【SUPER】高中基礎化學(一)全課堂講義第四章

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(1)

1. 認識常見的化學反應類型――結合反應、分解反應與取代反應。 2. 了解電解質的定義,與電解質的強弱。 3. 知道阿瑞尼斯酸鹼與中和反應的定義,並認識常見的酸鹼物質與指示劑。 4. 了解何謂沉澱反應與離子反應式,並認識如何以沉澱法分離離子。 5. 明白水的解離常數,並能進行 pH 值的相關計算。 6. 認識氧化還原反應,並清楚氧化劑與還原劑的定義。 類型 定義 通式 實例 結合 反應 由 兩 種 ( 或 兩 種 以 上)物質相互反應, 生成另一種與原來不 同物質的反應型式。 A + B → AB 2H2(g) + O2(g) → 2H2O(g) 2CO(g) + O2(g) → 2CO2(g) 分解 反應 由一種物質分解生成 多種元素或化合物的 反應型式。 AB → A + B 2H2O(g) → 2H2(g) + O2(g) CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g) 取代 反應 又稱為置換反應 ,化 合物中的某一組成元 素被其他元素單質所 取代的反應。 A + BC → AC + B F + DE → DF + E Zn(s) + 2HCl(aq) → ZnCl2(aq) + H2(g) Br2(l) + 2NaI(aq) → 2NaBr(aq) + I2(s)

複取代 反應 ( ) 又可以稱為 複分解反 應,可視為兩種離子 化合物於水中,分別 解離出陰陽離子後, 再反應生成新的物質。

AB + CD → AD + BC AgNO3(aq) + NaCl(aq) → AgCl(s) + NaNO3(aq) Ba(NO3)2(aq) + Na2SO4(aq) → BaSO4(s) + 2NaNO3(aq) 燃燒 反應 ( ) 一般是指伴有光能與 熱能釋出之劇烈的氧 化反應。 --- C3H8(g) + 5O2(g) → 3CO2(g) + 4H2O(l) 2Ca(s) + O2(g) → 2CaO(s)  註:課文並未提及,僅供參考。

常見的化學反應

4

化學反應的基本類型

4-1

化學反應類型的彙整

1

(2)

1. 結合反應 (1)定義:由兩種(或兩種以上)物質相互反應,生成另一種與原來不同物質的反應。相互結 合的物質可為元素或化合物。 (2)常見的結合反應型式 結合反應的型式 實例 兩種不同元素之間 P4(s) + 5O2(g) → P4O10(s) Mg(s) + Cl2(g) → MgCl2(s) 一種化合物與一種元素之間 2FeCl2NO(g) + O2(g) → 2NO2(g) 2(s) + Cl2(g) → 2FeCl3(s) 兩種化合物之間 SO3(g) + CaO(s) → CaSO4(s) NH3(g) + HCl(g) → NH4Cl(s) 2. 分解反應 (1)定義:由一種物質分解生成多種元素或化合物的反應。分解所得之生成物可為元素或化合 物。 (2)常見的分解反應型式 分解反應的型式 實例 分解為兩種元素 2HgO(s)  △ 2Hg(l) + O2(g) 2NaCl(l) 電解 2Na(s) + Cl2(g) 分解為元素與化合物 2H2O2(aq) → O2(g) + 2H2O(l) 2KClO3(s) 2 MnO △  3O2(g) + 2KCl(s) 分解為多種化合物 CuSO4.5H2O(s)  △ CuSO4(s) + 5H2O(l) NH4Cl(s) △ NH3(g) + HCl(g) 3. 取代反應 (1)定義:化合物中的某一組成元素被其他元素單質所取代的反應。被取代的元素可為金屬或 非金屬。 (2)常見的取代反應型式 取代反應的型式 實例

金屬的取代反應 Zn(s) + 2AgNO3(aq) → Zn(NO3)2(aq) + 2Ag(s) 2Na(s) + MgO(s) → Mg(s) + Na2O(s) 非金屬的取代反應 Cl2(g) + MgBr2(aq) → MgCl2(aq) + Br2(l)

(3)

試將下列化學反應,歸類於四大反應類型:(甲)結合、(乙)分解、(丙)取代、(丁)複取代。 ①2Cu(s) + O2(g) → 2CuO(s)

②Cl2(g) + 2KBr(aq) → 2KCl(aq) + Br2(l)

③CaCl2(aq) + Na2CO3(aq) → CaCO3(s) + 2NaCl(aq) ④2NH3(g) → N2(g) + 3H2(g)

⑤2NO(g) + O2(g) → 2NO2(g)

⑥MgCO3(s) △ MgO(s) + CO2(g)

⑦Cu(s) + 2AgNO3(aq) → 2Ag(s) + Cu(NO3)2(aq)

⑧Pb(NO3)2(aq) + K2CrO4(aq) → PbCrO4(s) + 2KNO3(aq) 了解化學反應的類型。

(甲)結合反應:①、⑤  (乙)分解反應:④、⑥  (丙)取代反應:②、⑦  (丁)複取代反應:③、⑧

判別下列化學反應中,何者屬於取代反應? (A)Cl2(g) + 2LiI(aq) → 2LiCl(aq) + I2(s)  (B)Fe(s) + CuSO4(aq) → Cu(s) + FeSO4(aq) (C)2H2O2(aq) → O2(g) + 2H2O(l) 

(D)BaCl2(aq) + Na2CO3(aq) → BaCO3(s) + 2NaCl(aq) (E)Zn(s) + 2HCl(aq) → ZnCl2(aq) + H2(g) :(A)(B)(E) 下列有關化學反應類型的敘述,何者正確? (A)燃燒反應常伴有熱能與光能放出 (B)分 解反應的生成物必為元素 (C)不同的化合物之間可進行結合反應 (D)元素與氧的化合反 應可視為取代反應 (E)分解反應必為吸熱反應。 了解化學反應的類型。 (A)(C) (B)分解反應的生成物可為元素或化合物 (D)應為結合反應

(E)分解反應可為吸熱或放熱反應,如 CaCO3 → CaO + CO2 為吸熱反應,

2H2O2 → 2H2O + O2 為放熱反應

老師講解1

學生演練1

(4)

將鋅片置入硫酸銅溶液一段時間後,可觀察到鋅片溶解而析出銅。下列關於此反應的敘述, 何者正確? (A)此反應為化學變化 (B)此為分解反應 (C)此為取代反應 (D)鋅的活性大 於銅 (E)此反應可表示為 Zn(s) + CuSO4(aq) → Cu(s) + ZnSO4(aq)

:(A)(C)(D)(E)

基礎題

*( AE ) 1. 白磷燃燒可以表示為 P4(s) + 5O2(g) → P4O10(s),此反應屬於下列何種反應類型?  (A)結合反應 (B)分解反應 (C)取代反應 (D)複取代反應 (E)燃燒反應。

【龍騰版課本練習4-1】 ( A ) 2. 反應 CO2(g) + CaO(s) → CaCO3(s),屬於下列何種反應類型? (A)結合反應 (B)分解反

應 (C)取代反應 (D)複分解反應 (E)燃燒反應。 ( B ) 3. 碳酸氫鈉又稱為焙用鹼,利用其受熱時產生之二氧化碳氣體可使麵包蓬鬆。試問碳酸 氫鈉受熱的反應屬於下列何種反應類型? (A)化合 (B)分解 (C)取代  (D)複取代 (E)燃燒。 ( C ) 4. 將鐵片投入稀硫酸中會產生氫氣,此反應屬於下列何種反應類型? (A)化合 (B)分解 (C)取代 (D)複取代 (E)燃燒。 *( CE ) 5. 下列哪些物質為甲烷在空氣中燃燒之產物?  (A)甲烷 (B)氧氣 (C)二氧化碳 (D) 氫氣 (E)水。

( D ) 6. 反應 CuCl2(aq) + 2AgNO3(aq) → Cu(NO3)2(aq) + 2AgCl(s),此反應屬於下列何種反應類型? (A)化合 (B)分解 (C)取代 (D)複取代 (E)燃燒。 ( E ) 7. 甲烷為常見的燃料,其與氧的反應式可寫為 CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(l)。此反應可 歸屬於何種化學反應類型? (A)結合反應 (B)分解反應 (C)取代反應 (D)複分解 反應 (E)燃燒反應。

進階題

*( ADE ) 8. 下列哪些反應類型的產物,絕不可能含有元素?  (A)化合 (B)分解 (C)取代 (D) 複取代 (E)燃燒。 學生演練2

4-1

基礎觀念掃描

(5)

1. 電解質與非電解質

電解質 非電解質

定義 常溫常壓下無法導電,但在熔融狀態下或溶於水後可以導電的物質。 常溫常壓下可以導電,或水溶液態無法導電的物質。 實例 硝酸(HNO3)、氫氧化鈣(Ca(OH)2)、

碘化鉀(KI)…… 銅(Cu)、葡萄糖(C6H12O6)、尿素((NH2)2CO) 2. 電解質的判定:可藉由物質溶於水後是否導電,判定該物質是否為電解質( )。 電解質水溶液,燈泡會亮 非電解質水溶液,燈泡不會亮  註:若該物質無法溶於水,則可測試其熔融態是否導電,以判定該物質是否為電解質。 3. 解離說 (1)電解質於水溶液態(或熔融態)時,可解離出帶負電 的陰離子與帶正電的陽離子。 如:過錳酸鉀水溶液中,可解離出鉀離子與過錳酸根 離子

KMnO4(aq) → K+(aq) + MnO4-(aq)

氯化銅水溶液中,可解離出銅離子與氯離子 CuCl2(aq) → Cu2+(aq) + 2Cl-(aq)

(2)通入直流電時,溶液中的陰離子會往正極移動,陽離子則往負極移動。 如:通電於滴有過錳酸鉀水溶液的濾紙時,可觀 察到紫色的過錳酸根離子往正極移動。(如右 上圖) (3)陰離子與陽離子往兩極移動時,可形成通路,而 使溶液具導電性。 (4)電解質溶液導電時,會產生化學變化。右下圖為氯 化銅水溶液的導電情形。

