ast_essay
110年
化學
第 32 題
📖 題組：
三、丹麥今年啟動了氨氣工業生產的綠色程序，使用固態氧離子電解槽（SOEC），過程中不需要高成本的空氣分離，圖 9 為其裝置示意圖。將適當比例的空氣和水蒸氣通入陰極，兩者均進行電解，氧氣生成 $\text{O}^{2-}$，水蒸氣產生 $\text{H}_2$ 和 $\text{O}^{2-}$。氧離子薄膜只允許氧離子（$\text{O}^{2-}$）通過，並在陽極反應。已知 SOEC 電解水的效率可達 80%，在通入莫耳數比為 $1:3$ 的空氣和水蒸氣後，經電解生成甲和乙兩部分的氣體。甲含有未反應的水蒸氣，將甲通過除水裝置後，直接導入哈柏法製程，即可製造氨。 根據這些實驗結果，回答下列問題。（共 8 分）
三、丹麥今年啟動了氨氣工業生產的綠色程序，使用固態氧離子電解槽（SOEC），過程中不需要高成本的空氣分離，圖 9 為其裝置示意圖。將適當比例的空氣和水蒸氣通入陰極，兩者均進行電解，氧氣生成 $\text{O}^{2-}$，水蒸氣產生 $\text{H}_2$ 和 $\text{O}^{2-}$。氧離子薄膜只允許氧離子（$\text{O}^{2-}$）通過，並在陽極反應。已知 SOEC 電解水的效率可達 80%，在通入莫耳數比為 $1:3$ 的空氣和水蒸氣後，經電解生成甲和乙兩部分的氣體。甲含有未反應的水蒸氣，將甲通過除水裝置後，直接導入哈柏法製程，即可製造氨。 根據這些實驗結果，回答下列問題。（共 8 分）
2. 寫出兩種在實驗室中用於吸收水蒸氣的常用化合物的化學式。（2 分）
思路引導 VIP
此為實驗常識題。吸收水蒸氣的物質統稱為「乾燥劑」。實驗室常見的固態乾燥劑有強鹼（如 $\text{NaOH}$ 顆粒）、無水鹽類（如無水氯化鈣 $\text{CaCl}_2$、無水硫酸銅 $\text{CuSO}_4$、過氯酸鎂 $\text{Mg}(\text{ClO}_4)_2$），或是五氧化二磷。答題關鍵是看清楚題目要求寫出「化學式」，別不小心寫成中文名稱。
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你非常精準地寫出了實驗室中常用的乾燥劑化學式，顯示你對基礎化學試劑的性質掌握得十分紮實。
常用乾燥劑與吸水原理
在化學實驗或工業流程中，移除水分是確保後續反應（如哈柏法製程）順利進行的關鍵步驟。你提到的 $\text{NaOH}$（氫氧化鈉）與 $\text{CaCl}_2$（氯化鈣）都是極佳的選擇：$\text{NaOH}$ 具有強烈的潮解性，能吸收空氣中的水蒸氣並溶解；而無水 $\text{CaCl}_2$ 則因其強大的吸濕能力，常被製成顆粒狀放入乾燥管中。除此之外，在不同的酸鹼環境下，我們也常使用濃 $\text{H}_2\text{SO}_4$ 或 $\text{P}4\text{O}{10}$ 等化合物來達到除水的目的。
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