ast_essay
115年
化學
第 30 題
📖 題組：
29-30題為題組 稀土元素釔（Y）在高科技產品中是非常重要的成分，但是取得不易，科學家希望能從廢棄的螢光粉中回收釔元素。表 5 是測得某一批螢光粉中含量最多的兩種元素之重量百分比。科學家分別取 4.4 g 螢光粉，使用不同濃度的 HCl 水溶液，進行螢光粉的固液萃取實驗。在三種實驗條件下，萃取出鈣和釔的產率隨時間的變化如圖 14。回答下列問題。 表 5 | 元素 | 釔 | 鈣 | 其他物質 | | :---: | :---: | :---: | :---: | | 重量百分比（%） | 15.0 | 13.9 | 71.1 |
29-30題為題組 稀土元素釔（Y）在高科技產品中是非常重要的成分，但是取得不易，科學家希望能從廢棄的螢光粉中回收釔元素。表 5 是測得某一批螢光粉中含量最多的兩種元素之重量百分比。科學家分別取 4.4 g 螢光粉，使用不同濃度的 HCl 水溶液，進行螢光粉的固液萃取實驗。在三種實驗條件下，萃取出鈣和釔的產率隨時間的變化如圖 14。回答下列問題。 表 5 | 元素 | 釔 | 鈣 | 其他物質 | | :---: | :---: | :---: | :---: | | 重量百分比（%） | 15.0 | 13.9 | 71.1 |
若要分離出鈣與釔，可以採取兩步驟萃取的方式：在第一個步驟選擇性的萃取出鈣，讓大部分釔留在固相，接著在第二步驟萃取出留在固相中的釔。依據圖 14 的資訊，第一步驟應選取哪一組實驗的萃取條件？最佳反應時間以及選取的原因為何？將答案勾選並填入表格中。（4分）
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
考查實驗設計之最佳化與圖表分析能力。目標是「選擇性萃取出鈣，讓大部分釔留在固相」，意味著要求：鈣的萃取率極高，而釔的萃取率極低。觀察三個實驗圖表，對比兩條曲線的差距：「實驗一」在各時間點兩者產率皆很高，無法分離；「實驗二」兩者產率也很接近且皆高於 80%。只有「實驗三」在橫坐標 1.0 小時左右時，鈣產率高達約 85%，而釔產率幾乎貼底（接近 5%），這時候過濾就能將留在固態的釔與液態的鈣最完美地分離。回答時明確寫出兩者的產率與「具有最大選擇性（差異）」為得分關鍵。