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化學考科

指考試題與解析

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年

下列資料，可供回答問題之參考 一、元素週期表（1 ～36號元素）

二、理想氣體常數　R ＝0.08205 L atm K^{－ 1} mol ^{－ 1} ＝ 8.31 J K ^{－ 1} mol ^{－ 1}

前 言

第壹部分：選擇題^（占 84 分）

一、單選題（36 分）

說明︰第1 題至第12題，每題有 5 個選項，其中只有一個是正確或最適當的選項，請畫記在答案 卡之「選擇題答案區」。各題答對者，得3 分；答錯、未作答或畫記多於一個選項者，該 題以零分計算。

、 1. 2. 題為題組

黑火藥爆炸的化學反應式如下：

2 KNO3(s)＋ 3 C(s) ＋S(s) ──→ K2S(s)＋N2(g)＋ 3 CO2(g) 　　　　（1 ）

在在一個內容量為 8.2 升的炸彈型容器內，在常溫常壓，裝入由硝酸鉀2200克（ 21.8 mol ），

碳360 克、硫粉 340 克（ 10.6 mol ）磨成的均勻混合物與引信。假設黑火藥一經引燃，就依式

（1 ）反應，溫度快速升高，容器內的壓力隨之增大，溫度最高可達1000 K，而產生的氣體均 可視同理想氣體，未反應的剩餘物均以固體的狀態留存。據此回答1 、 2 題：

1. 若裝黑火藥的容器可耐壓 200 大氣壓，則引燃後容器爆炸時的壓力（單位：大氣壓），最

(A) 100 　　 (B) 200 　　 (C) 300 　　 (D) 400 　　 (E) 500

2. 若裝黑火藥的容器可耐壓 500 大氣壓，則引燃後的最大壓力（單位：大氣壓），最接近下

(A) 100 　　 (B) 200 　　 (C) 300 　　 (D) 400 　　 (E) 500

【答　　案】 1.(B) 　 2.(D) 　　　

【概念中心】1.(1)莫耳數計量

(2) 限量試劑：反應計量中，可完全消耗掉的反應物，反應中相關的計量關係，均 　　以限量試劑用量為推算基準

(3) 理想氣體方程式： PV ＝nRT

(4) 道耳頓分壓定律：氣體總壓等於互不反應各成分分壓總和 2.(1)理想氣體方程式： PV ＝nRT

(2) 道耳頓分壓定律：氣體總壓等於互不反應各成分分壓總和

【命題出處】1.(1)南一基礎化學（一） 3-3 化學計量 (2) 南一基礎化學（三） 1-3 理想氣體 (2) 南一基礎化學（三） 1-4 分壓定律

2.(1)南一基礎化學（三） 1-4 亞佛加厥定律與氣體方程式 (2) 南一基礎化學（三） 1-5 分壓定律

【試題解析】1.(1)反應物中碳的莫耳數nC＝＝30 mol

又由題意已知 n^Comb i n ＝21.8 mol ，nS＝10.6 mol 而反應式中 KNO3：C ： S 的係數比＝ 2 ： 3 ： 1

則知 C 為此反應的限量試劑，所有計量關係均以 C 的用量為基準推算。

(2) 按照係數比 C ： N2 ：CO2＝3 ： 1 ： 3 可生成

N2(g) ：30　 × 　＝ 10（ mol ） CO2(g)：30　　＝ 30（ mol ）

則氣體生成物共10＋30＝40（ mol ）。

(3) 利用氣體方程式 PV ＝nRT 推算完全反應可產生的最大氣壓為 P ＝＝ 400 （ atm ）。

(4) 由於容器最大耐壓為 200 atm ，低於引燃所能產生的最大氣壓，表示反應進 行

超過一半時，便因氣壓大於容器的耐壓線度而爆炸，故爆炸時的壓力約等於容 器的耐壓限度200atm，故選 (B) 。

2. 承上題 1. 的結果，當容器耐壓限度為 500 atm ＞引燃所能產生的最大氣壓 400 atm 時則引燃後最大壓力即為 400 atm ，故選 (D) 。

3. 右表為週期表的一部分，試問下列有關該五種元素及其化合物性質的敘

(A) As 屬於金屬元素　　　

【答　　案】(D) 　　　

【概念中心】 (1) 週期表中金屬、類金屬與非金屬分布 (2) 電負度：

同族原子序愈大電負度愈小 同週期原子序愈大電負度愈大

(3) 第一游離能：

同族原子序愈大游離能愈低

同週期游離能隨原子序呈鋸齒狀遞增 (4) 非金屬性：

同族原子序愈大非金屬性愈弱 同週期原子序愈大非金屬性愈強

【命題出處】 (1) 南一基礎化學（一） 2-4 元素性質的規律性 (2) 南一選修化學（上） 1-5 元素性質的週期性

【試題解析】(A) As 砷應為介於金屬與非金屬間的類金屬元素。

(B) 表中電負度最大者為 P （ 2.2 ），不是 Ga （ 1.8 ）。

(C) 表中第一游離能最小者應為 Ga （ 578.8 kJ ／ mol ），不是 B （ 800.6 kJ ／ mol ）。

(D) 表中非金屬性最強者為 P 。

(E) 氫氧化鋁為兩性化合物，既可溶於強酸，也可溶於強鹼。

故選(D) 。

4. 下列相同質量的制酸劑，哪一個能中和最多的鹽酸？（式量： NaHCO

B

Al P Ga As

(A) NaHCO3 　　　　　　 (B) CaCO3　　 (C) Mg(OH)2　　　　　　 (D) AlPO4 　　 (E) [Al(H2O)5(OH)]SO4

【答　　案】 (C)

