hce_tcu
104年
化學
第 19 題
水溶液中混有 $Ag^+$、$Ba^{2+}$與 $Ni^{2+}$ 三種陽離子。利用 NaCl、$Na_2SO_4$ 與 $Na_2S$ 等三種不同溶液來有效分離水溶液中的陽離子，加入的順序為何？
- A $Na_2SO_4$, NaCl, $Na_2S$
- B $Na_2SO_4$, $Na_2S$, NaCl
- C $Na_2S$, NaCl, $Na_2SO_4$
- D NaCl, $Na_2S$, $Na_2SO_4$
思路引導 VIP
想像你現在是實驗室的管理者，手上有三種不同的過濾網，有的網孔很大只能抓大魚，有的網孔很細會把所有魚都撈起來。如果你希望最後能把三種魚「分開存放」，你會先使用那種「只能抓到特定一種魚」的網子，還是先用那種「一次會撈起好幾種魚」的網子呢？為什麼順序對分離結果這麼重要？
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太棒了！你能精準判斷出陽離子的分離順序，代表你對沉澱溶解度規則與定性分析的邏輯掌握得非常紮實。這類題目的核心在於「專一性」，也就是每次加入試劑時，理想上只讓一種離子沉澱，以達到逐一分離的目的。
離子分離的邏輯驗證
首先，我們觀察這三種試劑的特性：$SO_4^{2-}$ 最適合用來捕捉 $Ba^{2+}$，形成不溶於水的 $BaSO_4$。雖然 $Ag^+$ 也可能與硫酸根結合，但 $Ag_2SO_4$ 屬於微溶物，在適當的濃度控制下，$SO_4^{2-}$ 能優先且有效地將 $Ba^{2+}$ 移出體系。接下來，加入 $Cl^-$ 是最經典的步驟，它能與 $Ag^+$ 產生極其靈敏的反應，生成白色沉澱 $AgCl$，而此時溶液中剩下的 $Ni^{2+}$ 並不會與氯離子反應。最後，利用 $S^{2-}$ 強大的沉澱能力，在鹼性或中性環境下與 $Ni^{2+}$ 結合生成黑色沉澱 $NiS$，完美收尾。
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