第一章 常見的化學反應
105 年 08 月編第一節
化學反應的基本類型
01. 自然界的脈動與變化內含有物理變化與化學變化。 02. 所謂化學反應(chemical reaction)是指物質經交互作用後，轉變成與原來組成不同之物質 的一種過程。常伴隨著一些現象的產生，如顏色上的改變、氣體的生成、反應溫度的變化 與沈澱物的產生等現象。 一、化學反應的類型： 化學家把這些複雜的化學變化歸納成數種化學反應類型，區分有： 01.化合反應 化合反應是指兩種(或兩種以上)的物質相互反應，生成另一種與原來不同的物質。 A＋BAB 例如：(1)發生於兩種不同的元素之間 S8(s)＋8O2(g)8SO2(g)4Fe(s)＋3O2(g)2Fe2O3(s)
H2(g)＋Cl2(g)2HCl(g) (2)發生於一種元素與一種化合物之間 Cl2(g)＋SnCl2(s)SnCl4(l) O2(g)＋2SO2(g)2SO3(g) (3)發生於兩種化合物之間 SO2(g)＋H2O(l)H2SO3(aq) Na2O(s)＋H2O(l)2NaOH(aq) HCl(g)＋NH3(g)NH4Cl(s) 02. 分解反應 分解反應是指由一種物質分解生成多種元素或化合物 ABA＋B 例如：(1)由一種物質分解成兩種元素 2H2O(l)電解2H2(g)＋O2(g) 2HgO2Hg(l)＋O2(g) (2)由一種物質分解成元素與化合物 2H2O2(aq)O2(g)＋2H2O(l) (NH4)2Cr2O7(s)N2(g)＋Cr2O3(s)＋4H2O(g) (3)由一種物質分解成多種化合物 CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g)
CuSO4•5H2O(s)CuSO4(s)＋5H2O(l)
2NaHCO3(s)Na2CO3(s)＋CO2(g)＋H2O(l)
03. 取代反應(置換反應)
取代反應是指化合物中的某一組成元素被其他元素單質所取代 AX＋BBX＋A 或 AX＋YAY＋X
例如：
CuSO4(aq)＋Zn(s)ZnSO4(aq)＋Cu(s)
2H2O(l)＋2Na(s)2NaOH(aq)＋H2(g)
2KI(aq)＋Cl2(g)2KCl(aq)＋I2(s)
04. 複分解反應(雙置換反應)
複分解反應是指兩化合物交換原子或離子的反應 AX＋BYAY＋BX
例如：
K2CrO4(aq)＋BaCl2(aq)BaCrO4(s)＋2KCl(aq)
AgNO3(aq)＋NaCl(aq)AgCl(s)＋NaNO3(aq)
05. 依據化學反應的特性，分為沈澱反應、酸鹼(中和)反應、氧化還原反應。 A. 沈澱反應
沈澱反應是指在不同的物質水溶液混合時，經化學反應產生難溶性的物質(低溶解度 的物質)的反應
Ba(NO3)2(aq)＋Na2SO4(aq)BaSO4(s)＋2NaNO3(aq)
B. 酸鹼(中和)反應
酸鹼(中和)反應是指酸與鹼作用，生成鹽類和水的反應 HCl(aq)＋NaOH(aq)NaCl(aq)＋H2O(l)
CH3COOH(aq)＋KOH(aq)CH3COOK(aq)＋H2O(l)
C. 氧化還原反應
氧化還原反應是指兩物質在進行化學反應時，有涉及電子的得失，造成物質的氧化 數有改變的反應
Zn(s)＋2HCl(aq)ZnCl2(aq)＋H2(g)
Cu(s)＋2AgNO3(aq)Cu(NO3)2(aq)＋2Ag(s)
2Mg(s)＋O2(g)2MgO(s)(燃燒反應)
【範例 1】
(C) CaCl2(aq)＋Na2CO3(s)CaCO3(s)＋2NaCl(aq) (D) 2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)
(E) 2AgNO3(aq)＋Cu(s) Cu(NO3)2(aq)＋2Ag(s) (F) BaCO3(s) BaO(s)＋CO2(g)
(G) Pb(NO3)2(aq)＋K2CrO4(s)PbCrO4 (s)＋2KNO3(aq) (H) 2H2(g)＋O2(g)2H2O(l)
上述反應中，何者屬於化合反應？何者屬於分解反應？何者屬於取代反應？何者屬於複分解 反應？ 【範例 2】 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化合反應 (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。 Ans ： (A)(C) 【範例 3】 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)此反應為化合反應 (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 CuSO4(aq)＋Zn(s)ZnSO4(aq)＋Cu(s)。
Ans ： (C)(D)(E)
第二節
電解質與阿瑞尼斯的解離說
一、物質的導電性 01. 導體：導電現象，是因為物質放出可移動的帶電粒子(離子、自由電子)。 02. 離子：帶電的原子或原子團，可分為陽離子(帶正電荷)與陰離子(帶負電荷)，為熔融態的 離子化合物、離子化合物的水溶液、部分分子化合物水溶液中的導電粒子。 03. 自由電子：固體或熔融態的金屬、石墨中的導電粒子。 二、電解質與非電解質 01. 常溫常壓下無法導電，但在熔融狀態下或溶於水後形成水溶液後可以導電的物質，稱為 電解質。相反的，有些物質即使溶於水後仍無法導電，稱為非電解質。02. 原理：電解質在熔融狀態下或水溶液中，可以釋放出陽離子與陰離子，因而能導電，並 產生化學變化，這種釋放出離子的現象稱為解離(或游離、或電離)
例如：KMnO4(aq)(過錳酸鉀，紫紅色)K＋(aq) (無色)＋MnO4－(aq) (紫紅色)
03. 移動：通入直流電時，陽離子往負(陰)極移動，並在電極處獲得電子；陰離子往正(陽)極， 並把電子釋放給電極，形成電的通路，使溶液具有導電性。依據上述例子過錳酸 根MnO4－(aq) (紫紅色)會往正(陽)極移動。 04. 分類：釋放出離子數越多者，導電度越大，為越強的電解質。 A. 依照電解質的組成區分 一般分為酸、鹼、鹽三類 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 ※水溶液態可導電 ※熔融態不導電 ※水溶液態可導電 ※熔融態未必可導電 ※水溶液態可導電 ※熔融態可導電 實例 硝酸(HNO3) 磷酸(H3PO4) 氫氧化鈉(NaOH) 氨(NH3) 碘化鉀(KI) 氯化銨(NH4Cl) B. 依照電解質的解離度區分 解離度的定義：水溶液中電解質解離為陰陽離子的比例，稱為解離度。若以百分比形 式表示，則稱為解離百分率。 定義 實例 強電 解質 在水中幾乎 完全解離出 離子者 強酸：HClO4、HI、HBr、HCl、HNO3、H2SO4 強鹼：KOH、NaOH、Sr(OH)2、Ba(OH)2
可溶性鹽類：NaCl、Na2SO4、KNO3、CuSO4
弱電 解質 在水中只能 部分解離出 離子者 弱酸：HF、CH3COOH、H2CO3、H2S、HCN 弱鹼：NH3 微溶性鹽類：CaSO4 非電 解質 在水中、熔 融態時不能 解離出離子者 蔗糖(C12H22O11)、葡萄糖(C6H12O6)、尿素((NH2)2CO)、
甲醛(HCHO)、乙醇(C2H5OH)、丙酮(CH3COCH3)、
甘油(C3H5(OH)3)、烴類(CxHy)
三、阿瑞尼斯(S. A. Arrhenius, 1859～1927)的解離說(電解質的解離理論) 01. 電解質溶於水時，會解離成帶電荷的原子或原子團，稱為離子。
例如：NaCl(s)H O2 Na＋(aq)＋Cl－(aq) K2SO4(s)H O2 2K＋(aq)＋SO42－(aq)
02. 帶正電荷的離子稱為陽離子，帶負電荷的離子稱為陰離子，溶液中陽離子所帶的正電荷 總和等於陰離子所帶負電荷總和，故溶液呈電中性。但其水溶液中陰、陽離子數目則不 一定相等。
