普考申論題
107年
[化學工程] 分析化學概要
第 三 題
📖 題組：
有關錯合滴定反應，請回答下列問題： (一)為了解鐵礦中所含鐵的含量，進行下列實驗。取鐵礦樣品重量為 2.2026 g，以些許 0.1 M 鹽酸將其溶解後，加水配成 250 mL 鐵（III）水溶液。取其中 40 mL 加入氨水緩衝溶液使總體積為 50 mL 且 pH 為 10.0，並以 0.05 M EDTA 進行滴定，共需消耗 38.62 mL，求鐵礦中所含鐵的含量，以 Fe2O3（159.69 g /mol）之重量百分數表示。（10 分） (二)將氨水緩衝溶液改成酸性的磷酸緩衝溶液，是否影響實驗結果，說明原因。（5 分） (三)已知氨水與 Zn2+會形成錯合離子，請寫出氨水、Zn2+與 EDTA 三者間的平衡反應方程式，（5 分）並說明氨水濃度對於 EDTA 與 Zn2+滴定曲線的影響。（5 分）
有關錯合滴定反應，請回答下列問題： (一)為了解鐵礦中所含鐵的含量，進行下列實驗。取鐵礦樣品重量為 2.2026 g，以些許 0.1 M 鹽酸將其溶解後，加水配成 250 mL 鐵（III）水溶液。取其中 40 mL 加入氨水緩衝溶液使總體積為 50 mL 且 pH 為 10.0，並以 0.05 M EDTA 進行滴定，共需消耗 38.62 mL，求鐵礦中所含鐵的含量，以 Fe2O3（159.69 g /mol）之重量百分數表示。（10 分） (二)將氨水緩衝溶液改成酸性的磷酸緩衝溶液，是否影響實驗結果，說明原因。（5 分） (三)已知氨水與 Zn2+會形成錯合離子，請寫出氨水、Zn2+與 EDTA 三者間的平衡反應方程式，（5 分）並說明氨水濃度對於 EDTA 與 Zn2+滴定曲線的影響。（5 分）
📝 此題為申論題，共 3 小題
小題 (三)
已知氨水與 Zn2+會形成錯合離子，請寫出氨水、Zn2+與 EDTA 三者間的平衡反應方程式，（5 分）並說明氨水濃度對於 EDTA 與 Zn2+滴定曲線的影響。（5 分）
思路引導 VIP
本題重點在於理解「輔助錯合劑」在 EDTA 滴定中的角色。首先需寫出鋅氨錯離子與 EDTA 的置換反應方程式；接著從「條件形成常數（Conditional formation constant）」的概念切入，解釋氨水濃度增加會使游離金屬離子濃度下降，進而造成滴定曲線突躍範圍縮小。
小題 (一)
滴定當量點所需滴定液體積及滴定終點溶液中的銀（Ag）離子濃度（AgCl, Ksp = 1.82 × 10⁻¹⁰）。（12 分）
思路引導 VIP
滴定計算的第一步是找當量點。根據 M1V1 = M2V2 算出 AgNO3 體積。在當量點時，Ag+ 與 Cl- 的莫耳數恰好完全反應生成 AgCl 沉澱，溶液中的 Ag+ 濃度僅由 AgCl 的溶解平衡決定，即 [Ag+] = [Cl-] = sqrt(Ksp)。
小題 (二)
加入 26.00 毫升之滴定液後溶液中的銀離子濃度。（13 分）
思路引導 VIP
此時加入的 AgNO3 (26 mL) 已超過當量點 (25 mL)，因此 Ag+ 過量。計算邏輯是：先求出過量的 Ag+ 莫耳數，再除以當時的總體積。由於 Ksp 極小，AgCl 重新溶解產生的 Ag+ 可忽略不計。