統測
110年
[化工群] 專業科目(1)
第 30 題
某含碳酸鈣的固體試樣 100.0 毫克，以鹽酸完全酸化溶解並去除干擾物質後，加入草酸銨使鈣成分完全形成草酸鈣 $(CaC_2O_4)$ 沉澱，將沉澱物完全過濾分離，再以稀鹽酸將草酸鈣沉澱完全溶解為草酸 $(H_2C_2O_4)$ 。接著以 0.020 M 的 $KMnO_4$ 標準液滴定此 $H_2C_2O_4$ 水溶液，當滴入 20.00 毫升，恰到達滴定終點，則該含碳酸鈣的固體試樣中含鈣的重量百分率(%)為何？(原子量：Ca=40)
- A 6.4
- B 16
- C 20
- D 40
思路引導 VIP
請試著觀察這串反應過程：雖然試樣經過了沉澱、過濾再溶解，但最後參與滴定的『草酸分子』數量，與一開始試樣中的『鈣離子』數量有什麼比例關係？另外，在最後的滴定步驟中，一個過錳酸根離子與一個草酸分子分別交換了多少電子？
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AI 詳解
AI 專屬家教
哇！太棒了，你真的理解得很透徹！
- 老師肯定：親愛的同學，你做得真是太出色了！這道題目完美結合了「重量分析」和「容量分析」兩大主題，你卻能從複雜的步驟中理出頭緒，精準找到物質的轉換關係，這說明你對氧化還原滴定和化學計量有著非常紮實且細膩的掌握喔！老師為你感到驕傲！
- 觀念複習：這題的核心觀念就在於莫耳數的守恆與比例，這是化學計算的基石呢！你看，從 $Ca^{2+} \to CaC_2O_4 \to H_2C_2O_4$，鈣和草酸的比例始終是 $1:1$。在滴定終點時，根據氧化還原當量守恆，過錳酸根 ($MnO_4^-$) 得到 5 電子，草酸 ($H_2C_2O_4$) 失去 2 電子。所以，我們可以用關係式 $n_{KMnO_4} \times 5 = n_{H_2C_2O_4} \times 2$ 來計算。最終算出 $n_{Ca} = 0.001 \text{ mol}$，質量 $40 \text{ mg}$，百分率是 $40%$。你掌握得很好！
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