電解質與阿瑞尼斯的酸鹼定義

4-2

電解質的定義

1

(6)

下列何者為電解質? (A)食鹽 (B)水銀 (C)果糖 (D)醋酸 (E)氯化氫。 能區分電解質與非電解質。

(A)(D)(E)

(A)食鹽即 NaCl,(D)醋酸即 CH3COOH,(E)氯化氫即 HCl,此三者的水溶液均具有

導電性,故為電解質。 (B)水銀於室溫下可導電,故非電解質。 (C)果糖水溶液不具導電性,故非電解質。 下列哪些物質的水溶液態不具有導電性? (A)酒精 (B)尿素 (C)硝酸 (D)蔗糖  (E)氫氧化鈉。 :(A)(B)(D) 下列有關電解質的敘述,何者正確? (A)電解質皆易溶於水 (B)電解質水溶液中,陰陽 離子的總數必相等 (C)電解質水溶液皆為中性 (D)通直流電於電解質水溶液,會發生化 學變化 (E)通直流電於電解質水溶液,陽離子會往負極移動。 了解電解質水溶液導電時的變化。 (D)(E) (A)有些電解質難溶於水,如硫酸鈣。 (B)應為陰陽離子所帶之總電量相等,陰陽離子的總數則未必相等。 (C)電解質水溶液可為酸性、中性或鹼性。 通直流電於硝酸銀水溶液時,下列有關銀離子的敘述,何者正確? (A)銀離子帶正電 (B) 往正極移動 (C)往負極移動 (D)會在電極處獲得電子 (E)會在電極處失去電子。 :(A)(C)(D) 1. 依照電解質的組成區分 酸 鹼 鹽 特徵 於水中可解離出 H+ 於水中可解離出 OH可視為酸鹼中和的產物 導電情形 (1)水溶液態可導電 (2)熔融態不導電 (1)水溶液態可導電 (2)熔融態未必可導電   ① (1)水溶液態可導電   ②(2)熔融態可導電 實例 硝酸 HNO3、磷酸 H3PO4 氨 NH3、氫氧化鈉 NaOH 碘化鉀 KI、氯化銨 NH4Cl  註①:熔融態之金屬氫氧化物可導電,液態氨則不具導電性。 老師講解2 老師講解1 學生演練1 學生演練2

電解質的分類

2

(7)

2. 依照電解質的解離度區分 (1)解離度(α)的定義:水溶液中,電解質解離為陰陽離子的比例,稱為解離度。若以百分比型 式表示,則稱為解離百分率。 (2)依照電解質的解離度,可將電解質區分為強電解質與弱電解質。 強電解質 弱電解質 意義 在水中接近完全解離的電解質 在水中僅少部分解離的電解質 解離 式 以單向箭號(→)表示 以雙向箭號表示( ) 圖示

實例 HNO3(aq) → H+(aq) + NO3-(aq) NaCl(aq) → Na+(aq) + Cl-(aq)

HF(aq)  H+(aq) + F-(aq)

NH3(aq) + H2O(l)  NH4+(aq) + OH-(aq)

依鍵結形式分類電解質 離子化合物 分子化合物 意義 以離子鍵相互結合所形成的化合物 以共價鍵相互結合所形成的化合物 圖示 實例 鹽類:Na2SO4、NH4Cl、KNO3…… 鹼類:NaOH、KOH、Ca(OH)2…… 酸類:HCl、H2SO4、CH3COOH…… 鹼類:NH3、有機鹼…… 導電性 熔融態可導電,水溶液態可導電 熔融態不導電,水溶液態可導電

下列哪些物質可以導電? (A)Ag(s) (B)NaCl(s) (C)石墨(s) (D)H2SO4(aq) (E)NaOH(l)。 能找出具導電性的物質。

(A)(C)(D)(E)

(A)固態金屬、(C)石墨、(D)電解質水溶液及(E)電解質熔融態,皆具導電性。 (B)固態電解質,不具導電性。

(8)

下列哪些物質具有導電性? (A)葡萄糖水溶液 (B)氨水 (C)氧氣 (D)鋁合金 (E)醋酸水 溶液。

:(B)(D)(E)

室溫時,將1 mol 的醋酸(CH3COOH)溶於 2 L 水中,若測得水溶液中有 CH3COO- 0.013 mol。

(1)寫出醋酸的解離反應式。 (2)醋酸的解離百分率為若干? (3)溶液中 H+的濃度為若干

M?

了解解離式的寫法與解離度定義。

(1)CH3COOH(aq)  CH3COO-(aq) + H+(aq) (2) 1.3% (3) 6.5103M

(1)弱電解質的解離以雙向箭號表示:CH3COOH(aq)  CH3COO-(aq) + H+(aq)

(2)α = 0.013 1.0  100% = 1.3% (3)[H+] = mol L = 1.0 0.013 2  = 6.5103 (M)

1. 下列哪些電解質的解離式可以 AB(aq)  A+(aq) + B-(aq) 表示之? (A)HNO3  (B)CH3COOH (C)NaCl (D)NaOH (E)HF。 :(B)(E) 2. 已知室溫下某弱電解質 HA 的 0.10 M 水溶液中,HA 的解離度為 5%,則此溶液中 [H] 的 濃度為若干M? (A)2 10 3 (B)5 10 3 (C)2 10 2 (D)5 10 2 (E)2 10 1 :(B) 下列有關電解質的敘述,何者正確? (A)氣態的二氧化硫不能導電,故二氧化硫不是電 解質 (B)電解質不一定是離子化合物 (C)會導電的物質不一定是電解質 (D)電解質在水 中皆可以完全解離 (E)電解質皆可溶於水。 了解電解質的意義。 (B)(C) (A)二氧化硫溶於水會生成具導電性的亞硫酸,故二氧化硫為電解質。 (B)電解質可為離子化合物或分子化合物。 (C)非電解質也可能具有導電性,如石墨、金屬。 (D)弱電解質在水中僅部分解離。 (E)電解質未必皆可溶於水,如氯化銀、硫酸鋇等。 學生演練3 老師講解4 學生演練4 老師講解5

(9)

下列哪些物質的水溶液具導電性,且可使石蕊試紙呈現藍色? (A)鹽酸 (B)氫氧化鉀  (C)氨水 (D)食鹽 (E)酒精。 :(B)(C) 1. 酸鹼的實驗特性 酸 鹼 為電解質 為電解質 具有酸味 具有澀味及滑膩感 可使藍色石蕊試紙變紅 可使紅色石蕊試紙變藍 可與活性大的金屬反應生成氫氣 可溶解油脂  註:硝酸與金屬反應不會生成氫氣。 2. 阿瑞尼斯的酸鹼定義 酸 鹼 定義 於水中可解離出氫離子(H+)的物質 於水中可解離出氫氧根離子(OH)的物質 實例 鹽酸 HCl(aq)、硫酸 H2SO4 …… 氫氧化鉀 KOH、氨 NH3 …… 3. 酸的強弱:依其在水中的解離情形,可將酸分為強酸及弱酸。 強酸 弱酸 定義 在水中幾乎完全解離的酸 在水中僅部分解離的酸 解離式 HA(aq) → H+(aq) + A-(aq) HB(aq)  H+(aq) + B-(aq)

實例 鹽酸:HCl(aq) → H+(aq) + Cl-(aq) 硝酸:HNO3(aq) → H+(aq) + NO3-(aq)

醋酸:CH3COOH(aq)  H+(aq) + CH3COO-(aq) 氫氟酸:HF(aq)  H+(aq) + F-(aq)

4. 鹼的強弱:依其在水中的解離情形,可將鹼分為強鹼及弱鹼。

強鹼 弱鹼

定義 在水中幾乎完全解離的鹼 在水中僅部分解離的鹼 解離式 MOH(aq) → M+(aq) + OH-(aq) NOH(aq)  N+(aq) + OH-(aq)

實例 氫氧化鈉:NaOH(aq) → Na+(aq) + OH-(aq) 氫氧化鈣:Ca(OH)2(aq) → Ca2+(aq) + 2OH-(aq)

氨水:NH3(aq) + H2O(l)  NH4+(aq) + OH-(aq) 氫氧化鋰:LiOH(aq)  Li+(aq) + OH-(aq)

學生演練5

酸鹼定義

2

(10)

5. 常見的酸鹼 學名 化學式 學名 化學式 強酸 硫酸 H2SO4 強鹼 氫氧化鈉 NaOH 硝酸 HNO3 氫氧化鉀 KOH 氫氯酸(俗名鹽酸) HCl 氫氧化鈣 Ca(OH)2 弱酸 乙酸(俗名醋酸) CH3COOH 弱鹼 氨 NH3 磷酸 H3PO4 甲胺 CH3NH2 碳酸 H2CO3 氫氧化鎂 Mg(OH)2 下列有關酸鹼的性質描述,何者正確? (A)所有的鹼皆為強電解質 (B)所有的酸皆為強 電解質 (C)酸的水溶液具導電性 (D)阿瑞尼斯鹼在水中會解離出 OH- (E)欲鑑別酸性物 質,可用口嘗試其是否具有酸味。 了解酸鹼性質。 (C)(D) (A)有強鹼、弱鹼之分。 (B)有強酸、弱酸之分。 (E)無論酸鹼的強弱,皆不可用口鼻嘗試,以免危險。 下列有關「酸」的性質描述,何者正確? (A)阿瑞尼斯酸在水中可解離出 H+ (B)可以溶解 油脂 (C)可使紅色石蕊試紙變藍 (D)水溶液具有導電性 (E)硫酸為一種強酸。 :(A)(D)(E)

下列何者的水溶液可使藍色石蕊試紙呈現紅色? (A)SO2 (B)NaOH (C)CO2 (D)CaO (E)NH3。

非金屬氧化物溶於水,多呈酸性。 (A)(C)

(A)SO2溶於水會生成H2SO3;(C)CO2溶於水會生成H2CO3,故(A)(C)的水溶液皆可使

石蕊試紙變紅。

(B)(D)(E)則為鹼性物質,無法使石蕊試紙變紅。 老師講解7

老師講解6

(11)

