115分科測驗化學 第10題 詳解

答案(B)(D)看逐步解析 ↓

逐步解析

1. 1

   收集法判準

   本題考實驗室氣體的製備與收集。選收集法只看兩件事：氣體「是否易溶於水」與「密度比空氣大或小」。難溶於水的氣體優先用排水集氣法；易溶於水的氣體才改用排氣法——密度比空氣大用向上排氣法、比空氣小用向下排氣法。判斷前，先把每個選項反應產生的氣體寫出來。
2. 2

   逐項辨氣體

   (A) 雙氧水分解：$\mathrm{2H_2O_2\rightarrow 2H_2O+O_2}$，氧氣難溶於水、密度略大於空氣，適合排水集氣法或向上排氣法；向下排氣法是留給比空氣輕的氣體（如氫氣、氨氣）用的，(A) 錯誤。(B) $\mathrm{CaCO_3+2HCl\rightarrow CaCl_2+H_2O+CO_2}$，二氧化碳可溶於水，且分子量 44 大於空氣平均分子量約 29，密度比空氣大，適合向上排氣法，(B) 正確。(C) 氯化銨與氫氧化鈣共熱：$\mathrm{2NH_4Cl+Ca(OH)_2\rightarrow CaCl_2+2NH_3+2H_2O}$，氨極易溶於水，一接觸水就大量溶解，絕不能用排水集氣法，應改用向下排氣法，(C) 錯誤。
3. 3

   排水法算量

   (D) 排水集氣法可直接由集氣瓶刻度讀出收集氣體的體積，配合當時的溫度與大氣壓力，代入理想氣體方程式 $PV=nRT$ 就能估算氣體的莫耳數（嚴謹計算時壓力還要先扣除水的飽和蒸氣壓），(D) 正確。
4. 4

   水位等高陷阱

   (E) 集氣瓶內、外水位等高，代表瓶內氣體的「總壓」恰等於當時的大氣壓力；但排水法收到的一定是「收集氣體＋水蒸氣」的混合氣體，所以收集氣體本身的分壓＝大氣壓－水的飽和蒸氣壓，並非恰等於大氣壓，(E) 錯誤。
5. 5

   確定答案

   整理五個選項：(A) 氧氣不該用向下排氣法、(C) 氨太易溶於水不能排水、(E) 忽略了水蒸氣分壓，皆錯誤；(B) 二氧化碳向上排氣、(D) 排水法可估莫耳數，正確。答案選 (B)(D)。

關鍵觀念：#氣體收集法 #氣體密度 #排水集氣法