DSE Chem 分析化學攻略｜滴定+IR+MS+焰色+離子試驗+真題拆解
Topic XV 分析化學選修涵蓋容量分析（酸鹼+氧化還原滴定）、儀器分析（IR/MS/colorimetry）、焰色試驗同陽/陰離子試驗。本篇拆解 IR 四大吸收區（3200-3600 O-H、1680-1750 C=O）、滴定計算陷阱、離子沉澱顏色記憶法，配兩題真題 walkthrough。
分析化學係三個選修課題入面知識密度最高嘅一個 — 由初中就接觸嘅焰色、沉澱試驗，一路去到 IR 官能基判斷、MS molecular ion peak 分析，幾乎成個 Chem 5 年嘅實驗技巧都要喺呢 topic 融會貫通。但亦正因為覆蓋面廣，考生最常犯嘅錯誤係「每個分析方法只背口訣，唔明原理」。
HKEAA 選修部分對分析化學嘅考核重點其實好集中：滴定計算（chem stoichiometry ratio）、IR 四大官能基吸收區、MS molecular ion + fragment、離子試驗嘅沉澱顏色同條件。呢篇攻略沿住 5 個 sub-section 重組，將每個題型配對典型真題失分位。
HKEAA 呢 topic 要求：五種分析手段嘅定位
DSE 嘅分析化學選修，儀器分析部分係「入門級」— IR 只要求識讀四個主要吸收區對應嘅官能基；MS 只要求識認 molecular ion peak 同用 isotope pattern 推 Cl/Br；colorimetry 只做 calibration curve。唔需要解釋量子力學原理，但要識用呢啲 spectra 嚟 deduce compound identity。
指引要求學生「選擇合適嘅分析方法處理指定嘅分析問題」、「由 IR 光譜判斷有機化合物嘅官能基」、「由質譜 molecular ion peak 推斷分子量並用 isotope pattern 推含 Cl/Br」。陰離子、陽離子試驗必須背齊試劑、條件同觀察顏色。
必背 flashcard · 8 張核心
呢 8 張 flashcard 覆蓋分析化學選修題八成以上內容，包括離子顏色、IR 吸收區、滴定公式。
① 滴定計算萬能公式
4 步程序：(1) 寫方程式求 ratio；(2) 計已知 mol (C × V)；(3) 由 ratio 求未知 mol；(4) 換算 C 或 V。
陷阱：Back titration 要用「原始量 − 剩餘量 = 反應量」— 唔可以直接用滴定數據。
② IR 4 大官能基吸收區
記憶鉤：「OH 三千六、C=O 一千七」。Alcohol 同 carboxylic acid 都有 O–H 但範圍唔同 — carboxylic acid 嘅 O–H 由於 H-bonding 會寬到吞埋 C–H 區。
③ MS 分析 3 件事
考點：見到 M+2 peak ≈ M⁺ 就係 Br；M+2 ≈ ⅓ × M⁺ 就係 Cl。
④ 陽離子試驗（加 NaOH(aq)）
陷阱：Zn²⁺ 白色 ppt 亦溶於過量 NaOH（amphoteric），同 Al³⁺ 似，要用過量 NH₃ 區分（Zn²⁺ 會溶，Al³⁺ 唔會）。
⑤ 陰離子試驗
陷阱：AgCl 溶於稀 NH₃，AgBr 只溶於濃 NH₃，AgI 唔溶於 NH₃ — 用 NH₃ 溶解度可以分辨三者。
⑥ 焰色試驗
程序：鉑絲浸稀 HCl → 燒至無色 → 蘸樣本 → 置非發光（藍色）本生焰觀察。
陷阱：鉑絲唔乾淨會出現假 Na⁺ 黃色；必須用非發光焰（空氣閥全開）。
⑦ Rf value 同紙色譜
陷阱：(1) 分子分母不可倒轉；(2) 量度距離係由 origin line 開始，唔係由紙底；(3) 紙應垂直、溶劑線不可浸過 origin；(4) 有色點先可目測，無色點要用 UV 或顯色劑。
⑧ Colorimetry 5 步
陷阱：溶液太濃會令 A 超出 linear range（通常 A > 1 要稀釋）；cuvette 外牆有指紋或氣泡會令 A 偏高。
⑨ Iodometric titration（氧化還原滴定）
指示劑：starch（澱粉）加喺近 end-point 時先加（溶液由黃褐變淡黃時），見 deep blue → colourless 即到。starch 早加會 form starch-I₂ complex 難分解 → end-point 偏遲。
⑩ MS isotope pattern 完整表
考題常見：俾一個 MS spectrum 問含幾多 Cl/Br — 睇 M+2 高度比例即定。
高頻陷阱 · 5 個最典型失分位
陷阱 1：滴定計算漏 stoichiometric ratio
