第1章 常見的化學反應

1-1

第1章 常見的化學反應

1-1 化合與分解反應

類 型 定義與範例

結合反應(或化合反應) _________→ _________

（多種 → 一種化合物）

例 1. 元素間的化合反應：

N2(g)＋3H2(g)

─→ 2NHFe 3(g)

2. 化合物間的化合反應：

CaO(s)＋CO2(g) → CaCO3(s)

3. 元素與化合物間的化合反應：

2NO(g)＋O2(g) → 2NO2(g)

分解反應

_________ → _________

（一種化合物 → 多種）

例 1. 由加熱產生的分解反應：

CaCO3(s)

─→ CaO△ (s)＋CO2(g)

2. 由加催化劑產生的分解反應：

2H2O2(aq)

MnO2

───→ 2H2O()＋O2(g)

3. 由照光產生的分解反應：

2HgO(s)

─→ 2Hg光 ()＋O2(g)

4. 由電解產生的分解反應：

2NaCl()

──→ 2Na電解 ()＋Cl2(g)

取代（或置換）反應 _________→ _________

（活性：A＞B）

化合物中的某一元素被他種元素所置換之反應

例 1. 銅絲放入硝酸銀溶液中，溶液的顏色由無色變為藍 色，且銅絲上析出銀白色的金屬銀：

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

補充：

類 型 定義與範例

複分解反應

_________→ _________

可能產生沉澱或氣體

兩化合物反應時，先自行分解再互相化合成新的化合物 例 1. AgNO3(aq)＋NaCl(aq) → NaNO3(aq)＋AgCl(s)（白）

2. HCl(aq)＋NaOH(aq) → NaCl(aq)＋H2O()

3. CaCO3(s)＋2HCl(aq) →

燃燒反應

和氧氣產生劇烈氧化還原反應，同時產生光和熱 例 1. 2Mg(s)＋O2(g) → 2MgO(s)

2. S(s)＋O2(g) → SO2(g)

3. 2C8H18（汽油成分）＋25O2 → 16CO2＋18H2O 講義範例 1 P.5

1-2

1-2 電解質

1-2.1 電解質與非電解質 1. 水溶液的導電性實驗 (1)

(2) 電解質定義：常溫常壓下無法導電，但在_________或_________可以導電之物質。

(3) 解釋：阿瑞尼斯的解離說

①內容：電解質溶於水時，會解離成帶電荷的原子或原子團，稱離子。帶正電為陽離子，帶負電 為陰離子。

②導電原理：圖解

○³ 電解質解離後，陰、陽離子的_________相等。(但陰、陽離子個數不一定相等) 2. 電解質的分類

(1) 依鍵結的種類

共價分子物質(非金+非金) 離子化合物(金+非金)

可導電狀態

需斷_______鍵 需斷_______鍵

組成 酸 鹼 鹽

例 EX. HCl、H2SO4

CH3COOH

氨 NH3

胺

鹼 NaOH(亦是鹽)

金+非金：EX. KNO3

+ 陰離子 可導電：________ EX.____、____、____(即離子化合物)

不可導電：________ EX.葡萄糖、蔗糖、酒精 (→_____________) 水溶液：

電解質 非電解質

導電：需有________粒子可移動，

例如：水溶液中或熔融態中的陰陽離子、自由電子

阿瑞尼斯

講義範例 2 P.6

1-3 (2) 依解離程度分類

解離度：物質分解的程度，通常以百分率表示。

例如醋酸解離度 5%，指 100 個醋酸分子中有 5 個會解離。

強電解質 弱電解質 非電解質

水溶液中 解離度

圖解

例

強酸：

HCl(aq) H⁺ (aq)+ Cl^–(aq)

強鹼：

NaOH(aq) Na⁺(aq) + OH^–(aq)

鹽：

NaCl(aq) Na⁺(aq)+ Cl^–(aq)

弱酸

CH3COOH(aq) CH3COO^–(aq)+H⁺ (aq)

弱鹼

NH3(aq)+H2O(l) NH4 +

(aq) +OH^–(aq)

部份共價物質(非金+非金) 如：

葡萄糖 C6H12O6

乙醇 C2H5OH

常見強酸：

此上列強酸外的酸可歸類到較弱的酸。

補充：1M 鹽酸、1M 硝酸水溶液，何者酸性較強？

→

常見強鹼：1A⁺、Ca²⁺ 、Sr²⁺、Ba²⁺的氫氧化物 (可用同族元素有類似化性類推，非完全硬背) EX：LiOH、NaOH、KOH、RbOH、CsOH、Ca(OH)2、Sr(OH)2、Ba(OH)2

講義範例 2 P.6

104 新北高中

於 25 ℃時，將 10^－8莫耳的 HCl(g)配成 1 升水溶液，其中離子濃度間的關係式，

何者正確？()((應選三項) (A)[OH^－]＝[H^＋]－[Cl^－] (B)[H^＋]＝[Cl^－]＝10^－8 M (C)[H^＋][OH^－]＞10^－14 (D)[H^＋]²－10^－8 [H^＋]－10^－14＝0 (E)溶液的 pH＜7

