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酸鹼中和 ※ 酸鹼中和的現象與原理 ※ 鹽的介紹
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一、生活中的酸鹼中和 1. 酸雨 (1) 成因: 煤、石油等化石燃料燃燒 工廠、汽機車排放
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1. 酸雨 產生 (如 SO2、 SO3 )、 (如 NO 、NO2) 溶於水中形成 硫酸、硝酸 硫氧化物 氮氧 化物
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草木灰
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(3) 中和: 例如草木灰(碳酸鉀 K2CO3 ) 溶於水鹼性 可中和酸化現象
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2. 胃藥中含有 或是氫氧化鎂、氫氧化鋁 等鹼性物質,來中和胃酸。
NaHCO3
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口腔液體中含有蟻酸 3. 被蚊子叮咬後,可以塗氨水在皮膚上 好癢
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此為口腔中唾液中的pH值在一天中的變化情形: 殘留在口腔中的食物會轉變為酸性或鹼性?
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口腔常保持酸性,易蛀牙,所以牙膏應該帶有弱鹼性或弱酸性?
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※ 實驗 酸鹼中和 一、酸鹼中和 1. 滴定管 (1)酸式滴定管: 酸式滴定管的下部帶有磨砂活動玻璃閥(常稱活塞) 宜用於盛裝酸性溶液
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(2)鹼式滴定管: 鹼式滴定管的下部用一小段橡膠管將管身與滴頭連接,在橡膠管內放入一個外徑大於橡膠管內徑的玻璃珠封閉液體。
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※現今滴定管上的活栓已採用鐵氟龍為材質,而鐵氟龍對鹼性液有很好的耐受性,故即使滴定鹼液也不必再改用前述的橡皮管式活栓。
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※ 以氫氧化鈉滴定鹽酸 2. 步 驟: (1)錐形瓶 + 未知濃度的鹽酸10 ml
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※ 以氫氧化鈉滴定鹽酸 2. 步 驟: (1)錐形瓶 + 未知濃度的鹽酸10 ml + 2滴酚酞 紀錄: a. 溶液顏色: 色
2. 步 驟: (1)錐形瓶 + 未知濃度的鹽酸10 ml + 2滴酚酞 紀錄: a. 溶液顏色: 色 b. 溫度: ℃ 酚酞 指示劑
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2. 步 驟: (2) 1M的氫氧化鈉 20 ml 漏斗 注入滴定管中 1M氫氧化鈉
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※ 實驗 酸鹼中和 ※ 以氫氧化鈉滴定酸時: 思考:why?
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※ 實驗 酸鹼中和 ※ 以氫氧化鈉滴定酸時: 排出滴定管 口末端的 殘留空氣
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讀取滴定管中氫氧化鈉溶液 的體積
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※ 實驗 酸鹼中和 ※ 以氫氧化鈉滴定酸時: 使氫氧化鈉由滴定管慢慢滴入錐形瓶內 直到溶液恰好變色
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紀錄: 滴定管中氫氧化鈉溶液最初的 刻度: b.滴定管中氫氧化鈉溶液最終的 c.滴入的氫氧化鈉溶液體積: ml d.溶液顏色: 色 e.反應後的溫度: ℃
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二、鹽的生成 同時倒入蒸發皿 + 1M氫氧化鈉 5 ml 1M 鹽酸 5 ml
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二、鹽的生成
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三、實驗討論 1. 中和反應後,溶液的溫度 ,表示 反應。 2. 酚酞在本實驗的作用為
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三、實驗討論 3. 鹽酸和氫氧化鈉中和後的產物蒸乾後,有什麼產物生成? 4.由滴入的氫氧化鈉溶液體積,估計錐形瓶內的鹽酸濃度為 M
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鹽酸加氫氧化鈉水溶液 水蒸發後, 殘留食鹽晶體。 中性食鹽水
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二、酸鹼反應 1. 定義: 當酸與鹼作用,產生鹽和水,並放出熱的反應,稱為酸鹼中和。
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二、酸鹼反應 2. 通式: 酸 + 鹼 → 鹽 + 水 + 熱 【必為放熱反應】
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(1) 鹽的形成 酸 負離子 鹼 正離子 蒸乾溶液 正、負離子結合 鹽類析出 處於解離狀態
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例1: H++Cl-+Na++OH- → +H2O 【 性】 水蒸乾 NaCl 結晶 Cl- + Na+ 仍具導電
