化學計量

[題組:第4題至第5題]
陳同學依據下述三步驟，對某湖水樣進行溶氧量分析：
I. 量取97.0 mL 水樣，置於一100 mL 容量瓶中，加入1.0 mL 硫酸亞鈺（MnSO₄·2H₂O）以及1.0 mL 鹼性碘化鉀後，激烈搖晃，使瓶內溶液混合均勻，此時溶液中產生MnO₂沉澱。
II. 待沉澱不再增加後，隨即加入1.0 mL 濃硫酸，並以蒸餾水稀釋至刻度。
III. 從容量瓶中取出10.0 mL 溶液，隨即以0.015 M 硫代硫酸鉀溶液（Na₂S₂O₃）滴定。當滴定到達終點時，共耗去0.52 mL 硫代硫酸鉀溶液。
根據下列反應，一莫耳的氧氣可消耗多少莫耳硫代硫酸鉀？
\[ \text{Mn}^{2+} + 2\text{OH}^- \rightarrow \text{Mn(OH)}_2 \]
\[ 2\text{Mn(OH)}_2 + \text{O}_2 \rightarrow 2\text{MnO}_2 + 2\text{H}_2\text{O} \]
\[ \text{MnO}_2 + 2\text{I}^- + 4\text{H}^+ \rightarrow \text{Mn}^{2+} + \text{I}_2 + 2\text{H}_2\text{O} \]
\[ \text{I}_2 + 2\text{S}_2\text{O}_3^{2-} \rightarrow 2\text{I}^- + \text{S}_4\text{O}_6^{2-} \]
(A) 6
(B) 5
(C) 4
(D) 3
(E) 2

[題組:第4題至第5題]
陳同學依據下述三步驟，對某湖水樣進行溶氧量分析：
I. 量取97.0 mL 水樣，置於一100 mL 容量瓶中，加入1.0 mL 硫酸亞鈺（MnSO₄·2H₂O）以及1.0 mL 鹼性碘化鉀後，激烈搖晃，使瓶內溶液混合均勻，此時溶液中產生MnO₂沉澱。
II. 待沉澱不再增加後，隨即加入1.0 mL 濃硫酸，並以蒸餾水稀釋至刻度。
III. 從容量瓶中取出10.0 mL 溶液，隨即以0.015 M 硫代硫酸鉀溶液（Na₂S₂O₃）滴定。當滴定到達終點時，共耗去0.52 mL 硫代硫酸鉀溶液。
下列哪一數值最接近水樣中的溶氧量（單位：M）？（0.015 × 0.52 = 7.8 × 10⁻³）
(A) \(1.0 \times 10^{-4}\)
(B) \(2.0 \times 10^{-4}\)
(C) \(4.0 \times 10^{-4}\)
(D) \(6.0 \times 10^{-4}\)
(E) \(8.0 \times 10^{-4}\)

某蛋白質中鐵元素的重量百分比為0.33%，將此蛋白質0.20克溶於水中配成10.0毫升的溶液，此溶液在25℃下的滲透壓為5.5 torr。每莫耳的此蛋白質含有多少莫耳的鐵原子？
\[ \text{已知} \quad \text{1atm}=760 \, \text{torr} \quad , \quad 20 \times 82 \times 298 \times 760 = 6.75 \times 10^7 \, \text{Fe的原子量} = 56.0 \]
(A) 5
(B) 4
(C) 3
(D) 2
(E) 1

將 pH = 2.0 的 HCl 水溶液 50 mL，與一未知濃度的 KOH 水溶液 50 mL 均勻混合後，若溫度沒有改變，體積為 100 mL，此溶液的 pH 值為 4.0。則原來 KOH 水溶液的濃度（M）為下列何者？
(A) 0.098
(B) 0.0098
(C) 0.0049
(D) 0.0018
(E) 0.00098

氣體A 與氣體B 反應生成氣體C。在定溫下，某固定體積的密閉容器中，A、B 與C 的起始濃度分別為1.000 M、1.500 M 與1.000 M；當反應達到平衡後，A 的濃度為0.921 M，B 的濃度為1.342 M，C 的濃度為1.158 M。試問此反應的化學反應式為何？
(A) A＋B ⇌ 2C
(B) A＋2B ⇌ 2C
(C) 2A＋B ⇌ C
(D) A＋3B ⇌ 2C
(E) 2A＋3B ⇌ 3C

[題組:第14-15題]某生在恆溫下進行 \( Na_2S_2O_3 \) 水溶液的分解反應速率實驗，反應式如下所示：
\[S_2O_3^{2-}+2H^+\rightarrow SO_2+S+H_2O\]
… (實驗步驟與數據表同14題) …
15. 關於實驗結果與推論，下列敘述哪些正確？
(A) 此反應對S2O3²⁻而言為一級反應
(B) 看不清「X」標誌時，代表產生了0.5 mmol 的硫
(C) 看不清「X」標誌是由於產生的二氧化硫氣泡干擾
(D) 若將HCl 溶液濃度改為0.15 M 時，不會改變標誌消失的時間（t）
(E) 若固定反應總體積，並增加Na2S2O3溶液體積與減少蒸餾水體積，則標誌消失時間（t）將變小

[題組:第16-17題]甲烷（CH₄）是天然氣的主要成分，燃燒時可以產生1200-1800 K的高溫。右圖是CH₄與O₂的混合氣體燃燒時產生的火焰示意圖，其中Z軸標示了火焰的高度位置。以X=0、Z=0為起始點，完全燃燒時的火焰最高點為Z=1.0（cm），火焰高度按比例的相對值為Z=0.2、0.4……等，如圖所示。
科學家透過儀器分析，分別得到在X=0、Z=0至1.0位置的化學成分莫耳分率，結果如下圖所示。圖中O₂的莫耳分率數值範圍為0.72-0.92，而其他氣體的比例較少，莫耳分率數值範圍在0.0-0.20之間。
穩定的火焰中，下圖表示甲烷燃燒過程中的各氣體莫耳分率變化，可以呈現其燃燒的結果。
16. 關於此混合氣體燃燒實驗，下列敘述哪些正確？
(A)燃燒前混合氣體中CH₄與O₂的莫耳數比大於0.2
(B)燃燒前混合氣體中有H₂O及CO₂雜質
(C)燃燒過程共消耗掉約0.15莫耳的O₂
(D)完全燃燒後CH₄轉變生成CO₂與H₂O
(E)完全燃燒後產生之H₂O重量約為CO₂重量之2倍