地特三等申論題
110年
[環境檢驗] 分析化學
第 一 題
📖 題組:
實驗室有一瓶濃鹽酸(HCl,分子量為36.5g/mol),濃度為30.5%(w/w),溶液的比重為1.19。小明以0.10M的HCl溶液滴定未知濃度的Na2CO3溶液。
實驗室有一瓶濃鹽酸(HCl,分子量為36.5g/mol),濃度為30.5%(w/w),溶液的比重為1.19。小明以0.10M的HCl溶液滴定未知濃度的Na2CO3溶液。
📝 此題為申論題,共 4 小題
小題 (一)
請計算濃鹽酸的莫耳濃度(M)。(6分)
思路引導 VIP
看到重量百分率濃度(w/w)轉換為莫耳濃度(M)的題型,應立即聯想到透過『比重(密度)』作為溶液質量與體積轉換的橋樑。解題時可假設溶液體積為1升(1000 mL),求出溶液總重後乘上百分率得溶質質量,再除以分子量即可;同時身為分析化學考生,務必留意題幹數據位數,並嚴格遵守有效數字的進位規則。
小題 (二)
請描述以濃鹽酸配製 500.0 mL 之0.10 M HCl溶液的步驟。(6分)
思路引導 VIP
本題重點在於溶液濃度的換算與標準實驗室配製流程。先利用比重與重量百分濃度計算濃鹽酸的體積莫耳濃度,再代入稀釋定律求出所需體積,最後必須嚴密描述『酸入水』的安全操作與量瓶的精確定容步驟。
小題 (三)
0.10 M HCl溶液配製好後,使用該溶液為滴定液之前,須以 Na2CO3標定,請說明原因。(4分)
思路引導 VIP
本題的核心在於檢驗考生對「一級標準品(Primary standard)」與「標定(Standardization)」概念的理解。解題時應先點出鹽酸的物理性質(易揮發、濃度非絕對精準),再說明碳酸鈉作為一級標準品的特性,藉此推導出標定程序的必要性。
小題 (四)
以 0.10 M HCl溶液滴定錐形瓶中的Na2CO3溶液時,在到達第二個滴定終點前,須將錐形瓶中的溶液加熱至沸騰,待冷卻後再繼續滴定至滴定終點。請說明原因。(4分)
思路引導 VIP
本題關鍵在於考量碳酸鹽滴定至第二當量點時的產物特性。看到此題應立刻聯想到產物二氧化碳(CO2)在水中的溶解平衡與緩衝效應,並運用氣體溶解度與溫度的關係(加熱驅氣),以及溫度對滴定分析誤差(指示劑變色範圍、體積變化)的影響來全面解答。