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地特四等申論題 111年 [環境檢驗] 分析化學概要

第 一 題

📖 題組:
列出下列反應的平衡反應式。無須列出物質狀態,但係數須以最小整數比表示。若涉及氫離子、氫氧根離子、水或其他未參與反應的離子,則自行補齊,否則不予計分。(每小題 6 分,共 24 分)
📝 此題為申論題,共 4 小題

小題 (一)

硫酸銅與氨水進行反應,產生四氨銅錯離子。

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看到「產生四氨銅錯離子」,應立即聯想到分析化學中的配位反應(生成錯合物)。解題關鍵在於確認中心金屬(Cu²⁺)與配基(NH₃)的配位數為 4。同時務必注意題幹特別要求「補齊未參與反應的離子」,因此反應物硫酸銅中的硫酸根(SO₄²⁻)必須作為旁觀離子保留在反應式中以維持平衡。

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【解題思路】利用配位化學原理,確認中心金屬離子與配基的配位數,並依題幹要求補齊未參與反應的旁觀離子以達到質量與電荷雙重平衡。 【詳解】 已知:反應物為硫酸銅(解離出 Cu²⁺ 與未參與反應的 SO₄²⁻)與氨水(提供配基 NH₃);主要生成物為四氨銅錯離子([Cu(NH₃)₄]²⁺)。

小題 (二)

二鉻酸根離子與氫氧根離子進行反應,產生鉻酸根離子。

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看到「二鉻酸根」與「氫氧根」反應產生「鉻酸根」,應立即聯想到分析化學中經典的鉻酸鹽-二鉻酸鹽酸鹼平衡體系。解題時請利用「原子守恆」與「電荷守恆」原則,先寫出主反應物與產物,再依序平衡鉻原子、電荷,最後補上水分子以完成兩側的氫氧原子平衡。

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【解題思路】利用原子守恆與電荷守恆定律,平衡此鹼性環境下的化學反應式。 【詳解】 已知:

小題 (三)

二鉻酸根離子與乙醇(C2H5OH)進行反應,產生鉻(III)離子與乙醛(CH3CHO)。

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遇到氧化還原平衡題,應優先想到「半反應法(離子電子法)」。先分別寫出氧化和還原的半反應,利用補水平衡氧、補氫離子平衡氫,最後平衡電子數後相加化簡,並務必檢查電荷與原子數是否皆達到守恆。

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【解題思路】運用半反應法(離子電子法)在酸性環境下進行氧化還原反應式之平衡。 【詳解】 已知:

小題 (四)

氯化鋇與硫酸鉀在水中進行反應,產生硫酸鋇沉澱。

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面對沉澱反應式寫作,應先根據溶解度規則判斷生成物(硫酸鋇為沉澱)。特別注意題目強調『補齊未參與反應的離子』,意味著不能只寫淨離子方程式,必須寫出包含旁觀離子(鉀離子與氯離子)的完整分子方程式,最後依據質量守恆確認係數為最小整數比。

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【解題思路】運用複分解反應原理確認生成物,並依據質量守恆定律平衡包含旁觀離子的完整化學反應式。 【詳解】 已知:反應物為氯化鋇(BaCl2)與硫酸鉀(K2SO4)。

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