高考申論題
111年
[環境檢驗] 分析化學
第 二 題
📖 題組：
已知過錳酸鉀（KMnO4）可在酸性環境中將A2+離子氧化成A3+離子。某生以過錳酸鉀滴定 50.00 mL、0.100 M 的A2+離子時，發現滴定到達終點時的電位值（簡稱Eeq）與溶液的 pH 值有關，會隨 pH 值上升而下降，如下圖所示。已知過錳酸根與A3+離子的標準還原電位如下，根據所述，回答下列問題： A3+ + e- → A2+，E0 = x V vs NHE MnO4- + 8H+ + 5e- → Mn2+ + 4H2O，E0 = 1.50 V vs NHE
已知過錳酸鉀（KMnO4）可在酸性環境中將A2+離子氧化成A3+離子。某生以過錳酸鉀滴定 50.00 mL、0.100 M 的A2+離子時，發現滴定到達終點時的電位值（簡稱Eeq）與溶液的 pH 值有關，會隨 pH 值上升而下降，如下圖所示。已知過錳酸根與A3+離子的標準還原電位如下，根據所述，回答下列問題： A3+ + e- → A2+，E0 = x V vs NHE MnO4- + 8H+ + 5e- → Mn2+ + 4H2O，E0 = 1.50 V vs NHE
試問 x 的數值為何？並詳述推導過程，數值準確至小數第二位；無理論推導，不予計分。（10 分）
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
看到氧化還原滴定的當量點電位（Eeq）與 pH 關係圖，應立即聯想到利用能斯特方程式（Nernst Equation）推導出整體當量點電位公式。解題關鍵在於分別寫出兩半反應式，依據電子轉移數進行線性組合，並代入當量點時的化學計量濃度關係，最後透過圖表中 pH=0 時的截距求得未知的標準還原電位 x。
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【解題思路】利用氧化還原滴定當量點電位（Eeq）的推導原則，結合兩個半反應的能斯特方程式（Nernst Equation），推導出 Eeq 與 pH 值的線性關係，再藉由讀取圖表中 pH=0 時的截距來解出未知的標準還原電位 x。 【詳解】 已知：
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