普考申論題
106年
[化學工程] 分析化學概要
第 二 題
📖 題組:
使用 0.05 M 標準碳酸鈉(Na2CO3)溶液(25.00 mL 於錐型瓶中)標定約 0.1 M 鹽酸(HCl,50 mL 於滴定管中)的標定實驗,試回答下列問題:
使用 0.05 M 標準碳酸鈉(Na2CO3)溶液(25.00 mL 於錐型瓶中)標定約 0.1 M 鹽酸(HCl,50 mL 於滴定管中)的標定實驗,試回答下列問題:
📝 此題為申論題,共 4 小題
小題 (二)
繪出滴定曲線示意圖。(註:兩個當量點的 pH 值分別約為 9 和 4)。(6 分)
思路引導 VIP
看到碳酸鈉被鹽酸滴定,應立即聯想到「二元弱鹼被強酸滴定」的雙階梯型曲線。解題第一步是確立座標軸(X軸為HCl體積,Y軸為pH值),接著利用濃度與體積計算兩個當量點所需的滴定劑體積(約12.5 mL與25.0 mL),最後將題目提示的對應pH值(9與4)標示於圖上並畫出平滑的反曲折線。
小題 (一)
碳酸鈉與鹽酸的反應原理及在兩個當量點的化學反應式。(6 分)
思路引導 VIP
本題考查強酸滴定二元弱鹼的基礎酸鹼中和原理。看到碳酸鈉與鹽酸滴定,應立即聯想到碳酸根(CO₃²⁻)為二元鹼,質子化過程會分兩步進行,因此在滴定曲線上會出現兩個當量點,需分別寫出對應的離子或全反應式。
小題 (三)
選用的酸鹼指示劑為何?其顏色的變化為何?(6 分)
思路引導 VIP
判斷滴定類型為「強酸滴定弱鹼(雙質子鹼)」,思考其完全中和的第二當量點 pH 值落於弱酸性(約 3.8~4.0)。接著選取變色範圍涵蓋此 pH 區間的指示劑,並回推滴定方向(由鹼滴至酸)來精確陳述顏色變化過程。
小題 (四)
在到達第 2 個當量點附近,二氧化碳可能影響滴定值的原因為何?應如何處理?(6 分)
思路引導 VIP
看到本題應先寫出碳酸鈉與鹽酸反應至第二當量點的化學方程式,確認產物為碳酸與其分解生成的二氧化碳。接著思考二氧化碳溶於水具弱酸性,會對滴定曲線產生緩衝效應,導致終點突躍不明確;最後利用氣體溶解度隨溫度升高而降低的物理化學原理,提出「加熱煮沸法」作為標準解決方案。