1-4

1-3 沈澱反應★★★

一、沉澱反應與反應式

1. 沉澱反應：兩種電解質水溶液混合，產生難溶性的化合物，

2. 溶液中離子沈澱反應的化學反應式表示法：以氯化鈉和硝酸銀的反應為例(如上圖) 化學反應式：

離子反應式：將易溶於水的電解質解離成陰、陽離子：

淨離子反應式：將反應式兩邊皆有出線的離子刪去：

練習：氯化鈣和碳酸鈉反應產生碳酸鈣沉澱，淨離子反應方程式：

二、沉澱反應的實例

1. 曾學過或生活中的沈澱反應

(1) 澄清石灰水________通入 CO2後產生___色_________沈澱 持續通入 CO2後又會轉為澄清

(2) 久沒清洗的水壺上會有白色水垢(主要為________或_________) (3) 鉛蓄電池放電時，陰陽極皆產生不溶於水的_______

_________常加在豆漿中，以製造豆花，但吃多恐易結石。

(4) 銀飾帶到溫泉區或火山區，銀飾容易變____，並難以清潔。

1-5 2. 沉澱表

溶解程度：_________為可溶，__________為微溶。_________為難溶。

離子 遇到以下可溶 遇到以下沉澱

_____、______、_______

、_______、_______(必記！)

幾乎所有陽離子或陰離子 無

例外：

Cl

★★★ 大部分陽離子

大部分陽離子

S

OH

、 、 、 大部分陽離子

3. 沉澱物顏色的整理

沉澱物 常出現顏色 例子

非過渡金屬的碳酸鹽、硫酸 鹽、磷酸鹽、草酸鹽

*(過渡金屬常有各種顏色) 硫化物★

例外：ZnS 為白色

Br

鉻酸鹽類★

例外：

過渡金屬鹽類 Cu^2＋鹽多為_____色、Fe^3＋鹽多為_____色、

Mn^2＋鹽多為_____色、Ni^2＋鹽多為_____色

★多加利用同族元素有相似化性，推出其他沈澱物及其顏色，可以背的較有系統性

1-6 三、沈澱反應的應用—離子的分離與檢測★★★

欲分離離子，可利用沈澱反應，且每次只能沈澱一種陰離子或陽離子

例如：已知以下溶液相混合後的反應情況，則欲分離混合物中的 Ag⁺、Ba²⁺兩種離子，則加入 NaCl、

K2SO4溶液的先後順序應為如何，才能將 Ag⁺、Ba²⁺分離：

NaCl(aq) K2SO4(aq)

AgNO3(aq)

Ba(NO3)2(aq)

附表是硝酸銀、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。以上所有水溶液的濃度都是 0.01 M。根據附表，回答 問題。

AgNO3 Mg(NO3)2 Ba(NO3)2 Ni(NO3)2

NaOH 棕色沉澱 白色沉澱 － 綠色沉澱 NaCl 白色沉澱 － － － Na2SO4 － － 白色沉澱 －

Na2S 黑色沉澱 － － 黑色沉澱

(1) 硝酸鎳溶液與硫化鈉溶液混合時會產生黑色的沉澱，試問該沉澱的化學式為下列哪一項？ A

(A) NiS (B) Ni

(2) 有一水溶液含 Ag^＋、Mg^2＋、Ba^2＋及 Ni^2＋四種陽離子各 0.01 M。若以 NaOH、NaCl、Na2SO4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

實驗桌上的 10 杯等濃度、等體積的溶液，若兩兩相互混合，則哪一組溶液所含的離子數量最多？

(A)NaOH＋CH3COOH (B)BaCl2＋CuSO4 (C)AgNO3＋NaCl (D)Na2CO3＋HCl (E)Na2SO4＋NaOH 講義範例 3 P.10 講義範例 4 P.11

1-7

1-4 pH 值與酸鹼反應

1-4.1 阿瑞尼斯的酸鹼定義 一、酸鹼定義

1. 阿瑞尼斯(Arrhenius)酸鹼學說:僅適用於_________

酸 鹼

阿瑞尼斯酸鹼學說

定義 在水溶液中，可產生 的物質 在水溶液中，可產生 的物質 例 EX. → +

→ +



 +

EX. → + → +

+ ^_ +

補充 布忍斯特-洛瑞酸鹼學說(布-洛學說)(高三) 定義

例 HCl(aq)

＋H

＋H

類似概念：可自然發生向右的氧化還原反應趨勢(國二下有學過) 強氧化劑 + 強還原劑 → 弱還原劑 + 弱氧化劑

二、酸鹼命名與分類 1. 酸的命名

(1) 不含氧酸

純質 H2S_(g) HCN_(g) 水溶液 H2S_(aq) HCN_(aq)