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例2:硝酸 + 氫氧化鈉 → + 水 H+ + NO3- + Na++ OH- → NO3- + Na+ + H2O 硝酸鈉
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例3:硫酸 + 氫氧化鈣 → 硫酸鈣 + 水 2 H++SO42-+Ca2++2OH- →Ca SO4 + 2H2O H2SO4 + Ca(OH)2 → 2 H2O + Ca SO4
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例4 : H2SO4 + Ba(OH)2 BaSO4 + H2O 沈澱 幾乎沒有正、負離子 不具導電性
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(2) 鹽的性質: a. 酸鹼中和後是否能導電 視鹽類而定 鹽類 可溶於水 可導電 鹽類 不溶於水 (沉澱) 不可導電
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(2) 鹽的性質: b. 酸鹼中和產生的鹽類水溶液不一定呈中性。 例:硝酸鈉中性、 碳酸鉀鹼性、 硫酸銨酸性
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例5. 在一燒杯中盛氫氧化鈣溶液,插入電極並接通電源後再緩緩滴入溶液甲,結果測得燒杯中溶液導電性與加入溶液量的關係如附圖所示,則溶液甲可能是下列哪一溶液? (A)碳酸溶液 (B)氫氧化鈉溶液 (C)蒸餾水 (D)蔗糖溶液 答案:A
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6. 酸 + 鹼 鹽 水 HCl NaOH NaCl H2O 2HCl Ca(OH)2 CaCl2 2H2O H2SO4 2NaOH
酸 + 鹼 鹽 水 HCl NaOH NaCl H2O 2HCl Ca(OH)2 CaCl2 2H2O H2SO4 2NaOH Na2SO4 CaSO4 2CH3COOH Ca(CH3COO)2 ( 弱鹼性 ) NH4OH NH4Cl ( 弱酸性 ) H2CO3 2KOH K2CO3 2NH4OH (NH4)2SO4
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3. 離子方程式: H+ + OH- → H2O 所有酸鹼中和的離子反應式皆可寫成 H+ + OH- H2O
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動腦時間 請問甲燒杯的鹽酸與下列哪一杯氫氧化鈉水溶液可以完全中和?
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4.酸鹼中和的原理: 恰好完全中和 並非 【 H+】 = 【 OH- 】 H + mole數 = OH - mole數
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4.酸鹼中和的原理: (1) 原則: 酸中 H+ 的莫耳數 = 鹼中 OH- 的莫耳數 M1 V1 = M2 V2 M1 : H+ 的莫耳濃度 V1 : 酸的體積 M2 : OH- 的莫耳濃度 V2 : 鹼的體積
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(2) 實例 例:以0.1M之HCl滴定未知濃度 10mL的NaOH (1)滴 2 ~ 3 滴酚酞於錐形瓶的溶液中,此時溶液呈【 】色。
(1)滴 2 ~ 3 滴酚酞於錐形瓶的溶液中,此時溶液呈【 】色。 答案:粉紅
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(2)圖(一)為滴定管起始刻度,圖(二)為滴定結束的刻度,試問共使用了【 】mL 的 HCl 溶液。
答案:8.2
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MH+ VH+ = MOH- VOH- 0.1 × 8.2 =【NaOH】× 10
以 0.1M 之 HCl 滴定未知濃度 10mL 的 NaOH (3)未知 NaOH 的濃度為【 】M。 答案:0.082 MH+ VH+ = MOH- VOH- 0.1 × 8.2 =【NaOH】× 10
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MH+ VH+ = MOH- VOH- 0.1 × 40 =【NaOH】× 20 【NaOH】= 0.2 M
例1 : 0.1 M HCl 40 ml 滴定 20 ml 的 氫氧化鈉 ,【NaOH】= ? MH+ VH+ = MOH- VOH- 0.1 × 40 =【NaOH】× 20 【NaOH】= M
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C 例2:( ) 置10公撮的1M氫氧化鈉(NaOH)溶液於蒸發皿中,加2滴酚酞溶液,將1M鹽酸由滴定管緩緩滴入蒸發皿中,則
(B)酚酞為催化劑 (C)滴加鹽酸10公撮時,混合液變為無色 (D)混合液蒸乾後可得氯化鈣。 C 酸鹼中和 指示劑 1 × 10 =1 × 10 氯化鈉
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例3 小如以0.5 M的鹽酸,滴定未知濃度的氫氧化鉀10 mL, (1)欲滴定氫氧化鉀,若使用酚指示劑,應將指示劑加入: (A)滴定管內(B)燒杯內。答:ˍˍˍ。
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例3 小如以0.5 M的鹽酸,滴定未知濃度的氫氧化鉀10 mL, (2)滴定前滴定管內液面讀數為15 mL,滴定到指示劑開始變色時,滴定管內液面讀數為35 mL,則滴定液中消耗的H+為ˍˍˍ莫耳。
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例3 小如以0.5 M的鹽酸,滴定未知濃度的氫氧化鉀10 mL, 15 mL,指示劑開始變色時,滴定管內液面讀數為35 mL,則滴定液中消耗的H+為 莫耳
0.01 MH+ VH+ = MOH- VOH- 0.5 x 20/1000 = 0.01
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(3)承(2),氫氧化鉀滴定前的濃度為ˍˍˍM。 (4)寫出該反應的化學反應式為ˍˍˍˍˍˍ
