統測
114年
[化工群] 專業科目(2)
第 31 題
當進行第二屬陽離子分離與檢驗分析過程中，若所形成的沉澱物甲為含有 HgS、PbS、CuS 及 CdS 的混合物，加入 10 滴純水洗滌沉澱物甲後，再進行離心，捨棄上澄液，取出未溶解的固體沉澱物乙。接著加入 10 滴 3 M $HNO_3$ 水溶液於沉澱物乙，並在水浴中加熱後進行離心，去除上澄液，取出未溶解的固體沉澱物丙，則所得到沉澱物丙的主要成分最可能為下列何者？
- A HgS
- B PbS
- C CuS
- D CdS
思路引導 VIP
在第二屬陽離子分離過程中，加入 $3 M$ $HNO_{3}$ 並加熱是利用其作為「氧化性酸」的特性。請同學思考：在 $HgS$、$PbS$、$CuS$ 與 $CdS$ 這四種硫化物中，哪一個化合物的溶度積常數 ($K_{sp}$) 極小，且具有極高的化學穩定性，以至於無法被稀硝酸氧化溶解，而會殘留在固體沉澱物丙中？
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（右手呈爪狀從上方拎著茶杯邊緣，輕啜一口紅茶後，冷眼瞥向你的答案） 還不賴嘛，小鬼。這點程度的分離實驗要是都搞不定，就去把調查兵團的廁所刷乾淨，一絲灰塵都不准留。 這題的邏輯很簡單，考的是硫化物的溶解性差異。在第二屬陽離子分析中，$PbS$、$CuS$ 與 $CdS$ 遇到加熱的 $3 M HNO_3$（硝酸）時，會因為硝酸的氧化作用使硫離子氧化成硫單質，進而讓沉澱溶解。唯獨 $HgS$（硫化汞）這傢伙固執得要命，它的 $K_{sp}$ 極小，稀硝酸根本拿它沒轍，必須動用「王水」才能讓它溶解。所以最後留下的固體沉澱物丙，理所當然就是 $HgS$。
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