【概念中心】 (1) 酸鹼中和

(2) 酸鹼完全中和時：酸的當量數＝鹼的當量數。

(3) 酸鹼當量＝， n 表每分子酸（或鹼）可釋出的 H^＋或 OH^－數

　。當量的數值大小表示釋出 1 mol H ^＋（或 OH^－）所需酸（或鹼）的質量

【命題出處】南一基礎化學（一） 4-2 酸鹼反應

【試題解析】解法一：比較各物質單位質量所能提供的OH^－ mol 數

單位質量能釋出的OH^－ mol 數愈多，可中和掉愈多的酸。

(A) NaHCO3 中 HCO3－＋ H2O ──→ H2CO3＋OH^－ 　 ∴ NaHCO3單位質量能提供的OH^－有＝（ mol ）。

(B) CaCO3中CO32－＋ 2 H2O ──→ H2CO3＋ 2 OH ^－ 　 ∴ CaCO3單位質量能提供的OH^－有＝＝（ mol ）。

(C) Mg(OH)2 ──→ Mg^{2 ＋}＋ OH^－

　 ∴ Mg(OH)2單位質量能提供的OH^－有＝＝（ mol ）。

(D) AlPO4 中PO43 －＋ 3 H2O ──→ H3PO4＋ 3 OH ^－ 　 ∴ AlPO4單位質量能提供的OH^－有＝＝（ mol ）。

(E) [Al(H2O)5(OH)]SO4中僅含1 個 OH^－

　 ∴ [Al(H2O)5(OH)]SO4 單位質量能提供的OH^－有＝（ mol ）。

結果以 (C) Mg(OH)2單位質量能提供的的OH^－最多，故選 (C) 。

解法二：比較酸鹼當量概念，鹼當量愈小者，取等質量時，能釋出的OH^－ mol 數 愈多，可中和掉愈多的酸。

(A) NaHCO3 的當量＝＝84； (B) CaCO3的當量＝＝50；

(C) Mg(OH)2的當量＝＝29； (D) AlPO4 的當量＝＝40.7 ； (E) [Al(H2O)5(OH)]SO4的當量＝＝230 。

結果以 (C) Mg(OH)2的當量最小，則其所需質量最少，故選 (C) 。

5. 碳與某元素 X 所形成的 CX

總數為32，則 n 等於下列的哪一數值？（參考題本封面的週期表）

(A) 1 　　 (B) 2 　　 (C) 3 　　 (D) 4 　　 (E) 5

【答　　案】 (D)

【概念中心】 (1) 原子序＝電子數

(2) 價電子：位於最外層軌域的電子。化學反應的進行只與價電子的得失有關 (3) A 族元素的價電子數＝ A 族族數

(4) VSEPR ：價電子總數＝中心原子混成軌域數　 × 　 8 －中心原子孤電子對數 × 6

【命題出處】 (1) 南一基礎化學（一） 2-1 原子結構

(2) 南一選修化學（上） 2-2 價鍵理論

【試題解析】解法一：假設X 的原子序為 a ，價電子數為 b

則根據題意列示得：6 ＋ a 　 n ＝74  a　 n=68 　　　　　　　　　4 ＋ b 　 n ＝32  b　 n=28 兩數最大公因數為4

則n 可能為 1 ， 2 或 4

其中當n ＝ 4 時， a ＝17， b ＝ 7 恰可對應到17Cl 的原子序及價電子數。

故選(D) 。 解法二：利用 VSEPR ：

價電子總數＝中心原子混成軌域數　 × 　 8 －中心原子孤電子對數　 × 　 6

∴ 由題中已知的價電子總數32＝ 4 　 × 　 8

可知CXn是由C 以 sp³ 混成鍵結，且中心原子無孤電子對 則其周圍原子X 必有 4 個，即 n ＝ 4 ，故選 (D) 。

6. 某生探討右列反應： X ＋Y

觀察得知反應速率會隨反應物的初始濃度的不同而變化，如下表所示。

試問下列有關此反應的反應速率，哪一項敘述正確？

(A) 與 [X] 成正比且與 [Y] 成正比 (B) 與 [X] 成正比但與 [Y] 無關 (C) 與 [X]²成正比且與[Y] 成正比 (D) 與 [X]²成反比且與[Y]²成反比 (E) 與 [X]²成反比且與[Y] 成反比

【答　　案】 (C)

【概念中心】反應速率定律式的決定

【命題出處】南一基礎化學（三） 2-1 反應速率定律

【試題解析】令反應速率定律式 r ＝k[X]^a[Y]^b

當生成量一定時r  ，根據題目提供的數據可列得下列三式：

＝k 　 × （ 0.1 ） ^a 　 × （ 0.1 ） ^b

＝k 　 × （ 0.2 ） ^a 　 × （ 0.1 ） ^b

＝k 　 × （ 0.2 ） ^a 　 × （ 0.05 ） ^b

解得a ＝2 ， b ＝ 1 ，即速率定律式為 r ＝ k[X]²[Y]

∴ 反應速率與 [X]²成正比且與[Y] 成正比，故選 (C) 。

反應物 X 的初始濃度（M） 反應物 Y 的初始濃度（M） 產物 Z 濃度達到 0.0042 M 所需的時間（秒）

0.10 0.10 0.60

0.20 0.10 0.15

0.20 0.05 0.30

7. 在25　℃，某非離子型樹脂在水中的溶解度為

1.86 　℃／ m 。右表所列為該樹脂飽和水溶液所測得的物理 性質。試問該樹脂的平均分子量（克／莫耳），最接近下 列哪一數值？

(A) 1500 　　 (B) 2500 　　 (C) 3500 　　 (D) 4500 　　 (E)5500

【答　　案】 (B)

【概念中心】 (1) 理想溶液（稀薄溶液）具有依數性質：（非揮發性非電解質溶質）

　沸點上升 ΔTb＝ Cm 　 × 　 Kb

　凝固點下降 ΔTf＝ Cm 　　 Kf

　滲透壓 π ＝ CMRT

(2) 重量百分率濃度換算成體積莫耳濃度

【命題出處】南一選修化學（上） 3-4 溶液的性質

【試題解析】試題所提供的沸點（100 　℃）及凝固點（ 0 　℃）表示溶液濃度極低，導致沸點 及凝固點的變化趨近於0 ，因此欲推算樹脂的分子量只能藉由滲透壓。

設樹脂平均分子量為M，且溶液體積有 1 升，因溶液極為稀薄，其密度大小視同水 的密度。

則＝　 × 　 0.082 　 × （25＋ 273 ） 解得M＝2444，故選最接近的數值 (B) 。

8. 下表為各種化學鍵的鍵能。

根據表中所列資料，則 NF3(g) 的莫耳生成熱（kJ／ mol ）最接近下列哪一數值？

　　N2(g)＋ F2(g) ──→ NF3(g) （反應式未平衡）

(A) － 820 　　 (B) － 505 　　 (C) － 425 　　 (D) － 230 　　 (E) － 115

【答　　案】 (E)

【概念中心】 (1) 質量守恆平衡反應式

(2) 由元素反應形成化合物的反應熱稱為該生成物的生成熱

(3) 反應熱 ΔH ＝破壞反應物化學鍵所需的總能量－形成生成物化學鍵所釋出的總 能量

【命題出處】 (1) 南一基礎化學（一） 31 化學方程式

(2) 南一基礎化學（一） 34 化學反應中的能量變化 (3) 南一選修化學（上） 21 化學鍵的種類

【試題解析】根據質量守恆平衡反應式得　 N2(g)＋ F2(g) ──→ NF3(g)

每個 N2 分子中含有1 組 N≡N 鍵。

每個F2分子中含有1 組 F － F 鍵。

物理性質 數值

沸點 100.0　℃ 凝固點 0.0　℃ 滲透壓（298 K） 7.6 mmHg

化學鍵 N－N N＝N N≡N F－F N－F 鍵能（kJ／mol） 160 420 940 150 270

每個NF3分子中含有3 組 N － F 鍵。

則　 N2(g)＋ F2(g) ──→ NF3(g)

ΔH ＝　 × 　 940 ＋　 × 　 150 － 1 　 × 　 3 　 × 　 270 ＝－ 115 （kJ／ mol ） 此反應式為NF3的生成反應，故NF3的莫耳生成熱＝－115 （kJ／ mol ），選

(E) 。

9.