1. 下列哪些物質的水溶液中,H+的總數大於OH的總數? (A)HCl (B)KOH (C)NH 3  (D)HF (E)HNO3。

:(A)(D)(E)

2. 下列哪些物質的解離式,可表示為 MOH(aq) → M+(aq) + OH-(aq)? (A)NH3(aq)  (B)Ca(OH)2(aq) (C)KOH(aq) (D)NaOH(aq) (E)CH3NH2(aq)

:(C)(D)

下列有關常見酸鹼的命名與化學式的配對,何者錯誤? (A)硫酸-H2SO3 (B)氫氧化鈣- Ca(OH)2 (C)氫氯酸-HCl (D)Sr(OH)2-氫氧化鋇 (E)磷酸-H3PO4。

認識常見的酸鹼命名。 (A)(D)

(A)應為 H2SO4

(D)應為 Ba(OH)2

市售碳酸飲料的製程中,會將高壓的二氧化碳氣體灌入溶液,而生成碳酸。下列何者為碳酸 的正確化學式? (A)CH3COOH (B)H2CO3 (C)H2C2O4 (D)H2CO2 (E)HCOOH。

:(B) 老師講解8

學生演練8

(12)

基礎題

*( CDE ) 1. 下列有關硫酸鉀水溶液的敘述,何者正確? (A)鉀離子與硫酸根離子的個數相等 (B)一個鉀離子所帶電荷與一個硫酸根離子所帶電荷相等 (C)鉀離子所帶的總電荷與 硫酸根離子所帶的總電荷相等 (D)通入直流電時,鉀離子會往負極移動  (E)通入直流電時,會發生化學變化。 ( D ) 2. 室溫時,0.1 M 的 CH3COOH(aq)中H+的濃度約為1.3 10 3M,則此醋酸水溶液的解離 百分率為若干? (A)1.3 10 3 (B)1.3 10 2 (C)1.3 10 1 (D)1.3 (E)13 %。 ( C ) 3. 下列五種溶液,導電度最大者為何? (A)醋酸水溶液 (B)甲醇水溶液 (C)氯化氫水 溶液 (D)糖水溶液 (E)氨水。

*( BCE ) 4. 下列哪些物質具有導電性?  (A)Mg(OH)2(s) (B)Ag(s) (C)HNO3(aq) (D)C2H5OH(aq) (E)KNO3(l)

( E ) 5. 下列何者無法導電? (A)鐵 (B)食鹽水 (C)鹽酸 (D)碳酸飲料 (E)尿素水溶液。 【龍騰版課本練習4-2】 ( A ) 6. 下列哪一個圖最適於用來表示硝酸水溶液中離子的分布情形? 

(A)  (B)  (C)  (D)

( B ) 7. 下列哪一種酸的解離式可以用 HA(aq) → H+(aq) + A-(aq) 的通式表示? (A)硫酸 (B)硝 酸 (C)碳酸 (D)醋酸 (E)甲酸。

*( AC ) 8. 下列哪些物質的水溶液可使紅色石蕊試紙變藍? (A)NH3(g) (B)CO2(g) (C)NaOH(s) (D)Fe(s) (E)SO3(g)

進階題

( A ) 9. 將 1.00 mol 的氯化鈉溶於 1000 mL 水中,並測得溶液中的離子總數為 1.98 mol,則此 氯化鈉溶液的解離百分率為若干? (A)99 (B)98 (C)97 (D)96 (E)95 %。 ( D ) 10. 已知室溫下 0.50 M 的電解質 MX 水溶液中,[X]為 0.46 M,則此溶液的解離度為若 干? (A)46 (B)54 (C)78 (D)92 (E)96 %。

大考題

*( AD ) 11. 實驗桌上有一杯蔗糖水溶液和一杯食鹽水溶液。下列實驗操作,哪些可用來分辨這兩 種溶液? (A)測導電度 (B)再加入葡萄糖看是否溶解 (C)測 pH 值 (D)添加硝酸銀 水溶液檢驗 (E)稱量兩杯水溶液的質量。 【90 學測】

4-2

基礎觀念掃描

(13)

1. 定義:自溶液中析出固體的過程,稱為沉澱。 2. 溶解度的範圍分級:

3. 實例:混合兩種電解質溶液時,有時會生成難溶性的物質,而形成沉澱。 如:混合硝酸銀溶液與氯化鈉溶液,可生成氯化銀沉澱。

  AgNO3(aq) + NaCl(aq) → AgCl(s) + NaNO3(aq)

常見離子化合物對水的溶解度  陰離子 陽離子 溶解度 所有陰離子 1A+、H、NH 4+ 可溶 NO3- 所有陽離子 可溶 CH3COO- 大部分陽離子 可溶 Ag+ 微溶 Cl-、Br、I- 大部分陽離子 可溶 Hg22+、Cu+、Ag+、Tl+、Pb2+ 難溶 SO42 大部分陽離子 可溶 Pb2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+ 難溶 OH- 1A +、NH 4+、Sr2+、Ba2+、Ca2+ 可溶 大部分陽離子 難溶 S2 1A +、IIA2+、NH 4+ 可溶 大部分陽離子 難溶 CO32、SO32、PO43 1A+、NH 4+ 可溶 大部分陽離子 難溶  註:課文內容並未要求同學背誦沉澱表,但記憶沉澱表仍有助於回答相關題目的迅速性與正確性! 取含有下列濃度均為0.1 M 的各種離子水溶液,混合於同一燒杯內時,哪些組合不會產生 沉澱物? (A)Ba2+,K,CO

32,NO3- (B)Mg2+,K+,SO42,OH-  (C)Pb2+,Na,NO

3-,Cl- (D)K+,Cu2+,NO3-,SO42 (E)K+,Ag+,NO3-,Cl-。 能記憶並應用沉澱表判斷沉澱的生成。

(D)

(A)會生成 BaCO3沉澱 (B)會生成 Mg(OH)2沉澱

(C)會生成 PbCl2沉澱 (E)會生成 AgCl 沉澱

下列各組化合物中,哪幾組均可溶於水? (A)Al(OH)3、NaOH (B)Pb(NO3)2、Cu(NO3)2

沉澱反應

4-3

沉澱反應的定義

物質的分離與純化

1

老師講解1 學生演練1

(14)

(C)MgSO4、ZnSO4 (D)BaS、CuS (E)PbCO3、Na2CO3。 :(B)(C)

1. 定義:僅以實際參與反應的離子表示之化學反應式,稱為淨離子反應式。

2. 淨離子反應式的寫法:以混合硝酸銀溶液與氯化鈉溶液,生成氯化銀沉澱為例。 AgNO3(aq) + NaCl(aq) → AgCl(s) + NaNO3(aq)

步驟 實例 Ⅰ 可溶性的電解質 以解離出的離子表示 AgNO3 → Ag + + NO 3- NaCl → Na+ + Cl- NaNO3 → Na+ + NO3- AgCl 難溶於水,故保持 AgCl 的寫法 難溶性物質或弱電解質 沿用原來之化學式 Ⅱ 消去兩邊重複出現的離子 Ag+ (aq)+ NO3 (aq) + Na(aq) +Cl(aq)→ Na(aq) + NO3 (aq) + AgCl(s) Ⅲ 整理為淨離子反應式 Ag+

(aq) + Cl-(aq) → AgCl(s) 3. 沉澱實例

全反應式 淨離子反應式 沉澱

顏色 硝酸鉛+碘化鉀 Pb(NO3)2(aq) + 2KI(aq) → PbI2(s) + 2KNO3(aq) Pb2+(aq) + 2I-(aq) → PbI2(s) 黃色 氯化鈣+氟化鈉 CaCl2(aq) + 2NaF(aq) → CaF2(s) + 2NaCl(aq) Ca2+(aq) + 2F-(aq) → CaF2(s) 白色 硝酸銀+鉻酸鈉 2AgNO3(aq)+Na2CrO4(aq)→Ag2CrO4(s)+2NaNO3(aq) 2Ag+(aq)+CrO42(aq)→Ag2CrO4(s) 磚紅色

寫出下列反應的全反應式與淨離子反應式。 (1)混合氫氧化鈉溶液與硝酸鎂溶液 (2)混合氯化鈉溶液與硝酸鉛溶液 (3)混合硫酸鈉溶液與氯化鋇溶液 (4)混合硫化鈉溶液與硝酸銅溶液 將全反應式中未參與反應的離子消去即得淨離子反應式。 答案見解析 各小題中所生沉澱分別為氫氧化鎂、氯化鉛、硫酸鋇、硫化銅。 (1)全反應式 2NaOH(aq) + Mg(NO3)2(aq) → Mg(OH)2(s) + 2NaNO3(aq)

淨離子反應式Mg2+

(aq) + 2OH-(aq) → Mg(OH)2(s)

(2)全反應式 2NaCl(aq) + Pb(NO3)2(aq) → PbCl2(s) + 2NaNO3(aq)

淨離子反應式Pb2+

(aq) + 2Cl-(aq) → PbCl2(s)

(3)全反應式 Na2SO4(aq) + BaCl2(aq) → BaSO4(s) + 2NaCl(aq)

淨離子反應式Ba2+

(aq) + SO42(aq) → BaSO4(s)

(4)全反應式 Na2S(aq) + Cu(NO3)2(aq) → CuS(s) + 2NaNO3(aq)

淨離子反應式S2

(aq) + Cu2+(aq) → CuS(s)

淨離子反應式

物質的分離與純化

2

(15)

已知將0.01 M 的碳酸鈉溶液與 0.01 M 的氯化鈣溶液混合時,會生成白色沉澱物。上述反應 的淨離子反應式為下列何者? (A)Na+

(aq) + Cl-(aq) → NaCl(s) (B)2Na+(aq) + CO32(aq) → Na2CO3(s) (C)Ca2+(aq) + 2Cl-(aq) → CaCl2(s) (D)H+(aq) + OH-(aq) → H2O(s) (E)Ca2+(aq) + CO32(aq) → CaCO3(s)

:(E)

