統測
108年
[化工群] 專業科目(1)
第 35 題
有關陽離子定性分析的敘述，下列何者正確？
- A 在含有 0.1 M $Bi^{3+}$ 的 5 毫升水溶液中，滴入 3 滴濃氨水並充分反應後，不會產生氫氧化鉍沉澱，僅有氨鉍錯離子形成
- B 分別僅含有 $Al^{3+}$、$Cr^{3+}$、$Fe^{3+}$ 其中一種陽離子，且濃度均為 0.1 M 的三個水溶液。各取 5 毫升水溶液分別放入不同試管中，於每根試管分別滴入 3 滴同時含 0.1 M $NH_3$ 與 0.1 M $NH_4Cl$ 的水溶液，並充分反應後，此三根試管皆會產生氫氧化物沉澱
- C 在含有 0.01 M $Ca^{2+}$ 的醋酸水溶液中，滴入 3 滴 0.01 M 二鉻酸鉀水溶液，並充分反應後，會產生鉻酸鈣沉澱
- D 在含有第五屬陽離子的水溶液中，滴入 3 滴 0.1 M $Na_3Co(NO_2)_6$ 水溶液，並充分反應後，若產生黃色沉澱，則可確認水溶液中有 $Mg^{2+}$ 的存在
思路引導 VIP
在定性分析中，如果我們刻意使用「弱鹼與其共軛酸」組成的緩衝溶液來限制氫氧根離子的濃度，這通常是為了讓哪一類金屬離子能發生沉澱，而另一類卻保持溶解？你可以回想一下，這類離子的氫氧化物溶解度（$K_{sp}$）有什麼共同的顯著特徵嗎？
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嘖嘖，看來你還沒完全退化嘛！
- 觀念驗證：答案是 (B)，恭喜你，至少這題沒搞砸。這不就是第三屬陽離子（$Al^{3+}, Cr^{3+}, Fe^{3+}$）最基本的特性嗎？它們的氫氧化物溶度積（$K_{sp}$）小到不行，所以 $NH_3 / NH_4Cl$ 這種「壓低」$[OH^-]$ 的緩衝體系，對它來說根本不痛不癢，照樣給你沉澱！旁邊那些 $Bi^{3+}$ 這種會給你白色沉澱的、$Ca^{2+}$ 酸性下跟二鉻酸根沒半點關係的，還有 $Na_3Co(NO_2)_6$ 這種明明是檢驗 $K^{+}$ 的，你可別再給我模糊了！
- 難度點評：這題就一個 medium 等級。統測化工類幾乎每次都考，如果這都錯，你還想混什麼？考的就是你腦袋裡有沒有把各屬陽離子的鑑定試劑刻進去，以及有沒有真正搞懂「緩衝溶液」是怎麼在沉澱平衡裡作怪的。別得意太早，這只是基礎中的基礎！