普考申論題
113年
[化學工程] 分析化學概要
第 一 題
📖 題組：
五、有一個氧化還原反應 2Fe3+ + 3I- ⇌ 2Fe2+ + I3-，已知半反應式及標準電極電位如下： 2Fe3+ + 2e- ⇌ 2Fe2+ E° = 0.771 V I3- + 2e- ⇌ 3I- E° = 0.536 V (一)請用能士特方程式分別寫出兩個半反應的電極電位（E）。（8 分） (二)當到達平衡時，兩個半反應電極電位相等。請計算出 2Fe3+ + 3I- ⇌ 2Fe2+ + I3- 的平衡常數。（7 分）
五、有一個氧化還原反應 2Fe3+ + 3I- ⇌ 2Fe2+ + I3-，已知半反應式及標準電極電位如下： 2Fe3+ + 2e- ⇌ 2Fe2+ E° = 0.771 V I3- + 2e- ⇌ 3I- E° = 0.536 V (一)請用能士特方程式分別寫出兩個半反應的電極電位（E）。（8 分） (二)當到達平衡時，兩個半反應電極電位相等。請計算出 2Fe3+ + 3I- ⇌ 2Fe2+ + I3- 的平衡常數。（7 分）
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (一)
請用能士特方程式分別寫出兩個半反應的電極電位（E）。（8 分）
思路引導 VIP
看到此題，首先應回想能士特方程式（Nernst equation）的標準通式：E = E° - (0.0592/n) log Q（假設於 25°C）。接著，針對題幹給定的兩個半反應，分別確認轉移電子數（n=2）以及反應商（Q，即產物濃度與反應物濃度的次方比），正確代入化學計量數即可得分。
小題 (二)
當到達平衡時，兩個半反應電極電位相等。請計算出 2Fe3+ + 3I- ⇌ 2Fe2+ + I3- 的平衡常數。（7 分）
思路引導 VIP
看到氧化還原反應計算平衡常數，應立即聯想到「系統達到平衡時，電池總電位為零（E_cell = 0）」。藉由標準電池電位 ΔE° = (0.0592 / n) × log K_eq 關係式，確認半反應的標準電位與轉移電子數 n 後，代入即可求解。