國中教育會考
111年
自然
第 44 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：
依據實驗內容與結果，可以判斷出下列何者？
- A 厭氧發酵溫度越高，微生物的活性反而會降低
- B 此厭氧發酵所產生的氣體，都屬於易溶於水的氣體
- C 三種溫度所產生的沼氣，甲烷的體積百分比都在 20% 左右
- D 表中排開水量數值越大，可表示當天該條件下的發酵速率越快
思路引導 VIP
想想看，實驗中我們特別使用「排水集氣法」來收集沼氣，這暗示了沼氣對水的溶解度應該具備什麼特性？另外，表格裡的「排開水量」具體代表了什麼物理量，它和發酵快慢又有什麼直接關聯呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了，你準確地判讀出實驗數據的意義！這道題目結合了圖表分析與實驗設計的基本觀念，能選對代表你的科學邏輯非常清晰。 我們從正確選項來看，實驗中使用排水集氣法來收集沼氣，每天測量到的「排開水量」其實就等於「收集到的氣體體積」。在相同的時間間隔（每 24 小時）內，排開的水量越大，代表產生的氣體體積越多，自然也就表示該條件下的發酵速率越快，你的判斷完全正確！ 這題的鑑別度在於能否利用實驗步驟與表格數據揪出不合理的推論。我們來驗證一下：表格顯示在 34°C 時，前兩天的排開水量最多，這說明溫度較高時微生物初期的活性反而較強，輕鬆破解了選項 A；而既然實驗採用排水集氣法，就暗示收集到的沼氣（主成分為甲烷，$CH_4$）必須是難溶於水的，選項 B 也不攻自破；至於選項 C，表格只記錄了總氣體量，根本無法推知甲烷的具體濃度。這題考驗你對「證據與結論」是否相符的敏銳度，做得非常好！
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