(aq)、N2(g)、 MnO2(s) 的標準還原電位分別為：

NO3－

(aq)＋4 H^＋ (aq)＋ 3 e ^－ ──→ NO(g) ＋2 H2O(l) E° ＝ 0.96 V N2(g)＋5 H^＋ (aq)＋ 4 e ^－ ──→ N2H5 ＋

(aq) E° ＝－ 0.23 V MnO2(g) ＋4 H^＋ (aq)＋ 4 e ^－ ──→ Mn^{2 ＋} (aq)＋2 H2O(l) E° ＝ 1.23 V 若各物質在標準狀態下進行上述各反應或逆反應，則下列敘述哪一項正確？

(A) 氧化力的強弱順序為 MnO2(s) ＞N2(g)＞NO3－ (aq)

(B) 氧化力的強弱順序為 N2(g)＞NO3－

(aq)＞ MnO2(s)

(C) 還原力的強弱順序為 N2H5 ＋

(aq)＞ NO(g) ＞Mn^{2 ＋} (aq)

(D) 還原力的強弱順序為 Mn^{2 ＋} (aq)＞ NO(g) ＞ N2H5 ＋ (aq)

(E) 還原力的強弱順序為 NO(g) ＞ N2H5 ＋

(aq)＞Mn^{2 ＋} (aq)

【答　　案】 (C)

【概念中心】 (1) 還原電位高低表示氧化力的強弱，還原電位愈高，氧化力愈強 (2) 強氧化力較強的物種經反應後的生成物其還原力則較弱

【命題出處】南一選修化學（上） 5-3 電池

【試題解析】 (1) 還原電位愈高，氧化力愈強，則氧化力： MnO2 ＞NO3－＞ N2 。

(2) 高氧化力物種反應後生成低還原力產物則，還原力： N2H5 ＋＞ NO ＞ Mn²

＋。

故選 (C) 。

10. 維生素 C （分子量＝ 176 ）又名抗壞血酸，其結構如右圖所示。維

須加入 50.00 毫升碘溶液，才能使澱粉指示劑顯現藍色。已知維生 素C 的五員環上的每個羥基被氧化成羰基時，會失去一個電子。試 問下列哪一個化合物是維生素C 經上述滴定反應後的產物？

(A) 　　　　　　 (B) 　　　　　　 (C) 　　

(D) 　　　　　　 (E) 　　

【答　　案】 (B)

【概念中心】 (1) 氧化還原滴定：氧化劑當量數＝還原劑當量數 (2) 有機物氧化物推算：

　每組共價鍵兩端原子，若電負度相同，則氧化數不增不減

　每組共價鍵兩端原子，電負度大的原子氧化數減 1 ，電負度小的原子氧化數加 1

【命題出處】 (1) 南一選修化學（上） 5-1 氧化數

(2) 南一選修化學（上） 5-2 氧化還原滴定

【試題解析】設每分子維生素C 與 I2反應時可釋出n 個電子 而I2＋ 2 e ^－ ──→ 2 I ^－

則根據氧化劑當量數＝還原劑當量數列式 得 0.2 　 × 　　 ×2 ＝　 × 　 n 　解得 n ＝ 2

表示維生素C 經 I2氧化後每分子失去2 個電子，則其氧化數增加 2 ，將維生素 C 中 6 個碳原子依序編為～號，如右圖。

下表列出維生素C 及選項 (A) ～ (E) 中對應各碳原子之氧化數，

及 (A) ～ (E) 相對於維生素 C 之氧化數總變化量。

其中 (B) 的結構相對於維生素 C ，氧化數增加 2 ，則該結構氧化數變化符合滴定計 量的推算，故選 (B) 。

11. 下列有關順丁烯二酸與反丁烯二酸的敘述，哪一個不正確？

(A) 順丁烯二酸會形成分子間氫鍵 (B) 反丁烯二酸的熔點低於順丁烯二酸

(C) 順丁烯二酸比反丁烯二酸更易形成分子內氫鍵

(D) 在適當的條件下，順丁烯二酸與反丁烯二酸，分別與 1 莫耳的氫氣反應，可得到相同的 產物

(E) 將順丁烯二酸與反丁烯二酸各 0.1 克，分別溶於 100 毫升的水中，以酸鹼廣用試紙測試，

　二者均會呈現酸性物質的顏色特徵

氧化數變 維生素 C ＋ 化

3 ＋

1 ＋

1 0 0 1 (A) ＋

3 ＋

1 ＋

2 0 0 1 ＋1

(B) ＋

3 ＋

2 ＋

2 0 0 1 ＋2

(C) ＋

3 ＋

2 ＋

2 0 ＋

2 1 ＋4 (D) ＋

3 ＋

2 ＋

2 0 ＋

2 ＋

1 ＋6

【答　　案】 (B)

【概念中心】 (1) 熔點測定實驗

(2) 順、反丁烯二酸的性質比較

(3) 分子間氫鍵及分子內氫鍵的形成條件

【命題出處】 (1) 南一選修化學（上） 2-3 鍵極性、鍵偶極及極性分子 (2) 南一選修化學（上） 2-4 分子間作用力

(3) 南一選修化學（下） 7-5 羧酸、酯

【試題解析】(A)(C) 順丁烯二酸的兩個羧酸官能基位於 C ＝ C 雙鍵同側，易形成分子內氫鍵，亦 可形成分子間氫鍵，如右圖所示； (B) 反 丁烯二酸對稱性高，固態分子排列緊密，