H₂SO₄ + 2NaOH → Na₂SO₄ + 2H₂O，ratio 1:2。考生用 CₐVₐ = CᵦVᵦ 直接計 — 忽略咗 2 倍因子 — 最終濃度錯足 50%。必須清楚：mol H₂SO₄ : mol NaOH = 1 : 2。
真題：2022 DSE Chem Paper 2 Q12 用 H₃PO₄ (ratio 1:3) 考滴定，近一半考生用 1:1 算錯。
陷阱 2：Back titration 步驟倒置
Back titration 原理：加過量 A → 測剩餘 A → 原始 A − 剩餘 A = 反應咗嘅 A（= 對應未知 B 嘅量）。常見錯法：直接將滴定量當作反應量 — 咁樣計出嚟係過量 A 嘅量，唔係反應量。
例：測 CaCO₃ 純度，加過量 HCl → 蒸/攪 → 剩餘 HCl 用 NaOH 滴定。CaCO₃ 反應 HCl = 原始 HCl − (NaOH × ratio)。
陷阱 3：Rf value 分子分母倒轉
Rf = 樣本走距 ÷ 溶劑前沿走距。Rf 永遠 ≤ 1。如果計出 >1 即刻知錯 — 但如果計出 0.99 近 1 嘅話好似合理，要特別小心。
記憶：「Rf 個 f 代表 front — front 放分母」。量度時一定要由 origin line 起計，唔係由紙邊。
真題：2020 DSE Chem Paper 2 Q11 俾 chromatogram 要計 Rf，有 15% 考生寫分母 = 樣本走距，失足 1 分。
陷阱 4：IR 混淆 O–H（alcohol vs acid）
Alcohol O–H：3200–3600 cm⁻¹，中等 broad；Carboxylic acid O–H：2500–3300 cm⁻¹，非常 broad（因 dimer H-bonding），會「淹蓋」C–H 區。
同時見到 O–H broad + C=O strong 1700 區 → carboxylic acid；只見 O–H broad 無 C=O → alcohol。
真題：2023 DSE Chem Paper 2 Q13 俾 IR spectrum 要推官能基，考生只答「有 O–H」冇分開 alcohol 定 acid — 失 1 分。
陷阱 5：離子試驗漏條件同觀察
測 Cl⁻：寫「加 AgNO₃」只得 1/3 分。滿分答案：「加稀 HNO₃（除 CO₃²⁻ / OH⁻ 干擾）後加 AgNO₃(aq)；出現白色沉澱 AgCl；再加稀 NH₃(aq) ppt 溶解」— 三件套（試劑 + 條件 + 觀察 + 確認）都要寫。
真題：2024 DSE Chem Paper 2 Q10 考 Cl⁻ / Br⁻ / I⁻ 區分，必須寫 NH₃ 溶解度差異先滿分。
陷阱 6：IR C=O 範圍寫太闊
HKEAA 標準 4 個吸收區：O-H (alcohol) 3200–3600、O-H (carboxylic acid) 2500–3300（broad）、C=O 1680–1750（strong, sharp）、N-H 3300–3500。唔好寫「C=O 1700 附近」— 考評員扣分，要寫精確範圍 1680–1750。
子範圍（deductive 題）：aldehyde/ketone ~1715；carboxylic acid ~1710；ester ~1735–1750；amide ~1680。由 peak 精確位置可 narrow down 官能基類型。
陷阱 7：Iodometric titration starch 加錯時機
Iodometric titration 用 Na₂S₂O₃ 滴定 I₂，starch 指示劑必須喺近 end-point（溶液由 deep brown 變 pale yellow 時）先加 — 早加會令 starch 深藍錯覽同 I₂ 形成嘅 complex 好 stable，令 end-point 偏遲。
正確程序描述：「titrate until solution turns pale yellow → add 2–3 drops of starch indicator → continue titrating until blue colour just disappears」。漏呢個步驟細節扣 1 分。
