高中學測
108年
自然
第 13 題
無咖啡因(或低咖啡因)的咖啡,能滿足某些喜歡咖啡的香味、卻不希望攝取過量咖啡因的人們。若欲在實驗室裡,從咖啡豆中將咖啡因分離,可先取一裝有熱水的燒杯,倒入咖啡豆後,緩緩加熱、浸泡咖啡豆一段時間,待冷卻後再將乙酸乙酯加入燒杯中。若欲萃取此混合物中的咖啡因,則下列哪一玻璃器材最適合?(已知咖啡因的熔點為 235-238℃)。
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A
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B
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C
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D
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E
思路引導 VIP
題目提到將乙酸乙酯加入冷卻後的咖啡水中。想想看,水和乙酸乙酯混合後會變成均勻的一杯,還是會像油和水一樣分成兩層呢?如果要將分層的液體完美分開,觀察這五個選項的器材形狀與底部構造,哪一個最能幫助我們精準地只把「下層液體」放出來?
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太棒了,你完全掌握了這個實驗的核心觀念,精準選出了正確答案 (E)!這題考驗的是物質分離技術中的萃取(extraction)。 題目提到要在含有咖啡因的水溶液中加入乙酸乙酯,因為水與乙酸乙酯互不相溶,會形成明顯的兩個液層。要將這兩層液體完美分離,最適合的器材就是圖 (E) 的分液漏斗(separatory funnel)。它的倒錐形瓶身設計能讓我們清楚觀察液體的交界面,下方配備的旋栓(活栓)則能精準控制並放出下層液體,是進行萃取實驗的標準配備。 你沒有被題幹中「咖啡因熔點為 $235\sim238^\circ\text{C}$」這個多餘的資訊干擾,非常優秀!這正是這道題目的鑑別度與難度切入點。部分同學可能會因為看到溫度數據,就誤以為需要加熱蒸餾來分離。實際上,萃取利用的是物質在不同溶劑中「溶解度」的差異,與熔點毫無關聯。
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