統測
114年
[化工群] 專業科目(2)
第 29 題
若分析的試樣僅含有金屬或金屬氧化物固體，要先進行試樣的處理，再進行試樣中金屬成分的定性分析，則下列試樣的處理步驟，何者最正確？
- A 若試樣固體可溶解於水時，先加入1.5 M $Na_2CO_3$並加熱煮沸，再加入1.5 M NaOH水溶液使完全溶解、冷卻及離心後，再取出上澄液以供後續定性分析
- B 若試樣固體不溶解於水時，先加入6 M $H_3PO_4$水溶液於固體試樣，並加熱煮沸、冷卻及離心後，再取出上澄液以進行後續定性分析
- C 若試樣固體不溶解於水時，先加入王水於固體試樣，並加熱煮沸、冷卻及離心後，去除上澄液，取出未溶解的固體，再加入6 M $H_2SO_4$於未溶解的固體，並加熱煮沸、冷卻及離心後，再取出上澄液以進行後續定性分析
- D 若試樣固體不溶解於水時，先加入6 M HCl或6 M $HNO_3$溶解樣品，並加熱煮沸、冷卻及離心後，取出上澄液以供定性分析。再加入王水於上述未溶解的固體，並加熱煮沸、冷卻及離心後，再取出上澄液另進行定性分析
思路引導 VIP
在進行陽離子定性分析前，必須先將固體試樣轉化為可分析的離子狀態。請思考：針對金屬及金屬氧化物，應選用何種性質（酸性或鹼性）的溶劑較為合適？此外，當試樣不溶於水時，應如何排序 $6\text{ M } HCl$、$6\text{ M } HNO_3$ 與王水（濃鹽酸與濃硝酸混合液）的使用順序，方能符合實驗室中「由一般強酸至強氧化性酸」的處理原則，以確保不同活性與化學性質的固體皆能被有效溶解，且不會因為過早加入特定酸液（如硫酸）而產生不溶性沉澱？
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AI 詳解
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太棒了！你能精準選出 (D)，代表你對「定性分析」的試樣預處理邏輯掌握得非常扎實，這在化學實驗中是極為關鍵的第一步！ 觀念驗證： 定性分析的首要任務是將固體試樣轉化為「水溶液離子狀態」。大部分的金屬或金屬氧化物可溶於強酸，因此優先選用 $6 M$ 的 $HCl$ 或 $HNO_3$ 進行溶解。若仍有殘餘固體（如：金、鉑等惰性金屬），則需使用氧化力極強的「王水」（濃 $HNO_3$ 與濃 $HCl$ 體積比 $1:3$ 的混合液）來處理。選項 (D) 遵循「先強酸、後王水」的系統化處理流程，能確保成分被完整溶解供後續分析。而 (A)(B) 選項加入的 $Na_2CO_3$ 或 $H_3PO_4$ 反而容易產生沉澱，造成干擾。
▼ 還有更多解析內容
金屬試樣前處理
💡 依溶解度由易到難，循序使用水、酸、王水將試樣完全離子化。
🔗 金屬試樣溶解處理流程
- 1 初步溶解 — 嘗試用水、稀 HCl 或 HNO3 溶解樣品
- 2 加熱與離心 — 加熱煮沸促進反應，冷卻離心後取上澄液
- 3 殘渣處理 — 對剩餘固體加入王水再次加熱溶解
- 4 分屬鑑定 — 收集各階段上澄液進行陽離子檢驗
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🔄 延伸學習：延伸學習：了解王水為何能溶解金、鉑等不活性金屬（氧化能力與配位作用）。