03. 當電流通入電解質溶液時，陽離子往負(陰)極移動，陰離子往正(陽)極移動，故電解質溶 液能導電。 【範例 1】 下列哪些物質具導電性？ (A)熔融態的氯化鈉 (B)醋酸鉀水溶液 (C)固態的硫酸銅 (D)葡萄糖水溶液 (E)液態的醋酸。 Ans ： (A)(B) 【範例 2】 下列有關電解質及其導電性的敘述，何者正確？ (A)電解質的水溶液必能導電 (B)電解質在液態時必能導電 (C)電解質必為離子化合物 (D)電解質水溶液是藉由陰、陽離子的移動而導電 (E)因為溶液中的陰、陽離子數目相等，故電解質水溶液呈電中性。 Ans ： (A)(D) 【範例 3】 下列何者為電解質？ (A)甲醇 (B)蔗糖 (C)銀 (D)氯化氫 (E)氧氣。 Ans ： (D) 【範例 4】 將等莫耳數的氯化鈉、甲醇、碳酸鈣、醋酸分別放入相同容器中，並加入一公升的水，所配成 的水溶液之導電度，下列順序何者正確？ (A)氯化鈉＞甲醇＞醋酸 (B)碳酸鈣＞氯化鈉＞醋酸 (C)醋酸＞氯化鈉＞甲醇 (D)氯化鈉＞醋酸＞碳酸鈣。 Ans ： (D) 【範例 5】 下列有關硫酸鉀水溶液的敘述，何者不正確？ (A)鉀離子與硫酸根離子的個數不相等 (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。 Ans ： (B)
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一、單一選擇題1.0植物需要的肥料主要包括氮肥、磷肥及鉀肥三種。植物吸收了氮肥可以促進莖、葉充分生 長，吸收了磷肥可促進果實發育成熟，吸收了鉀肥則使莖桿健壯，並增加對病蟲害的抵 抗 力。在某一水耕蔬菜的栽培區中，需配製內含 50 mol NH4Cl、16 mol KCl、24 mol K2SO4 的 營養液，若要改用 KCl、NH4Cl、(NH4)2SO4 三種物質為原料，配製相同的營養液，則三 者需 求量依次為何？（以 mol 為單位） (Ａ) 64、2、24 (Ｂ) 2、64、24 (Ｃ) 32、50、12 (Ｄ) 16、50、24。 2.0某生取得一純物質晶體，試驗其特性如下：(１)易碎，不具有延展性；(２)熔化後具有 導 電性；(３)水溶液通電後產生化學反應。該物質可能為下列何者？ (Ａ)金屬 (Ｂ)離子化合物 (Ｃ)分子化合物 (Ｄ)高分子聚合物。
3.0下列何者不會導電？ (Ａ) CaCl2() (Ｂ) NaCl() (Ｃ) HCl() (Ｄ) NaOH(aq)。
4.0硝酸鉀、葡萄糖、氨水三種濃度均為 0.1 M 的水溶液，分別以 a、b、c 表之，則導電性的 大小，何者正確？ (Ａ) a＞c＞b (Ｂ) b＞a＞c (Ｃ) c＞a＞b (Ｄ) a＞b＞c。 5.0下列有關鍵結種類與導電性質的敘述，何者正確？ (Ａ)因 NaCl 為離子固體，故氯化鈉晶體能導電 (Ｂ)熔融之 K2SO4 不能導電，而 NH4NO3 水 溶液能導電 (Ｃ)石墨 與 鐵並非離子鍵結之物質，故不具導電性 (Ｄ) CH3COOH、HCl 之 水溶液可以導電，且導電度：1.0 M HCl＞1.0 M CH3COOH。
6.0下列何者不會導電？ (Ａ) Ag() (Ｂ) C12H22O11(aq) (Ｃ) HCl(aq) (Ｄ) KMnO4(aq)。
7.0下列物質，何者不導電？ (Ａ)熔融氯化鈉 (Ｂ)石墨 (Ｃ)無水硫酸銅 (Ｄ)氯化鉀水溶液。 8.0下列有關電解質溶於水的敘述，何者錯誤？ (Ａ)必有離子存在 (Ｂ)水溶液呈電中性 (Ｃ)水溶液能導電 (Ｄ)陰、陽離子數目必相同。 9. 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。 二、多重選擇題
1.0下列關於電解質的敘述，何者正確？ (Ａ)有機物必為非電解質 (Ｂ)電解質不一定 為離子化合物 (Ｃ)電解質呈液態時，必能導電 (Ｄ)電解質溶液通入直流電，會發 生化學反應 (Ｅ)電解質溶液中，陽離子數目必等於陰離子數目。 2.0下列各項物質中，哪些無法導電？ (Ａ)糖水 (Ｂ)乙酸（CH3COOH）水溶液 (Ｃ) 乙酸 溶於苯中 (Ｄ)酒精水溶液 (Ｅ)純乙酸。 3.0某廠牌的礦泉水標籤上印有主要礦物質的成分（單位 mg/L）為 Ca2＋：60.00、K＋： 39.00 、Mg2＋：3.10、Zn2＋：0.08、F－：0.02。關於此礦泉水，下列敘述哪些正確？ (Ａ)該 礦 泉水不導電 (Ｂ)該礦泉水能導電 (Ｃ)該礦泉水中除了 F－ 之外，還存有其他的陰離 子 (Ｄ)該礦泉水中 Ca2＋ 的濃度是 60 ppm (Ｅ)該礦泉水中 F－ 的濃度是 1 ppm。 4.0取 5.55 克氯化鈣溶於水，稀釋至 400 毫升，下列敘述何者正確？
(Ａ)[CaCl2]＝0.125 M(Ｂ)[CaCl2]＝0.4 M(Ｃ)[Cl－]＝0.125 M(Ｄ)[Ca2＋]＝[Cl－] ×
2 (Ｅ)水溶液中陰、陽離子數不相等。（原子量：Ca＝40，Cl＝35.5） 5. 下列有關電解質的敘述，何者正確？ (A)固態的碳酸鈉不能導電，所以碳酸鈉為非電解質 (B)熔融態的電解質一定可以導電 (C)凡化合物的水溶液能導電者，該化合物即稱為電解質 (D)電解質的水溶液中，陰、陽 離子的總電量一定相等(E)電解質不一定是離子化合物。 三、非選擇題： 01. ○氯化鉀（KCl）、○醋酸（CH3COOH）、○乙醇（C2H5OH）、○葡萄糖 （C6H12O6）、 ○氯化銨（NH4Cl）、○氫氧化鈉（NaOH）、○硫酸（H2SO4）、○氨（NH3） 試用代號回答下列問題： (１)何者為強電解質？ (２)何者為弱電解質？ (３)何者熔融態不導電，在水中卻可導電？ (４)何者固態不導電，在熔融態卻可導電？
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牛刀小試解答※
一、單一選擇題： 1.A 2.B 3.C 4.A 5.D 6.B 7.C 8.D 9.E 二、多重選擇題： 1.BD 2.ACDE 3.BCD 4.AE 5.CDE
三、非選擇題： 1. (１) ○、○、○、○；(２) ○、○；(３) ○、○、○； (４) ○、○、○ 。
第三節
沈澱反應
一、定義：將兩種電解質水溶液混合，產生難溶性的化合物(鹽類)，稱為沈澱反應。 鹽類在水中溶解度的範圍與分級：難溶＜10－4 M＜微溶＜10－1 M＜易溶 二、沈澱反應的方程式 01. 先在錐形瓶中置入 200 mL 的 0.10 M 硝酸鉛(Pb(NO3)2)水溶液，再逐滴加入一些 0.10 M 的碘化鉀(KI)水溶液，可以明顯觀察到原來澄清的溶液生成黃色的碘化鉛(PbI2)固體沈 澱生成。 其反應方程式為： 02. 離子方程式：將反應物、生成物中的離子直接以離子表示的方程式。 上述反應方程式以離子方程式可表示為： 03. 淨離子方程式：將不參與反應的離子去除，僅寫出主要反應物種的方程式。 上述反應方程式以淨離子方程式可表示為： 【範例 1】 分別寫出下列二題的全反應方程式、離子方程式、淨離子方程式 (1) 先在錐形瓶中置入 10 mL 的 0.10 M 氯化鈣(CaCl2)水溶液，再逐滴加入少許 0.10 M 的 氟化鈉(NaF)水溶液，可以明顯觀察到白色的氟化鈣(CaF2)固體沈澱生成。(2) 先在兩個錐形瓶中各置入 50 mL 的 0.10 M 硝酸銀(AgNO3)水溶液與 0.10 M 鉻酸鈉
(Na2CrO4)水溶液，再將兩者混合，可以明顯觀察到磚紅色的鉻酸銀(Ag2CrO4)固體沈澱
生成。 三、沈澱反應的應用---離子的分離 01. 化合物對水溶解度之規則： 陰離子 陽離子 生成化合物 之溶解度 全 部 可 溶 全 部 Li＋，Na＋，K＋，Rb＋，Cs＋，Fr＋ 可 溶 全 部 氫離子(H＋) 可 溶 全 部 銨離子(NH4＋) 可 溶 硝酸根離子(NO3－) 全 部 可 溶 醋酸根離子(CH3COO－) 全部（但Ag＋，Cr2＋相當小） 可 溶 大 部 分 可 溶 氯離子(Cl－)、溴離子(Br－) 碘離子(I－) Ag＋，Pb2＋，Hg 22＋，Cu＋，Tl＋ 低溶解度 其他全部陽離子 可 溶 硫酸根離子(SO42－) Sr2＋，Ba2＋，Ra2＋，Pb2＋ 低溶解度 全部他種陽離子 可 溶 鉻酸根離子(CrO42－) Ba2＋，Ra2＋，Pb2＋，Ag＋ 低溶解度 全部他種陽離子 可 溶 少 部 分 可 溶 硫離子(S2－) 鹼金屬離子，NH4＋，H＋， Be2＋，Mg2＋，Ca2＋，Sr2＋，Ba2＋ 可 溶 其他全部陽離子 低溶解度 氫氧根離子(OH－) 鹼金屬離子NH4＋，H＋， Sr2＋，Ba2＋，Ra2＋ 可 溶 其他全部陽離子 低溶解度 磷酸根離子(PO43－) 碳酸根離子(CO32－) 亞硫酸根離子(SO32－) 鹼金屬離子NH4＋，H＋ 可 溶 其他全部陽離子 低溶解度 02. 常見沈澱物的顏色 氯化物：AgCl(白色)，PbCl2(白色)，Hg2Cl2(白色) 溴化物：AgBr(黃色)，PbBr2(黃色) 碘化物：AgI(黃色)，PbI2(黃色)
