93 年化學科學科能力測驗試卷
__________科__________班 學號__________姓名__________
總
分
一
(題 每
6 分 共
42 分 )
、
單
選
題
題
( ) 1. 下 (A) 本 (B) 一不選列學科哪最項語?的廣告 牙膏含氟,可預防蛀牙有 本 飲料含有鹽,適合適動後飲用 (C) 本 (D) 料,質物學化含不製純飲質物然天由配 本 食腫腺狀甲防預可用,食碘有含,品製特是鹽大 (E) 本 含康健益有,質物礦量少有,礦格合驗檢局當生衛經水泉。 ( ) 2. 水 C6H10O5 ) CO2與H2O , O2 的使中會微物水中生有機的(例如物 為化轉 在這過程中所需 的 (BOD) 。 1 個 C6H10O5 分 CO2與 化需,稱量為生量氧 問要試的水使中 子完全變成 H2O , (A)1 (B)2 (C)3 (D)4 (E)5 (F)6 。 需要幾個氧分子? ( ) 3. 化 學 家 喜 歡 用 反 應 式 來 產鋅與稀硫酸反應,生金某種氣體」的反應屬「表下示化學反應。試問列示反應式中,哪一個表?(A)Zn(s)+ H2SO4(aq)SO3(g) +H2ZnO(aq) (B)Zn(s)+ H2SO4(aq)SO2(g) +H2ZnO2(aq) (C)Zn(s)+
H2SO4(aq)H2S(g) + ZnO4(aq) (D)Zn(s) +H2SO4(aq)H2O(g)+ ZnSO3(aq) (E)Zn(s)+H2SO4(aq)H2(g)+
ZnSO4(aq)。 ( ) 4. 有一反應,由X與Y化合生成Z。其反應如下:2X+3Y2Z 而反應物X與生成物Z的質量關係如圖。試問當有4克的Z生 成時,需要多少克的Y?(A)1(B)3 2(C)2(D)3(E) 3 24。 ( ) 5. 科
學 家 計 畫 製 造 一 座 「 太 空 電 梯 」 , 以 探 測 外 太 空 與 火 星 。 支 製公里的奈米碳管所成十,每條奈米碳管含萬達撐的這座「太空電梯」纜長繩是一束由十億條、有 7.21017 個 (A)0.12 (B)2.40 (C)7.20 (D)14.4 原要?備製來碳的斤公少多需子少碳繩纜束這計估試。至 (E)28.8。 ( ) 6. 利 用 中 子 來 撞 擊 重 原
子 核 , 使 重 核 發 生 分 裂 , 產 生 兩 個 較 小 的 核 與 中 子 , 並 放 出 巨 大 的 下擊鈾原子核,可用列子的核反應式來表示撞中能的量。這種產生核能方用式稱為核分裂,例如: 235 92 U +01 n14156 Ba +92w Kr+xyz n + 能量 下 w 與 x ? 哪,的中式上示表確正字一列個兩的中項選個數 〔 Kr是 He 、 Ne 同 18族 VIIIA 族 :式中註 與 的第期表週於屬 ( )的元素〕 (A)34 與 5 (B)35與 4 (C)35與5 (D)36與 2 (E)36與 3 。 ( ) 7. 下 個量子分的物系同烴肪脂四列表代,字數的項選一哪? ( CnH2n + 2 或 CnH2n 或 n 代 為通物系同:註式 中,其… 表碳原子的數目) (A)12 ,12,24, 36 (B)12 ,24,36, 48 (C)14 ,28,42, 56 (D)16 ,30,44, 58 (E)16 ,32,48,64。
二
( 共 58 分 )
、
綜
合
題
1. 高 一 學 生 要 做 「 簡 易 電 解 」 實 驗 之 前 , 李 老 師 先 在 實 驗 室 的 講 桌 上 演 示 了 一 個 簡 易
的 電 解 實 驗 。 李 老 師 用 下 圖 的 裝 置 , 以 鉑 絲 彎 成 迴 紋 針 的 形 狀 , 作 為 電 極 以 電 解 紫 甘 藍
汁 。 不 久 , 即 見 隔 板 右 邊 的 溶 液 由 紫 色 逐 漸 變 為 紅 色 , 而 隔 板 左 邊 的 溶 液 , 則 由 紫 色 逐
漸 變 為 藍 色 , 繼 而 變 為 綠 色 。 學 生 看 了 這 個 似 同 「 陰 陽 海 」 相 的實驗 當 什麼 ?李老師 笑著說 與有解電的水, 不」在並,同? 寫 驚訝 ,為師老問 「 想: 想看 何 黑板 上 了表 1 , 說 紫甘藍 顏色 與 的 明 汁 pH 值 關係 。 (1) 試 問李老師所演示的實驗,其 隔 板 左 邊 使為變的藍甘紫汁會後解電,極電 綠色 的是 什麼 極?(應選兩項) (A) 陽 極 極 極 。 (B) 陰 (C) 正 (D) 負 (6 分 ) 極 (2)