下列何組的溶液混合時,生成沉澱的離子反應式可用M2+

(aq) + 2X-(aq) → MX2(s) 表示之?  (A)Ca(NO3)2(aq) + NaCl(aq) (B)Pb(NO3)2(aq) + NaCl(aq) (C)Mg(NO3)2(aq) + NaOH(aq) 

(D)AgNO3(aq) + Na2CO3(aq) (E)Ba(NO3)2(aq) + Na2SO4(aq)。 一化合物之成分元素的質量比值恆為固定。 (B)(C)

(A)沒有沉澱生成

(B)生成 PbCl2沉澱,Pb2+(aq) + 2Cl-(aq) → PbCl2(s)

(C)生成 Mg(OH)2沉澱,Mg2+(aq) + 2OH-(aq) → Mg(OH)2(s)

(D)生成 Ag2CO3沉澱,2Ag+(aq) + CO32(aq) → Ag2CO3(s)

(E)生成 BaSO4沉澱,Ba2+(aq) + SO42(aq) → BaSO4(s)

0.01 M 的硫酸鈉溶液與 0.01 M 的氯化鋇溶液混合時,生成沉澱的離子反應式較符合下列 哪一個反應的敘述? (A) M2+

(aq) + 2X-(aq) → MX2(s) (B)M2+(aq) + X2(aq) → MX(s)  (C)2M+

(aq) + X2(aq) → M2X(s) (D)M+(aq) + X-(aq) → MX(s) (E)2M2+(aq) + 2X2(aq) → M2X2(s)。 :(B)

1. 沉澱法:利用鹽本身的溶解特性來分離離子的方法。 2. 兩性氫氧化物的溶解

(1)定義:難溶於水,但可以溶於強酸或強鹼的氫氧化物,稱為兩性氫氧化物。 (2)實例:Cr(OH)3、Ga(OH)3、Al(OH)3、Zn(OH)2、Sn(OH)2、Be(OH)2、Pb(OH)2。 (3)溶解過程:以氫氧化鋁為例

Al3+

(aq) NaOH(aq)Al(OH)3 ↓過量NaOH(aq) Al(OH)4-(aq)

3. 碳酸鹽的溶解:難溶於水的碳酸鹽可溶於酸中,並生成二氧化碳氣體。 CaCO3(s) + 2HCl(aq) → CaCl2(aq) + CO2(g) + H2O(l)

學生演練2 老師講解3 學生演練3

以沉澱法分離離子

物質的分離與純化

3

(16)

下表是硝酸鉛、硝酸鎂、硝酸鋇三種溶液與氫氧化鈉、硫酸鈉、硫化鈉三種溶液作用的結果 (濃度皆為0.01 M),表中的「+」表示發生沉澱、「」表示沒有沉澱。

Pb(NO3)2 Mg(NO3)2 Ba(NO3)2

NaOH + +  Na2SO4 +  + Na2S +   已知一水溶液中含Pb2+Mg2+ 及 Ba2+ 三種陽離子各 0.01 M,若以 NaOH、Na 2SO4 及 Na2S 溶 液作為試劑,則下列滴加順序何者可達使其分離之目的? 

(A)NaOH,Na2SO4,Na2S (B)Na2S,NaOH,Na2SO4 (C)Na2SO4,Na2S,NaOH 

(D)Na2SO4,NaOH,Na2S (E)NaOH,Na2S,Na2SO4。 【龍騰版課本例題4-4】 能應用沉澱表判斷沉澱的生成。

(B)

加入的試劑,應使溶液中的陽離子,依序一次產生一種沉澱,若先加入的試劑會與 其中兩種陽離子發生沉澱,就無法達到分離之目的。依表中的沉澱結果,若先加入 NaOH(aq),與Pb2+ 及Mg2+ 均會產生沉澱,若先加入Na2SO4(aq),與Pb2+ 及 Ba2+ 均會產

生沉澱。故先加入Na2S(aq),可產生PbS 沉澱而分離出 Pb2+,隨後加入NaOH(aq),可產

生Mg(OH)2沉澱而分離出Mg2+,最後加入Na2SO4(aq),可產生BaSO4 沉澱而分離出

Ba2+

下列哪一種酸,在水溶液中,最易完全溶解Ba(OH)2、Fe(OH)3、Pb(OH)2之混合物而不產生 任何沉澱? (A)H2SO4 (B)HCl (C)HNO3 (D)H3PO4 (E)H2CO3。

:(C) 一溶液中含有Ag+NaNH 4+、Ba2+、Cu2+、Mg2+ 等離子,其處理過程如下圖,試列出(A)、 (B)、(C)、(D)、(E)之化學式。 老師講解4 學生演練4 老師講解5

(17)

(A)AgCl (B)CuS (C)Mg(OH)2 (D)BaSO4 (E)Na+、NH4+

各步驟之結果如下圖所示:

某一溶液中含有Na+AgCu2+Ba2+Al3+ 五種離子,進行下列檢驗,試寫出沉澱物(A)~ (D)的化學式。

:(A)AgCl (B)Cu(OH)2 (C)Al(OH)3 (D)BaSO4

一混合溶液中含有0.1 M 的下列各種鹽類:硝酸鉛、硝酸銅、硝酸鋇,今欲利用試劑 (甲)K2SO4(aq)、試劑(乙)K2CO3(aq) 與試劑(丙)KCl(aq),使此混合溶液中的金屬離子逐一沉澱, 且每加入一種試劑僅生成一種沉澱物,則試劑加入的正確先後順序應為下列何者?  (A)甲、乙、丙 (B)乙、丙、甲 (C)乙、甲、丙 (D)丙、甲、乙 (E)甲、丙、乙。

能利用沉澱與否來分離離子。 (D)

一溶液中含有銀離子、鋇離子與鋅離子,今依序加入(甲)NaCl(aq)、(乙)Na2SO4(aq)、(丙) (NH4)2S(aq) 逐一分離三種離子,所生成的沉澱依序為下列何者? (A)AgCl、BaSO4、ZnS  (B)ZnCl2、BaSO4、Ag2S (C)BaCl2、ZnSO4、Ag2S (D)AgCl、ZnSO4、BaS 

(E)BaCl2、Ag2SO4、ZnS。 :(A)

學生演練5

老師講解6

(18)
(19)

基礎題

*( AD ) 1. 下列哪些為不溶於水或微溶於水的鹽類? (A)Ba3(PO4)2 (B)Mg(NO3)2 (C)CuSO4 (D)PbCl2 (E)K2CO3。

*( AE ) 2. 將 HCl(aq)及Na2S(aq)分別加入下列五組含0.1 M 之混合離子的溶液中,哪些組不會產生 沉 澱 物 ?  (A)Mg2+ Sr2+   (B)Hg2+ Sn2+   (C)Pb2+ Fe2+  (D)AgZn2+ (E)Ca2+,Ba2+

( B ) 3. 在含下列離子濃度為 0.1 M 的各杯溶液中,加入同體積的 0.1 M 氯化銨溶液時,何者 會產生沉澱? (A)Na+ (B)Ag (C)Ba2+ (D)Al3+ (E)Hg2+

( E ) 4. 下列何組溶液加鹽酸,兩種離子都會形成沉澱? (A)Hg2+、Fe3+ (B)A13+、Cu2+ (C)Al3+、Hg

22+ (D)Fe2+、Al3+ (E)Pb2+、Ag+。

( D ) 5. 在一燒杯中同時加入離子濃度均為 0.1 M 的下列各組溶液,何者會生成大量的沉澱? (A)Mg2+K,NO

3-,Cl- (B)Ca2+,K+,OH-,NO3- (C)Ca2+,Ba2+,Cl-,S2 (D)Pb2+,Mg2+,SO

42,Cl- (E)Ba2+,Na+,OH-,NO3-。

( D ) 6. 將 0.01 M 的氯化鈉溶液與 0.01 M 的硝酸亞銅溶液混合時,生成沉澱的離子反應式較 符合下列哪一個反應的敘述? (A)M2+

(aq) + 2X-(aq) → MX2(s)  (B)M2+

(aq) + X2(aq) → MX(s) (C)2M+(aq) + X2(aq) → M2X(s) (D)M+(aq) + X-(aq) → MX(s) (E)2M2+

(aq) + 2X2(aq) → M2X2(s)

( A ) 7. 已知在硫化鈉水溶液中加入硝酸鉛水溶液會生成黑色硫化鉛沉澱,請選出正確的淨離 子反應式。 (A)Pb2+

(aq) + S2(aq) → PbS(s) (B)2Pb+(aq) + S2(aq) → Pb2S(s) (C)S2(aq) + Pb2+ (aq) → SPb(s) (D)Pb2+(aq) + 2S-(aq) → PbS2(s) 

(E)Pb+

(aq) + S-(aq) → PbS(s)。 【龍騰版課本練習4-3】 ( A ) 8. 依下圖流程進行離子分離時,沉澱 A、B、C 的化學式依序為何? 

(A)PbCl2、CuS、MgCO3 (B)CuCl2、PbS、MgCO3 (C)MgCl2、CuS、PbCO3  (D)CuCl2、MgS、PbCO3 (E)MgCl2、PbS、CuCO3。

進階題

*( BDE ) 9. 欲 分 離 一 溶 液 中 之 Ba2+ Cu2+之 離 子 , 可 採 用 下 列 哪 些 試 劑 ?  (A)Na

2CO3(aq) (B)H2S(aq) (C)HCl(aq) (D)NaOH(aq) (E)Na2SO4(aq)

( E ) 10. 下列哪一組金屬離子之混合溶液,可依右圖的流程使各 金屬離子逐一沉澱?

