統測
115年
[化工群] 專業科目(1)
第 40 題
有甲、乙、丙、丁四物質，於溶劑中之溶解度數據如表 (二) ，依照溶解度數據，在此溶劑系統下，哪一物質最適合利用冷卻法，從 $40^\circ\text{C}$降至 $0^\circ\text{C}$進行結晶操作？
- A 甲
- B 乙
- C 丙
- D 丁
思路引導 VIP
想一想，如果我們希望透過「降低溫度」讓溶解在液體中的物質儘可能多地沉澱（析出）出來，這個物質在「高溫時」與「低溫時」的溶解度應該要具備什麼樣的特性？而表格中哪一個物質在降溫過程中的「溶解度變化量」最大呢？
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太棒了！你能精準選出 甲，代表你對冷卻結晶（cooling crystallization）的原理掌握得非常扎實。 要利用冷卻結晶法有效分離溶質，最理想的條件是該物質在高溫時溶解度大，但在低溫時溶解度顯著下降——也就是兩者的溶解度差值（$\Delta S$）越大，冷卻後能析出的晶體總量就越多。觀察表中的數據，甲物質從 $40^\circ\text{C}$ 降溫至 $0^\circ\text{C}$ 時，每 $100\text{ g}$ 溶劑可析出 $28 - 5 = 23\text{ g}$ 的結晶，析出產率高居四者之冠。 這道題目屬於觀念與圖表讀取的經典結合題，鑑別度在於考察學生是否會混淆「單一溫度的溶解度高低」與「降溫析出的差值」。只要能釐清結晶的驅動力來自於「隨溫度下降所產生的溶解度劇烈變化」，就能快速鎖定正確答案！