加上－COOH官能基均用來形成分子間氫 鍵，使反式熔點高於順式，而非順式較高；

(D) 順、反丁烯二酸為同分異構物，均有 1 組 C ＝ C 雙鍵，皆可與 H2 行加成反應，

均生成丁二酸 HOOCCH2CH2COOH ； (E) 兩者皆含羧酸官能基－COOH，均呈酸 性，皆可用廣用試紙檢驗。故選 (B) 。

12. 右圖為某反應的反應途徑與能量變化的關係。根據

( ^甲 ) 此反應為放熱反應

( ^乙 ) 此反應的能量變化 ΔE ＝ a － d ( ^丙 ) 正反應的活化能＝ b

(A) 只有甲　　 (B) 只有乙 (C) 只有丙　　 (D) 甲與乙 (E) 甲與丙

【答　　案】 (E)

【概念中心】(1)ΔH ＞ 0 為吸熱反應，反應物的能量低於生成物 (2)ΔH ＜ 0 為放熱反應，反應物的能量高於生成物 (3)ΔH ＝Ea （正反應）－Ea （逆反應）

(4) Ea （正反應）為能量最高的活化錯合物與反應物間的能量差 (5) Ea （逆反應）為能量最高的活化錯合物與生成物間的能量差

【命題出處】 (1) 南一基礎化學（一） 3-4 化學反應中的能量變化 (2) 南一基礎化學（三） 2-2 碰撞學說

【試題解析】 (1) 此反應的反應物能量高於生成物，則此反應 ΔH ＜ 0 為放熱反應。

　則 ( ^甲 ) 項敘述正確。

(2) 根據活化能的定義：Ea （正反應）＝ b ，Ea （逆反應）＝ c － d 　則 ( ^丙 ) 項敘述正確。

(3)ΔE ＝ ΔH ＝ b －（ c － d ）＝ b ＋ d － c 或 ΔH ＝生成物的能量－反應物的能 量＝d － a

　則 ( ^乙 ) 項敘述不正確。

故選 (E) 。

二、多選題（48 分）

說明︰第13題至第24題，每題有 5 個選項，其中至少有一個是正確的選項，請將正確選項畫記 在答案卡之「選擇題答案區」。各題之選項獨立判定，所有選項均答對者，得4 分；答 錯1 個選項者，得 2.4 分；答錯 2 個選項者，得 0.8 分；答錯多於 2 個選項或所有選項 均未作答者，該題以零分計算。

13. 保麗龍球與竹籤可用來製作分子模型（球－棍），保麗龍球的尺寸分別代表不同原子的大小，

竹籤則代表原子間的鍵結，並以竹籤的數目代表化學鍵的多寡。試問下列敘述，哪些正確？

(A) 甲烷的模型需用五個保麗龍球與五支竹籤製作 (B) 丙烷的模型需用十一個保麗龍球與十支竹籤製作

(C) 甲烷的模型中，碳的保麗龍球尺寸大於氫的保麗龍球尺寸

(D) 乙炔的模型需用四個保麗龍球與四支竹籤，且各球的球心呈一直線 (E) 乙烯的模型需用六個保麗龍球與六支竹籤，且各球的球心皆在同一平面

【答　　案】(B)(C)(E)

【概念中心】 (1) 烷烴分子結構 (2) 價鍵理論

【命題出處】 (1) 南一基礎化學（二） 2-1 飽和烴－烷烴與環烷烴 (2) 南一基礎化學（一） 1-2 原子與分子

【試題解析】 (1) 碳與氫原子鍵結法則：

　每個氫原子只能生成 1 組共價鍵結。

　每個碳原子可生成 4 組共價鍵結。

(2) 碳原子價殼層為 L 殼層，而氫原子為 K 殼層，則碳原子大於氫原子。

　 (A) 甲烷 CH4結構為　　　　　，其中含有1 個 C ， 4 個 H 及 4 組 C － H 單鍵，

　　則模型需要 5 個保麗龍球與 4 支竹籤。

　 (B) 丙烷C3H8結構為 ，其中含有3 個 C ， 8 個 H ，由 8 組

　　 C － H 單鍵與 2 組 C － C 單鍵組成，則模型需要11個保麗龍球與10支竹籤。

　 (C) 碳原子比氫原子大，則應以大保麗龍球代表碳原子，以小保麗龍球代表氫 原

　　子。

　 (D) 乙炔C2H2結構為 ，呈直線型分子，其中含有2 個 C ， 2 個 H

　　，由 2 組 C － H 單鍵與 1 組C≡C參鍵組成，則模型需要 4 個保麗龍球與 5 支 　　竹籤。

　 (E) 乙烯C2H4結構為　　　　　　，為平面分子，其中含有2 個 C ， 4 個 H 由 4

　　組 C － H 單鍵與 1 組 C ＝ C 雙鍵組成，則模型需要 6 個保麗龍球與 6 支竹籤。

故本題應選(B)(C)(E)。

14. 大自然很奧妙，可藉由簡單分子調節重要生化反應，以乙烯為例，它是植物激素，可催熟果

(A) 常溫常壓下乙烯為液態 (B) 乙烯可用於製造聚合物

(C) 乙烯的碳原子具有 sp² 混成軌域 (D) 乙烯不能用於製造乙醇

(E) 乙烯可進行加成反應

【答　　案】(B)(C)(E)

【概念中心】 (1) 乙烯的結構特性 (2) 乙烯的物性與化性 (3) 烯類化合物的加成聚合

【命題出處】 (1) 南一基礎化學（二） 2-2 不飽和烴－烯與炔烴 (2) 南一選修化學（下） 8-2 日常用品中的聚合物

【試題解析】(A) 乙烯沸點－ 103.7 　℃，在常溫常壓下為氣態。

(B) 乙烯經加成聚合形成聚乙烯。

(C) 乙烯分子中含有一組 C ＝ C 雙鍵，則其碳原子具 sp² 混成軌域。

(D) 乙烯加成 1 分子的 H2O 可生成乙醇CH3CH2OH。

(E) 乙烯能夠與 H2 、HX 、 H2O 及 X2 進行加成反應，分別生成 C2H6、 CH3CH2X 、

　 CH3CH2OH及CH2XCH2X。

故選(B)(C)(E)。

15. 張同學嘗試用下列方法檢驗有機化合物，試問哪些會有明顯的顏色變化？

(A) 用溴的四氯化碳溶液檢驗環己烯　　　　 (B) 用斐林試劑檢驗丙醇

(C) 用氯化鐵水溶液檢驗柳酸　　　　　　　 (D) 用過錳酸鉀水溶液檢驗丁酮 (E) 用二鉻酸鉀水溶液檢驗2-甲基 -2- 丙醇

【答　　案】(A)(C) 　　　

【概念中心】 (1) 有機化合物（烯類、醛類、酚、醇類）的鑑別 (2) 烯類化合物可使 Br2 ／ CCl4或 KMnO4 ／ OH^－褪色 (3) 酚類化合物可使 FeCl3(aq) 呈紫色變化

