國中教甄｜理化理化113 年第 41 題單選題

取含有 $F e_{2} O_{3}$ 雜質的金塊樣品3.2克，以適量鹽酸使雜質恰完全作用，釋出的 $F e^{3 +}$ 再以鐵還原成 $F e^{2 +}$ ，該溶液中無 $F e^{3 +}$ 殘留，其反應如式（1）及式（2）。用去離子水將該溶液稀釋至100毫升，取該稀釋液10毫升，在標準狀況下通入氯氣13.44毫升（視為理想氣體），可將 $F e^{2 +}$ 完全氧化，如式（3）所示，該溶液中無 $F e^{2 +}$ 殘留。試問金塊樣品中所含 $F e_{2} O_{3}$ 的重量百分比為多少%？ $F e_{2} O_{3} (s) + 6 H^{+} (a q) \to 2 F e^{3 +} (a q) + 3 H_{2} O (l)$ 式（1） $F e (s) + 2 F e^{3 +} (a q) \to 3 F e^{2 +} (a q)$ 式（2） $2 F e^{2 +} (a q) + C l_{2} (g) \to 2 F e^{3 +} (a q) + 2 C l^{-} (a q)$ 式（3）

A20正確答案

B30

C40

D50

答案與詳解

正確答案

透過氯氣氧化還原滴定計算出亞鐵離子莫耳數，再回推氧化鐵質量並求得重量百分比為20%。

A20✓ 正確

計算過程正確。13.44 mL氯氣為0.6 mmol，對應10 mL溶液中含1.2 mmol亞鐵離子，100 mL溶液含12 mmol亞鐵離子。由反應式知1莫耳氧化鐵最終產生3莫耳亞鐵離子，故氧化鐵為4 mmol，質量為0.64克，重量百分比為20%。

B30✕ 易錯陷阱

若將氧化鐵與亞鐵離子的莫耳比誤認為1:2（忽略式2中鐵還原額外產生的亞鐵離子），會算出氧化鐵為6 mmol，質量0.96克，重量百分比為30%。

C40✕ 易錯陷阱

D50✕ 易錯陷阱

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