙）變成藍色。
（1）f）把一張pH試紙（或數滴通用指示劑）加進每種溶液中。
（1）1M氫氧化鉀溶液的pH值比1M氨水的高。
（1）因為氨水是弱鹼，氫氧化鉀溶液則是強鹼。
/氨不會與水完全反應，氨水中只有
少量的氫氧離子。
氫氧化鉀在水中幾乎完全電離，產生氫氧離子。
（1）或量度溶液的導電性能。
1M氫氧化鉀溶液的導電性能比1M氨水的高。
因為氨水是弱鹼，氫氧化鉀溶液則是強鹼。
/氨不會與水完全反應，氨水中只有
少量的氫氧離子。
氫氧化鉀在水中幾乎完全電離，產生氫氧離子。
g）醋與氫氧化鉀溶液反應時，會釋出大量熱能。
（1）
這會灼傷皮膚。
（1）正確做法：
用大量清水洗手。
（1）
5把相同質量的鎂帶分別加進0.10M氫氯酸（pH=1）、0.0010M氫氯酸（pH=3）
和0.10M乙酸（pH=3）中，以測定氫離子的濃度對反應速率的影響。
a）寫出鎂與稀氫氯酸的反應的離子方程式。
b）建議一個收集釋出的氣體的方法。
c）建議如何比較以上反應的速率。
d）為甚麼每個燒杯內的酸的體積相同？
e）在這個實驗中，為甚麼不宜使用鈉來代替鎂？
f）i）把這些酸與鎂的反應按其初速由慢至快順序排列，並解釋你的答案。
ii）指出影響酸的pH值的兩項因素。
g）描述從0.10M氫氯酸製備0.0010M氫氯酸的步驟，並說出需用的儀器的名稱。
（12分）
答案：
5a）Mg（s）+2H+（aq）Mg2+（aq）+H2（g）
（1）b）用氣筒/排水法
（1）c）比較每一時間單位內釋出的氣體的體積。
（1）d）使用相同體積的酸可確保一個公平的比較。
（1）e）鈉與酸會產生爆炸性的反應。
（1）f）i）0.0010M氫氯酸=0.10M乙酸<0.10M氫氯酸
（1）氫離子的濃度與酸的pH值有關。
酸的pH值愈低，氫離子的濃度愈高，
與鎂反應亦愈快。
（1）ii）酸的強度和
（1）濃度
（1）g）用移液管把25.0cm3的0.10M氫氯酸移放至一個250.0cm3的容量瓶內。
（1）然後把蒸餾水加入容量瓶內，直至刻度。
（1）所得的溶液是0.010M氫氯酸。
用0.010M氫氯酸重複以上步驟，可獲取0.0010M氫氯酸。
（1）
6慧婷是一名十分喜愛化學的學生。
上星期，她嘗試在家中做實驗。
詳情如下：
她從廚房取出發粉和醋。
從字典中，她得知醋和發粉的成分的化學名稱分別是乙酸和碳酸氫鈉。
她把醋稀釋製備了一個酸溶液，然後把發粉加進該溶液中。
a）把一張pH試紙浸入醋，會有甚麼顏色變化？
b）除了用pH試紙外，建議另一種測定醋的pH值的方法。
c）i）「弱酸」的意思是甚麼？
ii）乙酸是強酸抑或是弱酸？
d）把發粉加進稀醋酸溶液時，有甚麼可觀察到的變化？
e）寫出醋和發粉的反應的方程式。
f）慧婷嘗試裝置一組儀器來探究醋的導電性能，i）繪出一附有標示的圖，以展示該實驗裝置。
ii）乙酸是否電解質？
解釋你的答案。
（12分）
答案：
6a）pH試紙會變成紅色。
（1）b）用pH計/通用指示劑/附有pH感應器的數據收集儀
（1）c）i）弱酸是在水中只能部分電離
（1）產生氫離子的酸。
（1）ii）它是弱酸。
（1）d）發粉溶解。
（1）出現泡騰。
/釋出氣泡。
（1）e）CH3COOH（aq）+NaHCO3（s）CH3COONa（aq）+CO2（g）+H2O（l）
（1）f）i）
（2）ii）是。