(4) 醛類可使斐林試劑產生紅色 Cu2O 沉澱，或使多侖試劑產生銀鏡反應。

(5) 1° 醇與2°醇皆可使 K2Cr2O7 ／ H^＋或 KMnO4 ／ H^＋褪色，但 3°醇不反應。

【命題出處】 (1) 南一選修化學（下） 7-2 烴與有機鹵化物 (2) 南一選修化學（下） 7-3 醇、酚、醚 (3) 南一選修化學（下） 7-4 醛與酮

【試題解析】 (A) 。

(B) CH3CH2CH2OH ＋ Cu^{2 ＋}＋ OH⁻ ──→ 不反應。斐林試劑用來檢驗醛類，與醇 　類化合物不反應。

(C) 柳酸（鄰羥基苯甲酸） ，含有苯酚結構，可使 FeCl3(aq) 呈紫色

反應。

(D) 酮類化合物無法被 KMnO4 氧化。

(E) 2- 甲基 -2- 丙醇為3°醇，不被 K2Cr2O7 氧化。

故選(A)(C) 。

16. 下列五個反應式，何者同時具有

( ^甲 ) 當反應達平衡後，增加反應容器的體積，可使反應向右移動。

( ^乙 ) 若將反應溫度由 300 K 提高到 600 K ，其壓力平衡常數和濃度平衡常數的比值（ Kp

／ Kc）變

　為原來的兩倍。

(A) N2O4(g) 2 NO2(g)　　　　　(B) 2 NH3(g) N2(g)＋3 H2(g)

(C) 2 SO2(g)＋O2(g) 2 SO3(g) 　　(D) CaCO3(s) CaO(s)＋ CO2(g)

(E) C2H4(g) ＋H2(g) C2H6(g)

【答　　案】(A)(D) 　　　

【概念中心】 (1) 化學平衡

(2) 勒沙特列原理預測平衡移動：

　稀釋或體積擴大時，反應往係數總和大的方向移動

　升溫時，反應往吸熱方向移動

(3) 平衡常數關係： Kp=Kc（ RT ）^Δn，其中 Δn ＝氣態生成物的係數總和－氣態 反應

　物的係數總和

【命題出處】 (1) 南一基礎化學（三） 3-2 平衡常數 (2) 南一基礎化學（三） 3-4 勒沙特列原理

【試題解析】 ( ^甲 ) 增大反應容器體積，則平衡趨向氣態成分係數總和大的一方移動。按照題意，

反

　應式中生成物（右方）氣態係數總和應大於反應物。合於上述結論的有：

　(A) N2O4(g) 2 NO2(g) （2 ＞ 1 ）

　(B) 2 NH3(g) N2(g)＋3 H2(g) （4 ＞ 2 ） 　(D) CaCO3(s) CaO(s)＋ CO2(g) （1 ＞ 0 ）

( ^乙 ) 溫度由 300 K → 600 K

　又 Kp ＝Kc（ RT ）^Δn　∴＝（ RT ）^Δn  （ T ）^Δn 　根據題意知2 ＝（）^Δn

　則 Δn ＝ 1 ，即氣態生成物係數總和比氣態反應物係數總和多 1 ，合於 ( ^乙 ) 結 論的反

　應僅有(A) 及 (D) 。 故選(A)(D) 。

17. 王同學準備了 10.0 克氫氧化鈉與 500 毫升容量瓶，想要配製 500 毫升

(A) 此溶液中含有 0.5 莫耳的氫氧化鈉 (B) 容量瓶中氫氧化鈉溶液的濃度為 0.5 M (C) 容量瓶中氫氧化鈉溶液的濃度略高於 0.5 M

(D) 若欲使容量瓶中氫氧化鈉溶液的濃度為 0.5 M ，需再加蒸餾水，使 溶

　液液面至容量瓶刻度為 500 毫升處

(E) 若欲使容量瓶中氫氧化鈉溶液的濃度為 0.5 M ，需再加氫氧化鈉，使溶液液面至容量瓶 刻

　度為 500 毫升處

【答　　案】(C)(D) 　　　

【概念中心】 (1) 酸鹼溶液配製的實驗操作 (2) 容量瓶的使用及用途 (3) 體積莫耳濃度的計算

【命題出處】南一基礎化學（一） 1-4 溶液

【試題解析】 (A) 此溶液含 NaOH ：＝ 0.25 （ mol ）。

(B)(C) CM ＝，其中 nNaOH ＝0.25 ， V ＜ 0.5 L ，∴ CM ＞＝ 0.5 （M）。

(D) 由 (B)(C) 結果可知，濃度高於 0.5 M 且 NaOH 的用量不變的情況，欲使溶液濃 　度達 0.5 M ，則應加水稀釋至 500 mL 。

(E) 濃度已高於 0.5 M ，若再增加 NaOH ，則濃度將再提高，無法配製成 0.5 M 溶 液。

故本題應選(C)(D) 。

18. 金礦常出現於山區，區內小溪亦常可發現砂金，都可用於煉金。試問下列有關金的敘述，哪

(A) 金可溶於濃硝酸

(B) 金的還原電位高，故化性活潑

(C) 在純金中添加少量銅，可增加其硬度 (D) 金奈米粒子比一般金粒子化性活潑

(E) 某十八開金的飾品，其重量為 480 毫克，則金含量為 320 毫克

【答　　案】(C)(D) 　　　

【概念中心】 (1) 過渡金屬元素的性質 (2) 金的物性與化性 (3) 合金的性質與用途 (4) 合金的計量

(5) 奈米科技

【命題出處】 (1) 南一基礎化學（二） 1-5 金屬固體

(2) 南一基礎化學（二） 4-1 生活化學與先進科技 (3) 南一選修化學（上） 5-3 電池

(4) 南一選修化學（下） 6-3 過渡金屬元素及其化合物

【試題解析】 (A) 金溶於王水（以 3 體積濃鹽酸與 1 體積濃硝酸混合配製），無法溶於濃硝酸。

(B) 金的還原電位高，表示金離子氧化力強，相對地，金原子不易失去電子，其化 性不活潑。

(C) 純金質軟，藉由形成合金，可增強硬度，防止變形，運用於飾品製作。

(D) 奈米金的比表面積大，反應的接觸碰撞機率高，使反應活性增高。

(E) 純金訂為24開，則 480 毫克的18開金含有純金 480 　 × 　＝ 360 毫克。

故本題應選(C)(D) 。

19. 瘦肉精是某一種藥物類型的稱呼，並不是直接使用在人體的藥物，而是被加在飼料中供動物

（ Ractopamine ）的分子式為 C18H23NO3 ，屬於瘦肉精之一。已知萊克多巴胺的一分子中含 有多個羥基。試問萊克多巴胺的結構中可能含有何種官能基？