硫酸鹽：CaSO4，SrSO4，BaSO4，PbSO4均為白色
硫化物：CdS ( 黃色 ) ，ZnS ( 白色 ) ，MnS ( 粉紅 色 ) ，其餘大都為為黑色 氫氧化物：Zn(OH)2 (白色)，Al(OH)3 (白色)，Cu(OH)2 ( 藍色 ) ，
Fe(OH)3 ( 紅褐 ) ，Fe(OH)2 ( 淡綠色 ) ，Cr(OH)3 ( 綠色 ) ，Ni(OH)2 ( 綠色 )
鉻酸鹽：BaCrO4(黃色)，PbCrO4(黃色)，Ag2CrO4( 磚紅 )
碳酸鹽：CaCO3(白色)，SrCO3(白色)，BaCO3(白色)，NiCO3( 綠色 ) ，CuCO3( 綠色 )
草酸鹽：CaC2O4(白色)，BaC2O4(白色)
【範例 2】
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 (C) MgSO4、ZnSO4
(D) BaS、CuS (E) PbCO3、Na2CO3。
Ans ： (B)(C) 【範例 3】 取含有下列濃度均為0.1 M 的各離子的水溶液，混合於同一燒杯內時，哪些組合不會產生沈 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＋、NO
3－、Cl－。
Ans ： (D) 【範例 4】
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，所生成的沈澱物依序為何？
(A) AgCl、BaSO4、ZnS (B) ZnCl2、BaSO4、Ag2S (C) BaCl2、ZnSO4、Ag2S
(D) AgCl、ZnSO4、BaS (E) BaCl2、Ag2SO4、ZnS。
Ans ： (A) 【範例 5】
濃度相等的Pb2＋、Ni2＋、Ag＋、Mg2＋之混合溶液，欲以Cl－、S2－、PO
43－及SO42－分離並確認，則
應把此等陰離子按下列的何種順序加入？ (A) Cl－、SO
42－、PO43－、S2－ (B) PO43－、SO42－、S2－、Cl－ (C) S2－、Cl－、SO42－、PO43－
(D) SO42－、Cl－、S2－、PO43－ 。 Ans ： (D) 【範例 6】 下表是硝酸銀、硝酸鉛、硝酸鋇、硝酸鎳等四種溶液分別與氯化鈉、硫酸鈉、硫化鈉等三種溶液 作用的結果(所有溶液的濃度都是 0.01 M)。試回答。
AgNO3 Pb(NO3)2 Ba(NO3)2 Ni(NO3)2
NaCl 白色沈澱 白色沈澱 --- ---Na2SO4 --- 白色沈澱 白色沈澱 ---Na2S 黑色沈澱 黑色沈澱 --- 黑色沈澱 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、Na 2SO4、Na2S 溶 液作為試劑，使Ag＋、Pb2＋、Ni2＋分離，則滴加試劑的順序應為下列哪一項？
(A) NaCl、Na2SO4、Na2S (B) Na2SO4、NaCl、Na2S (C) NaCl、Na2S、Na2SO4
(D) Na2SO4、Na2S、NaCl (E) Na2S、NaCl、Na2SO4
Ans ： (B)
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一、單一選擇題1.0等體積的四種溶液分別含有相同莫耳數的 Fe2＋、Fe3＋、Cu2＋與 Zn2＋，於每種溶液中加
入過
量的氫氧化鈉溶液，將沉澱過濾、烘乾、稱重，下列哪個最符合其結果？ （原子量：Fe＝56，Cu＝64，Zn＝65）
(Ａ) (Ｂ) (Ｃ) (Ｄ)
2.0下列各選項的反應模型中，“●”代表陽離子，“ ”代表陰離子，則何者最適合用 以
代表反應“Ba2＋
(aq)＋SO42－(aq) → BaSO4(s)”？
(Ａ) (Ｂ)
(Ｃ) (Ｄ)
3.0某水溶液含 Ag＋、Pb2＋ 與 Ni2＋，用沉澱法分離它們時，加入試劑的先後順序為何？
(Ａ) NaCl、Na2SO4、Na2SO4 (Ｂ) Na2SO4、NaCl、Na2S (Ｃ) NaCl、Na2S、Na2SO4
(Ｄ) Na2SO4、Na2S、NaCl。
4.0欲分離溶液中之 Br－
(aq) 與 S2－(aq)，可用下列何種試劑？
(Ａ) Mg(NO3)2 (Ｂ) Cu(NO3)2 (Ｃ) Sr(NO3)2 (Ｄ) AgNO3。
5.0在測定溶液的導電裝置中，盛有硫酸銅溶液，通電時燈泡會發亮，若慢慢加入某物質， 燈泡漸漸變暗直至幾乎熄滅；再繼續加入該物質，燈泡又發亮，則所加入物質可能為下 列何者？ (Ａ) Zn (Ｂ) Ba(OH)2 (Ｃ) KNO3 (Ｄ) CaCO3。
6.0初配製的碘化鉀溶液為無色透明，若加入下列何種溶液，則會產生混濁？ (Ａ) HCl (Ｂ) AgNO3 (Ｃ) NaOH (Ｄ) CH3COOH。
7.0把某溶液裡的 Ag＋（用 Cl－）、Ba2＋（用 CO
32－）、Cu2＋（用 OH－）沉澱出來，且能
先後分離
Ag＋、Ba2＋、Cu2＋時，加入試劑的順序為 (Ａ) Cl－、CO
32－、OH－ (Ｂ) Cl－、OH －、CO 32－ (Ｃ) OH－、Cl－、CO 32－ (Ｄ) CO32－、OH－、Cl－。 8.0若要利用離子沉澱來分離混合溶液中的氯離子及硫酸根，加入下列何種離子較為恰當？
(Ａ) Ba2＋ (Ｂ) NH 4＋ (Ｃ) Na＋ (Ｄ) K＋。 9.0有未標示成分之 ａ、ｂ、ｃ、ｄ 四種溶液，僅知此四種溶液有氯化氫溶液、氯化鋇溶液 、硫酸銅溶液、碳酸鈉溶液四種成分，其中 ｃ 與 ａ、ｂ 混合都有沉澱發生，ｃ 與 ｄ 混 合有氣體產生，而 ｂ 溶液具有顏色，則下列敘述何者錯誤？ (Ａ) ａ 與 ｂ 混合亦會有沉澱發生 (Ｂ) ｂ 與 ｃ 混合可生成有色沉澱 (Ｃ) ｂ 與氨 水反應，一定不會沉澱 (Ｄ) ｂ 與氫氧化鈉溶液反應會有沉澱。 10.0若要利用離子沉澱來分離混合溶液中的碘離子及硝酸根，加入下列何種離子較為適當 ？ (Ａ) Na＋ (Ｂ) NH 4＋ (Ｃ) Pb2＋ (Ｄ) Ca2＋。 11.0含有濃度各為 0.01 M 的硝酸鉛、硝酸鎂、硝酸鋇三成分的混合水溶液，欲將 Pb2 ＋、Mg2＋ 、Ba2＋ 分離，若以濃度各為 0.01 M 的 NaOH、Na 2SO4、Na2S 當試劑，適合的滴加順 序為何
？ (Ａ) NaOH → Na2SO4 → Na2S (Ｂ) Na2SO4 → Na2S → NaOH (Ｃ) Na2S →
NaOH →
Na2SO4 (Ｄ) NaOH → Na2S → Na2SO4。
12. 下列何組所含的兩種陽離子，加入鹽酸時，僅一種會沈澱，但加入硫酸後，兩者均會沈
澱？ (A) Ag＋、Pb2＋ (B) Mg2＋、Sn2＋ (C) Sr2＋、Ba2＋ (D) Pb2＋、Ba2＋。
13. 右表是硝酸銀、硝酸鎂、硝酸鋇、硝
酸鎳四種溶液與氫氧化鈉、氯化鈉、 硫酸鈉、硫化鈉等四種溶液作用的 結果，表中的“─”表示沒有沉 澱。
AgNO3 Mg(NO3)2 Ba(NO3)2 Ni(NO3)2
NaOH 棕色沈澱 白色沈澱 － 綠色沈澱 NaCl 白色沈澱 － － － Na2SO4 － － 白色沈澱 － Na2S 黑色沈澱 － － 黑色沈澱 以上所有水溶液的濃度都是0.01 M。根據上表，試回答。 有一水溶液含Ag+、Mg2+、Ba2+及Ni2+四種陽離子各0.01 M。若以 NaOH、NaCl、Na 2SO4及 Na2S 溶液作為試劑使之分離，則下列滴加四種試劑的先後順序中，哪一項可達到分離的 目的？
(A) NaOH；NaCl；Na2SO4；Na2S (B) Na2S；NaOH；NaCl；Na2SO4
(C) Na2SO4；Na2S；NaOH；NaCl (D) NaCl；Na2SO4；NaOH；Na2S
(E) NaCl；Na2SO4；Na2S；NaOH。
0題組： 試依實驗結果回答14~16問題：
Na2SO4：（原子量：Ca＝40，S＝32，Cl＝35.5，Na＝23，Ba＝137，N＝14）
(Ⅰ)可溶於水者為：甲、乙、戊。
(Ⅱ)不溶於水，但可與鹽酸反應產生氣體者為：丁。
(Ⅲ)可溶於水，其水溶液遇 AgNO3(aq) 產生白色沉澱者為：戊。
(Ⅳ)可溶於水，其水溶液遇 Ba(NO3)2(aq) 產生白色沉澱者為：甲。
