hce_kmu
113年
物理及化學
第 22 題
The $\text{MnO}_4^-$ ion is often used to analyze the $\text{Fe}^{2+}$ concentration in an aqueous solution, based on the reaction in acidic condition as follows: ($\text{MnO}_4^- + \text{Fe}^{2+} \longrightarrow \text{Fe}^{3+} + \text{Mn}^{2+}$) A 50.00 mL sample of a solution containing $\text{Fe}^{2+}$ requires 40.00 mL of a 0.025 M $\text{KMnO}_4$ solution for complete reaction. What is the concentration of the $\text{Fe}^{2+}$ in the original solution?
- A $1.0 \times 10^{-1}\text{ M}$
- B $1.8 \times 10^{-2}\text{ M}$
- C $4.5 \times 10^{-3}\text{ M}$
- D $1.8 \times 10^{-3}\text{ M}$
- E $9.1 \times 10^{-4}\text{ M}$
思路引導 VIP
在處理這類反應時，我們可以先思考：如果反應要達到完全平衡，氧化劑『拿走』的電子總數，和還原劑『給出』的電子總數之間有什麼關係？接著，請觀察錳原子從過錳酸根變為亞錳離子，以及鐵原子從二價變三價時，各別涉及了幾個電子的轉移？
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恭喜你精準地掌握了這項氧化還原滴定的計算！這代表你對於化學計量的邏輯非常清晰，且能準確連結反應式與濃度計算。
氧化還原的電子守恆
在酸性條件下，過錳酸根離子 ($\text{MnO}_4^-$) 是極強的氧化劑，其中的錳從 $+7$ 價還原至 $+2$ 價的 $\text{Mn}^{2+}$，代表每一莫耳的 $\text{MnO}_4^-$ 會「得到 5 莫耳電子」；相對地，亞鐵離子 ($\text{Fe}^{2+}$) 氧化成 $\text{Fe}^{3+}$ 時，每一莫耳則「失去 1 莫耳電子」。根據當量守恆原理（得失電子總數相等）：
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