(A) － NO2　　 (B) －COONH2　　(C) RNHR' 　　 (D) －COOH　　 (E) － OH

【答　　案】(C)(E) 　　　

【概念中心】 (1) 時事：瘦肉精之一的萊克多巴胺

(2) 有機官能基：羥基（－ OH ）與胺基（－ NH2） (3) 分子結構推理

【命題出處】南一基礎化學（二） 2-6 官能基及有機化合物的分類

【試題解析】 (1) 萊克多巴胺結構如下：

(2) 由結構可得知該分子中含有羥基（－ OH ）與胺基（－ NH －）。

(3) 依題意告知的萊克多巴胺分子式 C18H23NO3 含有多個羥基。表示羥基－OH 至 少

　有 2 個，而分子式中僅含 3 個 O 。

　∴最多剩 1 個 O 原子形成其他官能基。故選項 (A) － NO2及 (B) －COONH2含 有

　 2 個以上 O 原子，不可能成為答案。

(4) 另外分子式中含有 1 個 N 原子，且該化合物名稱含「胺」，顯而易見應具有胺 　基，則 (C)RNHR 為正確合理的選項。

(5) 結合 (3) 與 (4) ，可能推斷該結構含有醯胺鍵－CONH－，選項 (B) － COONH2給了

　一個看似醯胺鍵的結構，似乎有意考驗考生對結構的觀察力。當然，原結構本 　來就沒有醯胺官能基，故本題選 (C)(E) 。

【註】：筆者認為本題在敘述方面有瑕疵。結合上述 (3) 與 (4) 推論，可能推斷該 結

　　　　構含有醯胺鍵－CONH－，而選項 (B) －COONH2給了一個看似醯胺鍵的 　　　　結構，似乎有意考驗考生對結構的觀察力，以及對於官能機結構的推理能 　　　　力。如果說大考中心想要考驗考生的推理能力，讓考生由分子式推理有機 　　　　官能基結構，而不畫出結構，那麼根據 (3) 的推論，也有可能將 3 個氧原 　　　　子判斷成1 個羧酸官能基（－COOH）和 1 個羥基（－ OH ），由於羧酸 官

　　　　能基部分由羥基構成，這樣的推論，仍符合多個羥基的條件，但題意已無 　　　　其他限制條件，極可能造成考生誤選(D) －COOH而無法完全答對本題。

20. 二氯乙烯的化學式為 C

根據這些結構式，試問下列敘述，哪些正確？

(A) 三種化合物均可使溴的四氯化碳溶液褪色 (B) 三種化合物互為同分異構物

(C) 三種化合物中，反-1,2-二氯乙烯的極性最大

(D) 三種化合物均可經由加成聚合反應，生成聚合物 (E) 三種化合物進行氫化反應後，會得到三種不同的產物

【答　　案】 (A)(B)(D) 　　　

【概念中心】 (1) 同分異構物：分子式相同，而結構式不同的化合物 (2) 幾何異構物

(3) 分子偶極：分子結構完全對稱者，分子偶極矩為 0

　分子結構完全對稱者，分子淨偶極矩為 0 ，該分子為非極性分子 　分子淨偶極矩大於 0 者，該分子屬於極性分子

(4) 烯烴及其衍生物可與 H2 、 X2 、HX 及 H2O 行加成反應

【命題出處】 (1) 南一選修化學（下） 7-2 烴與有機鹵化物 (2) 南一選修化學（下） 8-1 聚合物的分類與性質

【試題解析】 (A) 三者皆為乙烯衍生的烯鹵化物，結構中均含有可進行加成反應的 C ＝ C 雙鍵，

　故均可使 Br2 ／ CCl4褪色。

(B) 三者為同分異構物，分子式均為 C2H2Cl2 。

(C) 反-1,2-二氯乙烯結構完全對稱，使鍵偶極相抵消，為三者中極性最小的分子。

(D) 同理於 (A) ，因為皆含 C ＝ C 雙鍵，故均可行加成聚合，形成聚合物。

(E) 只有 2 種產物。

故本題應選 (A)(B)(D) 。

21. 某生秤取0.095 g混雜有硫酸鈣的硫酸亞鐵（ FeSO

達滴定終點。已知滴定反應式如下：

　　　　MnO4 －

(aq)＋ 5 Fe^{2 ＋} (aq)＋8 H^＋ (aq) ──→ Mn^{2 ＋} (aq)＋ 5 Fe^{3 ＋} (aq)＋ 4 H2O(l)

假設該硫酸亞鐵中之不純物，不含上列反應式中的任何離子，試問下列有關該滴定的敘述，

哪些正確？

(A) 溶液中的 [Fe^{3 ＋} ] 恆等於 5[Mn^{2 ＋} ] (B) 溶液中的 [Fe^{2 ＋} ] 恆等於 5[MnO4 － ] (C) 該硫酸亞鐵的純度約為20％（重量百分率）

(D) 以硫酸作為溶劑主要是避免鐵(^Ⅱ)離子沉澱

(E) 為保持溶液酸性，可以用 1 M 的 HCl(aq)取代硫酸

【答　　案】(A)(C) 　　

【概念中心】 (1) 氧化還原滴定 (2) 化學計量

【命題出處】 (1) 南一選修化學（上） 5-2 氧化還原滴定 (2) 南一基礎化學（一） 3-3 化學計量

【試題解析】(A) 由反應式知反應生成的 n^Comb i n ： n^Comb i n ＝1 ： 5 　則滴定過程中 [Mn^{2 ＋} ] ： [Fe^{3 ＋} ] ＝ 1 ： 5 　∴ [Fe^{3 ＋} ] ＝ 5[Mn^{2 ＋} ] 。