(A)Al3+,Ag,Cu2+ (B)Hg

22+,Al3+,Zn2+  (C)Cu2+,Ni2+,Fe2+ (D)Na,Mg2+,Cu+ (E)Pb2+,Ba2+,Cu2+

大考題

( B ) 11. 有 一 溶 液 含 Ag+Pb2+Ni2+ 三 種 離 子 各 0.01 M , 若 使 用 均 為 0.01 M 的 NaCl、Na2SO4、Na2S 溶液作為試劑,使 Ag+、Pb2+、Ni2+分離,則滴加試劑的順序應為下

(20)

列哪一項? (A)NaCl、Na2SO4、Na2S (B)Na2SO4、NaCl、Na2S (C)NaCl、Na2S、Na2SO4 (D)Na2SO4、Na2S、NaCl (E)Na2S、NaCl、Na2SO4。 【95 學測】

(21)

1. 水的解離反應 (1)意義:水可視為極弱的電解質,可微量解離出 H+OH。常溫時,純水中之 [H+] = [OH] = 107 (M) (2)水的解離反應式:H2O(l)  H+(aq) + OH-(aq) 2. 水的離子積(Kw) (1)定義:水溶液中氫離子的體積莫耳濃度與氫氧根離子體積莫耳濃度的乘積,稱為水的離 子積。 (2)數學式:Kw = [H+] [OH-] (3)常溫時,Kw = 107107 1014 (M 2) (4)影響因素:溫度。定溫下,水的離子積為定值,與水溶液的酸鹼性無關;溫度改變時,Kw 值會隨之改變。 3. 水的解離度(α) (1)定義:解離的水分子占全體水分子的比例,稱為水的解離度。對純水而言,水的解離度相 當於氫離子(或氫氧根離子)的體積莫耳濃度與水的體積莫耳濃度的比值。 (2)數學式:α = 2 2 [H ] [OH ] [H O] [H O]    (3)常溫時,純水的解離度 α = 10 7 55.56   100% = 1.8107 % 4. 純水的[H+]、[OH]、K w、α 與溫度的關係 水的解離為吸熱反應,故溫度愈高,愈有利於水的解離。 [H+]、[OH] K w α T < 25℃ [H+] = [OH] < 107 M K w < 1014 α< 1.8  107 % T = 25℃ [H+] = [OH] = 107 M K w = 1014 α= 1.8  107 % T > 25℃ [H+] = [OH] > 107 M K w > 1014 α > 1.8  107 %  註:[H2O] = 1000 mol 18 1L = 55.56 M 下列有關水的離子積 Kw 的敘述,何者錯誤? (A)純水的 Kw為定值,與溫度無關  (B)Kw =[H+] [OH-],此式不論在酸性溶液或鹼性溶液中恆成立 (C)在 25℃時,Kw = 1.0 1014 (D)純水中 [H] = [OH] (E)在水中加入酸性物質時,水的離子積會變大。 Kw = [H+] [OH-],其值僅與溫度有關。 (A)(E) (A)Kw值會受到溫度的影響 (E)Kw值與水溶液的酸鹼性無關

酸鹼反應

4-4

水的解離

1

老師講解1

(22)

40℃時純水之[H+] = 2107 M,則 40℃時純水的離子積為若干? (A)1 10 14 (B) 16 1.8 10   (C)4 10 14 (D)7.2 10 16 (E)2.0 10 7 :(C) 將常溫的純水加熱至某一溫度時,[H+] 變為 5107 M,下列相關敘述,何者正確?  (A)此時水呈酸性 (B)此時溶液的 [OH-] 為 2108 M (C)水的離子積變大 (D)水的離子 積不變 (E)水的解離度變大。 純水的 [H+] = [OH]。 (C)(E) (A)純水受熱仍為中性 (B)純水中 [H+] = [OH] = 5107 (M) (C)(D)(E)升溫時,水的離子積與解離度皆變大 在25℃時有關純水的敘述,何者正確? (A) [H+] = [OH] = 107 M (B)純水導電性極佳 (C)水是極弱的電解質 (D)離子積常數為 1.01014 (E)純水為中性。 :(A)(C)(D)(E) 1. pH 值的意義:將氫離子濃度以特定的數學函數,轉換為較簡易的數值,常用來表示溶液的 酸鹼性。 2. pH 值的定義:氫離子濃度之對數值的負值。 3. 數學式:pH = log [H+] 或 [H] = 10pH (1)若 [H+] = a10b 時,則 pH = b  log a (2)例如:[H+] = 5103 M 的水溶液之 pH 值 = log (5103) = 3  log 5 = 3  0.7 = 2.3 4. pKw = pH + pOH 5. 純水的 pH、pOH、pKw 與溫度的關係:水的解離為吸熱反應,故溫度愈高,愈有利於水的解 離。 溫度 pH 與 pOH pKw T < 25℃ pH = pOH > 7 pKw > 14 T = 25℃ pH = pOH = 7 pKw = 14 T > 25℃ pH = pOH < 7 pKw < 14 學生演練2 學生演練1 老師講解2

pH 值

2

(23)

求下列各水溶液的pH 值。 (1)25℃的10 M6 HCl

(aq) (2)25℃的 0.005 M NaOH(aq) (3)60℃純水(Kw =1.0 10 13) pH = log [H+],[H] [OH] = K

w。 (1)6 (2)11.7 (3)6.5

(1)pH = log (106) = 6

(2)[NaOH] = [OH-] = 5103 (M)

pOH = log (5103) = 3  log 5 = 2.3 pH = 14  2.3 = 11.7

(3)pH = p w 2 K = log(1.0 10 )13 2    = 6.5 室溫時,將4.0 g 氫氧化鈉溶於水,配製成 500 mL 的水溶液,試問此溶液的 pH 值為若干? (Na = 23) (A)0.7 (B)1.3 (C)7.0 (D)11.7 (E)13.3。 :(E) 常 溫 時 , 一 水 溶 液 pH 值為 pOH 值的 2.5 倍,則此水溶液的氫離子 濃度為若干 M? (A)104 (B)106 (C)108 (D)1010 (E)1012 M。 常溫時,pH + pOH = 14。 (D) pH pOH 14 pH pOH 2.5      pH = 10,pOH = 4  [H+] = 1010 (M) 常溫下,下列哪一個水溶液的pH 值最大? (A) [H+] = 51010 M (B)pH = 11.0  (C) [OH-] = 5102 M (D)pOH = 8.0 (E)純水。

:(C) 1. 中性水溶液中,[H+] = [OH] = w K ,pH = pOH = p w 2 K 2. 水溶液的酸鹼性 酸性水溶液 [H+] > w K > [OH-] pH < p w 2 K < pOH 中性水溶液 [H+] = w K = [OH-] pH = p w 2 K = pOH 鹼性水溶液 [H+] < w K < [OH-] pH > p w 2 K > pOH 老師講解3 老師講解4 學生演練3 學生演練4

水溶液的酸鹼性

3

(24)

純水加熱至某一溫度時,pH 值變為 6.5,下列敘述,何者正確? (A)此時水呈酸性 (B) 此時pOH 為 7.5 (C)此時水的離子積比常溫時大 (D)此時水的離子積比常溫時小 (E)水 的游離度不變。 任何溫度之純水 [H+] = [OH];pH = pOH。 (C) (A)純水為中性 (B)pOH = 6.5 (C)(D)高溫時,Kw 較大 (E)高溫時,α 變大

下列水溶液何者恆為酸性? (A)pH < 7 或 pOH > 7 (B)pH < pOH (C) [OH-] < w K   (D) [H+] > [OH] (E)pH <1 2 pKw。 :(B)(C)(D)(E) 1. 酸鹼指示劑 (1)定義:顏色會隨水溶液的酸鹼值而變化的有機弱酸或有機弱鹼,可作為酸鹼指示之用。 (2)常見的酸鹼指示劑 指示劑 酸型顏色 變色範圍的pH 值 鹼型顏色 甲基紅 紅 4.2~6.3 黃 石蕊 紅 5.0~8.3 藍 溴瑞香草酚藍 黃 6.2~7.6 藍 酚 無 8.3~10.0 紅  實例:甲基紅在pH = 3.0 的溶液中呈紅色,pH = 8.0 的溶液中呈黃色,pH = 5.0 的溶液中則為中間色(橙色)。 (3)廣用試紙:由數種酸鹼指示劑的混合液浸染而成的酸鹼試紙,其在不同 pH 值的溶液之呈 色不同。 2. pH 計(pH meter):可用來準確測量水溶液酸鹼值的儀器。 老師講解5 學生演練5

酸鹼指示劑與

pH 計

4

(25)

有三種未標示之無色溶液(甲)、(乙)、(丙),假設這三種溶液分別為酸、鹼及酚酞。取少量(甲) 與少量(乙)混合之溶液呈紅色,而(甲)、(丙)之混合液與(乙)、(丙)之混合液均不呈色。請依據 上述推論則(丙)溶液應為下列何者? (A)酸 (B)鹼 (C)酚酞 (D)資料不足,無法推斷 (E)上述情形不可能發生。 酚酞的酸型色為無色,鹼型色則為紅色。 (A) 酚酞之酸型色為無色,鹼型色為紅色;(甲)、(乙)混合呈紅色  (甲)或(乙)中有一者 為酚酞,另一者則為鹼,故(丙)必為酸。可由(丙)與(甲)或(乙)之混合液皆不呈色,再 度驗證(丙)為酸。 某指示劑之變色範圍的pH 值為 3~5,且該指示劑的酸型顏色為紅色,鹼型顏色為黃色。依 據上述,下列何者正確? (A)該指示劑在純水中呈紅色 (B)該指示劑在 pH = 4 時呈無色 (C)該指示劑在酸性溶液中均呈紅色 (D)將該指示劑滴入氨水中呈黃色 (E)該指示劑在鹼 性溶液中均呈黃色。 :(D)(E) 1. 酸鹼中和 (1)定義:酸與鹼作用,生成鹽和水的反應,稱為酸鹼中和。 (2)通式 ① 酸 + 鹼 → 鹽 + 水 + 熱量

