107年:呼治儀器(1)
下列何者是採用蒸餾分離法 (fractional distillation)製造?
A液態二氧化碳
B二氧化碳氧氣混合氣體(CO₂/O₂)
C液態氧
D一氧化氮
詳細解析
本題觀念
分餾(fractional distillation)是先把混合物液化,再利用各成分沸點或揮發性不同,逐段蒸發與冷凝而分離。工業製氧會把空氣壓縮、淨化、冷卻到低溫並液化,再以低溫分餾分出氮、氧與氬;液態氧正是這類空氣分離設備的產品。判斷時要把「分離既有混合物」和「由化學反應生成新物質」分開,也要注意「混合氣體」不是分餾得到的單一物質。
選項分析
- A.液態二氧化碳:錯誤。 液態二氧化碳是二氧化碳在適當壓力與溫度下形成的液相,工業上多由二氧化碳來源經壓縮、冷卻與純化取得,並不是把空氣以低溫分餾後得到的主要產品。
- B.二氧化碳氧氣混合氣體:錯誤。 這是兩種氣體依比例調配形成的混合物;調配或混合不等於利用沸點差分離。即使各成分可以個別製備,也不能把成品混合氣體視為分餾產物。
- C.液態氧:正確。 空氣液化後,氮、氧、氬的沸點不同,在低溫空氣分離塔中可透過分餾逐步分開。液態氧可由此流程取得,故符合題目所問的製造方式。
- D.一氧化氮:錯誤。 一氧化氮主要可由氨在催化劑存在下被氧化生成,屬於化學反應產物,不是從液化空氣中以沸點差分出的氣體。
答案解析
空氣是氮、氧、氬等氣體的混合物,分餾能利用各成分物理性質的差異完成分離。氮的沸點約為 −196°C,氬約為 −186°C,氧約為 −183°C;液化空氣在分餾塔內受
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