（1）乙酸的水溶液含有可自由游動的離子，所以能導電，並且會在過程中被分解。
（1）
7參照以下涉及金屬A的反應。
a）說出A、B、C、D和E的名稱。
b）就下列每個反應寫出一條方程式：
i）把A在空氣中加熱。
ii）把A加進稀硫酸中。
iii）把C的溶液和氨水混合。
c）建議在工業上從固體B獲取金屬A的一個方法。
d）建議一個檢驗氣體D的化學方法。
（10分）答案：
7a）A：
鋅
（1）B：
氧化鋅
（1）C：
硫酸鋅
（1）D：
氫
（1）E：
氫氧化鋅
（1）b）i）2Zn（s）+O2（g）2ZnO（s）
（1）ii）Zn（s）+H2SO4（aq）ZnSO4（aq）+H2（g）/Zn（s）+2H+（aq）Zn2+（aq）+H2（g）
（1）iii）Zn2+（aq）+2OH-（aq）Zn（OH）2（s）
（1）c）用碳還原/與碳共熱
（1）d）用一支燃燒中的木條檢驗該氣體，會發出爆鳴聲。
（1）
8參照以下的反應流程：
a）i）寫出固體A的名稱。
ii）寫出固體A和稀氫氯酸反應的離子方程式。
b）i）固體C是甚麼？
ii）寫出由溶液B和碳酸鈉溶液生成固體C的反應的離子方程式。
iii）寫出由固體C的熱分解生成氣體E和固體F的反應的化學方程式。
c）i）寫出溶液D的名稱。
ii）寫出溶液D和稀氫氧化鈉溶液的反應的方程式。
iii）
（1）寫出一種可把固體F轉化為溶液D的試劑的名稱。
（2）寫出該轉化涉及的反應的化學方程式。
d）簡略描述如何從溶液D獲取大的固體晶體。
（13分）答案：
8a）i）氫氧化銅（II）
（1）ii）Cu（OH）2（s）+2H+（aq）Cu2+（aq）+2H2O（l）
（1）b）i）碳酸銅（II）/CuCO3
（1）ii）Cu2+（aq）+CO32-（aq）CuCO3（s）
（1）iii）CuCO3（s）CuO（s）+CO2（g）
（1）c）i）硫酸銅（II）溶液
（1）ii）Cu2+（aq）+2OH-（aq）Cu（OH）2（s）/CuSO4（aq）+2NaOH（aq）Cu（OH）2（s）+Na2SO4（aq）
（1）iii）
（1）稀硫酸
（1）
（2）CuO（s）+H2SO4（aq）CuSO4（aq）+H2O（l）
（1）d）把硫酸銅（II）溶液（溶液D）微熱以獲取一濃縮（或飽和）溶液。
（1）把濃溶液慢慢冷卻，以獲取大的硫酸銅（II）晶體。
（1）把混合物過濾。
（1）用少量冷蒸餾水沖洗晶體，並用濾紙把它們弄乾。
（1）
9為鑑定兩種離子化合物X和Y的陽離子和陰離子，進行了以下的檢驗。
檢驗
化合物X
化合物Y
1
焰色試驗
火焰呈藍綠色
火焰沒有呈特別顏色
2
把稀氫氧化鈉溶液加進樣本溶液中。
生成藍色沉澱物
混合物受熱時會釋出帶刺激性氣味的氣體；該氣體會把濕潤的紅色石蕊試紙變成藍色
3
把稀氫氯酸加進樣本溶液中。
沒有可觀察到的變化
出現泡騰；釋出的氣體會把石灰水變成乳白色
然後加入氯化鋇溶液。
生成白色沉澱物
沒有可觀察到的變化
a）根據以上的檢驗結果，指出離子化合物X和Y中可能含有哪些陽離子，並用適當
的方程式來解釋你的答案。
b）參照化合物X的檢驗結果，i）寫出在檢驗3中生成白色沉澱物時涉及反應的離子方程式。
ii）寫出X的化學式。
c）參照化合物Y的檢驗結果，i）繪出一附有標示的圖，展示在檢驗3中，用於檢驗從Y和稀氫氯酸的反應釋出