Standard solution = "a solution of accurately known concentration prepared from a primary standard"。Primary standard = "a substance of high purity, stable in air, high molar mass, non-hygroscopic"（4 條件要齊）。Back titration = "used when the analyte reacts slowly or is insoluble; add excess standard reagent, then titrate remaining excess"。Rf value = "distance travelled by the substance ÷ distance travelled by the solvent front, measured from the origin line"。
答題 framework · 分析題四件套
分析題俾分模式：無論係滴定、離子試驗、IR 分析，都要答齊「reagent + condition + observation + conclusion」四件套。
| 分析任務 | Level 4 | Level 5 |
|---|---|---|
| 測 Cu²⁺ | 「加 NaOH 有藍色沉澱」 | 「加 NaOH(aq) 有藍色 Cu(OH)₂ ppt；加過量 NH₃(aq) 溶解成深藍 [Cu(NH₃)₄]²⁺」 |
| IR 推 –COOH | 「有 O–H 吸收」 | 「broad O–H 2500–3300 cm⁻¹ + strong C=O 1700 cm⁻¹ → –COOH」 |
| 滴定 H₂SO₄ | CₐVₐ = CᵦVᵦ | 寫方程式得 ratio 1:2；CₐVₐ/1 = CᵦVᵦ/2 |
真題 walkthrough · 2 題
真題 1：2023 Paper 2 Q13 · 4 marks · IR 判官能基
題目（paraphrase）：化合物 X 嘅分子式為 C₃H₆O₂。其 IR 光譜顯示一個 broad absorption 於 2500–3300 cm⁻¹，同一個 strong absorption 於 1710 cm⁻¹。推斷 X 嘅結構式並寫 IUPAC 名。
Model answer：Broad absorption 2500–3300 cm⁻¹ 對應 carboxylic acid 嘅 O–H（受 H-bond 影響特別 broad）(1)；1710 cm⁻¹ 對應 C=O stretch (1)。分子式 C₃H₆O₂ 包含 –COOH（CO₂H = CHO₂），剩餘 C₂H₅ → 結構式 CH₃CH₂COOH (1)；IUPAC 名：propanoic acid (1)。
失分位：好多考生寫「O–H」得 0.5 分，冇提「broad + 2500–3300」呢個 acid 嘅獨特特徵失埋 0.5 分。
真題 2：2024 Paper 2 Q10 · 3 marks · 區分 Cl⁻ / Br⁻ / I⁻
題目（paraphrase）：你有三枝無色溶液，分別含 NaCl、NaBr 同 NaI。設計實驗將三者區分。
Model answer：Step 1：每枝溶液加幾滴稀 HNO₃（除 CO₃²⁻/OH⁻ 干擾），再加 AgNO₃(aq)；觀察：NaCl → 白色 AgCl ppt；NaBr → 淺黃色 AgBr ppt；NaI → 黃色 AgI ppt (1)。
Step 2：向三枝 ppt 加稀 NH₃(aq)：AgCl 溶解（回復無色）；AgBr 不溶；AgI 不溶 — 可分辨 Cl⁻ (1)。
Step 3：向剩餘兩枝 ppt 加濃 NH₃(aq)：AgBr 溶解；AgI 仍不溶 — 區分 Br⁻ 同 I⁻ (1)。
失分位：只做 Step 1 僅得 1.5 分。必須寫 Step 2 / 3 用 NH₃ 溶解度差異先完整 — 因為 AgCl vs AgBr 顏色差異太細，single step 唔夠分辨。
學習路徑 · 3 步打通
去 /dse-chem/analytical-chemistry/ 逐個分析方法睇 scoring points，尤其係離子試驗表同 IR 吸收區。
一張卡 = 一個離子：試劑、條件、觀察、顏色、確認。10–12 張卡涵蓋全部 DSE 要求嘅陽/陰離子 — 考前反覆背三次。
下載 DSE 神器 Chem App，篩 Topic XV 嘅光譜題同 back titration 題型針對訓練。
延伸閱讀
IR 判官能基嘅前提係你知官能基反應嘅特性。
酸鹼滴定理論同指示劑選擇。
分析化學選修 200+ 題。
分析化學嘅 IR + MS 同 碳化學 官能基確認互補；redox 滴定扣 氧化還原；金屬離子鑑定則接 金屬 活性序。完整圖譜見 HKEAA 分析。
