111學測自然 第13題 詳解

酸鹼判讀・緩衝 · 單選 · 題目出處：111 學年度學科能力測驗 自然考科（大學入學考試中心）

答案(E) 甲為 $\mathrm{CH_3COOH(aq)}$、乙為 $\mathrm{NH_3(aq)}$看逐步解析 ↓

逐步解析

1. 1

   先抓變色區間

   指示劑 X 在 pH 低於 7.5 時無色，高於 8.0 時粉紅；指示劑 Y 在 pH 4.0 到 7.5 時綠色，在 8.0 到 10.0 時藍色。由顏色直接判讀：X 粉紅表示 pH 至少到 8，X 無色表示 pH 未達 7.5；Y 藍色表示偏鹼，Y 綠色表示介於 4.0 到 7.5。
2. 2

   從三組混合抓趨勢

   體積比 1:9 時，乙占多數，結果 X 粉紅、Y 藍，表示混合液明顯呈鹼性，所以乙必為鹼。體積比 9:1 時，甲占多數，結果 X 無色、Y 綠，表示混合液不會強烈偏酸，甲必為酸，但不應是太強的酸，否則 pH 會掉到指示劑 Y 的綠色區以下。
3. 3

   先排除明顯不符者

   (B) 甲是 $\mathrm{NH_3(aq)}$、乙是 $\mathrm{HCl(aq)}$，在 1:9 時強酸大量過量，溶液應偏酸，X 應無色，不可能粉紅，所以錯。 (C) 甲是 $\mathrm{NaCl(aq)}$、乙是 $\mathrm{NH_3(aq)}$，9:1 時只是稀釋後的 $\mathrm{NH_3}$，仍應偏鹼，X 不會無色，所以錯。 (D) 甲是 $\mathrm{NH_3(aq)}$、乙是 $\mathrm{CH_3COOH(aq)}$，1:9 時醋酸過量，溶液應偏酸，X 應無色，不會粉紅，所以錯。
4. 4

   深入比對最像的陷阱

   (A) 甲是 $\mathrm{HCl(aq)}$、乙是 $\mathrm{NH_3(aq)}$，1:9 時確實會因為 $\mathrm{NH_3}$ 過量而偏鹼，表面上能對上；1:1 時生成 $\mathrm{NH_4Cl}$，pH 約在 5 左右，也能落在 Y 的綠色區。真正的問題在 9:1：　$\mathrm{HCl}$ 大量過量時，pH 會接近 1，不可能還是 Y 的綠色，因此 (A) 錯。
5. 5

   鎖定正解與原因

   (E) 甲是 $\mathrm{CH_3COOH(aq)}$、乙是 $\mathrm{NH_3(aq)}$ 最符合。1:9 時 $\mathrm{NH_3}$ 過量，溶液偏鹼，對應 X 粉紅、Y 藍；1:1 時生成 $\mathrm{CH_3COONH_4}$，弱酸與弱鹼的鹽使 pH 接近 7，對應 X 無色、Y 綠；9:1 時雖然醋酸過量，但會和生成的醋酸根形成緩衝系統，使 pH 仍維持在約 4 附近，仍可落在 Y 的綠色範圍。

關鍵觀念：#酸鹼中和 #指示劑變色範圍 #緩衝溶液

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