114年:呼治儀器
攜帶型液態氧之氧氣，主要以何種方式製作？
A物理分離法（physical separation）
B分餾法（fractional distillation）
C電解水法（electrolysis of water）
D氯酸鈉分解法（decomposition of sodium chlorate）
詳細解析
本題觀念：
醫療用液態氧的工業製造方法——分餾法（fractional distillation）。
選項分析
- (A) 物理分離法：雖然分餾法屬於物理分離的範疇，但此選項過於籠統。物理分離法也包括壓力擺動吸附（PSA，用於氧氣濃縮機）、薄膜分離等，並非專指液態氧的製法。
- (B) 分餾法（fractional distillation）：正確答案。 大規模液態氧的生產使用空氣分離裝置（Air Separation Unit, ASU），將空氣壓縮、冷卻至液態後，利用氧氣（沸點 -183°C）與氮氣（沸點 -196°C）沸點差異，以分餾方式分離出高純度液態氧。
- (C) 電解水法：電解水可產生氧氣與氫氣，但產量小、成本高，不是醫療液態氧的主要生產方式。
- (D) 氯酸鈉分解法：化學分解法（2NaClO₃ → 2NaCl + 3O₂），僅用於小量、緊急或特殊環境供氧，不適合大規模液態氧生產。
答案解析
攜帶型液態氧的氧氣來源，是在空氣分離工廠（ASU）中將大氣空氣先過濾去除雜質（CO₂、水蒸氣、灰塵），再壓縮冷卻至液化溫度（約 -181°C），利用各成分沸點差異進行分餾（fractional distillation），分離出高純度（≥99.5%）液態氧，灌裝入絕緣保溫容器後配送至醫療機構或居家使用。答案為 (B)。
核心知識點
- 醫療用液態氧的主要製法為分餾法（低溫蒸餾），透過空氣液化後依沸點差分離各氣體成分。
- O₂ 沸點 -183°C，N₂ 沸點 -196°C；氮先蒸發，氧留在底部。
- PSA（壓力擺動吸附）用於氧氣濃縮機，產出的是氣態氧（93±3%），不是液態氧。
- 液態氧需儲存於真空絕緣容器中，溫度維持在 -183°C 以下。