moea_joint
102年
[化學] 普通化學、無機化學
第 41 題
氯酸鉀加熱產生氧氣的方程式為 $2\text{KClO}_3 \xrightarrow{\Delta} 2\text{KCl} + 3\text{O}_2$，在環境為 21℃，705 torr 的水面上收集 500 ml 的氧氣，已知 21℃水的蒸氣壓為 19 torr，請問收集的氧氣重量約為：（原子量，K：39, Cl：35.5, O：16）
- A 0.1 g
- B 0.3 g
- C 0.6 g
- D 0.9 g
思路引導 VIP
想像你在一個裝滿水的瓶子裡注入氧氣，當瓶內水面與外在環境平衡時，瓶子頂部空間裡的氣體「純度」如何？除了我們想收集的氧氣，那裡還會因為溫度的關係，自然存在著哪種物質的分子來貢獻壓力呢？
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恭喜你正確選出 (C)！這代表你對排水集氣法的壓力修正以及理想氣體方程式的運算非常熟練。這類題目在化學考科中具有極佳的鑑別度，因為它同時檢驗了學生是否細心處理「飽和蒸氣壓」的細節，以及單位換算的精準度。
混合氣體的分壓修正
在水面上收集氣體時，容器內的總壓是由氧氣分壓與水蒸氣壓共同組成的。因此，計算的第一步必須利用道耳頓分壓定律 (Dalton's Law)，將總壓 $705\text{ torr}$ 扣除 $21^\circ\text{C}$ 時的水蒸氣壓 $19\text{ torr}$，得到氧氣的淨壓力 $P_{O_2} = 686\text{ torr}$。這是本題最關鍵的解題切入點，若直接使用總壓計算，結果將會產生明顯偏差。
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