地特三等申論題
106年
[化學工程] 物理化學(包括化工熱力學)
第 三 題
若金屬 A 與金屬 B 的標準還原電位分別為 EA0 與 EB0（EA0 > 0，EB0 < 0，且 |EA0| >> |EB0|），相對應之反應為 A+ + e- → A 與 B2+ + 2e- → B，其中 e- 為電子。評估是否可以電化學的方法自 AX 與 BX2的混合水溶液中有效地分離 A+ 與 B2+，其中 X 為某種一價酸根。需詳細說明原因及用到的計算式，否則不予計分。（25 分）
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
本題測驗電化學中的「定電位電解分離」概念。看到此題，應立即聯想到利用「能斯特方程式（Nernst equation）」來評估兩種金屬離子的實際還原電位，並透過計算 B 析出時 A 的殘留濃度來證明分離的可行性；同時，因在水溶液中且 EB0 < 0，需提及氫氣析出的競爭反應對分離的幫助。
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【解題思路】利用能斯特方程式（Nernst equation）計算混合水溶液中各離子的實際還原電位，並推導當較難還原的金屬（B）或氫氣開始析出時，較易還原之金屬（A）在溶液中的殘留濃度，藉此判斷分離效率。 【詳解】 已知：
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