的氣體的實驗裝置。
ii）指出釋出的是甚麼氣體，並寫出該氣體與石灰水的反應的方程式。
iii）寫出Y的化學式，並寫出Y的溶液樣本和稀氫氯酸的反應的離子方程式。
（12分）
答案：
9a）化合物X含有的陽離子：
銅（II）離子在焰色試驗中，它令火焰呈藍綠色。
它會與稀氫氧化鈉溶液反應，生成藍色沉澱物
（氫氧化銅（II））。
（1）Cu2+（aq）+2OH-（aq）Cu（OH）2（s）
（1）化合物Y含有的陽離子：
銨離子它與稀氫氧化鈉溶液共熱時會釋出氨氣。
（1）NH4+（aq）+OH-（aq）NH3（g）+H2O（l）
（1）b）i）Ba2+（aq）+SO42-（aq）BaSO4（s）
（1）ii）X是CuSO4。
（1）c）i）
（2）ii）釋出的氣體是二氧化碳。
（1）CO2（g）+Ca（OH）2（aq）CaCO3（s）+H2O（l）
（1）iii）Yis（NH4）2CO3。
（1）CO32-（aq）+2H+（aq）CO2（g）+H2O（l）
（1）
10一名學生建議以下的方法來完成各項實驗，但這些方法都是不恰當的。
就每項實驗，i）寫出一項理由說明為甚麼建議的方法不恰當；ii）舉出一個合適的方法來完成實驗。
a）實驗：
從酸製備氫。
建議方法：
把鎂加入檸檬酸晶體。
b）實驗：
中和土壤的酸性。
建議方法：
把氫氧化鈉小粒加進土壤中。
c）實驗：
製備酸的標準溶液。
建議方法：
準確地稱取一個濃硫酸的樣本來製備標準溶液。
（6分）答案：
10a）理由：
因為必須有水存在，檸檬酸才能展示酸的性質，檸檬酸晶體和鎂不會反應生
成氫。
（1）建議方法：
加入水來溶解檸檬酸晶體。
/使用稀氫氯酸。
（1）
b）理由：
氫氧化鈉的腐蝕性很強。
（1）建議方法：
使用氫氧化鈣。
（1）c）理由：
濃硫酸會從空氣中吸收水分，所以不能準確地稱取它。
（1）建議方法：
使用乙二酸來製備標準溶液。
/在使用前把製得的硫酸標準化。
（1）
11一名老師要求一班學生製備一些不溶於水的鹽，並提供了以下的溶液。
硫酸銅（II）溶液硝酸鉛（II）溶液氯化鎂溶液碳酸鈉溶液a）一名學生想製備碳酸銅（II）。
i）應使用哪兩種溶液來製備碳酸銅（II）？
ii）寫出涉及的反應的離子方程式。
iii）描述該名學生可怎樣從建議的兩種溶液製備純淨和乾燥的碳酸銅（II）樣本。
b）另一名學生想製備硫酸鉛（II）。
該名學生打算使用硝酸鉛（II）溶液和上列的另一種
溶液。
i）舉出這學生應使用的另一種溶液。
ii）寫出涉及的反應的離子方程式。
iii）把100.0cm3的0.250M硝酸鉛（II）溶液與過量的在（i）所建議的溶液混合。
計算
生成的硫酸鉛（II）的質量。
（相對原子質量：
O=16.0，S=32.1，Pb=207.2）c）從提供的溶液中，舉出另一種可製備的不溶的鹽。
（10分）
答案：
11a）i）硫酸銅（II）溶液和碳酸鈉溶液。
（1）ii）Cu2+（aq）+CO32-（aq）CuCO3（s）
（1）iii）把硫酸銅（II）溶液與碳酸鈉溶液混合。
用過濾法把不溶的碳酸銅（II）從混合物中
分離出來。
（1）用蒸餾水把不溶的鹽沖洗數次，然後用濾紙把鹽弄乾。
（1）
b）i）硫酸銅（II）溶液。
（1）ii）Pb2+（aq）+SO42-（aq）PbSO4（s）