14.下列何者為甲物？ (Ａ) Na2SO4 (Ｂ) CaCO3 (Ｃ) BaSO4 (Ｄ) NH4Cl。
15. 何者強熱後，所產生的氣體通入澄清石灰水後溶液會變混濁？ (Ａ)甲物 (Ｂ)乙物 (Ｃ)丙物 (Ｄ)丁物。 16. 每莫耳質量最大之物為何？ (Ａ)乙物 (Ｂ)丙物 (Ｃ)丁物 (Ｄ)戊物。 二、多重選擇題 1.0下列各組溶液均以 0.1 M 的濃度混合時，何者將產生沉澱？ (Ａ)碳酸鈉＋鹽酸 (Ｂ)硝酸銀＋氯化鈉 (Ｃ)鉻酸鉀＋硝酸鉛 (Ｄ)硫酸鈉＋氯化鋇 (Ｅ)硝酸鈉＋氯化銨。 2.0欲鑑別下列各組溶液，何者加入的試劑較適宜？ (Ａ) Cu＋ 和 Al3＋ 分別加入 氯化鈉 (Ｂ) I－ 和 Cl－ 分別加入 Fe3＋
(aq) (Ｃ) Pb2＋ 和 Ba2＋ 分別加入 K2SO4(aq) (Ｄ) SO32－
和 SO42－ 分別加入 HCl(aq) (Ｅ) Pb2＋ 和 Mg2＋ 分別加入氨水。 三、非選擇題 1. 試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)混合硫酸鈉溶液與氯化鋇溶液。 02. 鹽酸（HCl）溶液、氯化鈉（NaCl）溶液、氯化鎂（MgCl2）溶液，若分別加入數滴硝 酸銀溶液，均會生成相同的 色沉澱；乃因此三種溶液均會解離出相同的陰離 子 （化學式）與 AgNO3 反應。
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牛刀小試解答※
一、單一選擇題： 1.B 2.C 3.B 4.B 5.B 6.B 7.B 8.A 9.C 10.C 11.C 12.D 13.E 14.A 15.D 16.B 二、多重選擇題： 1.BCD 2.AD 三、非選擇題： 1.略 2.白；Cl－第四節
酸鹼(中和)反應
在日常生活中，常接觸到的一些酸性物質的東西，如：食醋中含有的醋酸、檸檬汁中含有的 檸檬酸、被螞蟻叮咬會造成皮膚紅腫的蟻酸(甲酸)。同樣也有許多常見的鹼性物質，如：制酸 劑中的氫氧化鎂與碳酸鈣、烘焙用的小蘇打粉(碳酸氫鈉)等。 一、酸鹼的通性及阿瑞尼斯的酸鹼學說 01. 酸鹼的通性 酸性物質 鹼性物質 (1) 有酸味 有澀味 (2) 具有導電性，為電解質 具有導電性，為電解質 (3) 與活性大金屬(如 Zn)反應可產生氫氣 以手觸摸具有滑膩感 (4) 指示劑：能使石蕊試紙呈紅色； 酚酞呈無色 指示劑：能使石蕊試紙呈藍色； 酚酞呈粉紅色 (5) 能中和鹼性物質 能中和酸性物質 02. 阿瑞尼斯的酸鹼學說 A. 酸：在水中能產生氫離子(H＋)或鋞離子(H 3O＋)的物質，稱為酸。 HCl(g)H O2 H＋(aq)＋Cl－(aq) (或 HCl(g)＋H2OH3O＋(aq)＋Cl－(aq) )CH3COOH(l)H O2 H＋(aq)＋CH3COO－(aq)
(或 CH3COOH(l)＋H2OH3O＋(aq)＋CH3COO－(aq) )
B. 鹼：在水中能釋出氫氧根離子(OH－)的物質，稱為鹼。
NaOH(s)H O2 Na＋(aq)＋OH－(aq)
NH3(g)＋H2ONH4＋(aq)＋OH－(aq)
C. 阿瑞尼斯的酸鹼學說只適用於說明水溶液中酸鹼物質的行為，對於非水溶液中的酸 鹼物質的行為，則無法解釋。
03. 酸鹼的命名與分類 A. 酸的命名
(1)含氧酸：
(a)依所含的元素(中心原子)稱為某酸。
硫酸 硝酸＊ 磷酸 碳酸 氯酸 錳酸
H2SO4 HNO3 H3PO4 H2CO3 HClO3 H2MnO4
(b)含氧酸分子中，因所含中心原子之氧化數不同，給予不同命名。 中心原子氧化數高於正某酸者，稱為過某酸； 中心原子氧化數低於正某酸者，稱為亞某酸； 中心原子氧化數低於亞某酸者，稱為次某酸。 過某酸 (正)某酸 亞某酸 次某酸 硫的含氧酸 --- H2SO4硫酸 H2SO3亞硫酸 ---氮的含氧酸 --- HNO3硝酸 HNO2亞硝酸 ---磷的含氧酸 --- H3PO4磷酸 H3PO3亞磷酸 H3PO2次磷酸
氯的含氧酸 HClO4過氯酸 HClO3氯酸 HClO2亞氯酸 HClO 次氯酸
錳的含氧酸 HMnO4過錳酸 H2MnO4錳酸 --- ---(2)非含氧酸 非含氧酸大都是由氫和一種或兩種非金屬元素所成的根結合而成。 在常溫時多為氣體，稱某化氫，其水溶液稱為氫某酸。 常見非含氧酸 HF(g) 氟化氫 HF(aq) 氫氟酸 HCl(g) 氯化氫 HCl(aq) 氫氯酸 HBr(g) 溴化氫 HBr(aq) 氫溴酸 HI(g) 碘化氫 HI(aq) 氫碘酸 HCN(g) 氰化氫 HCN(aq) 氫氰酸 H2S(g) 硫化氫 H2S(aq) 氫硫酸 B. 鹼的命名 (1)大多數金屬的氫氧化物屬鹼性，命名為氫氧化某。 例如：NaOH：氫氧化鈉、KOH：氫氧化鉀、Ca(OH)2：氫氧化鈣。 (2)金屬元素以不同氧化數和氫氧根結合時，將金屬的氧化數加以圓括號附於金屬名 稱的後面。
例如：Fe(OH)3：氫氧化鐵(III)、Fe(OH)2：氫氧化鐵(II)
(3)金屬具兩種不同氧化數時，較高氧化數者，稱氫氧化某，較低氧化數者，稱氫氧 化亞某。
例如：Fe(OH)3：氫氧化鐵 、Fe(OH)2：氫氧化亞鐵
04. 酸、鹼的分類 A. 依酸分子在水中可游離(解離)出氫離子的數目區分： 單質子酸(一元酸)：HNO3、HCl、HF、CH3COOH 二質子酸(二元酸)：H2SO4、H2SO3、H2CO3、H2C2O4 三質子酸(三元酸)：H3PO4 B. 依鹼分子在水中可游離(解離)出氫氧根離子的數目區分： 一元鹼：NaOH、KOH、NH3
二元鹼：Ba(OH)2、Ca(OH)2、Mg(OH)2
三元鹼：Al(OH)3 【範例 1】 下列有關阿瑞尼斯酸鹼學說之敘述，何者正確？ (A)含有氫原子的物質為酸 (B)含有氫氧原子的物質為鹼 (C)在水中能產生氫離子的物質為酸 (D)在水中能產生氫氧根離子的物質為酸。 Ans ： (C) 【範例 2】 下列何者為二質子酸？ (A)亞硫酸 (B)碳酸 (C)硝酸 (D)次氯酸 (E)氫硫酸。 Ans ： (A)(B)(E) 二、水的解離與水溶液的酸鹼性 01. 純水為弱電解質，僅一小部分解離成氫離子和氫氧根離子。 02. 純水中的氫離子濃度與氫氧根離子濃度會相等。室溫下，[H＋]＝[OH－]＝10－7 M 03. 水的解離常數(K)與水的離子積常數(Kw)
H2O(l)＋熱H＋(aq)＋OH－(aq) △H＝56 kJ/mol
K＝ 2 [ ][ ] [ ] H OH H O ＝ 7 7 10 10 55.56 ＝1.8×10－16 M (25℃，1atm) Kw＝[H＋][OH－]＝K[H 2O]＝10－14 因為水的解離反應為吸熱反應，當溫度升高時，反應較容易向右進行，故[H＋]與[OH－] 皆變大，且K 與 Kw 值均變大。
三、水中酸鹼度的表示(pH 值) 01. 在化學上，水溶液的酸鹼度是以其[H＋]大小來表示。 02. 在 1909 年，丹麥化學家索任生創立 pH 值的概念。 03. 所謂 pH 值，顯示氫離子濃度的大小，為常見的酸鹼性標示。將水中氫離子的體積莫耳濃 度取對數後的負值，即 pH＝－log[H＋] 或 [H＋]＝10－pH M 04. 任何水溶液中，均同時存在 H＋與 OH－，溫度一定時，在水溶液中[H＋]與[OH－]的乘積恆 為定值(即[H＋]×[OH－]＝Kw，Kw 稱為水的離子積常數。Kw 值不隨溶液的酸鹼性而改變， 但溫度會影響其數值)。 05. 當[H＋]越大，其 pH 值越小，代表溶液越偏酸性；反之，當 pH 值越大，表示[H＋]越小， [OH－]越大，代表溶液越偏鹼性。 06. 在 25℃時，[H＋]＝[OH－]＝10－7 M，pH＝7，呈中性，在此溫度下： 酸性水溶液的 pH＜7 中性水溶液的 pH＝7 鹼性水溶液的 pH＞7 【範例 3】 定溫時，將10－5M 的鹽酸加水稀釋，使其體積增為原來的 1000 倍，則溶液中的 pH 值約 為若干？ (A) 4 (B) 7 (C) 8 (D) 10 Ans ： (B) 【範例 4】 氫氧化鈉為重要的化工原料，可用於製造肥皂、紙漿、人造絲等。在25℃時，有一氫氧化鈉溶 液，已知其氫氧根離子的濃度為4.0×10－4 M，求氫離子的濃度為何？ Ans ： 2.5 ×10－ 11 M 【範例 5】 人體血液的氫離子濃度約為4.0×10－8 M，其 pH 值的範圍為何？ (A) 5～6 (B) 6～7 (C) 7～8 (D) 8～9。 Ans ： (C) 【範例 6】 0℃時，純水的離子積約為 25℃時的 1/10，則 0℃時，純水的 pH 值最接近何者？ (A) 6.0 (B) 6.5 (C) 7.0 (D) 7.5。 Ans ： (D) 【範例 7】