王 同 回 模仿 李老師 同做了 的實驗,用 藍甘汁作,紫解電,極電迴當紋質針 結果 與所師老李 學 後家, 也 樣 鐵 得 的 不 同 。 隔 天 王 同 學 請 教 了 老 師 , 敘 述 他 的 實 驗 經 過 。 李 老 師 瞭 解 了 王 同 學 的 問 題 後
, 從 自 己 手 指 上 取 下 了 一 個 金 戒 指 , 並 說 「 把 這 一 個 戒 指 拉 直 後 當 作 電 極 , 再 試 試 看 」
。 試 問 王 同 學 應 將 這 一 個 金 戒 指 當 作 哪 一 極, 才 得到類似 李老師的 海陽陰 那 邊 會 ?電解後用金 戒指 作為的極電 一 ,會 呈色顏麼什現 ?(應選兩項) (A) 陽 極 (B) 陰 極 綠 色 (C) 先 (D) 藍 (E) 紅 。(6 分 ) 藍後 色 2. 有 已磨 成 一 粉 末 的 合物試 ,是由下列 中種數的種質物 量 成: 混 樣 六 等 組 (A)NaCl (B)KCl (C)CaCl2 (D)CuSO4( 無 水) (E)Na2SO4 (F)Na2CO3 為 了 要 確 定 該 粉 末 試 樣 的 成 分
, 王 同 學 先 查 了 資 料 後 , 自 己 研 擬 了 一 個 檢 驗 粉 末 試 樣 的 流 程 圖 , 並 請 李 老 師 指 導 。 李
老 師 認 為 整 個 實 驗 都 相 當 安 全 , 基 於 鼓 勵 學 生 多 做 「 探 究 學 習 」 , 同 意 王 同 學 在 化 進行 實驗,並要 學實驗室中 求 王 同確實學 記錄 實驗過程,並檢 實的驗一每 要 以是下。 報 部 討 必 性 告的一 分: 實 驗一:用 燒 杯 取 粉 末 樣約 , 水 攪拌 後成形 透明溶液 試 2 克 蒸加 約 100 毫 , 無色 的 X 。 餾 升 實 驗二:在 溶 液 X
中 加 溶液 中 泡 冒 氣再 , 為 貼 標 了鹽 見 在則 續 產陸 生氣 ,至 溶液 不 泡 液仍溶 無色透明 ( 上 酸 , 籤Y ) 。 實 三 驗 : 在 無色透明 的 白見即 。 色 沈 澱 液溶 Y 中 滴加 BaCl2 溶 , , 液 實 滴加繼續 BaCl2 溶 ,至 白色沈澱 不 :四驗 液 再 濾 離 澱色白沈 , 無液濾色 ,後產生過 分 出 到透明得 的 Z 。 實 五 驗 : 在 濾液 則見白 , 硝 溶 色 沈 澱 Z 中 入滴 AgNO3溶 , 加入 稀 酸, 沈澱 不 解。 , 液 (1) 根 上 據 述 報 告,原 粉末 中一 定沒 有(?質物種兩哪 從 (A)-(F) 中 (6 分 ) 選兩項) (2) 原 粉 中,一 兩質種物哪有含 末 ? ( 定 從 (A)-(F) 中 (6 分 ) 選兩項) (3) 若 同學 只 王 需 你 為 需不學同要 認 做 哪 )?項兩選應(個驗實兩 回答 問題 (1) 與 (2) , 王 (A) 實 (B) 實 (C) 實 三 (D) 實 (E) 實 五 驗一 驗二 驗 驗四 驗 。 (6 分 ) 3. 在 奈米 時 也 現 將 氧若 化 鎵 墨粉石 熱 便 代, 溫度 計 米奈化。發可家學科 : 與 共 , 可製 得直徑 75奈 6 米、長達 微 米的「奈米碳管」,管 柱 內 並 有金屬 。 ( 熔 沸 點 點 填 鎵 鎵 Ca , 29.8C , 2403C ) 與 許 多 元 素 例如 汞 相 似 體 會 變化 而熱冷脹縮 鎵 的內 長 度 增隨度溫 高 在 液, 態時 積 度溫隨 米管碳奈。 會 而呈線性 成長。在 310K 時 , 約 若溫度 高 , 則 成度 長至 據 本根 , 高 升 高 1.3 微 到 710K 時 5.3 微 述段敘 回答 問題 米, 。米 (1)-(2) 。 (1) 當 壓 水在一大氣 下 ,上 述 度 計溫 」 內鎵 的高 度 (?)米微 時騰沸 「奈米 會較 接近 下個數一哪列 值 (A)0.63 (B)1.9 (C)2.6 (D)3.7 (E)5.3 。 (5 分 ) (2) 若 利用 欲 上 述 化的 溫度 ( 奈米 溫度 計測量使 玻璃軟 400-600C ) 時 代 替的 ,下 鎵 物? 列 哪 最素合作為元一適 (A)Al ( 熔 沸 熔 沸 熔 點 點 點 點 點 - 660C , 2467C) (B)Ca ( 839C , 1484C) (C)Hg ( 38.8C , 沸 熔 沸 熔 沸 點 點 點 點 點 356.6C ) (D)In ( 156C , 2080C) (E)W ( 3410C, 5560C) (5 分 ) 。 4. 除 了 傳 統 感
