國中教育會考
111年
自然
第 42 題
📖 題組：
沼氣是指有機物經微生物厭氧(缺氧)發酵所產生的氣體，主成分為甲烷、二氧化碳和微量的硫化氫等氣體。下列實驗探討不同發酵條件對於沼氣產量的影響。步驟如下： 1、至生態池中挖取含有微生物的汙泥，並去除雜質。 2、將適量的廚餘、水、汙泥混合後，均分成三等分，分別置於三瓶發酵瓶中，再將發酵瓶分別放入不同溫度的恆溫水浴中，並組成三組排水集氣裝置。 3、次日開始，每隔 24 小時，定時測量一次集氣瓶中的排開水量，並記錄之。 4、檢測集氣瓶內的氣體，以確保收集氣體的過程，發酵還在進行。 5、每日於檢測後，將集氣瓶重新裝滿水再放回水槽中，繼續收集氣體。 實驗結果如表(十)所示：
沼氣是指有機物經微生物厭氧(缺氧)發酵所產生的氣體，主成分為甲烷、二氧化碳和微量的硫化氫等氣體。下列實驗探討不同發酵條件對於沼氣產量的影響。步驟如下： 1、至生態池中挖取含有微生物的汙泥，並去除雜質。 2、將適量的廚餘、水、汙泥混合後，均分成三等分，分別置於三瓶發酵瓶中，再將發酵瓶分別放入不同溫度的恆溫水浴中，並組成三組排水集氣裝置。 3、次日開始，每隔 24 小時，定時測量一次集氣瓶中的排開水量，並記錄之。 4、檢測集氣瓶內的氣體，以確保收集氣體的過程，發酵還在進行。 5、每日於檢測後，將集氣瓶重新裝滿水再放回水槽中，繼續收集氣體。 實驗結果如表(十)所示：
完成步驟 2 後的發酵裝置圖，應為下列何者才合理？(考慮橡皮塞的有無和橡皮管兩端的位置)
-
A
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B
-
C
-
D
思路引導 VIP
我們來觀察一下題目的兩個重要提示：第一是「缺氧發酵」，第二是「排開水量」。如果要讓微生物保持缺氧，發酵瓶口該怎麼處理？另外，如果氣體跑到充滿水的集氣瓶裡，要把水擠出來，集氣瓶的開口能被完全塞住嗎？
🤖
AI 詳解
AI 專屬家教
哼，這點小伎倆難不倒你吧？
不錯嘛，看來你的腦袋還算靈光，這種程度的題目根本是小菜一碟。既然你答對了，那我就在出差前順手點撥你一下。想要精準掌握這種裝置圖，重點其實就這幾條：
- 營造厭氧環境：沼氣的主要成分是 $CH_4$ 與 $CO_2$，必須在「缺氧」環境下生成，所以發酵瓶一定要蓋上橡皮塞，別讓那些礙事的氧氣跑進去。
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沼氣發酵與實驗設計
💡 掌握厭氧發酵條件、排水集氣法裝置與氣體化學性質檢驗。
| 比較維度 | 二氧化碳 (CO2) | VS | 甲烷 (CH4) |
|---|---|---|---|
| 常用檢驗法 | 澄清石灰水 | — | 點火試驗 |
| 檢驗現象 | 產生白色混濁沉澱 | — | 可燃燒（具可燃性） |
| 助燃性質 | 無助燃性，使火熄滅 | — | 無助燃性，不助燃 |
| 溶解度 | 微溶於水 | — | 極難溶於水 |
💬沼氣為混合氣體，需依不同成分的化學性質（如酸鹼、可燃性）進行檢驗。