(B) 由於 Fe^{2 ＋}為被滴定物， MnO4 －為標準滴定液，則整個滴定過程，每當 MnO4 －滴

　入 Fe^{2 ＋}溶液， MnO4 －立即被還原掉，使 [MnO4－ ]0，因此在達當量點前溶 液中

　的[Fe^{2 ＋} ] ＞＞ [MnO4－ ] 。

(C) FeSO4 的純度＝　 ×100 ％＝ 20.0 ％。

(D) H2SO4 是用來提供酸性反應環境，令氧化還原反應順利進行，並非作為溶劑使 　用，避免 Fe^{2 ＋}沉澱。

(E) 不可使用 HCl 替代 H2SO4，因為Cl^－具有相當程度的還原力，會被 MnO4 －氧 化

　，使 Fe^{2 ＋}計量偏高。故本題選 (A)(C) 。

22. 在25　℃時，草酸鋇微溶於水，其反應式及其溶度積常數

　　　　　　　BaC2O4(s) Ba^{2 ＋} (aq)＋ C2O42 －

(aq)　　　　 Ksp ＝ 1.0 　 × 　 10^{－ 6} 試問在飽和草酸鋇溶液中，加入下列哪些物質，可能增加草酸鋇在該溶液中的溶解度？

（ CaC2O4 的 Ksp ＝ 1.0 　 × 　 10^{－ 9} ）

(A) H2O 　　(B) Ba^2＋　　 (C) C2O42 －　　 (D) H^＋　　 (E) Ca^2＋

【答　　案】(D)(E) 　　　

【概念中心】 (1) 勒沙特列原理 (2) 同離子效應

【命題出處】 (1) 南一基礎化學（三） 3-4 勒沙特列原理 (2) 南一基礎化學（三） 3-5 溶解平衡

【試題解析】BaC2O4(s) Ba^{2 ＋} (aq)＋ C2O42 － (aq)

(A) 加水稀釋，但 H2O 為此平衡系統之溶劑，稀釋初期因 [Ba^{2 ＋} ] 及 [C2O42 － ] 下 降使平

　衡向右移，但因溫度不變，則溶解度不變，當重新平衡時，只要 BaC2O4(s)量足 　夠，或加入的水不會過多，則 [Ba^{2 ＋} ] 及 [C2O42 － ] 均與稀釋前相同。

(B) 加入 Ba^{2 ＋}為共同離子，將使 [Ba^{2 ＋} ] 上升，根據勒沙特列原理，平衡左移，

則溶

　解度會下降。

(C) 同理於 (B) ，加入共同離子 C2O42 －，將使溶解度下降。

【註】：(B)(C) 選項有瑕疵，題目未說明 Ba^{2 ＋}與 C2O42 －是以何種方式加入，若 是以

　　　　其他可溶性鹽類固體加入，則溶解度下降是正確的，但若是以其他可溶性 　　　　鹽類的水溶液加入，則須視加入的濃度即加入體積而定，未必會使溶解度 　　　　下降。

(D) 加入 H^＋會發生反應： H^＋ (aq)＋ C2O42 －

(aq) HC2O4－

(aq)

　造成 [C2O42 － ] 下降，根據勒沙特列原理，平衡將右移，則溶解度上升。

(E) 加入 Ca^{2 ＋}，會發生沉澱反應： Ca^{2 ＋} (aq)＋ C2O42 －

(aq) CaC2O4(s)

　使 [C2O42 － ] 下降，根據勒沙特列原理，平衡將右移，則溶解度上升。

故本題應選(D)(E) 。

23. 錯合物 K

(A) 分子式中 n ＝ 4

(B) 其配位子含有兩對孤電子對 (C) 該錯合物可以和維生素 C 反應

(D) 該錯合物中鐵離子的電子組態為 [Ar]3d³4s²

(E) 當作氧化劑反應後，其所生成的錯合物非常不穩定

【答　　案】(B)(C) 　　　

【概念中心】 (1) 氧化劑：氧化還原反應中，獲得電子的反應物 (2) 金屬元素之錯合物

(3) 金屬離子的電子組態

【命題出處】 (1) 南一基礎化學（一） 4-3 氧化還原反應 (2) 南一選修化學（上） 1-4 電子組態

(3) 南一選修化學（下） 6-3 過渡金屬元素及其化合物

【試題解析】(A) 依題意 Kn[Fe(CN)6] 可作為氧化劑，則此錯化合物必有缺電子的結構，其中 K

＋

　還原電位極低，不能作為氧化劑，則其氧化力應來自鐵離子，而具有氧化力的 　鐵離子為 Fe^{3 ＋}。∴此一錯合物應為 K3[Fe(CN)6] （赤血鹽），則 n ＝ 3 。

(B) 配位基 CN ^－的路易斯結構為 ，含有2 對孤電子對。

(C) 根據本試卷第 10. 題知維生素 C 是個還原劑，故可與具有氧化力的 K3[Fe(CN)6]

　發生氧化還原反應。

(D) Fe^3＋的電子組態應為 [Ar]3d⁵ ，不是 [Ar]3d³4s² 。

(E) [Fe(CN)6]^{3 －}＋ e^－ ──→ [Fe(CN)6]⁴⁻（黃血鹽），仍為穩定的錯合物。

故本題應選(B)(C) 。

24. 麩胺酸的構造如右圖，具有兩個羧基，其K

－ 3 與 5.6 　 × 　 10^{－ 5} 。麩胺酸的單鈉鹽就是味精，為麩胺酸的 一個羧基與1 當量的氫氧化鈉作用後的產物。下列有關麩胺酸與味 精的敘述，哪些正確？

(A) 麩胺酸有兩個羧基，所以不是一個胺基酸 (B) 麩胺酸可與鹼反應，但不可與酸反應

(C) 兩個麩胺酸縮合反應後，其結構就有一個肽鍵 (D) 味精溶於水呈弱鹼性

(E) 味精在中性水溶液中，大部分以^－ OOCCH2CH2CH(NH3＋ )COO^－的形式存在

【答　　案】(C)(D)(E)或 (C)(E) 　　　

【概念中心】 (1) 弱酸、弱鹼的解離平衡

(2) 醯胺的製備：羧酸基與胺基縮合反應 (3)α- 胺基酸

【命題出處】 (1) 南一選修化學（上） 4-2 酸與鹼的平衡反應 (2) 南一選修化學（下） 7-5 羧酸、酯

(3) 南一選修化學（下） 7-6 胺與醯胺

(4) 南一選修化學（下） 8-3 生物體中的大分子

【試題解析】(A) 根據試題所提供結構，同時含有羧酸官能基（－COOH），與胺基（－

NH2），

　則麩胺酸屬於胺基酸，且胺基位於 a 碳上，是為a-胺基酸。

(B) 胺基酸屬於兩性化合物，具有鹼性的胺基可與酸反應，具有酸性的羧酸官能基 　則可與鹼反應。

(C) 胺基酸分子間，可藉由胺基與羧酸官能基，脫水結合形成醯胺鍵結（肽鍵）。

(D) 由於 K^Comb i n＝ 5.6 　 × 　 10^{－ 5} 與胺基的 Kb ＝ 5.6 　 × 　 10^{－ 5[ 註 ]} ，而味精 中第一羧酸基已形成鈉

