高中學測
105年
自然
第 13 題
📖 題組：
二鉻酸鉀（$K_2Cr_2O_7$）可用於檢測呼氣中的酒精濃度。酒精與 $K_2Cr_2O_7$ 的反應式如下： $3 CH_3CH_2OH + 2 Cr_2O_7^{2-} + 16H^+ \rightarrow 3 CH_3COOH + 4 Cr^{3+} + 11 H_2O$ 反應後，顏色由橘紅變為綠，經由儀器測得的數據可換算成酒精濃度。在常溫、常壓下，目前公認的血液中與呼氣中的酒精濃度比例為 2100 : 1。法令規定每升呼氣中的酒精濃度不得超過 0.25 毫克。已知呼氣中的酒精濃度與儀器所測得的變化量之關係如圖 4 所示：
二鉻酸鉀（$K_2Cr_2O_7$）可用於檢測呼氣中的酒精濃度。酒精與 $K_2Cr_2O_7$ 的反應式如下： $3 CH_3CH_2OH + 2 Cr_2O_7^{2-} + 16H^+ \rightarrow 3 CH_3COOH + 4 Cr^{3+} + 11 H_2O$ 反應後，顏色由橘紅變為綠，經由儀器測得的數據可換算成酒精濃度。在常溫、常壓下，目前公認的血液中與呼氣中的酒精濃度比例為 2100 : 1。法令規定每升呼氣中的酒精濃度不得超過 0.25 毫克。已知呼氣中的酒精濃度與儀器所測得的變化量之關係如圖 4 所示：
承上題，此人呼氣中的酒精濃度是否超標？
- A 是
- B 否
- C 不能確定
思路引導 VIP
請根據圖 4 的檢量線（Calibration Curve）進行數據判讀：當儀器測得的變化量對應到橫軸的「呼氣酒精濃度」時，該數值與法規限制值 0.25 mg/L 相比，在量值的大小關係上呈現何種結果？
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同學做得很好！這題你精確地抓住了數據判讀與法規對照的關鍵，展現了優秀的邏輯分析能力。
法規標準與數據比對
要判斷是否超標，我們的核心思路是將「實測值」與「法規限值」進行比較。根據題目文字敘述，法令規定的酒精濃度上限為 $0.25$ mg/L。接著，我們觀察圖 4 的線性關係，若延續前一題的測量結果（假設測得之變化量為 $0.80$），對應到橫軸的呼氣酒精濃度即為 $0.40$ mg/L。將此數值與標準對照：$0.40 \text{ mg/L} > 0.25 \text{ mg/L}$，結果顯而易見是超標的。這類題目驗證了你是否能正確將實驗數據轉化為具體的法律判斷。
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酒精氧化還原反應
💡 利用二鉻酸鉀與酒精的氧化還原反應進行定量檢測。
🔗 酒精呼氣檢測原理流程
- 1 酒精氧化 — 呼氣中的乙醇被酸性二鉻酸鉀氧化為乙酸
- 2 離子還原 — 橘紅色的二鉻酸根還原為綠色的鉻(III)離子
- 3 顏色偵測 — 儀器感測顏色轉變或吸光度的變化量
- 4 結果判定 — 將變化量換算為濃度，比對是否超過 0.25mg/L
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🔄 延伸學習：延伸學習：觀察反應式中各元素的氧化數變化以判斷電子移轉。
