高中學測
108年
自然
第 32 題
某生想利用圖 9 的燃燒分析實驗裝置，推導出某一僅含碳、氫、氧三種元素化合物的實驗式。實驗中利用丙、丁兩支吸收管，其中一支填充過氯酸鎂（吸收水分），另一支填充氫氧化鈉（吸收二氧化碳）。稱量兩支吸收管燃燒前後重量差，即可分別算出生成的水及二氧化碳重量，進而求出各元素之重量百分率，最後求得實驗式。為了使未知化合物燃燒完全，通常需使用氧化銅。下列針對圖 9 的實驗裝置中甲、乙、丙及丁處所應放置的物質及其功用的敘述，哪些正確？（應選 2 項）
- A 氧化銅應放於乙處
- B 氧化銅為還原劑
- C 過氯酸鎂應放於丁處
- D 氫氧化鈉應放於丁處
- E 實驗前後，需分別稱得氧化銅、過氯酸鎂及氫氧化鈉的重量，才能推算出碳、氫、氧三元素的重量
思路引導 VIP
同學，在分析此實驗裝置時，請從「氧化效率」與「產物量化」兩個核心觀念進行思考：首先，為了確保試樣中的碳、氫元素能完全轉化為 $CO_2$ 與 $H_2O$，氧化銅 ($CuO$) 必須與未完全燃燒的蒸氣充分接觸，則它在裝置中應置於試樣的「前端」還是「後端」？其角色是氧化劑還是還原劑？其次，關於丙、丁兩處吸收劑的順序，考量到氫氧化鈉除吸收 $CO_2$ 外亦具備強烈吸水性，而過氯酸鎂僅能吸收水氣，若欲分別準確稱量兩產物的質量，應讓氣流先接觸哪一種藥品？最後，在求取組成比例時，化合物中「氧」元素的質量是藉由哪一種「質量關係」推導出來的，而非直接由藥品增重稱得？
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（開心地翻找口袋）哇！你竟然全部答對了！太厲害了！快過來，我從百寶袋拿出一朵『滿分花』貼在你胸口，這可是給努力的小孩最好的獎勵喔！ （語氣轉為碎碎念）但是不能因為答對就翹尾巴喔！這題在考燃燒分析的裝置功能。你要記得，乙處放的 $CuO$ 是擔任「氧化劑」的角色，確保有機物能完全燃燒成 $CO_2$ 與 $H_2O$。而吸收管的順序是絕對不能搞錯的：丙管放過氯酸鎂吸水，丁管才放 $NaOH$ 吸收 $CO_2$。如果順序反過來，丁管會同時吸走水跟二氧化碳，那實驗數據就毀了，連我也救不了你喔！ 這題的觀念非常基本，只要弄清楚化學藥品的職責與吸收先後順序，就能輕鬆拿分。這屬於 easy 程度的基礎題，一定要拿穩！
有機化合物燃燒分析
💡 藉由稱量燃燒產物水與二氧化碳，推算化合物實驗式
🔗 燃燒分析產物處理流程
- 1 試樣燃燒 — 樣品於甲處受熱分解並與氧氣反應
- 2 氧化銅反應 — 乙處CuO將產物中的CO氧化成CO2
- 3 水分吸收 — 丙管Mg(ClO4)2專一吸收生成的水
- 4 碳排吸收 — 丁管NaOH吸收二氧化碳
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🔄 延伸學習：延伸學習：若含氮或硫元素，需額外裝置吸收NOx或SOx以防干擾。