　鹽，其 Kb ＝＝1.54 　 × 　 10^{－ 12}，故味精水溶液應呈鹼性。

(E) 在中性水溶液中 pH ＝ 7 ，即 [H ^＋ ] ＝10^{－ 7} M ＝[OH^－ ] 。 　對於第一個羧酸基：

　　－ COOH － COO ^－＋ H^＋　　 K^Comb i n＝ 6.5 　 × 　 10^{－ 3} 　　∴＝ 6.5 　 × 　 10^{－ 3}

　　將 [H ^＋ ] ＝10^{－ 7} M 代入上式 　　得＝ 6.5 　 × 　 10⁴ ＞＞1

　　此一比值表示在中性水溶液中第一個羧酸基主要以－ COO ^－形式存在。

　對於第二個羧酸基：

　　－ COOH － COO ^－＋ H^＋　　 K^Comb i n＝ 5.6 　 × 　 10^{－ 5} 　　∴＝ 5.6 　 × 　 10^{－ 5}

　　同理得＝ 5.6 　 × 　 10² ＞＞1

　　此一比值表示在中性水溶液中第二個羧酸基主要以－ COO ^－形式存在。

　對於胺基：

　　－ NH2＋H2O － NH3＋＋ OH^－　　 Kb ＝ 5.6 　 × 　 10^{－ 5} 　　∴＝ 5.6 　 × 　 10^{－ 5}

　　同理得＝ 5.6 　 × 　 10² ＞＞1

　　此一比值表示在中性水溶液中第二個羧酸基主要以－ NH3＋形式存在。

　根據上述～的推算結果，可知味精在中性水溶液中主要的結構形式為 　^－OOCCH2CH2CH(NH3＋ )COO^－

故本題應選(C)(D)(E)。

【註】：麩胺酸中兩個羧酸官能基的pKa1＝ 2.2 ，pK^Comb i n＝ 4.3 ，胺基的 pKb＝ 4.3 。

　　　　本試題缺列胺基的 Kb 值，無法正確判斷味精的酸鹼性，以及味精在中性 　　　　水溶液中的主要結構形式，筆者認為本題(D)(E) 兩選項應不予計分。

第貳部分：非選擇題^（占 16 分）

說明︰本部分共有二大題，答案必須寫在「答案卷」上，並於題號欄標明大題號（一、二）與 子題號（1 、 2 、……），作答時不必抄題。計算題必須寫出計算過程，最後答案應連 同單位畫線標出。作答務必使用筆尖較粗之黑色墨水的筆書寫，且不得使用鉛筆。每一 子題配分標於題末。

一、在25　℃及 1 大氣壓的條件下，由實驗測量直鏈烷類化合物的燃燒熱（ ΔH ），其結果如下 表：

碳數 N 5 6 7 8

－ΔH（單位：kJ／mol） 3509 4163 4817 5470

1. 用碳數（ N ）為 X- 軸，以 N ＝ 0 為起點；燃燒熱為 Y- 軸，在答案卷作圖區的方格紙作出

－ ΔH 與 N 的關係圖。 （ 2

分）

2. 若烷類的碳數 N 與燃燒熱 ΔH 的關係，可近似於右式：－ ΔH ＝ a N ＋ b

試求a 與 b （最接近的整數值）。 （ 2 分）

3. 在圖上， (1) 點出 N ＝10時，－ ΔH 的位置， (2) 寫出 N ＝10時，－ ΔH 的大約數值。（ 2

4. 從化學的觀點，簡答所繪圖中的線條不通過原點（亦即在 Y- 軸的截距不為零）的意義為何？

（ 2 分）

【答　　案】1. 詳見解析附圖。

2. a ＝ 654 ， b ＝ 239 3. 詳見解析附圖

4. － ΔH 截距數值代表 H2 的莫耳燃燒熱

【概念中心】1. 實驗數據外插推論分析 2. 實驗作圖

3. 推算數據之數學關係式 4. 直鏈烷烴分子通式

【命題出處】 (1) 南一基礎化學（一） 3-4 化學反應中的能量變化 (2) 南一基礎化學（二） 2-1 飽和烴—烷烴與環烷烴

【試題解析】1. 依據表中數據繪製－ ΔH 對碳數 N 關係圖線如下：（實線部分）

2. 令－ ΔH ＝ a N ＋ b ，代入各點

　3509＝5a＋ b ，4163＝6a＋ b ，4817＝7a＋ b ，5470＝8a＋ b 　解得 a ＝ 654 ， b ＝ 239

3.(1)(2) 令 N ＝10，求得－ ΔH ＝6779（kJ），該點如上圖 N ＝10對應的點。

4. 直鏈烷烴類通式為 CNH2N ＋ 2

　當 N=0，得化學式為 H2 ，而其對應的－ ΔH ＝ 239 （kJ）

　故－ ΔH 軸的截距代表 H2 的莫耳燃燒熱。

二、陳老師在上「物質的性質」之前，做了一個演示實驗，分別取出X 與 Y 各約 5 克的物質：

X 為金屬（銀灰色粉末）； Y 為非金屬（黑紫色，易碎），然後做了下列實驗：

步驟一：混合X 與 Y 後研磨，在短時間內不見有明顯的化學反應。

步驟二：將混合物移入錐形瓶後，倒入 5 mL 的蒸餾水，即見劇烈反應，冒出紅紫色氣體與 　　　　水蒸氣，瓶壁有黃褐色附著物，瓶底有銀灰色粉末。

步驟三：過了數分鐘，陳老師讓學生觸摸瓶壁，仍感覺有餘溫。

步驟四：陳老師用蒸餾水沖洗瓶壁的黃褐色附著物，流入瓶子的底部後，搖一搖瓶子，過數 　　　　分鐘即變為無色透明的澄清液，而瓶底仍有銀灰色粉末。

步驟五：吸取澄清液數滴置於塑膠墊板上，採用簡易電解的方式，以金絲與鉑絲為電極，電 　　　　解數秒後，電極上分別附有銀灰色與黃褐色固體。

演示後陳老師說，電極上的附著物，是日常生活中可用得到的物質。其中之一用於電池；另 一見於家用急救箱。試根據以上敘述，回答下列問題：

1. 寫出步驟二中的最主要化學反應式，且應註明物質狀態並平衡？

2. 簡答在步驟二，瓶壁上的黃褐色附著物是什麼？

3. 簡答在步驟四，為什麼黃褐色附著物洗入溶液後，就變為無色的溶液？

4. 寫出步驟五的 (1) 陽極半反應式； (2) 陰極半反應式。