1 HCl+KOH→KCl+H2O+熱 MH+ VH+ = MOH- VOH- 0.5 x 20 = KOH x 10 KOH = 1 M
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例4 ( ) 將氫氧化鈉固體溶於水中,四次皆以固定濃度的稀硫酸中和,結果如表,請問第四次實驗中所需的稀硫酸為多少毫升? (A) 7
例4 ( ) 將氫氧化鈉固體溶於水中,四次皆以固定濃度的稀硫酸中和,結果如表,請問第四次實驗中所需的稀硫酸為多少毫升? (A) 7.5 mL (B) 15 mL (C) 30 mL (D) 60 mL。
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例4. ( ) (A) 7.5 mL (B) 15 mL (C) 30 mL (D) 60 mL。
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0.05M MH+ VH+ = MOH- VOH- MOH X 40 = 0.1 X 20 MOH = 0.05 M
例5 : 登傑作酸鹼中和實驗,他取未知濃度的氫氧化鈉40mL放入蒸發皿中,再加入酚酞,當他將0.1M 鹽酸慢慢滴入蒸發皿,用去鹽酸 20mL 時,溶液 變無色,求氫氧化鈉濃度 ? _______ 0.05M MH+ VH+ = MOH- VOH- MOH X 40 = 0.1 X 20 MOH = M
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例6 : 0.2M 硫酸水溶液須多少毫升時,滴定0.1M氫氧化鈉20mL方可完全中和 ?
______ 5mL MH+ VH+ = MOH- VOH- 0.4 X V1 = 0.1 X 20 V1 = 5
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例7 : 為瞭解大台北地區雨水的酸化程度,在四個不同地點收集雨水,再以固定濃度的氫氧化鈉溶液中和,結果如表所示,你認為何處雨水的酸化程度最嚴重 ? ____
甲 地點 雨水體積(mL) 氫氧化鈉溶液(mL) 甲 200 30 乙 300 40 丙 400 50 丁 500 60
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※ NaOH滴定HCl 的過程中
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※ NaOH滴定HCl 的過程中
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例8. HCl滴定NaOH 的過程中,燒杯內 OH- 的莫耳數逐漸 減少 【因 H+ + OH- → H2O 】
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例8. HCl滴定NaOH 的過程中,燒杯內 Cl- 的莫耳數 漸增 【因HCl滴入】
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例8. HCl滴定NaOH 的過程中,燒杯內 Na+ 的莫耳數 不變 【Na+】?
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(B) 取 1.0M的鹽酸10mL,加數滴酚酞指示劑,再慢慢加入l.0M的氫氧化鈉溶液15mL,不時以玻棒攪拌。則有關此反應結果的敘
述,下列何者正確? (A)溶液變為中性(B)溶液的pH值增加(C)溶液的溫度下降(D)溶液由紅色變為無色 (B)
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課後練習:
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D 1.( )想要讓稀鹽酸與氫氧化鈉水溶液混合達到完全中和反應(溶液呈中性),其加入的鹽酸和氫氧化鈉的莫耳數必須相等,因此,0.5M的鹽酸水溶液0.2公升,和下列哪一個氫氧化鈉水溶液混合後將呈中性? (A)0.1M的氫氧化鈉0.1公升 (B)0.2M的氫氧化鈉0.2公升 (C)1M的氫氧化鈉1公升 (D)0.4M的氫氧化鈉0.25公升。
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(A)0.1M的氫氧化鈉0.1公升 (B)0.2M的氫氧化鈉0.2公升 (C)1M的氫氧化鈉1公升 (D)0.4M的氫氧化鈉0.25公升
MH+ VH+ = MOH- VOH- 0.5 x 0.2 = 0.4 x 0.25
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各取1公克藥品加水10ml,除了乙之外均可溶於水,在各水溶液中分別滴入2滴紫甘藍汁液,結果甲、戊呈綠色;丙、丁呈紫色。 CaCO3
2. 有5瓶外觀均為白色固體的藥品,只知為NaCl、CaCO3、CaCl2、NaOH、Na2CO3,博士標上甲、乙、丙、丁、戊,要柯南猜出分別是什麼藥品,但是只允許柯南做3次測試,以下是柯南的測試: 測試(一): 各取1公克藥品加水10ml,除了乙之外均可溶於水,在各水溶液中分別滴入2滴紫甘藍汁液,結果甲、戊呈綠色;丙、丁呈紫色。 CaCO3 NaOH或Na2CO3 NaCl或CaCl2
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2. NaCl、CaCO3、CaCl2、NaOH、Na2CO3,
測試(二): 各取1公克藥品加稀鹽酸溶液,其中甲、乙均可產生氣體 CO2 Na2CO3 CaCO3
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2. NaCl、CaCO3、CaCl2、NaOH、Na2CO3,
測試(二): 戊和稀鹽酸反應後未產生氣體,但溶液溫度明顯上升。 NaOH 酸鹼中和
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2. NaCl、CaCO3、CaCl2、NaOH、Na2CO3
測試(三):甲和丁兩者的水溶液混合後產生白色混濁,若將稀鹽酸持續加入其中,將產生氣體,同時溶液又逐漸澄清。 CaCO3 Na2CO3 CaCl2
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C 2. NaCl、CaCO3、CaCl2、NaOH、Na2CO3 (1)( )在柯南的測試中,下列何步驟錯誤?
