民國114年 地方三等 化學工程 化學程序工業（包括質能均衡、分析化學、儀器分析）
第4題
A廠商購買一批原料，只知原料中可能含有Na2CO3（分子量為106.0 g/mol）、 NaHCO3（分子量為84.0 g/mol）及NaOH（分子量為40.0…
題目
A廠商購買一批原料，只知原料中可能含有Na2CO3（分子量為106.0 g/mol）、 NaHCO3（分子量為84.0 g/mol）及NaOH（分子量為40.0 g/mol）。以雙指 示劑滴定法分析，使用0.10 M 的HCl 溶液為滴定液。取試樣1.0 g 溶於 25 mL 水中，當滴定達到酚酞（phenolphthalein）終點時須HCl 溶液18 mL。 另取試樣1.0 g 溶於25 mL 水中，當滴定達到溴甲酚綠（bromocresol green） 終點時須HCl 溶液41 mL。（指示劑變色範圍：酚酞pH 8.3-10.0，溴甲酚綠 pH 3.8-5.4） 請說明此藥品中的組成為何？（6 分） 請計算各成分的組成百分率為何？（10 分） 以溴甲酚綠為指示劑，溶液從藍色變成黃色而達到滴定終點。在到達 滴定終點前溶液呈現綠色時，須將溶液加熱至沸騰，待冷卻後再繼續 滴定至滴定終點。當溶液加熱至沸騰後呈現藍色，請說明溶液呈現藍 色的原因。（4 分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、滴定原理：酚酞終點（pH約8.3-10.0）時，NaOH被中和，CO3^2−僅轉為HCO3−，故酚酞酸量P＝NaOH＋Na2CO3；溴甲酚綠終點（pH約3.8-5.4）時，HCO3−再轉為H2CO3／CO2，總酸量T＝NaOH＋2Na2CO3＋NaHCO3（均以mmol計）。
- 二、組成判定：P＝18×0.10＝1.8 mmol，T＝41×0.10＝4.1 mmol。T/2＝2.05 mmol＞P，符合Na2CO3＋NaHCO3組合；NaOH與NaHCO3在水溶液中會反應生成Na2CO3，不能共存，故不含NaOH。
- 三、各成分莫耳數：令Na2CO3為y、NaHCO3為z，則y＝P＝1.8 mmol，z＝T－2P＝4.1－3.6＝0.5 mmol。
- 四、質量與百分率：Na2CO3質量＝1.8×106＝190.8 mg；NaHCO3質量＝0.5×84＝42.0 mg；以1.0 g試樣計，分別為19.08%與4.20%，合計23.28%。其餘76.72%為惰性物或水分；若原題設定僅含三者，則取樣量或滴定體積數據需再確認。
- 五、加熱後變藍：滴定至綠色時尚有HCO3−與溶解CO2，加熱沸騰趕出CO2，使2HCO3−→CO3^2−＋CO2↑＋H2O平衡右移，CO3^2−水解產生OH−，pH升至5.4以上，溴甲酚綠由綠變藍。藍色並非終點，冷卻後應繼續以HCl滴定至黃色終點。
AI 依官方試題文字產生的參考解答，非考選部公告答案，內容僅供備考參考。