113學測自然 第17題 詳解

〔16–17 題為題組〕海水去鹽淡化，可讓水資源再利用。某實驗室發現咖啡渣可作為水純化的材料。首先將咖啡渣在極高溫下碳化成奈米材料，再混以具油脂特性的無色透明矽烷，均勻地灑在一杯海水的表面上，然後放置在一具有斜度上蓋的透明容器（如圖 5 所示），經在太陽光照射之下，底部漸漸發現有經過凝結後的純水。

研究人員針對四種情況，分別是（甲）未照光、（乙）照光、（丙）照光並灑上碳化咖啡粉，以及（丁）照光並灑上混有矽烷的碳化咖啡粉，且後兩種情況使用同樣重量的咖啡粉。在同樣的時間內，測量水杯重量的減少程度，並將實驗結果繪製成圖 6。

在水杯中灑上混有油脂特性的矽烷碳化咖啡粉，可使水的揮發效果更佳，下列敘述哪些正確？（應選 2 項）
(A) 油脂特性的矽烷具疏水性質，可使咖啡粉飄浮在水的表面上，不會產生沉澱
(B) 油脂特性的矽烷具親水性質，可與水的互溶性提升
(C) 可扮演界面活性劑的角色，使咖啡粉懸浮在水中
(D) 可扮演凝聚劑的角色，使咖啡粉凝結成塊，沉入水中
(E) 在 40～50 分鐘間，杯內灑上混有油脂特性矽烷碳化咖啡粉的揮發速率達到 $0.02\ \dfrac{\mathrm{kg}}{\mathrm{m^2\cdot min}}$