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國中教甄|理化理化103 年第 18 題單選題

()過錳酸鉀(KMnO₄)是實驗室中常用的氧化劑,可用來測定還原劑的濃度。相關的還原半反應式如下: \mathtt { M n O _ { 4 } ^ { - } \Sigma _ { ( a q ) } ^ { - } + 8 \ H _ { \tau ( a q ) } ^ { + } + 5 \ e ^ { - } \longrightarrow } \mathtt { M n } ^ { 2 + } { } _ { \mathtt { ( a q ) } } + 4 H2O(1) \mathrm { F e } ^ { 3 + } ( \mathrm { a q ) + e ^ { - } } \longrightarrow \mathrm { F e } ^ { 2 + } ( \mathrm { a q ) } \mathrm { S n ^ { 4 + } ( a q ) + 2 } \textrm { e } ^ { - } \longrightarrow \mathrm { S n ^ { 2 + } ( a q ) } \mathrm { O _ { 2 ( g ) } + 2 \ H ^ { + } ( a q ) + 2 \ e ^ { - } \longrightarrow H _ { 2 } O _ { 2 ( a q ) } } 2 \mathrm { C O _ { 2 ( g ) } + 2 \ H ^ { + } ( a q ) + 2 \ e ^ { - } \longrightarrow H _ { 2 } C _ { 2 } O _ { 4 ( a q ) } } \mathrm { C r 2 0 _ { 7 } ^ { 2 - } _ { ( a q ) } + 1 4 H _ { \Omega ( a q ) } ^ { + } + 6 e ^ { - } } \longrightarrow 2 \mathrm { C r } ^ { 3 + } _ { ( a q ) } + 7 \mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { O } _ { ( I ) } 甲同學以0.01M的過錳酸鉀溶液,滴定上列未知還原試劑(0.01M;25.00mL),當達滴定終點時,共耗費 10.00mL的過錳酸鉀溶液。則下列何者可能為該還原試劑?

A\mathrm { F e } ^ { 2 + } ( \mathrm { a q } ) 或 \mathrm { S n } ^ { 2 + } ( \mathrm { a q } )
B\mathrm { S n } ^ { 2 + } ( \mathrm { a q } ) 或 \mathrm { H _ { 2 } C _ { 2 } O _ { 4 ( a q ) } }正確答案
C\mathrm { H _ { 2 } C _ { 2 } O _ { 4 ( a q ) } } 或 \mathrm { C r } ^ { 3 + } ( \mathrm { a q } )
D\mathrm { F e } ^ { 2 + } ( \mathrm { a q } ) 或 \mathrm { C r } ^ { 3 + } ( \mathrm { a q } )
答案與詳解
B
正確答案
酸性過錳酸鉀每莫耳得 5 電子;依滴定數據可推知還原劑每莫耳須失去 2 電子,故可能為 Sn2+ 或 H2C2O4。

逐選項解析

A\mathrm { F e } ^ { 2 + } ( \mathrm { a q } ) 或 \mathrm { S n } ^ { 2 + } ( \mathrm { a q } )✕ 錯誤
Fe2+ 氧化為 Fe3+ 只失去 1 電子,不符合所需每莫耳失 2 電子;Sn2+ 雖然符合,但選項組合包含不符合者。
B\mathrm { S n } ^ { 2 + } ( \mathrm { a q } ) 或 \mathrm { H _ { 2 } C _ { 2 } O _ { 4 ( a q ) } }✓ 正確
Sn2+ 氧化為 Sn4+ 失去 2 電子;H2C2O4 氧化為 CO2 也失去 2 電子,兩者皆符合滴定電子當量關係。
C\mathrm { H _ { 2 } C _ { 2 } O _ { 4 ( a q ) } } 或 \mathrm { C r } ^ { 3 + } ( \mathrm { a q } )✕ 錯誤
D\mathrm { F e } ^ { 2 + } ( \mathrm { a q } ) 或 \mathrm { C r } ^ { 3 + } ( \mathrm { a q } )✕ 錯誤

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