高考申論題
113年
[環境檢驗] 分析化學
第 一 題
📖 題組:
取 0.3360±0.0002 g 純碳酸氫鈉(NaHCO3,MW 84.007 g/mol)在 100℃烘箱中加熱產生碳酸鈉(Na2CO3,MW 105.988 g/mol),假設此生成之碳酸鈉冷卻後全部直接使用來進行鹽酸之濃度之測定,加入鹽酸 248.26±0.02 mL 後反應完全。
取 0.3360±0.0002 g 純碳酸氫鈉(NaHCO3,MW 84.007 g/mol)在 100℃烘箱中加熱產生碳酸鈉(Na2CO3,MW 105.988 g/mol),假設此生成之碳酸鈉冷卻後全部直接使用來進行鹽酸之濃度之測定,加入鹽酸 248.26±0.02 mL 後反應完全。
📝 此題為申論題,共 3 小題
小題 (一)
請寫出碳酸氫鈉反應產生碳酸鈉及鹽酸滴定碳酸鈉之反應式。(4 分)
思路引導 VIP
看到此題,應先寫出碳酸氫鈉受熱分解的化學計量關係,注意兩莫耳碳酸氫鈉僅生成一莫耳碳酸鈉。接著根據「反應完全」的關鍵字,確認碳酸鈉與鹽酸的滴定需進行至第二當量點,即一莫耳碳酸鈉需消耗兩莫耳鹽酸並釋出二氧化碳與水。
小題 (二)
鹽酸體積莫耳濃度之不確定度來源有那些?(4 分)
思路引導 VIP
本題測驗實驗誤差分析與不確定度來源評估。解題時應先寫出鹽酸濃度的計算公式,由公式中的變數(質量、體積、分子量)推導出『直接測量不確定度』,再結合實際實驗步驟(加熱轉換、滴定)點出『化學與操作不確定度』。
小題 (三)
計算鹽酸之體積莫耳濃度及其相對與絕對不確定度(答案以有效數字表示),並詳述計算過程。相關分子組成原子之量及不確定度 [Na(22.989770±0.000002),H(1.00798±0.000014),C(12.0106±0.0010),O(15.9994 ±0.0004)]依照計算結果何者可忽略不計?(12 分)
思路引導 VIP
解此題首先需寫出加熱分解與酸鹼滴定兩段化學反應方程式,找出碳酸氫鈉與消耗鹽酸之間 1:1 的莫耳數關係以簡化計算。接著,運用加法不確定度傳遞原則評估分子量誤差以判定可忽略的原子,最後透過乘除法不確定度傳遞公式計算最終濃度的相對與絕對不確定度,並嚴格遵守有效數字進位規則。