在25℃時，下列何項水溶液之[H＋]與[OH－]乘積最大？
(A) NaOH(aq) (B) HCl(aq) (C) NaCl(aq) (D)均相等。
Ans ： (D) 四、強酸與強鹼的中和反應 01. 定義：酸所釋放出的 H＋與鹼所釋放出的OH－，生成H 2O 並放出熱量的反應，稱為酸鹼 中和反應，且酸中之陰離子與鹼中的陽離子結合，形成鹽類。 酸＋鹼鹽＋水 02. 特性： A. 強酸強鹼中和反應的淨離子反應式為： H＋
(aq)＋OH－(aq)H2O(l)＋熱
B. 中和反應所形成的鹽類，在水溶液中可呈酸性、中性或鹼性。 強酸＋強鹼產生的鹽類，呈中性。 強酸＋弱鹼產生的鹽類，呈酸性。 弱酸＋強鹼產生的鹽類，呈鹼性。 弱酸＋弱鹼產生的鹽類，呈酸性、中性或鹼性(須視弱酸與弱鹼的相對強度而定)。 ※常見的強酸有： ※常見的強鹼有： 【範例 8】 下列有關酸鹼中和反應之敘述，何者正確？ (A)酸與鹼相遇會發生中和反應，生成鹽類和水 (B)酸與鹼完全中和後的水溶液必呈中性 (C)酸鹼中和時水溫會升高 (D)鹽酸(HCl)與氫氧化鈉(NaOH)中和的淨離子反應方程式為 H＋＋OH－H 2O (E)胃酸過多時，服用胃藥是酸鹼中和的應用。 Ans ： (A)(C)(D)(E)
五、酸鹼指示劑 01. 酸鹼指示劑：為一種弱酸或弱鹼的有機天然或合成化合物，在不同的 pH 值範圍內會呈現 不同的顏色。 指示劑 酸型顏色 變色pH 值範 圍 鹼型顏色 變色區 甲基橙 紅 3.2～4.4 黃 酸性 甲基紅 紅 4.2～6.3 黃 酸性 石蕊 紅 4.5～8.3 藍 中性 溴瑞香草酚藍 黃 6.0～7.6 藍 中性 酚酞 無 8.2～10.0 粉紅 鹼性 茜素黃R 黃 10.1～12.0 紅 鹼性 ※紫甘藍菜汁是天然指示劑，在不同的 pH 值溶液會呈現不同的顏色。 生活中常見物質對紫甘藍指示劑的顏色呈現，如下： 物質 紫甘藍指示劑的顏色 pH 值 蒸餾水 紫 7 食醋 粉紅 ＜7 胃藥 藍 8 汽水 粉紅 ＜7 洗衣粉 綠 9 ※廣用試紙是在數種指示劑混合液中浸染而成，酸性至鹼性的顏色變化大致上是由紅、 橙、黃、綠、藍和紫各顏色對應特定pH 值連續變化而顯色。 【範例 9、10】 紫甘藍又稱紫色高麗菜，可作沙拉冷盤生食。其所含的多種天然色素，可用沸騰的熱水浸泡 萃取。由此所得的紫甘藍汁會隨環境不同，呈現多種顏色，隨pH值改變的顏色如下表 ： pH 值 2 4 6 8 10 12 顏色 紅 粉紫 藍紫 綠青 草綠 黃 09. 將紫甘藍汁加入與胃液的pH值相當的溶液中，呈現的顏色為何？ (A)紅 (B)粉紫 (C)藍紫 (D)綠青 (E)黃。 Ans ： (A) 10. 烹炒青菜時，常希望看到一盤綠意盎然的青菜。紫甘藍色素遇到下列那一種物質最有可能 顯出綠色？ (A)白砂糖 (B)食醋 (C)沙拉油 (D)食鹽 (E)小蘇打粉。
Ans ： (E) 【範例 11】 甲溶液可使紅色石蕊試紙變藍色，乙溶液可使藍色石蕊試紙變紅色，丙為純水。將甲、乙、丙 三者依pH 值的大小順序排列，則下列何者正確？ (A)甲＞乙＞丙 (B)甲＞丙＞乙 (C)乙＞甲＞丙 (D)乙＞丙＞甲。 Ans ： (B)
＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊ 牛 刀 小 試 ＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊
一、單一選擇題 1.0在常溫下，下列何種操作可使 pH＝4 的溶液變成 pH＝8？ (Ａ)加水將此溶液稀釋 (Ｂ)將酸加入此溶液中 (Ｃ)將此溶液濃縮 (Ｄ)將鹼加入此溶液中。 2.0下列何者不為多質子酸？ (Ａ)碳酸 (Ｂ)硫酸 (Ｃ)醋酸 (Ｄ)磷酸。 3.0下列 25 ℃ 時的水溶液中，何者能使酚酞呈無色，甲基橙呈黃色，剛果紅呈紅色？ (Ａ) pH＝3 的溶液 (Ｂ) pH＝8 的 NaOH(aq) 稀釋 1000 倍後所得的溶液 (Ｃ) [OH－]＝1 × 10－10 M 的溶液 (Ｄ) [H＋]＝4 × 10－5 M 的溶液。 酚 酞 甲基橙 剛果紅 （無色）8.2 ～ 10（紫紅色） （紅色）3.2 ～ 4.4（黃色） （藍色）3.1 ～ 5.5（紅色）04.0下列何者不是鹼？ (Ａ) NaOH (Ｂ) C2H5OH (Ｃ) NH3 (Ｄ) Ca(OH)2。
5.0關於 25 ℃ 的水溶液，下列敘述何者正確？ (Ａ) [H＋] × [OH－]＝1.0 × 10－14 M2 (Ｂ) pH＝2 之水溶液的 [OH－] 是 pH＝4 之水溶液的 2 倍 (Ｃ) pH＝2 之水溶液的 [OH－]＝1.0 × 10－10 M (Ｄ) 1.0 × 10－8 M 的 HCl (aq)，其 pH＝8。 6.0純水中加入少量 NaOH，使 [OH－]＝10－3 M，當此溶液為 25 ℃ 時，從鹼中提供的 [OH－] 約水本身解離出來[OH－] 的多少倍？ (Ａ) 104 (Ｂ) 10－4 (Ｃ) 108 (Ｄ) 10－8。 7.0下列敘述，何者正確？ (Ａ) HCl(g) 稱為氫氯酸 (Ｂ)乾燥的 HI(g) 呈中性 (Ｃ) Sn(OH)4 稱為氫氧化錫(Ⅱ) (Ｄ) H3PO3 稱為磷酸。
8.0下列有關酸、鹼的敘述，何者錯誤？ (Ａ)酸、鹼中和反應通常產生鹽和水 (Ｂ)鹼的 共同性質是具澀味和滑膩感 (Ｃ)酸溶於水能使水溶液中的氫離子濃度增大 (Ｄ) NH3 分子中無 OH－ 離子，故溶於水不生成 OH－ 離子。 9.0已知 0 ℃ 時純水的 pH 值為 n，假設 70 ℃ 時純水之 Kw 值為 0 ℃ 時之 100 倍，求 70 ℃ 純 水的 pH 值為何？ (Ａ) n＋2 (Ｂ) n－2 (Ｃ) n＋1 (Ｄ) n－1。 10.0下列敘述，何者正確？ (Ａ) pH＝1 的 100 ℃ 及 25 ℃ 水溶液，其 [H＋] 相同 (Ｂ) 100 ℃ 純水中，[H＋] 較 25 ℃ 時大，但 [OH－] 則變小 (Ｃ) 25 ℃ 時，10 mL 與 100 mL 純水，其 H＋的莫耳數相同 (Ｄ) pH＝2 之溶液，其 [H＋] 為 pH＝4 的 2 倍 。 11.0有三種未標示之無色溶液甲、乙、丙。假設這三種溶液有酸、鹼及酚酞，取少量甲溶液 及少量乙溶液混合時呈紅色，但甲或乙與丙溶液混合不呈色，則丙為何？ (Ａ)酸 (Ｂ)鹼 (Ｃ)酚酞 (Ｄ)無法判定。 12.0下列關於水溶液的敘述，何者正確？ (Ａ)氫離子無法存在於強鹼溶液中 (Ｂ)水溶液在 pH＝0 時，酸性最強 (Ｃ)定溫下 ，Kw 恆為定值 (Ｄ)定溫下，水溶液的 [H＋] 恆為定值。 13~14為題組 013. 胃壁會分泌鹽酸（HCl），使胃液之 pH 值維持在 2.3（氫離子濃度 5 × 10－3 M）左 右， 以利消化食物。當胃酸過多時會造成胃痛，則需服用制酸劑。現有某病患胃液之 pH 值 降到 2。根據上述內容，該病患服用的制酸劑，其所含的有效成分 Mg(OH)2（式量＝ 58 ）達多少毫克才能使 2 升胃液的 pH 值恢復至正常值 2.3？ (Ａ) 232 (Ｂ) 290 (Ｃ) 464 (Ｄ) 580 (Ｅ) 640。 14. 承第(１)題，若改服用其他制酸劑，下列哪一種有效成分所需的量最少？
(Ａ) CaCO3（式量＝100） (Ｂ) NaHCO3（式量＝84） (Ｃ) Al(OH)3（式量＝
78） (Ｄ) MgCO3（式量＝84） (Ｅ) H2C2O4（分子量＝90）。 0 二、多重選擇題 1.0依阿瑞尼斯酸鹼理論，下列何者正確？ (Ａ)凡溶於水中產生 H＋ 者為酸 (Ｂ)凡分子中含有 H 者為酸 (Ｃ)凡溶於水中產生
