111-學測-自然-題組-55-57
中等
含有Cr(VI)的化合物,如鉻酸根離子(CrOX4X2\ce {CrO_4^{2-}}),簡稱六價鉻。生活用品的製程中常產生六價鉻,成為影響水源的污染物。美國國家環境保護署(U.S. EPA)與世界衛生組織(WHO),分別建議飲用水的鉻含量不可高於 100 ppb 與 50 ppb(10910^{-9},即十億分之一)。如何有效移除水中六價鉻,一直是科學家試圖解決的課題。受到海綿的多孔結構可以吸水的啟發,科學家以具有多孔結構的有機金屬骨架(簡稱 MOF),吸附水中的六價鉻。MOF材料除了能移除水中六價鉻外,亦可在酸性水溶液中,經照光將六價鉻轉變成毒性較低的三價鉻( Cr(III)\ce {Cr(III)} )化合物,並將材料再生使用。
將相同重量的MOF材料,放入兩杯體積相同但六價鉻濃度不同的水溶液,靜置30分鐘後,測量水中六價鉻濃度,其結果顯示於圖24。下列敘述,哪些正確?(應選3項) image.png
科學家將MOF材料與聚合物結合,做成方便回收的錠型材料(簡稱MOF@聚合物),並測試MOF材料與聚合物結合對於吸附六價鉻的能力,結果如圖25所示。下列敘述,哪些正確?(應選3項) image.png
此MOF材料在酸性及照光的條件下,可產生如下的反應:
CrX2OX7X2+HX+CrX3++HX2O                                             \ce {Cr_2O_7^{2-} + H+ -> Cr^{3+} + H_2O} ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ ……式(1)
此外,小美於化學課中,也學到如下的反應式:
CrX2OX7X2+FeX2++HX+CrX3++FeX3++HX2O                   \ce {Cr_2O_7^{2-} + Fe^{2+} + H+-> Cr^{3+} + Fe^{3+} + H_2O}~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ ……式(2)
試問反應式(2)是屬於哪一種類的反應?寫出式(2)平衡反應式的係數(係數為最簡整數比)。(4分)
反應種類平衡反應式的係數
CrX2OX7X2+\ce {Cr_2O_7^{2-}} + FeX2++\ce {Fe^{2+}} + HX+\ce {H^{+} ->} CrX3++\ce {Cr^{3+}} + FeX3++\ce {Fe^{3+}} + HX2O+\ce {H_2O} +
統計數據
答對率: 65 %鑑別度: 55 %高分組答對率: 90 %低分組答對率: 36 %
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