②HA + BOH → BA + H2O ΔH < 0

(3)反應物的計量關係:酸鹼恰完全中和時,必遵守下列等式。 ① 酸中可解離之氫離子總莫耳數(nH) = 鹼中可解離之氫氧根離子總莫耳數(nOH) ② 亦即,酸的莫耳數酸的元數 = 鹼的莫耳數鹼的元數,n  X=n X鹼   註:酸(鹼)的元數是指一 莫耳 酸(鹼)可提供之H+(OH)莫耳數,如 H 2SO4為二元酸 , Al(OH)3 為三元鹼。 2. 強酸與強鹼的中和反應 (1)淨離子反應式:H+ (aq) + OH-(aq) → H2O(l) (2)一元強酸與一元強鹼混合液之 pH 值的計算:(常溫時) M C :混合前酸液的體積莫耳濃度,V酸:混合前酸液的體積; M C :混合前鹼液的體積莫耳濃度,V鹼:混合前鹼液的體積。 強酸過量 酸鹼恰中和 強鹼過量 溶液酸鹼性 酸性 中性 鹼性 計算 [H+] = CM V CM V V V     酸鹼 酸鹼 酸鹼 [H+] = [OH] = 107 M [OH] = CM V CM V V V     鹼 鹼 酸 酸 酸鹼 老師講解6 學生演練6

強酸與強鹼的中和反應

5

(26)

(1)50 mL 的 0.10 M 氫氧化鈉水溶液在 25℃時之 pH 值為何? (2)以 0.20 M 的鹽酸中和上述溶液,完全中和時,應用去多少體積的鹽酸? (3)承(2),反應過程中的水溫變化為何?是吸熱還是放熱反應?若將反應後的水溶液加熱蒸 乾,所得之固體的化學式為何? 【龍騰版課本例題4-7】 認識酸鹼中和的意義。 (1)13 (2)25 mL (3)升高、放熱、NaCl (1)因為氫氧化鈉為強鹼,完全解離可得[OH-] = 0.10 M, 又25℃時 Kw = [H+][OH-] = 1014 (M 2),則 [H+] = 14 10 0.10  = 1013 (M),pH = 13 (2)完全中和時,酸中所有可解離的氫離子莫耳數 = 鹼中所有可解離的氫氧根離子莫 耳數。 設用去V mL 的鹽酸,則 0.20V103 = 0.1050103  V = 25 (mL) (3)反應過程中水溫會升高,故酸鹼中和為放熱反應。另外,由於反應式為

HCl(aq) + NaOH(aq) → H2O(l) + NaCl(aq),所以加熱將水蒸乾後所得的固體應為NaCl。

氫氧化鈉水溶液25 mL 需 0.15 M 的硫酸溶液 50 mL 使之完全中和,則此氫氧化鈉濃度為若M? (A)1.20 (B)0.60 (C)0.30 (D)0.15 (E)0.075 M。 :(B) 室溫下,下列酸液與鹼液相互混合,試計算出各組混合溶液的[H+]為若干 M? (1)pH = 3 的硝酸和 pH = 11 的氫氧化鉀溶液等體積混合 (2)2.0 M 的鹽酸 200 mL 和 1.0 M 的氫氧化鈉溶液 300 mL (3)0.5 M 的硫酸 500 mL 和 1.0 M 的氫氧化鈉溶液 1500 mL 強酸強鹼混合時,若強酸過量溶液呈酸性,恰中和呈中性,強鹼過量則呈鹼性。 (1)107 M (2)0.2 M (3)2.01014 M

(1)pH = 3  [HNO3] = [H+] = 103 M;pH = 11  pOH = 3  [KOH] = [OH-] = 103

M; 設兩溶液體積為 V 混合時nH = 103V1 = 103 V (mol),nOH = 103V1 = 103 V (mol);    nH = nOH   恰中和,溶液呈中性,[H+] = 107 (M) (2)nH= 2.0(200103)1 = 0.4 (mol),nOH = 1.0(300103)1 = 0.3 (mol); H n  > nOH   溶液呈酸性,[H+] = 3 0.4 0.3 (200 300) 10    = 0.2 (M) (3)nH = 0.5(500103)2 = 0.5 (mol),nOH = 1.0(1500103)1 = 1.5 (mol); H n  < nOH   溶液呈鹼性,[OH-] = 3 1.5 0.5 (500 1500) 10    = 0.5 (M); 老師講解7 老師講解8 學生演練7

(27)

0.2 M 的氫氧化鈉水溶液 25 mL 與 0.2 M 的硝酸溶液 75 mL 混合,此混合液於室溫下之 pH 值為若干? (A)1 (B)2 (C)3 (D)4 (E)5。 :(A) 未知濃度的稀鹽酸300 mL,加入 5.0 M 的氫氧化鈉溶液 200 mL 後溶液呈鹼性,欲中和上 述混合液需要加入 8.0 M 的硫酸 25 mL,此稀鹽酸的濃度為多少 M? (A)1.0 (B)2.0 (C)3.0 (D)4.0 (E)5.0。 恰中和時,nH = nOH。 (B) 酸鹼恰中和時,nH = nOH,鹽酸為一元酸,硫酸為二元酸,設鹽酸濃度為 CM (M) CM3001 + 8.0252 = 5.02001  CM = 2.0 (M)

某一元強酸12.8 g 加入 2.0 M 的 NaOH(aq) 100 mL 後,須再加入 100 mL 的 1.0 M HCl(aq),才 能使混合液成中性,試問此一元強酸的分子量為若干? (A)64 (B)128 (C)192 (D)256 (E)320 個氧原子。 :(B)

基礎題

( D ) 1. 下列何項因素會改變水溶液之 Kw值? (A)加入 HCl (B)加入 NaOH (C)加水  (D)加熱 (E)加入蔗糖。 ( B ) 2. 室溫下,下列何者為鹼性最強之溶液? (A)pH = 5 (B) [H+] = 109 M (C)[OH-] = 109 M (D)pH = 8 (E)[H] = [OH]。

*( ACD ) 3. 純水之離子積在 0℃約為 0.3l014,在50℃為 5.41014,下列敘述何者正確? (A)純水解離為吸熱反應 (B)0℃時,純水 pH < 7 (C)50℃,[H+] = 107 M 時, 老師講解9 學生演練8 學生演練9

4-4

基礎觀念掃描

(28)

水溶液呈鹼性 (D)0℃時,純水 pOH > 7 (E)0℃,[H+] = 107 M 時,水溶液呈 中性。 ( E ) 4. 下列各項關於 pH 值之敘述,何者正確? (A)50℃時,pH + pOH > 14  (B)108 M 之 HCl (aq)之pH = 8 (C)於純水中,45℃之 pH 值大於 25℃之 pH 值 (D)pH = 2 溶液之[H+]為 pH = 4 溶液之[H]的兩倍 (E)0.10 M 之 HCl (aq),若HCl 視為完全解離,則pH = 1。 ( A ) 5. 室 溫時 , pH = 7.0 的純 水 100 mL 中 含有 氫離 子數 為 若 干個 ?  (A)6.01015 (B)6.01016 (C)6.01017 (D)6.01018 (E)6.01019 個。 ( B ) 6. 參考下表,在室溫下將兩滴溴瑞香草酚藍指示劑,滴入一杯[OH-] = 105 M 之小 蘇打水溶液後,溶液應呈現何種顏色?再滴入兩滴酚紅,溶液又會呈現何種顏色?  (A)藍,綠 (B)藍,紫 (C)藍,紅 (D)紅,紫 (E)紅,綠。【課本練習4-4 修改】

( D ) 7. 已知 Ba(OH)2(aq) → Ba2+(aq) + 2 OH-(aq),則欲以0.10 M 的鹽酸完全中和 20 mL 的 0.05 M 氫 氧 化 鋇 水 溶 液 , 須 用 去 多 少 體 積 的 鹽 酸 ?   (A)50   (B)40   (C)30 (D)20 (E)10 mL。 【課本練習4-5 修改】 ( C ) 8. 承上題,若將反應後的水溶液加熱蒸乾,所得之固體的化學式為何?  (A)BaCl

(B)BeCl2 (C)BaCl2 (D)BaCO3 (E)BeCO3。 【課本練習4-5】

進階題

*( CD ) 9. 在 25℃時純水 100 mL 中加入 4.0 g 之 NaOH,下列敘述,何者正確?(Na = 23 amu) (A)水中之 Kw變大 (B)溶液的 pOH = 1 (C)水的解離度變小 (D)溶液中 之[H+]約為 1014 M (E)溶液中加入酚酞呈無色。

( B ) 10. 取 7.4 g 的二元強鹼加入 2.0 M 的 HCl(aq) 500 mL 後,須再加入 1.0 M 的 NaOH(aq) 800 mL,才能使溶液呈中性,則此二元強鹼的莫耳質量為若干克?  (A)37 (B)74 (C)111 (D)148 (E)185。

大考題

( A ) 11. 室溫時,若將 20 mL 的 4.0102 M HCl 溶液與 40 mL 的 5.0103 M NaOH 溶液均 勻 混 合 , 則 混 合 後 溶 液 的 pH 值 最 接 近 下 列 哪 一 個 數 值 ?   (A)2.0   (B)3.5 (C)7.0 (D)8.0 (E)9.5。 【97 指考】

(29)

1. 氧化與還原的定義 觀點 氧化反應 還原反應 實例 依得失氧元 素的觀點 與氧化合的反應 失去氧的反應 氧化半反應 2Mg → 2Mg2+ + 4 e- 還原半反應 CO2 + 4 e- → C + 2O2 依得失電子 的觀點 失去電子的 反應 得到電子 的反應 氧化半反應 Zn → Zn 2+ + 2 e- 還原半反應 Cu2+ + 2 e → Cu 2. 氧化還原反應的特徵 (1)氧化反應與還原反應必相伴發生。 (2)氧化還原反應涉及電子的得失。 (3)氧化反應失去的電子總數必等於還原反應所獲得的電子總數。 3. 氧化還原反應之實例 (1)燃燒反應,如碳的燃燒。 C(s) + O2(g) → CO2(g) (2)金屬鏽蝕,如鐵的氧化。 4Fe(s) + 3O2(g) → 2Fe2O3(s) (3)電解反應,如電解水。 2H2O(l) → 2H2(g) + O2(g) (4)電池反應,如鋅銅電池。 Zn(s) + Cu2+(aq) → Zn2+(aq) + Cu(s)

