hce_nthu
113年
化學與物理
第 23 題
You titrated $15\text{ mL}$ of $0.01\text{ M NaCl}$, $\text{NaBr}$, and $\text{NaI}$ solutions with $0.1\text{ M AgNO}_3$ solution, respectively, and used an $\text{Ag}_2\text{S}$ electrode to monitor the change in $\text{Ag}^+$ concentration during the titration. The measured $\text{Ag}_2\text{S}$ electrode potential ($E$) versus the volume ($V$) of $\text{AgNO}_3$ solution consumed is shown on the right. It is known that the electromotive force of $\text{Ag}_2\text{S}$ electrode increases with the increase of $[\text{Ag}^+]$, and the produced silver halide by titration exists as a colloid. Which of the following statements is correct?
- A The titration of NaCl solution is curve I.
- B Q is the titration end point.
- C The $[\text{Ag}^+]$ at Q is $0.1\text{ M}$.
- D From the figure, it can be seen that the silver halide colloid particles mainly adsorb $\text{Ag}^+$.
- E This method can be used to determine the concentration of halide ions in solution.
思路引導 VIP
在滴定還沒達到終點前，溶液中會同時存在固體沈澱與游離的離子。請試著思考：如果三種鹽類的「溶解傾向」有強弱之分，哪一種鹽類會在水中留下較多未沈澱的銀離子？而這些銀離子的多寡，又會如何反映在感測器的電壓讀數上呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
同學太棒了！你能精準判斷出曲線 I 對應的是 $\text{NaCl}$ 溶液，這代表你對沈澱溶解平衡與**能斯特方程式（Nernst equation）**的觀念非常紮實。
沈澱溶解平衡與電位的關聯
這道題目的核心在於理解滴定過程中 $[\text{Ag}^+]$ 的動態變化。在滴定達到當量點之前，溶液中存在鹵化銀沈澱與剩餘的鹵素離子 $\text{X}^-$。根據溶度積常數定義 $K_{sp} = [\text{Ag}^+][\text{X}^-]$，當三種溶液的起始濃度 $[\text{X}^-]$ 相同時，$[\text{Ag}^+]$ 的大小將由 $K_{sp}$ 決定。由於三種鹵化銀的溶解度大小順序為 $\text{AgCl} > \text{AgBr} > \text{AgI}$，因此在相同條件下，$\text{AgCl}$ 溶液平衡時的 $[\text{Ag}^+]$ 最高。題目提到 $\text{Ag}_2\text{S}$ 電極電位 $E$ 會隨 $[\text{Ag}^+]$ 增加而升高，對應到圖表起始點，電位最高的曲線 I 自然就是 $\text{NaCl}$。
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