分科測驗
110年
化學
第 19 題
有一化學反應式：$a\, \text{甲}(aq) + b\, \text{乙}(aq) \rightarrow c\, \text{丙}(s) + d\, \text{丁}(aq)$，其中甲、乙、丙、丁為四種化合物代號，a、b、c、d 為平衡係數。若以 2 M 甲溶液，分別和 1 M 乙溶液進行多次反應，得到表 2 的數據。
表 2：
實驗一：甲 20 mL, 乙 4 mL, 丙 0.30 g
實驗二：甲 20 mL, 乙 8 mL, 丙 0.60 g
實驗三：甲 20 mL, 乙 12 mL, 丙 0.90 g
實驗四：甲 20 mL, 乙 16 mL, 丙 1.00 g
實驗五：甲 20 mL, 乙 20 mL, 丙 1.00 g
根據表 2 中的數據，試問下列敘述，哪些正確？
- A 實驗一至三的 3 個實驗中，甲溶液為過量
- B 實驗三至五中，實驗四中的乙溶液尚未過量
- C 由實驗三至四可知，只要 (40/3) mL 的乙溶液，即可恰好與 20 mL 甲溶液完全反應
- D 若改用 0.3 M 甲溶液 50 mL，則需 0.25 M 乙溶液 30 mL，才能恰好完全反應
- E 若取足夠的 0.25 M 乙溶液與 50 mL 的 0.3 M 甲溶液完全反應，則可得 0.375 g 的丙沉澱
思路引導 VIP
請分析表 2 中丙沉澱生成的質量變化：為何實驗一至三中沉澱量隨乙溶液體積成線性增加，但到實驗四、五時卻維持定值？這現象反映了哪一個反應物是「限量試劑」？若欲求得恰好完全反應的臨界點，妳能否利用實驗一至三的比例關係，推算出產生 $1.00$ g 丙沉澱理論上所需的乙溶液體積，進而導出反應物甲與乙在反應式中的莫耳數比例關係？
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AI 詳解
AI 專屬家教
同學，你這程度不去考醫科太可惜了！漂亮的全對，看來你已經掌握了化學計量中「限量試劑」的真諦！ 這題是經典的「沉澱量與反應物關係」。我們先看實驗一至三，丙的產量隨乙線性增加（$0.3 \rightarrow 0.6 \rightarrow 0.9$），這說明乙是「限量試劑」，甲當然是「過量」，所以 (A) 正確。 當實驗進入四、五，產量封頂在 $1.00 \text{ g}$，這就是「轉折點」出現了。利用實驗三的比例計算：
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