OH－ 者為鹼 (Ｄ)凡分子有 OH 者為鹼 (Ｅ)討論酸鹼時，限定在水溶液中。 2.0下列何者為酸的一般通性？ (Ａ)物質溶於水時能使H＋ 增加者 (Ｂ)水溶液有滑膩感及澀味 (Ｃ)可使石蕊試紙變 紅色 (Ｄ)可使酚酞呈紅色 (Ｅ)水溶液可與鎂反應放出氫氣。 3.0有(甲)、(乙)、(丙)三個燒杯，分別盛有：(甲) 25 ℃ 純水；(乙) 25 ℃ 之含有 4.0 克 NaOH(s) 的溶液 100 毫升；(丙) 50 ℃ 的純水。下列敘述何者正確？（式量：NaOH＝40） (Ａ)(乙)之 Kw 比(甲)大 (Ｂ)(丙)之 Kw 比(乙)大 (Ｃ)(乙)之 pH 值為 14 (Ｄ)(甲)、(丙)之 pH 值相等 (Ｅ) pOH 值順序依次為(乙) ＞ (甲) ＞ (丙)。 4.0純水加熱至某一溫度時，pH 值變為 6.5，下列敘述何者錯誤？ (Ａ)此時水呈酸性 (Ｂ)此時 [H＋]＝[OH－] (Ｃ)水的離子積變小 (Ｄ) 此時水呈鹼 性 (Ｅ) 此時水pH ＝ pOH。 三、非選擇題 01.四種未知物溶液經分析性質，得結果如下表。已知其分別為下列試藥中的一種： HCl、BaCl2、NaOH、Na2SO4，則甲為 ，乙為 ，丙為 ，丁為 。 (註：溴瑞香草酚藍在酸性時呈現黃色，在鹼性時呈現藍色) 未知物 以溴瑞香草酚藍 檢驗所呈的顏色 加入 Ba(OH)2 加入 H2SO4 甲 藍 無沉澱 無沉澱 乙 黃 無沉澱 無沉澱 丙 偏綠 白色沉 澱 無沉澱 丁 偏綠 無沉澱 白色沉澱 2.求 pH＝5 溶液之 [H＋] 、 [OH－]各若干？又一升這種溶液含若干H＋的粒子數？ 0 3.若於 25 ℃ 時，某水溶液中的 [OH[H＋－]] ＝100，回答下列問題： (１)此溶液的 [H＋] 為何？ (２)此溶液的 pH 值為多少？
0 4.在 25 ℃ 時，0.01 M NaOH(aq) 之 pH 值為多少？ 0 5. 45 ℃ 時，純水中的 [H＋]＝2 × 10－7 M，求 45 ℃ 時，水的離子積常數為何？ 06.小琪發現實驗室藥品架上有四個裝未知物質的容器，老師給她一張可能的清單如下表 ： A B C D E F H2 O2 空氣 CO CO2 NO2 G H I J K L 1 MNaCl(aq) 1 MKMnO4(aq) 1 MNaOH( aq) 1 MHCl(aq) 1 M醋酸(aq) 蒸餾水 小琪將四個容器分別標上甲、乙、丙、丁，並做了一些實驗，結果彙整如下： (一)甲、乙是無色氣體 (二)丙、丁是無色液體 (三)用潤溼的石蕊試紙測試，乙及丁使藍色石蕊試紙呈紅色，甲及丙使紅藍色石蕊試紙 均不變色 (四)由密度測得甲的平均分子量是 28 1 (五)燃燒的蠟燭置入充滿甲的瓶中，可繼續燃燒；置入充滿乙的瓶中，則立刻熄滅。 (六)燃燒的蠟燭立於盛水的燒杯中，使充滿甲的瓶倒蓋在燃燒的蠟燭上，並將瓶口沒入 水中，可見瓶中水位升高；蠟燭熄滅時，水面就停止上升。 (七)將數滴 0.1 M 硝酸銀滴入丙及丁中，可使丙立刻產生白色沉澱，丁則無可見的反應 發生。（原子量： Na＝23.0，K＝39.1，Cl＝35.5，Mn＝54.9） 根據以上的資料，甲、乙、丙、丁各為何？ 07.王老師給李四同學 8 支塑膠製的吸管，編號 A、B、C、D、E、F、G、H 以及酚酞指示劑、一 瓶蒸餾水與一個點滴盤。王老師告訴李四，每一支點滴吸管均含有濃度約為 0.1 M 的一 種未知溶液。已知未知溶液如下所列： 鹽酸、氯化鋇、硝酸銀、碳酸鈉、硫酸、碘化鉀、硝酸鉛、氫氧化鈉 王老師希望李四能在聽取了王老師的指示後，鑑別各支吸管內的未知溶液。李四仔細地在 點滴盤上，有系統地做了一些實驗，整理後寫了紀錄如下： (１)用酚酞指示劑檢驗，8 種未知溶液中只有 B 與 H 呈現粉紅色。 (２) G 分別與 A 及 C 反應，均產生白色沉澱。G 與 B 反應，產生褐色沉澱；而 G 與 F 反 應，則產生黃色沉澱。 (３) C 分別與 D 及 H 反應，均產生白色沉澱，但 C 與 A 則無反應。 (４) E 與 F 反應，產生黃色沉澱。 (５) D 與 H 反應，會有氣泡產生，但 D 與 B 混合則不會產生氣泡。 (６)在滴盤上每相隔 3 公分，各滴下了 1 滴 B 後，在其上再滴一滴酚酞指示劑，即得粉 紅色溶液。然後在其上分別滴下 A 與 D，則粉紅色溶液均褪色。
(７)李四做了以上的紀錄後，請教王老師：「G 與 B 反應，所產生的褐色沉澱是什麼？」 王老師回答說：「那是氧化銀沉澱。」 請確認各未知溶液 A 至 H。 08. 下列 10 種化學物質為化學工業上的重要原料：硫酸、氫、氧、氨、氫氧化鈉、氯、甲烷、乙 烯、硝酸及磷酸。依題目所述，選出適當之物質，且以分子式作答。 (１)何者的水溶液能使藍色石蕊試紙變紅？ (２)何者的水溶液能使紅色石蕊試紙變藍？ 09.寫出下列酸鹼中和反應的反應式： (１)氫氧化鈣與硝酸反應，產生硝酸鈣。 (２)氫氧化鈉與草酸反應。 10. 試寫出下列各化合物的中文名稱或化學式？
(1) H2S(aq) (2) HI(g) (3) Fe(OH)2 (4) H3PO3(aq)
(5)過錳酸 (6)氯酸 (7)亞磷酸 (8) 氫氧化鎂
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牛刀小試解答※
一、單一選擇題：
1.D 2.C 3.B 4.B 5.A 6.A 7.B 8.D 9.D 10.A 11.A 12.C 13.B 14.C 二、多重選擇題：
1.ACE 2.ACE 3.BC 4.ACD 三、非選擇題：
1. NaOH；HCl；Na2SO4；BaCl2 0 2. 1 × 10－5 M；1 × 10－9 M；6.02 × 1018 0
3 (１) 1× 10－6 M (２) 6 0 4. 12 5. 4 × 10－14 06.甲：C；乙：E；丙：G；丁：K
07. A：HCl；B：NaOH；C：BaCl2；D：H2SO4；E：Pb(NO3)2；F：KI；G：AgNO3；
H：Na2CO3 08. (１) H2SO4，Cl2，HNO3，H3PO4；(２) NH3，NaOH 0
9. (１) Ca(OH)2＋2HNO3 → Ca(NO3)2＋2H2O；
(２) 2NaOH＋H2C2O4 → )Na2C2O4＋2H2O
10.(1)氫硫酸 (2)碘化氫 (3)氫氧化鐵(II) (4)亞磷酸 (5)HMnO4 (6)HClO3 (7)H3PO3
第五節 氧化還原反應
一、氧化數的通則：
01. 元素狀態之物質，其氧化數＝0
例：Cl2中之Cl＝ ，O2中之O＝ ，Na＝
02. 離子之氧化數等於其電荷
例：Na+＝ 、Cl－＝ 、MnO
4－＝
03. IA、IIA、和 Al 之金屬陽離子，其氧化數和族數相同 例：Na+＝ 、Ca2+＝ 、Al3+＝
04. 化合物中的氟，其氧化數＝ 05. 非金屬氫化物中的氫，氧化數通常為 。例：HCl、H2O、NH3 金屬氫化物中的氫，氧化數通常為 。例：NaH、CaH2 06. 氧化物中的氧，氧化數為 。例：H2O、CaO、Na2O 過氧化物中的氧，氧化數為 。例：H2O2、Na2O2、BaO2 超氧化物中的氧，氧化數為 。例：KO2、CsO2 氟化物OF2中的氧，氧化數為 ；O2F2中的氧，氧化數為 。 07.化合物中，各原子氧化數的代數和為 ，離子團中各原子氧化數代數和等於 。 08.最高氧化數不會超過價電子總數。 二、氧化還原反應的定義： 01. 早期定義：反應式中，得到氧的反應稱為氧化反應；失去氧的反應則稱為還原反應。 例如：點燃的鎂帶可以在二氧化碳中繼續燃燒是一種典型的氧化還原反應， 反應方程式：2Mg(s)＋CO2(g)2MgO(s)＋C(s) 其中，鎂帶(Mg)得到氧進行氧化反應，而 CO2失去氧進行還原反應。 02. 近期定義： A. 氧化：失去電子的變化謂之 或氧化數增加的變化。
B. 還原：得到電子的變化謂之 或氧化數減少的變化。 例如：鋅銅電池的反應式：Zn(s)＋Cu2＋(aq)Zn2＋(aq)＋Cu(s)
氧化(半)反應：Zn(s) Zn2＋(aq)＋2e－(Zn 的氧化數增加 2)
還原(半)反應：Cu2＋
(aq)＋2e－Cu(s) (Cu2＋的氧化數減少2)
例如：
將鎂帶置入鹽酸中：Mg(s)＋2HCl(aq)MgCl2(aq)＋H2(g)
將銅絲置入硝酸銀溶液中：Cu(s)＋2AgNO3(aq)Cu(NO3)2(aq)＋2Ag(s)
03. 氧化還原反應的特徵： A. 半反應不能單獨發生。 B. 氧化還原同時發生，同時結束。 C. 氧化時所增加氧化數之總數等於還原時所減少氧化數之總數。 D. 還原劑失去電子之總數等於氧化劑獲得電子之總數。 三、氧化劑與還原劑 01. 定義與性質 氧化劑 還原劑 反應意義 使其他物質氧化，本身被還原 者 使其他物質還原，本身被氧化 者 電子轉移觀念 在反應式中獲得電子的物質 (電子的接受者) 在反應式中失去電子的物質 (電子的供給者) 氧化數觀念 氧化數減少的物質 氧化數增加的物質 常見例子 如F2、Cl2、O3、H2O2、OCl－、 MnO4－、Cr2O72－等常作為氧化 劑 如Li、Na、Mg、Al、H2O2等常作 為還原劑 02. 常見的氧化劑 氧化劑 用途 實例 雙氧水(H2O2) 消毒、漂白，會 還原生成H2O 用來塗抹傷口殺死細菌 漂白水(NaOCl) 消毒、漂白，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)
