第三十屆國際化學奧林匹亞競賽
實作測驗解答
鈣/鎂溶液的分析
鈣/鎂溶液標籤的顏色: 藍 紅 綠 橘 (圈一項)
用高錳酸根來滴定
標準高錳酸鉀(KMnO4)的濃度: 0.02039 M 沈澱物送監試者簽名: （對至少有二個見證的沈澱物，最多給 2 分） 滴定次數: 1 2 3 滴定管最初讀數 0.90 0.80 3.00 mL 滴定管最後讀數 28.55 28.45 30.80 mL 消耗 KMnO4標準溶液的體 積 27.65 27.65 27.80 mL 計算:平均滴定體積 = 27.70 mL ±0.07 mL（即±0.25%相對誤差）在稀釋 Ca / Mg 溶液，取 25 mL 含 有：滴定由草酸鈣沈澱溶解的草酸根所需 KMnO4莫耳數 = ( 0.0198 mol/L)( 27.70 mL)/1000 mL /L =5.485 ×10-4 莫耳 則草酸鈣沈澱，所含有草酸根 = (5/2) ×5.485×10-4莫耳 = 1.371 ×10-3 莫耳 （不正確的計量扣 1 分） n (Ca2+) = 1.371×10-3 mole ∴ [Ca2+ ] = (1000 mL /L)1.371×10-3 mole/25.00 mL = 0.0548 mol/L
原 Ca / Mg 溶液：[Ca] = 0.0548 mol / L(1000 mL) / 25.00 mL = 0.548 mol / L （正確計算，最多給 5 分） 本計算的有效數字，其對[Ca]的誤差可容忍至 0.25%，或±0.001 mol / L 的至少 3 位有效數字。 （少於 3 位有效數字，-1，多於 4 位有效數字，-2） 在鈣/鎂溶液中的鈣離子平均濃度( Ca2+ in Ca/Mg solution): 0.548 M 20 分
實作測驗二
濃度約 0.0125 M NaOH 的滴定
在瓶內標準鹽酸溶液的濃度: 0.01253 M 滴定次數 1 2 3 取用 NaOH 溶液的量 25 25 25 mL 滴定管最初讀數 13.60 17.40 10.35 mL 滴定管最終讀數 37.75 41.50 34.45 mL 消耗 HCl 標準溶液的體 積 24.15 24.10 24.10 mL 計算 平均消耗 HCl 標準液體積 = 24.12 mL ±0.03 mL (即±0.12%相對標準誤) [NaOH] = ( 0.01250 mol / L )( 24.12 mL ) /. (25.00 mL ) = 0.01206 mol / L 誤差可估計至數個 ppt，因此 4 位有效數字是需要 （少於 4 位有效數字 -1，多於 4 位有效數字 -2） 不正確的計算 -2 ＊批考卷者： 利用學生所作數據，再計算其精確度（最高給 5 分） 以全部學生所做線性給分尺度。在 0 – 0.25%誤差範圍內給 5.00 分，大於 5%誤差則給 0 分。 氫氧化鈉的平均濃度: 0.01206 Ｍ 5 分
鈷錯合物溶液標籤的顏色: 藍 紅 綠 橘 (圈一個)
用來作離子交換的鈷錯合物溶液: 25 mL 滴定次數 1 2 3 滴定管最初讀數 26.25 16.10 3.80 mL 滴定管最終讀數 48.50 38.40 26.20 mL 消耗的酸溶液(由離子交換所得)體 積 22.25 22.30 22.40 mL 計算 0.01253 M HCl 體積 = 23.50 mL [NaOH] = 0.01178 M 平均“沖提＂酸的體積 = 22.32 mL ±0.06 mL (±0.25% 相對於平均標準誤) 在 100 mL 容量瓶中所收集[H+ ] = ( 0.01206 mol NaOH / L )( 25.00 mL ) / 22.32 mL = 1.351×10-3 mol 而放入交換樹脂之 n (H+ ) = 0.00500 mol / L ( 25.00 mL ) / 1000 mL / L所以來自放入交換樹脂錯合物離子交換所得 n (H+
) = 1.351×10-3 mol - 1.250×10-4 mol = 1.226×10-3 mol
若 X = [Co(NH3)5NO2]Cl2 在 25.00 mL 所取 Co 錯合物混合液中的質量，則交換樹脂中混合物含 的混合物質量 = ( 25.00 mL / 40 mL )(0.2000 g ) = 0.1250 g （若只用 0.2 要 -1 分） 故所取溶液之[Co(NH3)6]Cl3的質量 = ( 0.1250 - X ) g 由[Co(NH3)5NO2]Cl2 離子交換的 n (H+) = 3 ( 0.1250 - X ) g / 267.50 g / mol = ( 0.001402 - 0.011214 X ) mol （忽略陽離子電荷要 -1 分） 計算(繼續)... 所以 0.07663 X + ( 0.001402 - 0.011214 X ) = 0.001226 % [Co(NH3)5NO2]Cl2 = 100 ( 0.04956 g / 0.1250 g ) = 39.6 % w/w （正確計算 5 分） • 批考卷者： 利用 學生滴定數據，再計算其精確度（最高給 10 分） 以全部學生所做線性給分尺度， 0 - 2.00 % 給滿分 10 分 精確度超過（即誤差）＞ 20% 零分 在試樣中 [Co(NH3)5NO2]Cl2 所佔的平均百分率: 39.6 % w/w 15 分