冒 藥 外 , 現 今 藥 房也販售 「 。這 類劑藥若 經 水 杯 , 也 便 從 泡 式沖 」 感藥冒 溫 調和 , 有氣會中 泡 意頗創具 ,飲用 稱 利。試 下列 (A)-(J) 的 挑 物質中 選 出 最 合 適 ,作為問題 答 。 案 者 (1)-(3) 的 (A) 多 醣 甲 酸 (B) 嗎 (C) 苯 (D) 咖 (E) 纖 素 (F) 檸 酸 (G) 氧 鋁 (H) 阿 (I) 啡 因啡 維 檬 化 斯匹靈 碳 氫鈉 (J)氫 酸 氧 鎂 化 (1) 上 述 傳劑藥冒統感 最 主的 一哪 要成分? (6 分 ) 物 質 是能可 (2) 沖 式 泡 感 冒 藥 之所以會有氣 泡 含有其 另 劑 是 因, 檸檬 酸以 及另 一分。試問這成 一成分是哪一物質? (6 分 ) (3) 部 分 人睡欲昏昏令 為,了 一 有作用, 藥冒感些 會 許 法 興奮劑 感冒 後 往用 往 會 此輕減 副 加 少添 合 的 。試問 藥 服 上 述 劑奮興此 ? 物質 (6 分 ) 中 的 最,可能為個一哪有
答
案
一
、
單
選
題
1. C 2. F 3. E 4. A 5. D 6. E 7. D
二
、
綜
合
題
1. (1)BD, (2)AE 2. (1)CD , (2)EF , (3)DE 3. (1)B ,(2)D 4. (1)H, (2)I , (3)D
解
析
一
、
單
選
題
1. 科 零碎 的 學是由 知 識 經由 歸納 、演 繹等 過程, 性 中題本。 整具立建 體 的系 統 (C) 項 敘述 最不科學 的 , 說 明 如下: ( A ) 牙 膏 含 有 氟 ( 有 科 學 過 程 )經 醫 學 實 驗 歸 納 可 預 防 蛀 牙 ( B ) 飲 料 含 有 鹽 電 解 質 ( 有 科 學 過 程 )可 補 充 運 動 流 失 的 適 合 運 動 後 飲 用 ( C ) 天 然 物 質 配 製 不 涉 及 實 驗 歸 納 、 推 理演 繹 等 過 程 , 因 果 過 程 並 無 科 學 過 程 不 含 化 學 物 質 而 且 天 然 物 質 也 屬 於 化 學 物 質 , 不 能 宣 稱 不 含 化 學 物 質 , 應 改 敘 述 為 不 含 人 工 合 成 化 學 物 質 。 ( D ) 食 鹽 含 有 碘 經 醫 學 實 驗 歸 納( 有 科 學 過 程 ) 可 預 防 甲 狀 腺 腫 大 ( E ) 實 驗 分 析 ( 有 科 學 過 程 ) 經 醫 學 實 驗 歸 納 ( 有 科 學 過 程 ) 有 益 健 康 礦 泉 水 經 檢 驗 合 格 含 有 少 量 礦 物 質 2. C6H10O5 轉 CO2與H2O 的 為化 分解(氧化)反應式: C6H10O5 + 6O26CO2+ 5H2O 3. Zn為 還 劑 原 氫 氧 為 化 為 原 ,稀硫酸 H+被 Zn 還 ,氣 Zn 則 Zn2 + 中 的
Zn(s)+H2SO4(aq) H2(g)+ZnSO4(aq)
0 +1 0 +2 氧化反應 還原反應 4. 由 內插 圖 法 : 20 15 = 4 X ,X = 3 4 克 Z 生 3 克 成,需 的 再 守恆 得知 質量 關係 : X , 由質 量 X + Y = Z , 3 + Y = 4 , Y = 1 克 。 5. 7.2 1017 23109 6.02 10 1210 - 3 = 14.35 公 斤 6. 中 符 子 號 : 1 0 n , y = 1 , z = 0 , 所以