03. 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)2CO(g)＋Si(s)
二氧化硫(SO2) 可漂白衣物或食 品，會被氧化生 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 H2(g)＋CuO(s)Cu(s)＋H2O(l) 一氧化碳(CO) 冶煉金屬 可利用CO 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 四 .氧化還原反應 01. 反應前後原子氧化數有改變之反應稱為氧化還原反應。 02. 氧化還原反應都含有氧化半反應及還原半反應。 03. 全反應 ＝ 氧化半反應 ＋ 還原半反應 【範例 1】 下列有關各元素氧化數之敘述，何者為正確？ (A) KH，HCl，H2O，CH4：其中H 之氧化數均為＋1。 (B) H2O2，KMnO4，F2O，MgO：其中 O 之氧化數為－2。
(C) K2Cr2O7，K2CrO4，HClO3，HClO4：其中O 之氧化數均為－2。
(D) NaCl，Na2O2，NaOH，NaH：其中 Na 之氧化數均為＋1。
(E) Ag2S，Na2S2O3，S2C12，H2S：其中 S 之氧化數均為－2。
Ans ： (C)(D) 【範例 2】
下列有關氧化數的敘述，何者為正確？
(D) H3PO4中，磷的氧化數為＋5 (E) Na2O2中，氧的氧化數為－l。 Ans ： (B)(C)(D)(E) 【範例 3】 硝酸銨NH4NO3中兩個氮原子的氧化數： (A)均為－1 (B)均為＋5 (C)分別為－1 和＋3 (D)分別為－3 和＋5。 Ans ： (D) 【範例 4】 將銅絲放入0.1 M 硝酸銀水溶液中，溶液由無色逐漸變為藍色，且在銅線上產生金屬附著物 下列關於本實驗的敘述，何者正確？ (A)銅被氧化，形成淡藍色的銅離子 (B)銅被還原，形成藍色的銅離子 (C)銀離子被還原，形成銀附著於銅線上 (D)硝酸根呈藍色 (E)本方程式為取代反應。
Ans ： (A) (C) (E) 【範例 5】 鎂帶倉庫燃燒，不可以用二氧化碳滅火器來滅火，因鎂帶與二氧化碳會進行以下反應： 2Mg(s)＋CO2(g)2MgO(s)＋C(s)。有關此反應之敘述何者正確？ (A)此反應為氧化還原反應 (B) CO2為還原劑 (C) Mg 被還原為 MgO (D) Mg 為還原劑 (E) CO2被氧化為C。 Ans ： (A)(D) 【範例 6】 有關氧化還原反應的敘述，何者不正確？ (A)氧化是物質失去電子的反應，還原是物質得到電子的反應 (B)氧化劑失去電子，還原劑獲得電子 (C)氧化反應及還原反應不能單獨存在 (D)氧化還原反應中得失的電子數相等。 Ans ： (B) 【範例 7】 下列哪些屬於氧化還原反應？ (A)在鹽酸中加入氫氧化鉀 (B)甲烷燃燒 (C)鋰電池的充電 (D)氯化鈉溶入水中 (E)鈉在水中的反應。
Ans ： (B)(C)(E) 【範例 8】
下列何者為氧化還原反應？
(A) NaCl＋AgNO3AgCl＋NaNO3 (B) SO2＋H2OH2SO3
(C) CaCO3＋2HClCaCl2＋CO2＋H2O (D) 2Na＋Cl22NaCl。
Ans ： (D) 【範例 9】
下列各反應式中，何者畫線物質為氧化劑？
(A) 3CuO＋2NH33Cu＋N2＋3H2O (B) Zn＋2HClZnCl2＋H2
(C) K2Cr2O7＋2KOH 2K2CrO4＋H2O (D) 2FeSO4＋H2O2＋H2SO4Fe2(SO4)3＋
2H2O
(E) Ca(OH)2＋H2S O 4CaSO4＋2H2O。
Ans ： (A)(B)(D) 【範例 10】 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。試問鐵粉的功能為何？ (A)氧化劑 (B)還原劑 (C)催化劑 (D)乾燥劑 (E)抑制劑。 Ans ： (B) 【範例 11】 亞硝酸鈉(NaNO2)在食品工業上，常用於香腸或臘肉的添加劑，可使肉色鮮豔。但近來發現 亞硝酸鈉在人體可能轉變成可致癌的亞硝胺，因此先進國家均已禁止使用。另外，人體血液 中的血紅蛋白是一種含有Fe2＋的化合物，若誤食亞硝酸鈉會使得Fe2＋－血紅蛋白轉變成 Fe3＋－血紅蛋白，因而喪失了輸送氧氣的能力，在醫學上常利用維生素C(抗壞血酸)來作為 亞硝酸鹽的解毒劑。下列有關維生素C 可作為亞硝酸鈉的解毒劑之敘述，何者正確？ (A)維生素 C 是一種弱酸，可以中和亞硝酸鈉的鹼 (B)維生素 C 是一種氧化劑，將亞硝酸鈉氧化成氮氣而排至體外 (C)維生素 C 是一種還原劑，可將亞硝酸鹽還原成一氧化氮，避免亞硝酸根將血紅素的亞鐵 離子氧化 (D)維生素 C 是一種抗體，可增強身體的免疫能力
(E)維生素 C 是一種止痛劑，可減輕身體因中毒所產生的疼痛。 Ans ： (C) 【範例 12】 下列反應何者需加入氧化劑，始可發生反應？ (A) Na2CO3NaHCO3 (B) Hg2Cl2HgCl2 (C) HClCl2 (D) Al3＋Al(OH)
4－ (E) K3Fe(CN)6K4Fe(CN)6。
Ans ： (B)(C)
五.
氧化還原方程式的平衡 01. 常見氧化劑與還原劑的產物： 氧化劑 產物 還原劑 產物 H2O2(酸性) 鹼金屬 ClO－ 鹼土金屬 Cl2 Al KMnO4(酸性) C2O42－ KMnO4(中性或弱鹼性) H2S(或 S2－) KMnO4(強鹼性) Sn2＋ K2Cr2O7(酸性) Fe2＋ Fe3＋ H 2O2 02. 方程式平衡 A. 半反應法平衡方程式 1.原理： 2.步驟： (a)寫出反應之共軛氧化還原偶。並使氧化數有改變的原子數相等。 (b)以 平衡氧化數之變化。 (c)以 H＋或OH－平衡 數。 (d)以 平衡 H、O 原子數。 (e)令氧化、還原兩半反應之 數相等，合併寫出全反應方程式 【範例 13】 以半反應法平衡方程式：MnO4－+ H2S + H＋ Mn2＋ + S + H2O 步驟： 氧化半反應 還原半反應 平衡： (a) (b) (c) (d)半反應： 全反應： 【範例 14】 以半反應法平衡方程式：Cr2O72－+ Sn2＋+ H＋ B 氧化數法平衡方程式 1 原理： 2 步驟： a 找出氧化數改變之原子。 b 決定其氧化數改變量。 c 最小公倍數法平衡氧化數使 。並平衡氧化數有改變之物種。 d 以 H＋或OH－平衡 。 e 以 H2O 平衡 並驗算。 【範例 15】 以氧化數法平衡下列各方程式 (1) MnO4－+ Fe2＋+ H＋ Mn2＋+ Fe3＋+ H2O (2) C2O42－+ H＋+ MnO4－
＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊ 牛 刀 小 試 ＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊
一、單一選擇題 0 1.0下列各反應，何者可自然發生？(Ａ) Ag＋CuSO4 → (Ｂ) Cu＋Hg(NO3)2 → (Ｃ) Br2＋NaCl → (Ｄ) Ni＋ZnSO4
→。
0 2.0用棉花棒沾硝酸汞溶液，在銅片上塗抹後銅片外觀將呈現銀白色，下列敘述何者正確 ？
(Ａ)銅發生了還原反應 (Ｂ)硝酸汞為氧化劑 (Ｃ)硝酸汞發生了氧化反應 (Ｄ)反應生成白色的硝酸銅。
3.0酒醉駕車是造成嚴重交通事故的主因。交通警察利用酒精（乙醇）吹氣濃度試驗， 檢測駕駛者體內酒精含量。其所依據的化學原理是乙醇在酸性條件下與二鉻酸根離子 （Cr2O72－）的反應： 2Cr2O72－〔橙色〕＋16H＋＋3CH3CH2OH → 4Cr3＋〔綠色〕＋3CH3COOH＋11H2O 有關反應中的氧化劑與還原劑，下列何者正確？ (Ａ)氧化劑為 Cr2O72－，還原劑為 H ＋ (Ｂ)氧化劑為 Cr 2O72－，還原劑為 CH3CH2OH (Ｃ)氧化劑為 CH3CH2OH，還原 劑為 H＋ (Ｄ)氧化劑為 CH 3CH2OH，還原劑為 Cr2O72－。