試分辨下列何者為還原反應? (A)PbO2 → PbO (B)C → CO (C)Ca → CaS  (D)Ag+ → Ag (E)H 2O2 → H2O。 失去氧或得到電子的反應為還原反應。 (A)(D)(E) (A)(E)為失去氧的反應,(D)為得到電子的反應,這三者為還原反應。 (B)為得到氧的反應,(C)為失去電子的反應(Ca → Ca2+),這兩者為氧化反應。 下列有關氧化還原的敘述,何者正確? (A)氧化反應的速率必定很快 (B)鐵生鏽可視為鐵 氧化了 (C)還原反應皆為放熱反應 (D)氧化還原反應必相伴發生 (E)氧化反應的速率比 還原反應快。 :(B)(D)

氧化還原反應

4-5

氧化與還原

1

老師講解1 學生演練1

(30)

試判斷下列各化學反應是不是氧化還原反應? (1)由水蒸氣及紅熱的煤焦製造水煤氣(主要成分含一氧化碳及氫)。 (2)鋅片溶於稀硫酸放出氫。 (3)碳酸鈣溶於鹽酸放出二氧化碳。 (4)氯化鉀溶於水,產生鉀離子與氯離子。 氧化還原反應必涉及電子的得失。 (1)是 (2)是 (3)否 (4)否 (1)C(s) + H2O(g) → CO(g) + H2(g),有氧元素的轉移,為氧化還原反應。 (2)Zn(s) + 2H+(aq) → Zn2+(aq) + H2(g),有電子的轉移,為氧化還原反應。

(3)CaCO3(s) + 2HCl(aq) → CaCl2(aq) + CO2(g) + H2O(l),無電子的轉移,非氧化還原反應。

(4)KCl(aq) → K+(aq) + Cl-(aq),無電子的轉移,非氧化還原反應。

勒克朗舍電池的放電反應式為2MnO2(s) + 2NH4Cl(aq) + Zn(s) → Zn(NH3)2 Cl2(aq) + Mn2O3(s) + H2O(l),下列何者發生氧化反應? (A)Zn(s) (B)NH4Cl(aq) (C)H2O(l) (D)MnO2(s)  (E)Zn(NH3)2 Cl2(aq)。 :(A) 1. 氧化劑與還原劑 項目 氧化劑 還原劑 定義 使他物氧化者 使他物還原者 自身的反應 還原反應 氧化反應 得失電子的情形 得到電子 失去電子 實例 老師講解2 學生演練2

氧化劑與還原劑

2

(31)

2. 常見的氧化劑 氧化劑 用途 實例 氧氣(O2) 助燃劑、呼吸作用 甲烷燃燒 CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(l) 雙氧水(H2O2) 消毒、漂白 ( 為 氧 化 性 的 漂 白 , H2O2 會還原生成 H2O) 用來塗抹傷口殺死病菌 漂白水(NaOCl) 消毒、漂白(為氧化性的漂白 , NaOCl 會 還 原 生 成 Cl - 用來漂白衣物或消毒環境 臭氧(O3) 消毒、殺菌 用來消毒自來水 氯氣(Cl2) 消毒、殺菌 用來消毒自來水 過錳酸鉀(KMnO4) 定量還原劑 為紫色晶體,可用來定量亞鐵鹽、草酸鹽等還原劑 二鉻酸鉀(K2Cr2O7) 定量還原劑 為橙色晶體,測量呼氣中的酒精濃度(酒測值) Cr2O72(aq) + 3C2H5OH(aq) + 8H+(aq)

→ 2Cr3+

(aq) + 3CH3CHO(aq) + 7H2O(l) 3.常見的還原劑 還原劑 用途 實例 煤焦(C) 冶煉金屬、製取矽元素 可利用煤焦來還原鐵礦或白砂 3C(s) + Fe2O3(s) △ 3CO(g) + 2Fe(s) 2C(s) + SiO2(s) △ Si(s) + 2CO(g) 二氧化硫(SO2) 漂白衣物或食品 (為還原性的漂白,SO2 會 氧化生成 SO42) 可將色素還原,以漂白衣物 氫氣(H2) 冶煉金屬 可利用氫氣使氧化銅還原成銅H 2(g) + CuO(s) → Cu(s) + H2O(l) 一氧化碳(CO) 冶煉金屬 可利用一氧化碳來還原鐵礦3CO (g) + Fe2O3(s) △ 3CO2(g) + 2Fe(s) 維生素 C 或 E 抗氧化劑 添加於食品中以防止或減緩食品氧化 鋅銅電池的反應式可寫為Zn(s) + Cu2+(aq) → Zn2+(aq) + Cu(s),回答下列問題。 (1)寫出鋅反應為鋅離子的反應式。 (2)寫出銅離子反應為銅的反應式。 (3)指出何者為氧化劑?何者為還原劑? 氧化劑本身發生還原反應,還原劑本身發生氧化反應。 (1)Zn(s) → Zn2+(aq) + 2e- (2)Cu2+(aq) + 2e- → Cu(s) (3)Cu2+,Zn

(1)Zn → Zn2+ 會放出兩個電子,故寫為 Zn (s) → Zn2+(aq) + 2e-。 (2)Cu2+ → Cu 獲得兩個電子,故寫為 Cu2+ (aq) + 2e- → Cu(s)。 (3)Zn 失去電子,為還原劑;Cu2+ 得到電子,為氧化劑。 老師講解3

(32)

關於反應4Fe + 3O2 → 4Fe3+ + 6O2 的敘述,何者正確? (A)此為氧化還原反應 (B)鐵為 還原劑 (C)鐵為氧化劑 (D)金屬鐵被還原成 Fe3+ 離子 (E)O 2是氧化劑。 :(A)(B)(E) 下列有關氧化與還原的敘述,何者正確? (A)氧化劑發生反應時,其本身被還原 (B)氧 化劑發生反應時,會將電子釋出 (C)物質與氧化合的反應為還原反應 (D)氧化與還原必 定同時發生 (E)將鎂帶置入稀酸中可得氫氣,其中鎂為還原劑。 氧化劑本身發生還原反應,還原劑本身發生氧化反應。 (A)(D)(E) (B)氧化劑本身還原,會得到電子。 (C)一般而言,物質與氧化合的反應為氧化反應(O2與F2反應生成O2F2時,氟被還 原)

(E)Mg(s) + 2H+(aq) → Mg2+(aq) + H2(g),Mg 失去電子,自身發生氧化反應,故為還原劑。

有關氧化劑的敘述,下列何者正確? (A)氧化劑在氧化還原反應中為電子接受者 (B)還原 劑在氧化還原反應中失去電子 (C)氧化劑中必含有氧原子 (D)氧化劑可分為分子或離子  (E)氧氣為常見的氧化劑。 :(A)(B)(D)(E) 下列有關氧化還原的敘述,何者正確? (A)氧化劑發生氧化反應 (B)氧化劑具有氧化力 (C)鋁和二氧化錳反應冶煉錳時,鋁為還原劑 (D)用氯氣與碘化鈉反應製取碘時,氯氣為 還原劑 (E)在電爐中用碳和二氧化矽反應製取矽時,碳為氧化劑。 氧化劑本身發生還原反應,還原劑本身發生氧化反應。 (B)(C) (A)氧化劑自身發生還原反應。 (B)氧化劑具有氧化他物的能力,即為氧化力。

(C)4Al(s) + 3MnO2(s) △ 3Mn(s) + 2Al2O3(s),Al 發生氧化反應,故為還原劑。

(D)Cl2(g) + 2NaI(aq) → 2NaCl(aq) + I2(s),Cl2 發生還原反應,故為氧化劑。

(E)2C(s) + SiO2(s) △ 2CO(g) + Si(s),C 發生氧化反應,故為還原劑。

下列哪些物質為日常生活或實驗室中常見的氧化劑? (A)KMnO4 (B)O3 (C)C (D)Cl2  (E)K2Cr2O7。 老師講解4 老師講解5 學生演練4 學生演練3 學生演練5

(33)

警方常用酸性條件下的橙色二鉻酸鉀溶液來定量駕駛人呼出之氣體的酒精濃度,此為氧化 還原反應的應用之一,請用化學式分別表示其中的氧化劑與還原劑。 【龍騰版課本例題4-8】 氧化劑本身發生還原反應,還原劑本身發生氧化反應。 氧化劑:K2Cr2O7,還原劑:C2H5OH 氧化劑為二鉻酸鉀,化學式為K2Cr2O7。 還原劑為酒精,化學式為C2H5OH。 某些食品包裝內常放有一小包脫氧劑,用來防止或減緩食物的氧化,其原理是利用鐵的氧 化消耗氧氣,以降低密封包裝內的氧氣濃度。請問鐵粉的功用為何? (A)氧化劑 (B)還原 劑 (C)催化劑 (D)乾燥劑 (E)抑制劑。 :(B) 老師講解6 學生演練6

(34)

基礎題

*(ABDE ) 1. 下列哪些現象屬於氧化還原反應? (A)鐵絲放入硫酸銅水溶液中,稍為加熱即 有金屬銅析出 (B)金屬鈉在二氧化碳中燃燒 (C)食鹽溶於水 (D)瓦斯燃燒 (E) 鐵生鏽。 *( BC ) 2. 聯胺(N2H4)及四氧化二氮反應會產生氮氣及水蒸氣,其釋放的能量可用來推進火 箭。下列有關此反應的敘述,何者正確? (A)四氧化二氮中之氮被氧化 (B)四氧 化二氮中之氮被還原 (C)聯胺中之氮被氧化 (D)聯胺中之氮被還原 (E)此非氧 化還原反應。 ( C ) 3. 下列哪一個反應不是氧化還原反應? (A)H2(g) + Cl2(g) → 2HCl(g)  (B)2Mg(s) + CO2(g) → 2MgO(s) + C(s) (C)Ag+(aq) + Cl-(aq) → AgCl(s)  (D)Zn(s) + Cu2+(aq) → Zn2+(aq) + Cu(s) (E)C(s) + O2(g) → CO2(g)

( E ) 4. 下列何者是氧化劑的特性? (A)一定含有氧 (B)反應後失去電子 (C)在中性環 境才能反應 (D)必為金屬元素 (E)在反應中被還原。

( A ) 5. 反應中 H2O2(aq) + 2I-(aq) + 2H+(aq) → I2(s) + 2H2O(l),何者為氧化劑? (A)H2O2(aq) (B)H2O(l) (C)I2(s) (D)I-(aq) (E)H+(aq)

