一般警察人員考試四等考試-消防警察人員類別普通物理學概要與普通化學概要106 年第 34 題單選題
有一 25℃水溶液其 pH 值由 3.0 上升到 5.0，下列敘述何者錯誤？
A最終溶液(pH=5.0)的[OH−]濃度是 10−9 M
B最初溶液(pH=3.0)可以是 0.001 M HNO3(aq)
C溶液的 pOH 值由 11.0 降為 9.0
D溶液中的[H+]濃度下降了 21正確答案
D正確答案
25℃時 pH+pOH=14 且 pH=-log[H+]。pH是對數尺度，每增加1單位，氫離子濃度縮小為原來的1/10，增加2單位則是1/100。
為什麼答案是 D
最初 [H+] = 10^(-3) M，最終 [H+] = 10^(-5) M。濃度變化為 10^(-5) / 10^(-3) = 10^(-2) = 1/100。氫離子濃度是下降為原來的 1/100，而非下降 1/2。本選項敘述錯誤，為本題應選答案。
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完整詳解
Pro · 無限重點 25℃時 pH+pOH=14 且 pH=-log[H+]。pH是對數尺度，每增加1單位，氫離子濃度縮小為原來的1/10，增加2單位則是1/100。
pH由3升到5，增加2個單位，代表 [H+] 濃度變為原來的 10^(-2) (即1/100)，對數尺度絕非線性的一半，秒選D。
逐選項分析
A✕
25℃時 pH + pOH = 14。最終溶液 pH = 5.0，則 pOH = 14 - 5.0 = 9.0。由 pOH = -log[OH-] 可知，[OH-] = 10^(-9) M，本選項敘述正確。
B✕
最初溶液 pH = 3.0，代表 [H+] = 10^(-3) M = 0.001 M。硝酸 (HNO3) 為強酸，在水中幾乎完全解離，因此 0.001 M 的 HNO3 水溶液確實能提供 0.001 M 的 [H+]，本選項敘述正確。
C✕
因為 pH + pOH = 14，當 pH 由 3.0 上升至 5.0 時，pOH 必然由 (14 - 3.0 = 11.0) 下降至 (14 - 5.0 = 9.0)，本選項敘述正確。
D✓ 正確
最初 [H+] = 10^(-3) M，最終 [H+] = 10^(-5) M。濃度變化為 10^(-5) / 10^(-3) = 10^(-2) = 1/100。氫離子濃度是下降為原來的 1/100，而非下降 1/2。本選項敘述錯誤，為本題應選答案。
溶液狀態變化對照表 (25℃)
| 狀態 | pH值 | pOH值 | [H+] 濃度 (M) | [OH-] 濃度 (M) |
|---|
| 最初溶液 | 3.0 | 11.0 | 10^-3 | 10^-11 |
| 最終溶液 | 5.0 | 9.0 | 10^-5 | 10^-9 |
考生常將「對數尺度」誤認為「線性尺度」。看到 pH 值變化，直覺用加減乘除的比例去推算濃度變化（例如以為差 2 單位就是差一半），忘記 pH 是以 10 為底的負對數，差 2 單位實際上是差了 10 的 2 次方（100倍）。 