(1)( )在柯南的測試中,下列何步驟錯誤? (A)測試(一)中,滴入紫甘藍水溶液是為了測試酸鹼性 (B)測試(二)中,加入稀鹽酸產生的氣體應該為CO2 (C)各項測試中,有產生反應的應該是酸或鹼,因為鹽很安定皆不反應 (D)測試(二)中,溶液溫度上升應該是酸鹼中和的關係。 C
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B (2)( )若柯南找不到紫甘藍菜時,可以用下列何者代替? (A)高麗菜 (B)紅鳳菜 (C)波菜 (D)韭菜。
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B (3)( )關於柯南的測試,下列何者正確? (A)測試(三)中,中的白色混濁為Na2CO3 (B)測試(二)、(三)中,中產生的氣體為同一物質 (C)測試(二)產生的氣體通入NaOH溶液中可產生白色混濁 (D)紫甘藍汁液滴入鹼性溶液中呈紅色。
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3.( )章魚哥做酸鹼中和實驗,取0.5 M的鹽酸溶液滴定0.2 M的氫氧化鈉水溶液40毫升,下列敘述何者正確?
(A)可先滴加2~3滴酚酞指示劑至滴定管中 (B)此反應為吸熱 燒杯 放熱
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3.( )章魚哥做酸鹼中和實驗,取0.5 M的鹽酸溶液滴定0.2 M的氫氧化鈉水溶液40毫升,下列敘述何者正確?
(C)約需滴加16毫升的鹽酸可完全中和 (D)滴定過程中燒杯內的pH值逐漸上升 C 下降 MH+ VH+ = MOH- VOH- 0.5 x V = 0.2 x 0.4 V = 0.16
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4. 中和反應滴定食醋 (1)若使用酚酞指示劑,應將指示劑加到何處? (A)甲 (B)乙 (C)丙 (D)丁。答:______。
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4. 中和反應滴定食醋 (2)承上題,滴定時,滴定管應該使用何種溶液? (A) 0. 5 M NaOH (B) 0
4. 中和反應滴定食醋 (2)承上題,滴定時,滴定管應該使用何種溶液? (A) 0.5 M NaOH (B) 0.5 M食醋。答:______。 A
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4. 中和反應滴定食醋 (3)承上題,滴定生成的鹽類,其化學式為____________。
(4)承上題,滴定前,滴定管讀數是20 mL,當指示劑變色時,滴定管內讀數變為30 mL,則共用去滴定管中溶液的溶質______mole。 答案:0.005 CH3COONa 0.5 x 0.01 = 0.005
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5.用氫氧化鈉來滴定未知濃度的鹽酸溶液,並以酚酞當指示劑,則下列敘述何者正確?
(A)滴定管中應放入氫氧化鈉與酚酞溶液,錐形瓶中放入鹽酸溶液 (B)滴定過程中,錐形瓶中的pH值逐漸變大 (A)滴定管中應放入氫氧化鈉,錐形瓶中放入鹽酸溶液與酚酞溶液 B
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5.用氫氧化鈉來滴定未知濃度的鹽酸溶液,並以酚酞當指示劑,則下列敘述何者正確?
(C)滴定過程中,錐形瓶中的Cl-濃度維持不變 (D)滴定過程中,滴定管中的OH-濃度逐漸變小。 (C)滴定過程中,錐形瓶中的Cl-濃度逐漸變小 (D)滴定過程中,滴定管中的OH-濃度維持不變
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