高考申論題
113年
[環境檢驗] 分析化學
第 一 題
📖 題組:
25℃水溶液含有 0.0010 M NaOH、0.0150 M KNO3及 0.0100 M Li2SO4。
25℃水溶液含有 0.0010 M NaOH、0.0150 M KNO3及 0.0100 M Li2SO4。
📝 此題為申論題,共 3 小題
小題 (一)
計算水溶液之離子強度。(5 分)
思路引導 VIP
看到離子強度計算,應立即聯想到公式 I = 1/2 Σ(c_i * z_i^2)。解題時需先將所有強電解質完全解離,求出各別離子的實際濃度與電荷數,再代入公式加總求值,過程中務必特別留意多價離子(如硫酸根的電荷平方)與化學計量數(如鋰離子為兩倍濃度)對整體數值的影響。
小題 (二)
計算 H+及 OH-之活性係數、活性及 pH 值。(10 分)
思路引導 VIP
看到混合多種惰性鹽類的強鹼溶液,首要反應是背景電解質會改變溶液的「離子強度」,進而影響離子的「活性係數」。解題需嚴謹遵守三步驟:先列出所有離子真實濃度求出離子強度 (I),接著代入 Debye-Hückel 擴展方程式或查表求得活性係數 (γ),最後依據熱力學定義的 Kw 與 pH = -log(a_H+) 計算最終數值。
小題 (三)
如下表所示,為何同一離子強度下,OH-之活性係數總是小於 H+?(5 分)
思路引導 VIP
看到此題應立即聯想「Debye-Hückel 延伸方程式」。在電荷數與離子強度相同的前提下,決定活性係數差異的唯一變數是離子的「有效水合半徑(hydrated radius)」。將H+與OH-的半徑差異代入公式分母進行數學分析,即可完整取分。