第一题
在一瓶碳酸饮料中加入“Mentos” 万乐珠糖果会导致液体像喷泉一样从瓶子里喷出,为什么这些糖果会有这些效果?
(a) 当中有一个产生二氧化碳的化学反应
(b) 糖果在碳酸饮料中溶解,令二氧化碳的溶解度降低
(c) 糖果外层成了让二氧化碳气泡形成的成核表面
第二题
不锈钢常用于生产餐具和煮食用具,为什么不锈钢不会生锈?
(a) 因为不锈钢不含有铁
(b) 因为不锈钢会在表面形成保护薄层
(c) 因为不锈钢合金中某种金属有犠牲性保护作用
第三题
可擦原子笔近年越来越受欢迎,为什么透过摩擦可以擦除这些墨水?
(a) 摩擦会提升温度,导致产生化学反应而令墨水色素变为无色
(b) 摩擦时产生的剪力破坏了色素分子
(c) 摩擦令色素分子从纸张表面移除并附在摩擦物体的表面上
第四题
新冠肺炎疫情初期,很多家庭需要分享清洁用品,例如家用漂白水。但汽水PET胶瓶应避免作为漂白水的容器,为什么呢?
(a) 漂白水可能会溶解胶瓶并漏出
(b) 一些有毒的化学物会从塑料中渗出污染漂白水
(c) 专家担心在胶瓶中的漂白水可能会被误认为是饮料
第五题
瞬间拨水的防水外层常用于雨伞和雨衣的表面,水会形成水滴并在不弄湿表面的情况下滑落。哪种材料可以用于形成这些拨水外层?
(a) 烃链基表面材料
(b) 全氟化烃链表面材料
(c) 金属表面材料
第六题
在日常生活中使用的金属中,稀土金属相对比较少见。您甚至可能不太熟悉这些金属,例如镧、铈、钕、铕和镝,但其实它们在日常生活中也有很多用途。以下哪些物品使用到稀土金属或它们的化合物呢?
(a) 智能电话
(b) 钞票
(c) 耳机
(d) 以上全部
答案
第一题︰(c) 糖果外层成了让二氧化碳气泡形成的成核表面
这一类糖果有一层充满微孔的外层。当溶解在水中的二氧化碳并以气体状态离开时,需要一些能量才能使气体由溶液态变为气态并使足够的气体分子聚结成为气泡。这个过程称为成核。而在万乐珠糖果的外层微孔上成核过程所需要的能量较少,导致成核过程加快而同时形成更大量的气泡,令碳酸饮料从瓶子里涌出。
第二题︰(b) 因为不锈钢会在表面形成保护薄层
不锈钢是由铁、镍、铬和少量碳组成的合金,而当中的铬是不锈钢能够防锈的关键。铬会和空气中的氧气产生反应而形成一层非常薄而肉眼看不见的氧化铬(Cr2O3)表层。这层紧密的表层防止空气中的氧气和水份接触到金属表面,从而防止铁氧化变成锈。即使这表层被擦掉,它也会因为铬迅速和氧气再次产生反应形成新一层氧化而自我修复。
第三题︰(a) 摩擦会提升温度,导致产生化学反应而令墨水色素变为无色
这些对温度变化敏感的墨水使用了隐色染料化合物,隐色染料有有色和无色形态的,而酸碱值能使这染料由有色形态变成无色。另外,在墨水混合物中,还存在一种长链有机酸/碱,这酸/碱的熔点约为摄氏50-60度。当我们摩擦纸张时能加热墨水混合物,使当中的长链有机酸/碱熔化并令混合物中的酸碱值产生变化,从而令到有色形态染料变成无色形态。这个过程能够在低温下逆转,你可以尝试把被擦走文字的纸张放入冰箱数个小时,文字会重新出现!
第四题︰(a) 漂白水可能会溶解胶瓶并漏出
提出这建议的主要原因是由于漂白水中的强碱与PET聚酯塑料会产生化学反应。漂白水的活跃成份是次氯酸钠(NaClO),但这盐除了在高pH值的环境外十分不稳定。因此,家用漂白水需加入一种强碱氢氧化钠(NaOH),以维持高pH值。
PET胶瓶是由聚对苯二甲酸乙二酯制成,这聚合物中的单体单元通过酯键连接,是一种聚酯。强碱溶液会导致PET中的酯键水解,令到长链分解成较短的单位。这使到胶瓶溶解,腐蚀性的漂白水溶液漏出。
第五题︰(b) 全氟化烃链表面材料
全氟化烃展现出超疏水性,水会被这些表面强烈排斥而易于形成水滴。它们比烃表面更具疏水性(可将用聚丙烯(PP)制成的雨伞上的水和具有全氟化表面的外层上的水进行比较)
第六题︰(d) 以上全部
智能电话在其显示技术、扬声器和振动装置中使用很多稀土元素。耳机相似地使用由稀土金属如钕制成的磁性装置。钞票含有萤光颜料作为防伪特征的一部分,这些萤光颜料是由稀土金属化合物制成,例如铕(红色萤光粉)和铽(绿色萤光粉)的化合物。