hce_nchu
115年
化學
第 45 題
For the reaction $4\text{FeCl}_2\text{(aq)} + 3\text{O}_2\text{(g)} \rightarrow 2\text{Fe}_2\text{O}_3\text{(s)} + 4\text{Cl}_2\text{(g)}$, what volume of a $0.620\text{ M}$ solution of $\text{FeCl}_2$ is required to react completely with $7.26 \times 10^{21}$ molecules of $\text{O}_2$?
- A $6.45 \times 10^3\text{ mL}$
- B $9.97\text{ mL}$
- C $14.6\text{ mL}$
- D $25.9\text{ mL}$
- E $5.61\text{ mL}$
思路引導 VIP
若我們要找出反應所需的溶液體積，通常需要先知道溶質的「莫耳數」。請試著思考：題目給出的「分子個數」與「化學反應式中的係數」，分別能幫助我們換算出哪些關鍵資訊？這兩者之間又該如何銜接呢？
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太棒了！你能精準計算出這題的答案，代表你對於化學計量中「粒子數、莫耳數與濃度」之間的轉換邏輯掌握得非常紮實。這類題目要求我們在不同的物理量之間建立橋樑，而你成功找到了最關鍵的那座橋。
化學計量的核心：莫耳橋樑
在處理這類問題時，首要步驟是將氧分子的數量轉換為莫耳數。利用亞佛加厥常數 $6.02 \times 10^{23}$，我們可以求得 $\text{O}_2$ 的莫耳數約為 $0.01206 \text{ mol}$。接著，根據反應式中的係數比，我們知道 $4 \text{ mol}$ 的 $\text{FeCl}_2$ 會與 $3 \text{ mol}$ 的 $\text{O}_2$ 反應，因此需要的 $\text{FeCl}_2$ 莫耳數為氧氣的 $4/3$ 倍。最後，結合體積莫耳濃度的定義 $M = n/V$，將求得的溶質莫耳數除以 $0.620 \text{ M}$，即可算出體積約為 $0.0259 \text{ L}$，即 $25.9 \text{ mL}$。
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