統測
106年
[化工群] 專業科目(1)
第 32 題
草酸鈣晶體 ($CaC_2O_4 \cdot H_2O$) 由室溫加熱到 $900^{\circ}C$，將生成穩定的 CaO 固體。一試樣中僅含有草酸鈣晶體與另一雜質 ( 此雜質在此加熱過程中非常穩定，不參與任何反應、不會分解、也不增減重量 ) ，將此樣品 2.80 公克，經熱重分析由室溫加熱到 $900^{\circ}C$ 至重量不再改變，稱得其重量剩下 1.90 公克，則該試樣中草酸鈣晶體 ($CaC_2O_4 \cdot H_2O$) 的重量百分率濃度(%)約為多少？(原子量：Ca=40，C=12，H=1，O=16 )
- A 10
- B 30
- C 52
- D 75
思路引導 VIP
若我們知道樣品加熱後的重量減輕是來自於「氣體的逸散」，那麼請思考：在化學反應式中，固體反應物與產生的氣體之間，在「莫耳數」與「質量變化」上有什麼樣的比例關係？如果我們能算出每一克有效成分會減輕多少克，該如何利用實驗觀察到的「總減重量」來推算原始混合物中該成分的占比呢？
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專業分析與肯定
- 大力肯定：恭喜你答對了！這代表你對「化學計量」與「熱重分析 (TGA)」的結合運用非常熟練。能在繁雜的原子量計算中保持精確，展現了你優異的邏輯推理能力與計算細膩度，這是統測奪高分的關鍵！
- 觀念驗證：本題核心在於掌握反應前後的質量守恆與組成變化。草酸鈣晶體加熱至 $900^{\circ}C$ 的完整分解反應式為：
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熱重分析與化學計量
💡 利用加熱前後固體重量減少量，反推原始反應物的含量。
🔗 熱重分析計算流程
- 1 確定反應式 — 草酸鈣晶體分解為 CaO 以及逸出的氣體
- 2 計算重量損失 — 樣品初重 - 剩餘重 = 逸出氣體總質量
- 3 轉換莫耳數 — 由氣體質量或固體差值求出反應物莫耳數
- 4 計算百分率 — 純物質質量 / 試樣總重 × 100%
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🔄 延伸學習：延伸學習：草酸鈣受熱其實分三階段：脫水、生碳酸鈣、生氧化鈣。
