Q75.
在某試液中加入FeSO4 和H 2SO4 後，則在兩液層的交界處會產生棕色環，由此可確認哪一種離子存在？
化學─無機物檢驗 · 甲級 · 無機一般分析 · Q75
難易度分析
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此題測試考生對於 Fe²⁺ 還原 NO₃⁻ 產生棕色環的原理與操作之辨識。雖有其他氧化型陰離子選項，但唯有 NO₃⁻ 能在酸性條件下被 Fe²⁻ 還原並形成棕色配位物。題目包含常見混淆項，故屬一般程度評價。
正確答案：③NO 3－
③ NO 3－:硝酸根離子(NO₃⁻) 的棕色環試驗為經典定性分析法。在酸性條件下，Fe²⁺ 將 NO₃⁻ 還原為 NO 氣體，NO 再與過量 Fe²⁺ 形成棕色配位化合物 [Fe(NO)(H₂O)₅]²⁺，聚集於兩液層界面處。
錯誤選項解析
- ① BO 2－:偏硼酸根離子(BO₂⁻) 不參與棕色環反應。硼酸根離子的鑑定通常採用薑黃素試紙法或焰色反應(綠色火焰)，而非還原反應。
- ② ClO 3－:氯酸根離子(ClO₃⁻) 為強氧化劑，但不會與 FeSO₄/H₂SO₄ 產生棕色環。氯酸根的鑑定多利用其氧化性使 KI 澱粉試紙變藍 或與 AgNO₃ 反應。
- ④ SO 32－:亞硫酸根離子(SO₃²⁻) 具還原性而非氧化性，不會發生此還原反應。亞硫酸根的鑑定通常利用其與酸反應產生 SO₂ 氣體（使酸性 KMnO₄ 褪色）或與 BaCl₂ 生成白色沉澱。
Learning Tip
"棕色環試驗為無機分析中鑑定 NO₃⁻ 的專屬反應，關鍵在於 Fe²⁺ 的還原作用 與 亞硝基鐵配位化合物 的生成。常考陷阱包括：(1) 混淆 NO₃⁻ 與 NO₂⁻（亞硝酸根也會產生類似反應，需先用尿素除去）；(2) 誤認其他含氧酸根離子也會產生棕色環；(3) 忽略操作時需沿管壁緩慢加入濃 H₂SO₄ 以形成清晰界面。"
學員答題分佈
①BO 2－0%
②ClO 3－0%
③NO 3－0%
④SO 32－0%
此答題分佈是根據學員在 LongePass 模擬考等實際作答紀錄計算而成。與考友分享這道歷屆試題與詳細解析！