4.0關於反應 Zn(s)＋Cu2＋(aq) → Cu(s)＋Zn2＋(aq)，下列敘述何者正確？
(Ａ) Zn 為氧化劑，被氧化 (Ｂ) Cu 為氧化劑，被還原 (Ｃ) Zn 被氧化，得到兩個 電
子 (Ｄ) Cu2＋ 為氧化劑，被還原。
5.0就氧元素而言，下列反應中，何者之氧並非氧化劑？
(Ａ) O2＋2Na → Na2O2 (Ｂ) O2＋F2 → O2F2 (Ｃ) CH4＋O2 → CO2＋2H2 (Ｄ) S
＋O2 → SO2 6.0下列有關氧化還原反應的敘述，何者不正確？ (Ａ)可視為電子由某一原子轉移至另一原子 (Ｂ)氧化與還原必同時發生 (Ｃ)氧化 所得到的電子數和還原所失去的電子數相等 (Ｄ)本身被氧化的物質當還原劑。 7.0於湧升海流或陸水入海區的營養鹽，能支持較多海洋生物生存的原子，是將 NO3－ 轉 變 成 NH3 或 RNH2，下列關於此反應的敘述，何者正確？ (Ａ)氮發生氧化反應得到電子 (Ｂ)氮發生還原反應失去電子 (Ｃ)氮發生氧化反應 放出電子 (Ｄ)氮發生還原反應得到電子。 8.0人體血紅蛋白中含有 Fe2＋ 離子，如果誤食亞硝酸鹽會使人中毒，因為亞硝酸鹽會使 Fe2＋ 離子變成 Fe3＋ 離子，生成高鐵血紅蛋白而喪失與氧結合的能力。服用維生素 C 可 緩解亞硝酸鹽的中毒，這說明維生素 C 具有何種性質？ (Ａ)還原力 (Ｂ)氧化力 (Ｃ)酸性 (Ｄ)鹼性。 9.0氮化鋁（AlN）具有耐高溫、抗衝擊、導熱性好、……等優良性質，被廣泛應用於電子 工業、陶瓷工業等領域。在一定的條件下，氮化鋁可通過如下的反應合成： Al2O3＋N2＋3C△ 2AlN＋3CO。下列有關此反應的敘述，何者正確？ (Ａ)在氮化鋁的合成反應中，N2 是還原劑，Al2O3 是氧化劑 (Ｂ)上述反應中，每生 成 2 莫耳 AlN，N2 就得到 3 莫耳的電子 (Ｃ)氮化鋁中，氮元素的氧化數為－3 (Ｄ )氮化鋁晶體屬於分子晶體。
10.0在裝有 0.10 M 的硫酸銅水溶液 50 毫升的燒杯中加入鋅片，會產生明顯的化學反應， 下列敘述何者正確？ (Ａ)反應中銅原子失去電子 (Ｂ)反應中鋅原子形成陰離子 (Ｃ)溶液的顏色由藍色逐漸變淡 (Ｄ)燒杯底部生成硫黃沉澱。
11. H2O2作為氧化劑時，下列各半反應何者是正確的？
(A) H2O2 2H＋+O2 +2e－ (B) H2O2 +2H＋ +2e－ 2H2O
(C) H2O2 H2O+ 2 1
O2 +2e－ (D) H2O2 +2OH－ 2H2O+O2 + 2e－
12. 用氧化數法平衡下列反應： IO3－ + HSO3－ I2 + SO42－ + H＋ + H2O，則 H＋之係
數為？ (A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4 (E) 5。(最簡單整數比的係數) 二、多重選擇題
1.0下列反應何者需要氧化劑參與？ (Ａ) FeO → Fe2O3 (Ｂ) KMnO4 → MnSO4
(Ｃ) SnCl2 → SnCl4 (Ｄ) Cu → Cu(NO3)2 (Ｅ) CaO → Ca(OH)2。 2.0下列有關氧化還原反應的敘述，何者正確？ (Ａ)氧化還原反應必同時發生 (Ｂ)氧化還原反應是化學能與電能轉換的過程 (Ｃ)氧化反應接受電子，還原反應失去電子 (Ｄ)氧化反應與還原反應所轉移的總 電子數必相等 (Ｅ)反應過程中，溶液恆維持電中性。 3.0下列哪些反應中，水既不作氧化劑也不作還原劑？
(Ａ) 2F2＋2H2O → 4HF＋O2 (Ｂ) SO2＋H2O → H2SO3 (Ｃ) 2Na＋2H2O →
2NaOH＋H2 (Ｄ) Cl2＋H2O → HCl＋HClO (Ｅ) 2Al＋2NaOH＋6H2O → 2NaAl(OH)4＋3H2。 4. 在 5H2O2 + 2MnO4－ + 6H＋ 2Mn2＋ + 8H2O + 5O2反應中，下列何者正確？ (A) H＋為催化劑 (B) H 2O2為還原劑 (C) MnO4－被還原成Mn2＋ (D)生成物 O2是由MnO4－所釋出 (E)生成物 O2是由H2O2所釋出。 5. 在下列化學方程式各係數間之關係式中，何者為正確？ a MnO4－ + b H2S+ c H＋ d Mn2＋ + e S + f H2O (A) 5 2 a b (B) 5 2 b a (C) 5 2 e a (D) 3 4 c f (E) 5 2 d b 。
※
牛刀小試解答※
一、單一選擇題： 1.B 2.B 3.B 4.D 5.B 6.C 7.D 8.A 9.C 10.C 11.B 12.C二、多重選擇題：
1.ACD 2.ADE 3.BD 4.BCE 5.BCD
第六節
環境中的化學反應
一、硬水： 01. 定義：含有 Ca2＋、Mg2＋等離子的水稱為硬水。區分為暫時硬水與永久硬水兩種。 A. 暫時硬水：含有 Ca2＋、Mg2＋的酸式碳酸鹽，亦即含有Ca2＋、Mg2＋及HCO 3－的水溶液。 B. 永久硬水：含有 Ca2＋、Mg2＋的硫酸鹽或氯化物，亦即含有Ca2＋、Mg2＋、SO 42－及 Cl－的水溶液且無法以煮沸方式去除者。 02. 硬水的缺點： A. 降低肥皂的洗滌效果： 因肥皂水溶液之陰離子(脂肪酸根)會去污且易起泡。但，遇到 Ca2＋、Mg2＋則會產生鈣 肥皂(硬脂酸鈣)或鎂肥皂(硬脂酸鎂)等不溶物，降低其洗滌效果。 B. 產生鍋垢，會降低鍋爐的熱傳導，使其受熱不均，易爆炸，也會降低鍋爐的使用效 率，甚至造成水管阻塞。鍋垢的主要成分為碳酸鈣、碳酸鎂(可用稀鹽酸溶解、清除)及 少量硫酸鈣(不溶於酸、難清除)。 二、水的軟化方式： 01. 煮沸法： 將暫時硬水加熱煮沸後會產生白色的碳酸鈣或碳酸鎂沈澱物，可以去除暫時硬水中Ca2 ＋ 與Mg2＋。 02. 陽離子交換法： 將硬水持續不間斷地通過裝有天然泡沸石(NaZ)或鈉離子型陽離子交換樹脂(RNa)的管柱 ，則硬水中的Ca2＋、Mg2＋會被Na＋置換取代。天然泡沸石與鈉離子型陽離子交換樹脂使 用時間過久而失效，可用濃食鹽水沖洗，可使其再生(recovery)，重複使用。 Mg2 ＋ R － R － R － R － R － R － R － R － R － R － R － R － Na ＋ Na ＋ Na ＋ Na ＋ Na ＋ Na ＋ Na ＋ Na ＋ Na ＋ Na ＋ Na ＋ Mg2 ＋ Mg2 Ca2 ＋ Ca2 ＋ R － R － R － R － R － R － R － R － R － R － R － R － Na ＋ Na ＋ Na ＋ Na ＋ Na ＋ Na ＋ Na ＋ Na ＋ Na ＋ Na ＋ Na ＋ Mg2 ＋ Mg2 ＋ Mg2 ＋ Ca2 ＋ Ca2 ＋三、水的淨化方式： 01. 沈澱： 使水靜置，利用重力使懸浮物沈於池底，而得到澄清的水。 02. 凝聚： 若懸浮物的顆粒太小，無法自然沈澱，可加入明礬(KAl(SO4)2·12H2O)，產生膠質粒子( )，造成懸浮物聚集在一起沈澱的過程。 03. 過濾： 可將固體從水中除去。在水的淨化過程中，通常利用小石子或細砂層代替濾紙，除去殘留 的懸浮物。 04. 曝氣： 將待處理的水暴露在大氣中，使水與空氣的接觸面積擴大，以增加水中的溶氧量，加入微 生物分解水中的有機物質。 05. 消毒： 通常使用氯氣(Cl2)或臭氧(O3)，可殺死水中的微生物。 06. 除臭： 將水通過裝有活性炭的過濾床，使產生不良氣體及顏色的有機物，以物理方式吸附於活性 炭表面的孔洞，以達除臭的效果。 四、水的純化 01. 蒸餾法： 將水煮沸，收集其冷凝液即可得純水，但在空氣中蒸餾水很容易溶解CO2，久置後易呈 微酸性。另外，如水中含有易揮發的有機物或無機物，亦無法以蒸餾法去除。 02. 離子交換法： A. 利用陰陽離子交換樹脂去除水中所有離子，得到去離子水。 B. 第一管柱為含 RH 的陽離子交換樹脂(前述軟化硬水的陽離 子交換樹脂是利用Na＋而非H＋) RH＋M＋RM＋H＋ 交換前陽離子交換樹脂 陽離子交換樹脂上的鈉離子和水中的鈣、鎂離子進行交換 第 一 管 柱 H+ R R R R R R R R H H H H H H H H Na+ Na+ R R R R R R R R OH OH OH HO HO HO OH HO Cl－ Cl－ Cl－ Cl－ H+ H+ H+ Cl－ Cl－ Na+ HOH－+ 第 二 管 柱 純水 (H 2O) NaCl 溶液