*( AD ) 6. 鎂在二氧化碳中可繼續燃燒產生碳和氧化鎂,下列敘述,何者正確?  (A)二氧 化碳為氧化劑 (B)二氧化碳被鎂氧化 (C)鎂被二氧化碳還原 (D)鎂被二氧化碳 氧化 (E)此非氧化還原反應。 ( E ) 7. 有關氧化還原反應的敘述,何者正確? (A)氧化劑會失去電子 (B)還原劑會得 到電子 (C)氧化與還原可單獨發生 (D)氧化還原反應必為吸熱反應 (E)還原劑 在反應中會被氧化。 *( CDE ) 8. 在 0.10 M 的硫酸銅水溶液中加入適量鋅片會產生明顯的反應,下列關於反應的敘 述,哪些是正確的? (A)為沉澱反應 (B)氧化劑為銅離子 (C)還原劑為鋅 (D)溶液顏色由藍色逐漸變淡 (E)燒杯底部有紅棕色固體生成。【龍騰版課本練習4-6】

進階題

*( ACE ) 9. 下列各項中哪一個化學變化需要還原劑參與? (A)H2O2 → H2O (B)Fe2+ → Fe3+ (C)Ag+ → Ag (D)Hg 2Cl2 → HgCl2 (E)I2 → HI。 ( B ) 10. 雙氧水可以用來消毒傷口,反應後會生成水,此反應中雙氧水的用途為何?  (A)還原劑 (B)氧化劑 (C)催化劑 (D)溶劑 (E)抗氧化劑。

大考題

( D ) 11. 黑火藥爆炸的反應式如下:2KNO3(s) + C(s) + S(s) K2S(s) + N2(g) + 3 CO2(g) 反應式中的物質,哪一原子扮演還原劑的角色?  (A)K (B)N (C)O (D)C (E)S。   【100 指考改寫】

4-5

基礎觀念掃描

(35)
(36)

實驗 目的 藉由示範實驗,認識酸鹼反應以及沉澱反應兩種常見的化學反應型態 實驗 原理 【PartⅠ】酸鹼反應 (1)不同的酸鹼指示劑於特定的 pH 值範圍時會有不同的呈色,利用指示劑的顏色變化可判定溶液的 酸鹼性。 (2)常見指示劑的呈色圖   【PartⅡ】沉澱反應 (1)碘化鉀溶液與硝酸鉛溶液混合時會生成難溶性的碘化鉛黃色沉澱。 ① 反應式為 2KI(aq) + Pb(NO3)2(aq) → PbI2(s) + 2KNO3(aq)

② 淨離子反應式為 Pb2+

(aq) + 2I-(aq) → PbI2(s)

(2)當溶液中的碘離子消耗完時(限量試劑),即使加入更多的鉛離子也不會生成更多碘化鉛沉澱。

實驗 流程

【PartⅠ】酸鹼反應

(37)

實驗 結果

【PartⅠ】酸鹼反應

記錄各燒杯中的溶液顏色。結果如下表

【PartⅡ】沉澱反應

為了解酸鹼指示劑的呈色,某生利用0.1 M 的 HCl(aq)0.1 M 的 NaOH(aq)、酚酞及溴瑞香草酚 藍進行相關實驗。 指示劑 酸性呈色 中性呈色 鹼性呈色 溴瑞香草酚藍(BTB) 黃 綠 藍 酚 無 無 紅 (1)某生在裝有 20 mL 蒸餾水的燒杯中,滴入 1.0 mL 的 NaOH(aq) 與 2 滴酚酞。 (2)在(1)試管中,再加入 2.0 mL 的 HCl(aq)。 (3)在(2)試管中加入 2 滴溴瑞香草酚藍。 (4)在(3)試管中再加入 3 mL NaOH(aq)。 請問步驟(1)~(4)的呈色分別為何? 指示劑的呈色與溶液的酸鹼值有關。 (1)紅 (2)無 (3)黃 (4)紫 (1)酚酞在鹼中呈粉紅色。 (2)溶液轉為酸性,酚酞呈無色。 (3)溶液為酸性,酚酞呈無色,溴瑞香草酚藍呈黃色,故整杯溶液呈黃色。 (4)溶液轉為鹼性,酚酞呈紅色,溴瑞香草酚藍呈藍色,故整杯溶液呈紫色。 編號 1 2 3 4 5 6 7 8 顏色 黃 紅 無 粉紅 黃 藍 綠 綠

流程 以滴管吸取 0.1 M 的 Pb(NO2 mL,逐滴加入裝有 KI(aq)的試3)2(aq) 管中。

靜待沉澱完全沉積於

試管底部。 再吸取 0.1 M 的 Pb(NO1 mL,逐滴加入上述試管。3)2(aq) 結果 溶液變為黃色混濁 生成黃色 PbI2沉澱 沉澱量不再增加 老師講解1

(38)

1.0 M 的 Pb(NO3)2(aq) 逐滴加入裝有5.0 mL、1.0 M KI(aq) 的試管中,觀察到有黃色沉澱生成 請回答下列問題:

(1)寫出上述反應的全反應式。 (2)寫出上述反應的淨離子反應式。

(3)依據化學計量的推估,在加入 Pb(NO3)2(aq) 超過多少mL 時,沉澱量就不再增加? 碘化鉛為難溶性沉澱。

(1)Pb(NO3)2(aq) + 2KI(aq) → PbI2(s) + 2KNO3(aq) (2)Pb2+(aq) + 2I-(aq) → PbI2(s) (3)2.5 mL

(3)nKI = 5.01.0 = 5.0 (mmol),

依據全反應式中之係數關係可知

KI

nnPb(NO )3 2 = 2:1

5.0 mmol KI 恰可與 2.5 mmol Pb(NO3)2 完全反應

3 2

Pb(NO )

n = 2.5 (mmol) = 1.0 (M)V (mL) V = 2.5 (mL)

碘化鉀與硝酸鉛反應,會生成黃色的碘化鉛沉澱,下列何者為碘化鉛的正確化學式?  (A)PbI (B)PbI2 (C)IPb (D)I2Pb (E)Pb2I。

:(B) 老師講解2

(39)

( B ) 1. 對某一濃度為 0.01M 的未知水溶液進行測試,觀察到下列現象: (1)此溶液具有極佳導電性 (2)此溶液的pH值和純水相近 (3)此溶液通入二氧化碳,會產生白色沉澱 (4)此溶液加入等體積的0.01M氫氧化鈉溶液,會產生白色沉澱 此水溶液最可能含有下列何種物質? (A)氯化鈉 (B)氯化鈣 (C)蔗糖 (D)碳酸 鈉 (E)氫氧化鉀。 【101學測】 *( AE ) 2. 下列哪些化學反應是由「單一元素的物質與化合物反應,產生另一種單一元素的物質 和他種化合物」? (應選 2 項) (A)氫氣還原氧化銅 (B)一氧化碳在氧中燃燒 (C) 一氧化碳還原氧化銅 (D)銀棒放入硫酸銅溶液 (E)鋅棒放入硫酸銅溶液。【101 學測】 *( ACE ) 3. 下列哪些選項中的兩杯水溶液(溶液的量均為 1mL),在室溫下一經混合,就會有肉 眼能看得到的變化?(應選3 項) (A)沾有濃鹽酸與沾有濃氨水的兩個棉花互相靠 近 (B)0.1M 鹽酸與 0.1 M 氫氧化鈉溶液 (C)0.1 M 鹽酸與 0.1 M 硝酸銀溶液 (D)0.1 M 鹽酸與紅色的 0.001%石蕊溶液 (E)0.1 M 鹽酸與 0.001%粉紅色酚酞溶液(內含有 2 滴 0.1 M 氫氧化鈉溶液)。 【100 學測】 ◎硫化菌所進行的反應是屬於氧化還原反應,假設其反應式如下: 8H2S + xO2 + 2CO2 → S8 + 2CH2O + yH2O……① 試回答4~5 題。 【99 學測】 ( E ) 4. 當一原子的氧化數上升,表示該原子失去或提供電子,若一原子的氧化數下降,表示 該原子得到或接受電子。上式中O 在 O2與S 在 S8的氧化數均為0,而 C 在 CO2中的氧 化數為 +4,但在 CH2O 中為 0,一個分子的氧化數總和為 0。試問下列有關硫化菌所進 行的反應,何者正確? (A)H2S 為氧化劑 (B)CO2為還原劑 (C) x 的數值為 4 (D) y 的數值為 4 (E)反應中所生成的有機物質是 CH2O。 ( A ) 5. 針對反應式①而言,下列哪一選項中的原子,其氧化數在反應前與反應後都相同?  (A) H (B)O (C) S (D) O、H (E) O、S。

◎氫氧化鋁在不同 pH 值水溶液中的溶解度列於下表。根據表格的資料,回答 6~7題。 pH 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0 溶解度 (mol/L) 2 2.0 10  2.0 10 5 4.2 10 7 4.0 10 6 4.0 10 5 4.0 10 4 4.0 10 3 4.0 10 2 4.0 10 1 ( D ) 6. 下列有關氫氧化鋁溶解度的敘述,哪一項正確? (A)水溶液的 pH 值為 6.0 時,氫氧 化鋁溶解度最大 (B)酸性的水溶液中,若 H+離子濃度愈大,則氫氧化鋁溶解度愈小 (C)鹼性的水溶液中,若 OH-離子濃度愈大,則氫氧化鋁溶解度愈小 (D)在 1 L 0.0001 M 鹽酸溶液比在 1 L 純水中溶解度大 (E)氫氧化鋁的溶解度與 pH 值無關。 ( E ) 7. 若要將上表在有限的空間作圖以便看出溶解度隨 pH 的變化,則縱坐標應使用下列哪 一項最方便? (A)溶解度  1000 (B)溶解度 ÷ 1000 (C)溶解度 + 1000  (D)溶解度  1000 (E)log(溶解度)。 【97 學測】

數據

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參考文獻

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