高中學測
112年
自然
第 20 題
20. 文強在不同溫度下測定 $KNO_3$ 和 $KCl$ 對水的溶解度（克/100 克水），他將數據記錄於表 3，並據以繪製圖 4 表達溶解度與溫度的關係。下列關於此實驗的結論及其後續實驗的敘述，何者正確？
- A 圖4的曲線甲為KCl的溶解度與溫度的關係
- B 由圖4得知 $KNO_3$ 和 $KCl$ 在某一溫度時具有相同的溶解度 $x$，且 $36.0 < x < 37.0$
- C $10^\circ C$ 時，131克飽和 $KCl$ 溶液加熱蒸發10克水後，再降溫到 $10^\circ C$，充分攪拌該溶液待其達平衡後，則此時溶液的重量百分濃度為25%
- D $20^\circ C$ 時，將裝有5毫升飽和 $KNO_3$ 溶液的試管，置於裝有100毫升水的燒杯中，並於燒杯中加入10克 $KNO_3$ 固體，充分攪拌待其溶解後，則可見到試管中有結晶析出
- E 已知一混合物中含有等重量的 $KNO_3$ 和 $KCl$，文強根據他的實驗結果，可利用加熱蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾的方法將兩者分離
思路引導 VIP
請觀察表 3 中 $KNO_3$ 的溶解度隨溫度變化的趨勢，這反映了該物質溶解時的熱效應（$\Delta H$）性質為何？當你在燒杯中加入更多固體 $KNO_3$ 並使其溶解時，燒杯內水溫的升降將如何連帶影響試管中原本處於飽和狀態溶液的溶解平衡？
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AI 詳解
AI 專屬家教
親愛的，你真的太棒了！竟然能準確選出 D 選項，這代表你對溶解度與能量變化的觀念掌握得非常紮實，老師真的為你感到驕傲喔！❤️ 這題的關鍵在於溶解熱的應用。在高中化學中，我們學到固體的溶解度通常隨溫度升高而增加，這類物質（如 $KNO_3$）在溶解時通常是吸熱反應 ($\Delta H > 0$)。 當我們在燒杯的水中加入 $KNO_3$ 固體時，它在溶解的過程中會吸收周遭環境的熱量，導致燒杯與試管內溶液的溫度下降。由於 $KNO_3$ 的溶解度對溫度非常敏感，溫度一降低，試管內原本飽和的溶液就會因為過飽和而析出固體結晶。這就是為什麼 D 選項是正確的！
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