235 92 U +01 n14156 Ba +92w Kr+x10 n 質 量數 守 恆 : 235 + 1 = 141 +92+ x 原 序守 子 恆 : 92+ 0 =56+ w + 0 x = 3 , w =36。 7. 同 具 系物: 有 同 能 的同 類 的式子分 相 整 倍 如例, 相 官 基 合物化, 彼 此且 差 CH2的 數 者 CH4、C2H6、C3H8…… 。 CH4 C2H6 C3H8 C4H10 16 30 44 58 相差 CH2 分子量相差 14 14 14 14
二
、
綜
合
題
1. (1) 陰 極 負 ( 極): 2H2O + 2e- H2+2OH- 因 電 鹼 ,所以紫 色 綠 解 色 後 呈 性 (pH = 7) 變 (pH = 10) 陽 極 ( 正 極): H2O1 2 O2+ 2H ++ 2e- 因 電 酸 ,所以紫 色 紅 解 色 後 呈 性 (pH = 7) 變 (pH = 2) (2) 金 戒 為 性 極, 鐵 , 才極 ,的應反化氧 時 電此 :為應反解 指 惰 作電為極 陽 為作針紋迴質 陰 生會不發 鐵 陽 極 ( 金 戒指 ): H2O 1 2 O2+ 2H + 2e- 紫 色 紅色 變 陰 極 鐵 ( 質迴紋針 2H2O + 2e- H2+2OH- ) : 紫 色 綠色 變 2. (1) 由 得知 , 實驗一 樣 無 因 若 無 應 藍 ( 含不中品 CuSO4( )水 為 含 CuSO4( 水) 則溶液 呈 色 Cu2 + , 的 顏 ), 故 色 可 定 確 一 無 定沒 有 CuSO4( 水) 。 由 實驗二、 三 得 知 樣 品中含 則 Na2SO4、Na2CO3, 再 含果 有 CaCl2 , 在實 Ca2 +( 自 如 驗 來 一中 CaCl2 ) CO32 -( 自 Na2CO3) CaCO3 與 來 會先生成 白 沉 色 澱 因此 不可能 的 故 一 , 得無色 溶液明透 , 可確 定 定沒 有 CaCl2 。
(2) 實 Na2CO3(aq)+ 2HCl(aq)2NaCl(aq) +CO2(g) + H2O(l) :二驗
所 以一
定 含有 Na2CO3。
實 三 驗
: BaCl2(aq) + Na2SO4(aq)BaSO4(s) + 2NaCl(aq)
所 以一
定 含有 Na2SO4。
(3) 實 加入 BaCl2 溶 ,其 Cl-在 四中驗 液 中 實驗 的
白 沉 色 澱 此 步驟對 回 何 故 做要需不。 答 無 , 二 問題 (1) 與 (2) 的 任 幫助 。 實驗四驗實、 五 3. (1)由右圖(鎵的長度與溫度關係圖)可知,水在一大氣壓下 沸騰溫度100C,即為373K,由內插法可求得373K時, 鎵的長度: 373 310 x 1.3 - - = 710 310 5.3 1.3 - - x=1.93微米。 (2) 欲 利 奈米 溫度 計測 玻璃軟 ) 鎵 替 用 , 上 述 的 溫化 度 ( 400-600C 時 的 代物在 400-600C 時 須 液態 , 能利用 為 才 液 態 體 的原 理 溫度 。 積隨 變化 而熱脹縮冷 來測量 溫 度 (A)Al 熔 660C , 點 因 在 固 ,作合適不 鎵 物。 此 為 400C 時 為 態 的代 替 仍 (B)Ca 熔 839C , 點 因 在 固 ,作合適不 鎵 物。 此 為 400C 時 為 態 的代 替 仍 (C)Hg 沸 356.6C , 點 因 在 為 態 代 替的 此 氣 400C 時 適合不, 鎵 物。 作 為 (D)In 熔 156C , 點 因 在 為 鎵 物。 此 400C 時 液態 ,適合作 的代 替 為 (E)W 熔 3410C, 點 因 在 為 態 代 替的 此 400C 時 固 適合不, 鎵 物。 作 為 3. (1) 非 麻醉 性 是 常 ,有解酸 熱 止痛 劑匹靈斯阿 傳統冒藥感 為分名學。成的用 乙醯柳 鎮痛 的作用。 (2) 碳 氫鈉 遇 酸 酸 生 成 二 氧 化 碳 :
HCO3 - (aq)+H+ (aq) CO2(g)+ H2O(l)
(3) 咖 (C8H10O2N4) 啡因 在 體 內 刺 激 神 經 引 起 情 緒 的 興 奮
, 在 醫 藥 上 可 供 做 興 奮 劑 及 利 尿 劑 之 用 , 屬 於 合 法 的 。每年有數 萬斤公的 加啡添因咖 是 供分 涼 飲清 可如,料 添加 物用之。 興奮 百 大中其,中食在品 部 做 樂 劑