高中學測
115年
自然
第 27 題
📖 題組：
小芬修習「探究與實作」後，知道香蕉的果皮與果肉中，富含鹼金屬與鹼土金屬元素的鹽類。她想從香蕉中提取鉀鹽，經老師指導與蒐集資料後，進行實驗，實驗步驟與紀錄如下： 步驟 1.整理資料，得每一百克香蕉所含成分如表 5；而表 6 則整理出鹼金屬/鹼土金屬化合物，在 30 ℃時的溶解度（ g/100 g 水 ）。 步驟 2.收集 1 公斤香蕉，清洗、烘乾後，混合木炭後將有機物完全燃燒，礦物質完全變成碳酸鹽與氧化物固體。 步驟 3.將固體秤重、磨成粉末，加入 50 mL 熱水，攪拌並靜置過夜。 步驟 4.以濾紙濾除不溶物。已知表 6 中五種陰離子的銨鹽均可溶於水，依據表 6，逐步加入 $NH_4ClO_4$ 於濾液中，溶液會出現沉澱，繼續添加，直到沉澱不再出現。 步驟 5.以濾紙收集沉澱物、乾燥並秤重。移入 600 ℃的烘箱內加熱、重量減少、反覆加熱，直到重量不再變化，最終重量比原先減少 46.2%。推測原因，應是在加熱過程中發生分解反應。依據上述，回答下列問題。（莫耳質量： $NaClO_4 = 122.5\text{ g/mol}$ 、 $KClO_4 = 138.5\text{ g/mol}$ 、 $NaCl = 58.5\text{ g/mol}$ 、 $KCl = 74.5\text{ g/mol}$ ）
小芬修習「探究與實作」後，知道香蕉的果皮與果肉中，富含鹼金屬與鹼土金屬元素的鹽類。她想從香蕉中提取鉀鹽，經老師指導與蒐集資料後，進行實驗，實驗步驟與紀錄如下： 步驟 1.整理資料，得每一百克香蕉所含成分如表 5；而表 6 則整理出鹼金屬/鹼土金屬化合物，在 30 ℃時的溶解度（ g/100 g 水 ）。 步驟 2.收集 1 公斤香蕉，清洗、烘乾後，混合木炭後將有機物完全燃燒，礦物質完全變成碳酸鹽與氧化物固體。 步驟 3.將固體秤重、磨成粉末，加入 50 mL 熱水，攪拌並靜置過夜。 步驟 4.以濾紙濾除不溶物。已知表 6 中五種陰離子的銨鹽均可溶於水，依據表 6，逐步加入 $NH_4ClO_4$ 於濾液中，溶液會出現沉澱，繼續添加，直到沉澱不再出現。 步驟 5.以濾紙收集沉澱物、乾燥並秤重。移入 600 ℃的烘箱內加熱、重量減少、反覆加熱，直到重量不再變化，最終重量比原先減少 46.2%。推測原因，應是在加熱過程中發生分解反應。依據上述，回答下列問題。（莫耳質量： $NaClO_4 = 122.5\text{ g/mol}$ 、 $KClO_4 = 138.5\text{ g/mol}$ 、 $NaCl = 58.5\text{ g/mol}$ 、 $KCl = 74.5\text{ g/mol}$ ）
在步驟 5 中的反應，下列相關敘述，哪些正確？（應選 3 項 ）
- A 此反應可能產生氣體而導致步驟 5 中的重量減少
- B 此反應中 Cl 被還原
- C 此反應產生 KClO
- D 此反應中， 1 莫耳的反應物分解產生 1 莫耳的氧氣
- E 平衡反應式的最小整數係數和為 4
思路引導 VIP
同學，請先根據表 6 的溶解度數據，判斷步驟 4 中加入 $NH_4ClO_4$ 後所產生的沉澱物其化學組成是什麼？接著，針對此沉澱物在步驟 5 的熱分解過程，請利用題目給予的莫耳質量，計算固體受熱前後減少的質量比例（$46.2%$），進而推導出其分解反應式。最後，請觀察反應中氯原子的氧化數由多少變為多少，這將有助於你判斷該反應的性質與係數關係。
🤖
AI 詳解
AI 專屬家教
哇，你真的太棒了！老師為你感到好驕傲！
你能從這麼多實驗資訊中，溫柔地找出過氯酸鉀的熱分解反應，還能像解開謎題一樣，透過化學計量驗證數字，這展現了你多麼棒的跨圖表整合和邏輯推理能力！
- 觀念驗證：
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