化學工程 114 年分析化學概要考古題

藥架上有一瓶雙氧水，重36.04 公克，體積為33 毫升。根據所述，回答下 列問題，並詳述計算邏輯，其中計算結果之有效數字須與相關數據的有效 數字一致，否則不予計分。（每小題10 分，共20 分） 計算該溶液的密度（單位：公克/毫升）。 若從中取出10.75 毫升，則剩餘溶液的重量為多少公克？

水溶液中加入1.0 × 10–4M Pb(IO3)2 的難溶鹽（Ksp = 2.5 × 1013） 如果水溶液是純去離子水，列出化學平衡式，計算Pb(IO3)2 的溶解度。 （8 分） 如果水溶液中已含有0.10M 的鉛離子[Pb2+]，再加入1.0 × 10–4 M Pb(IO3)2，計算Pb(IO3)2 的溶解度。Pb(IO3)2 的溶解對[Pb2+]貢獻是否超 過5%？（10 分） 如果水溶液中已含有1.0 × 10–4 M 的鉛離子[Pb2+]，再加入相同濃度的 Pb(IO3)2 (1.0 × 10–4 M），相較於，Pb(IO3)2 的溶解度會增加或減少? Pb(IO3)2 的溶解對[Pb2+]貢獻是否超過5%？（10 分）

已知鉛離子與硫酸根離子在水中會進行下列反應，產生硫酸鉛微粒，溶度 積常數為 sp K ： 2 2 4 4 P (aq) (aq) (s b SO P ) bSO     ， 2 2 4 [Pb ][SO ] sp K    。 某生以濃度為0.01 M 的 2 4 K SO 溶液，滴定50.00 毫升濃度未知的

在分析化學中，以下兩滴定是傳統上常用的定量方法 列出以NaOH 滴定HNO3濃度之當量平衡式及如何決定滴定終點？（6 分） 列出在酸性溶液中以KMnO4 滴定Na2C2O4 濃度之當量平衡式及如何 決定滴定終點？（8 分） 解釋滴定終點（end point）與當量終點（equivalent point）的差異及可 能造成差異的原因？（4 分）

2 Pb(NO ) 溶液，所得滴定曲線如圖一所示，其中 2 pPb log[Pb ]   。實驗顯示：當他 滴入50.00 毫升時，溶液中的指示劑瞬間變色。根據所述，回答下列問題， 並詳述推導過程。（每小題10 分，共20 分） 若滴定終點與反應當量點完全一致，則 3 2 Pb(NO ) 溶液的濃度為多少 M？計算之。 承題，硫酸鉛的溶度積數值又為何？ 圖一 三、已知HY 在水中會解離出Y離子，而Y離子又可與鉛離子(Pb2+)進行錯合 反應，產生唯一產物：PbY離子： HY(aq) H aq Y a ( ) ( q)     ， 7 [H ][Y ] 1.0 10 [HY] a K       ， 2 Pb aq Y a ( ) ( ) q Pb q ( ) Y a      ， 11 2 [PbY ] 1.0 10 [Pb ][Y ] f K       ， 根據所述，回答下列問題，並詳述推導過程，否則不予計分。 （每小題10 分，共20 分） 若將一公升含有HY 的溶液之pH 值調整為7.0，則溶液中Y離子的莫 耳分率（簡稱）的數值為何？已知的定義如下： [Y ] Tc    ，其中 [HY] [Y ] Tc    當以 3 1.00 10 M   的HY 溶液，滴定50.00 毫升、濃度為 3 1.00 10 M   的 2 Pb 溶液時，發現滴入50.00 毫升時，溶液中的指示劑瞬間變色。試問 指示劑變色瞬間，溶液中鉛離子的pPb 值為何？數值估計至小數第二 位，已知溶液的pH 值等於7.0， 2 pPb log[Pb ]   。

水溶液密度為0.899 g/mL，進行以下單位轉換，答案需遵守正確有效數 字寫法。（每小題8 分，共24 分） 水溶液含28.0% w/w NH3，將單位轉換成莫耳濃度（M）。 水溶液含2.50 × 102 ppm 氯離子[Cl]，將單位轉換成莫耳濃度（M）。 Cl 原子量：35.453 水溶液含0.50 M NaCl，將單位轉換成重量濃度單位（g/mL）。 Na 原子量：22.977 45330

如圖二所示為以一具酸鹼度測定儀測量一杯醋酸（簡稱HOAc）溶液的pH 值時所得的結果。根據所述，回答下列問題，並詳述計算過程，已知HOAc 在水中會進行下列解離反應，解離常數為 a K ： (aq HOA ) OAc (aq c(aq) H )     ，

水溶液含0.050 M NH3（Kb = 1.75 × 105），回答以下問題。 列出此水溶液中兩項主要的化學平衡式。（8 分） 列出此水溶液中的質量平衡式（mass balance equation），此平衡式中 何者可忽略（誤差＜5%）？（7 分） 列出此水溶液中的電荷平衡式（charge balance equation），此平衡式中 何者可忽略（誤差＜5%）？（7 分） 依以上假設，計算此溶液的pH 值（取正確有效數字）。並驗算以上假 設造成之誤差是否＜5%？（8 分）

1.0 10 a K    （每小題10 分，共20 分） 計算該溶液中氫離子的濃度（單位：M）。以正確科學記號表示。 計算該溶液中HOAc 的濃度（單位：M）。 圖二 五、實驗桌上有一瓶雙氧水，所含過氧化氫 2 2 (H O )的濃度未知。已知過氧化氫 在pH 0 的酸性環境中可與 2 Fe 離子完全反應，並被還原成水。又知實驗 室中有一電池，組成為： 2 4 NHE || H SO (pH 0) | Pt，若在其陰極半電池內加 入 3 Fe 離子（x 莫耳）與 2 Fe 離子（y 莫耳），則電池的電壓（簡稱E）會 隨x 與y 的變化而變化，如圖三中曲線所示，數值與以能斯特方程式所預 測的理論值完全吻合，其中x、y 為兩任意數。根據所述，回答下列問題。 （每小題10 分，共20 分） 列出 2 2 H O 與 2 Fe 離子在酸性環境中進行反應的平衡反應式，係數須以 最小整數比表示。 若在10.00 毫升的該雙氧水內，先加入 2 1.00 10  莫耳的 4 FeSO 以及數滴 1 M 硫酸，待其充分反應後，再將混合溶液倒入上述電池的陰極半電池 中，發現電池電壓值恰為0.67 伏特。計算未知雙氧水中過氧化氫的 濃度（單位：M），並詳述推導過程，其中陰極內的pH 值變化可忽略 不計。 圖三