Q14.
在某含銅離子之溶液中，以電量測定法測定其濃度，將0.600 安培的固定電流通電10.5 分鐘後，在陰極有多少克的銅沉積？
化學─無機物檢驗 · 甲級 · 無機儀器分析 · Q14
難易度分析
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需熟悉法拉第電解定律與單位轉換，辨識銅離子需兩個電子，並正確代入法拉第常數。此題考驗對公式結構及計算流程的掌握。
正確答案：①0.124
① 0.124:根據法拉第電解定律，沉積銅的質量計算為：Q = I × t = 0.600 A × (10.5 × 60) s = 378 C。銅離子 (Cu²⁺) 還原需 2 個電子，故 m = (Q × M) / (n × F) = (378 × 63.55) / (2 × 96485) ≈ 0.124 g，此為正確答案。
錯誤選項解析
- ② 0.240:此數值約為正確值的兩倍，錯誤原因可能是誤將銅的電子轉移數 (n) 設為 1（如 Ag⁺ 的單電子還原），或計算時未正確代入法拉第常數，導致結果偏大。
- ③ 1.35:此數值遠大於正確結果，錯誤原因可能是未將時間從分鐘轉換為秒（直接使用 10.5 而非 630 秒），或誤用電流單位，造成電荷量 Q 計算嚴重偏差。
- ④ 5.95:此數值極度偏離合理範圍，錯誤原因可能是完全忽略了電子轉移數 n=2 的分母效應，或誤將法拉第常數當作極小值代入，違反電量分析法的基本原理。
Learning Tip
"此類電量分析法 (Coulometry) 考題的核心在於熟練運用法拉第電解定律公式 m = (Q × M) / (n × F)。常考陷阱包含：① 時間單位換算（分鐘需轉為秒）；② 電子轉移數 n 的判斷（Cu²⁺ 為 2、Ag⁺ 為 1、Al³⁺ 為 3）；③ 法拉第常數 F ≈ 96485 C/mol 的記憶。實務操作時需確保電流效率為 100%，且無副反應干擾陰極沉積過程。"
學員答題分佈
①0.1240%
②0.2400%
③1.350%
④5.950%
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！