114 學年度分科測驗化學考科 第 12 題

財團法人大學入學考試中心基金會

某反應是一種振盪反應,反應溶液初始為紅色,經過一段時間後轉變為藍色,然後再轉變成紅色,溶液顏色就在紅與藍之間振盪,推測的反應步驟如下:

步驟甲:\mathrm{BrO_3^-+2\,Br^-+3\,CH_2(COOH)_2+3\,H^+\rightarrow 3\,BrCH(COOH)_2+3\,H_2O}

步驟乙:\mathrm{BrO_3^-}+4\,\underset{\text{(紅色)}}{\mathrm{Fe}(\mathit{o}\text{-}\mathrm{phen})_3^{2+}}+5\,\mathrm{H^+}\rightleftharpoons\mathrm{HOBr}+4\,\underset{\text{(藍色)}}{\mathrm{Fe}(\mathit{o}\text{-}\mathrm{phen})_3^{3+}}+2\,\mathrm{H_2O}

步驟丙:\mathrm{HOBr}+2\,\mathrm{CH_2(COOH)_2}+2\,\mathrm{Fe}(\mathit{o}\text{-}\mathrm{phen})_3^{3+}+\mathrm{BrCH(COOH)_2}+2\,\mathrm{H_2O}\rightleftharpoons 2\,\mathrm{Fe}(\mathit{o}\text{-}\mathrm{phen})_3^{2+}+3\,\mathrm{HOCH(COOH)_2}+2\,\mathrm{Br^-}+4\,\mathrm{H^+}

步驟甲中的溴離子濃度降低後,反應則切換至步驟乙,溶液顏色從紅色轉變為藍色。然後步驟丙中錯合物 \mathrm{Fe}(\mathit{o}\text{-}\mathrm{phen})_3^{3+} 與次溴酸及溴化丙二酸反應後,再生成溴離子,溶液顏色從藍色轉變成紅色。化學式中 \mathit{o}\text{-}\mathrm{phen} 的結構如圖4 所示,為一雙牙基的配位子。下列關於此振盪反應的敘述,哪些正確?

開始練習