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1. A 2. B 3. D 4. B 5. B 6. B 7. C 8. B 9. D 10. A 11. C 12. A 13. D 14. A 15. D

16. (a) 氧化錳(IV) 和碳粉;糊狀氯化銨 (b) Zn(s)  Zn2+(aq) + 2e

(c) 2MnO2(s) + 2H+(aq) + 2e  Mn2O3(aq) + H2O(l) (d) 由鋅流向銅。

(e) 鋅較銅容易失去電子,因此電子由鋅經外電路流向銅。檸檬汁(檸檬酸 溶液)含有可自由流動的 H+(aq)離子,因此可作為電解質,透過離子的 流動使電路得以完整。

(f) 鋅金屬是陽極,因為它在電池反應中被氧化為 Zn2+(aq)離子。

17. (a) (i) Zn(s) + 2OH(aq)  ZnO(s) + H2O(l) + 2e 2MnO2(s) + H2O(l) + 2e  Mn2O3(s) + 2OH(aq) (ii) Zn(s) + 2MnO2(s)  ZnO(s) + Mn2O3(s)

(b) (i) 電極 A 是陰極。MnO2 (Mn 的氧化數= +4)被還原為 Mn2O3 (Mn 的氧 化數= +3)。還原作用於陰極上發生。

(ii) 電極 B 是陽極。Zn (Zn 的氧化數= 0)被氧化為 ZnO (Zn 的氧化數=

+2)。氧化作用於陽極上發生。

(c) 鹼性錳電池較相對便宜的鋅碳電池常用,因為前者的使用期較長/電容 量較高。

(d) 氧化銀電池常用於需要穩定電壓且體積輕巧的電池來操作的電子儀器 或電器。

18. (a) 降低熔點,節省加熱礦石的成本及所消耗的能量。

(b) Ca2+比 Al3+是較弱的氧化劑,所以後者 Al3+會優先放電。此外,F比 O2

是較弱的還原劑,所以 O2會優先放電,因此所加入的氟化鈣不會影響 電解結果。

(c) Al3+(l) + 3e  Al(l) (d) 2O2(l)  O(g) + 4e

(b) 2H2SO4(l) + C(s)  CO2(g) + 2SO2(g) + 2H2O(l)

(c) 這是氧化還原反應。反應中,C 的氧化數由 0 上升至+4,而 S 的氧化數 則由+6 下降至+4。

(d) 酸化重鉻酸鉀溶液由橙色變為綠色。

(e) K2Cr2O7(aq) + H2SO4(aq) + 3SO2(g)  Cr2(SO4)3(aq) + K2SO4(aq) + H2O(l) (f) 這是氧化還原反應。反應中,S 的氧化數由+4 上升至+6,而 Cr 的氧化

數則由+6 下降至+3。

(g) 石灰水變得乳濁。

(h) Ca(OH)2(aq) + CO2(g)  CaCO3(s) + H2O(l)

(i) 石灰水變得乳濁,但重鉻酸鉀溶液則沒有可觀察的變化,這是因為 SO2和 CO2都是酸性氣體,它們都被瓶 B 除去,沒有一種氣體能進入 瓶 A。

(j) (1) 佩戴手套及安全眼鏡(濃硫酸的腐蝕性極高)。

(2) 在煙櫥內進行實驗(以防有毒的二氧化硫洩漏)。

(3) 小心燙傷。

20. (a) 表面塗上氧化鉛(IV) 的鉛片是陰極,因為氧化鉛(IV) 被還原為硫酸鉛 (II) (Pb 的氧化數由+4 下降至+2)。鉛片是陽極,因為鉛被氧化為硫酸鉛 (II) (Pb 的氧化數由 0 上升至+2)。

(b) 表面塗上氧化鉛(IV) 的鉛片是正極,因為它接收電子,導致還原作用。

鉛片是負極,因為它失去電子,導致氧化作用。

(c) Pb(s) + PbO2(s) + 4H+(aq) + 2SO42(aq) ⇌ 2PbSO4(s) + 2H2O(l)

(d) 汽車電池是二級電池,因為整體電池反應(如上所示)是可逆反應,在電 極之間加入外電壓,便可使反應逆轉,把電池充電。

(e) 汽車電池的電壓為 12 V,由六個電池串聯而成。

(f) (1) 佩戴手套及安全眼鏡。

(2) 小心被硫酸灼傷。

(3) 小心觸電。汽車電池可產生巨大電流,若出現短路,會產生火花,

灼傷皮膚。

(任何兩項)

21. (a) O2(g) + 4H+(PEM) + 4e 2H2O(l)

(b) 2CH3OH(l) + 3O2(g)  2CO2(g) + 4H2O(l) (c) 運送及處理甲醇較氫氣容易及安全。

(d) 甲醇有毒且高度易燃。

(e) DMFC 產生的其中一種廢料是二氧化碳,是一種溫室氣體。氫燃料電池 只會產生水作為唯一的廢料,所以較環保。

(f) DMFC 可製成輕巧的電池,可長時間提供細小的電流,最適用於電子 產品,但由於它不能產生大的電流,所以不可用於推動汽車。

22.  氧化作用涉及加入氧的反應,而還原作用則涉及除去氧的反應。

例如,鎂與氧結合,發生氧化作用,而氧化銅(II) 失去氧,發生還原 作用。

Mg(s) + CuO(s)  MgO(s) + Cu(s)

 氧化作用涉及失去電子的過程,而還原作用則涉及接收電子的過程。

例如,鎂失去 2 個電子,發生氧化作用。銅(II) 離子接收 2 個電子,發 生還原作用。

Mg(s) + Cu2+(aq)  Mg2+(aq) + Cu(s)

 氧化作用涉及氧化數的上升,而還原作用則涉及氧化數的下降。

例如,鎂發生氧化作用,因為它的氧化數由 0(Mg(s))上升至+2(Mg2+

(aq)),而銅(II) 離子則發生還原作用,因為它的氧化數由+2(Cu

2+

(aq))

下降至 0 (Cu(s))。

Mg(s) + Cu2+(aq)  Mg2+(aq) + Cu(s)

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