（1）iii）Pb2+（aq）的摩爾數=0.250moldm-30.100dm3=0.0250mol
（1）PbSO4的摩爾質量=（207.2+32.1+416.0）gmol-1=303.3gmol-1
（1）PbSO4的質量=0.0250mol303.3gmol-1=7.58g
（1）c）碳酸鉛（II）/氯化鉛（II）/碳酸鎂
（1）
12以下是一段有關製備純水合硫酸銅（II）結晶樣本的描述。
步驟1：
把25cm3的稀硫酸樣本溫和地加熱，然後把少量的氧化銅（II）加進熱酸中，
並加以攪拌，然後加入過量的氧化銅（II）。
步驟2：
用過濾法把過量的氧化銅（II）從溶液中分離出來。
步驟3：
把濾液加熱，直至晶體開始形成，然後把溶液靜置一旁，讓它冷卻。
步驟4：
用少量蒸餾水沖洗收集到的晶體，然後用濾紙把晶體弄乾，毋須加熱。
a）i）解釋以上劃有底線的部分在製備過程中的重要性。
ii）如果在步驟3中，溶液的冷卻速度分別如下，會有甚麼不同的觀察結果？
（1）緩慢
（2）迅速iii）寫出氧化銅（II）和稀硫酸反應的方程式及預期的觀察結果。
iv）繪出一附有標示的圖，以展示從硫酸銅（II）溶液把過量的氧化銅（II）過濾出來的
實驗裝置。
v）一名學生跟據以上的描述，嘗試製備水合硫酸銅（II）結晶樣本，但一日後他沒
有製得任何固體。
試解釋箇中原因。
b）把氨水逐滴加進硫酸銅（II）溶液中，並加以攪拌，直至氨水過量，會有甚麼可觀察
到的變化？
（15分）答案：
12a）i）「加熱」：
把酸加熱，可使氧化銅（II）容易與酸反應。
/加快反應。
（1）「攪拌」：
令氧化銅（II）均勻地分佈於酸中，以達致快速和完全反應。
（1）「過量」：
確保所有酸已經反應。
（1）「冷卻」：
讓濃縮的濾液散熱，以形成硫酸銅（II）晶體。
（1）「毋須加熱」：
防止失去水合硫酸銅（II）晶體裡的結晶水。
（1）ii）
（1）會生成較大的晶體。
（1）
（2）會生成較小的晶體。
（1）iii）CuO（s）+H2SO4（aq）CuSO4（aq）+H2O（l）
（1）黑色固體溶解。
（1）溶液由無色變成藍色。
（1）iv）
（裝置正確1分；標示漏斗和濾紙1分）
（2）v）濾液不飽和（不夠濃縮）。
（1）b）開始加入氨水時，會生成淡藍色沉澱物。
（1）加入過量的氨水時，淡藍色沉澱物會溶解，生成一深藍色溶液。
（1）
13一名學生採用以下的方法製備水合鹽CaCl2˙6H2O：
步驟1：
把過量的碳酸鈣加入盛有稀氫氯酸的燒杯中。
步驟2：
從所得的溶液中除去過量的碳酸鈣。
步驟3：
製成高濃度的溶液，並把它在空氣中靜置。
步驟4：
一日後會有一些晶體形成。
步驟5：
收集晶體，並用蒸餾水沖洗。
a）解釋「水合鹽」的意思。
b）寫出碳酸鈣和稀氫氯酸反應的離子方程式。
c）舉出在製備過程中加入過量的碳酸鈣的理由。
d）在步驟1中，該學生如何得知已加入了過量的碳酸鈣？
e）繪出一附有標示的圖，以展示在步驟3中製備高濃度溶液的實驗裝置。
f）從溶液獲取該水合鹽時，解釋為甚麼不宜把溶液蒸發至乾。
g）解釋為甚麼需要用蒸餾水沖洗晶體。
h）假設在製備過程中耗用了100cm3的2.0M氫氯酸，計算可獲取的水合鹽的最高
質量。
（相對原子質量：
H=1.0，O=16.0，Cl
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