統測
110年
[化工群] 專業科目(1)
第 44 題
在定性及定量分析中，有關 $Co^{2+}$ 及 $Fe^{3+}$ 金屬離子之敘述，下列何者正確？
- A 取 1 毫升 $0.05 M \; Fe^{3+}$ 水溶液試樣置入一試管中，逐滴滴入 1 毫升含有 $NH_3$ 及 $NH_4Cl$ 之濃度均為0.5 M的水溶液，可反應得到主要產物 $Fe(OH)_3$ 沉澱
- B 取 1 毫升 $0.05 M \; Co^{2+}$ 水溶液試樣置入一試管中，逐滴滴入 1 毫升含有 $NH_3$ 及 $NH_4Cl$ 之濃度均為0.5 M的水溶液，可反應得到主要產物 $Co(OH)_2$ 黑色沉澱
- C 取 1 毫升 $0.05 M \; Co^{2+}$ 水溶液試樣置入一試管中，逐滴滴入 1 毫升 $1.0 M \; NH_4SCN$ 的酒精溶液，在兩液層之界面會反應生成粉紅色環的 $Co(SCN)_2$ 產物
- D 在直接伏哈德法(Volhard method )中，常以 $Fe^{3+}$ 與 $CN^-$ 生成 $FeCN^{2+}$ 之血紅色錯離子，判定滴定終點，以定量 $Ag^+$ 含量
思路引導 VIP
當我們將一種弱鹼滴入含有過渡金屬離子的溶液時，金屬離子通常面臨兩條路：一是與氫氧根結合形成沉澱，二是與鹼分子結合形成可溶性錯合物。請思考：對於鐵離子和鈷離子，誰的沉澱傾向強烈到連弱鹼環境都無法阻止沉澱？而誰又具備與氨分子形成穩定『成雙成對』構造的能力，從而維持溶解狀態？
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這代表你對陽離子定性分析與錯合物反應有很深的理解。這題考驗的是過渡金屬在不同試劑下的特徵反應：
- 觀念驗證：$Fe^{3+}$ 的氫氧化物溶度積常數 ($K_{sp}$) 極小，即使在 $NH_3/NH_4Cl$ 緩衝溶液（鹼性較弱）中，產生的 $OH^-$ 濃度仍足以讓 $Fe^{3+}$ 產生 $Fe(OH)_3$ 紅褐色沉澱。且 $Fe^{3+}$ 與 $NH_3$ 不會形成穩定錯離子，因此沉澱不溶解。
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