(2) 含氧酸：依照所含元素命名「某酸」 並依氧原子數給予過、正(可省)、亞、次某酸

過 X 酸 (正)X 酸 亞 X 酸 次 X 酸

H3POn H3PO4 H3PO3 H3PO2 HmMnOn HMnO4_________ H2MnO4 _________

HClOn HClO4 _________ HClO3 _________ HClO2 _________ HClO _________

1-8 2. 鹼的命名

金屬有多種價數時 Fe(OH)3 ____________或_____________

Fe(OH)2____________或_____________

3. 酸的分類：依可解離出的氫離子 H⁺個數分類★★★

單質子酸 雙質子酸 三質子酸

HCl

HNO3、HNO2

HClO4、HClO3、HClO2、HClO

★H

PO

H2SO4、H2SO3

H2CO3、H2C2O4(___________)

★H

PO

★H

PO

4. 鹼的分類：依解離出的氫氧跟 OH^–個數分類

1-4.2 水的解離與 pH 值

我們曾學過酸(H⁺)加鹼(OH^–)會中和產生水(H-O-H)，但若要水分子解離回 H⁺和 OH^–，卻非易事！而 水是種極難導電的物質，此跟水本身自解離的情況有關。

一、水的解離

水的自解離反應：_____________________________

1. 在______下，[H⁺] = [OH^–]=________(極少！)

→

[H

][OH

]=___________

3. Kw性質：★★★

(1) Kw會隨_______不同而異，

→ 溫度越高，Kw值越_____。

一元鹼 二元鹼 三元鹼

NaOH、KOH、

NH

★

水的離子積常數與性質(youtube 講解)

如何解釋？

1-9 (2) [H⁺]、[OH^–]成_______關係

★(3) 酸、鹼、中性的定義：

二、pH 值與酸鹼指示劑和 pH 計

1. pH 定義：By 丹麥化學家索任生(P. L. Sørensen，1868∼1939)

例：胃液中的[H⁺]約為 1.0×10^－2 ，則 pH=

同理，pOH = ____________

pKw = _____________=______________

例題 5 P.18

2. 酸鹼與 pH 的關係

(1) 25℃純水，[H⁺] = [OH^－] = 1.0×10^－7 ⇒ pH = pOH = ____

25℃酸性水溶液：[H⁺]___1.0×10^－7 ___[OH^－] ⇒ pH ___7.0___pOH 25℃鹼性水溶液：[H⁺]___1.0×10^－7 ___[OH^－] ⇒ pH ___7.0___pOH

中性溶液：

酸性溶液：

鹼性溶液：

★ 為何使用 log ?

次方項影響 H⁺多寡較大，故取 log 可以較簡單表示次方大小，

並簡單表示酸鹼程度。

超重要觀念

在純水時，[H⁺]、[OH^–]是一樣多的，故為中性。

但在純水中：

加入鹽酸後，[H⁺]變多，[OH^–]變少(但不是變 0！) (也就是說，即便酸性溶液中，也是有 OH^–的！！！！) 加入氨水後，[OH^–]變多，[H⁺]變少(但不是變 0！) (也就是說，即便鹼性溶液中，也是有 H⁺的！！！！) 但不管加入是酸或鹼，[H⁺]×[OH^–]的大小仍舊不變。

1-10 (2) 60℃純水，[H⁺] = [OH^－]≒________ ⇒pH = pOH = ____

60℃酸性水溶液：[H⁺]___ ________ ___[OH^－] ⇒ pH __ ____ __pOH 60℃鹼性水溶液：[H⁺]___ ________ ___[OH^－] ⇒ pH __ ____ __pOH 3. 常見物質之 pH 值：

4. 酸鹼指示劑：在特定 pH 範圍下會產生顏色變化的弱有機酸或弱有機鹼 (1) 石蕊：在 pH＜4.5 的溶液中呈紅色，在 pH＞8.3 的溶液中呈藍色。

(2) 酚酞：

(3) 廣用試紙：多種指示劑混合而成，不同 pH 可對應至不同顏色。

5. pH 計：可精確測定，在定溫下，水溶液的 pH 值。

例題 7 P.19

1-4.3 強酸和強鹼的中和反應

1 酸鹼中和的定義：酸 + 鹼 → 鹽 + 水 並放熱 例如 HCl(aq) + NaOH(aq) → NaCl(aq) + H2O(l)

2. 淨離子反應式

鹽酸+氫氧化鈉 醋酸+氫氧化鈉 硫酸+氫氧化鋇

例題 6 P.19

純水的 pH 一定是 7？

酸溶液 pH 一定小於 7？

1-11 3.. 強酸強鹼中和的特性：

(1) 完全中和時，酸中可解離的 莫耳數=鹼中可解離的 莫耳數

CA = 酸的體積莫耳濃度(M), VA = 酸的體積(L), nA = n 質子酸 CB = 鹼的體積莫耳濃度(M), VB = 鹼的體積(L), nB = n 元鹼 (2) 強酸強鹼恰中和時，溶液 pH=___

(3) ○¹ 中和時為____熱反應 → Why?

○²酸鹼中和時所放的熱，稱為___________，

○³酸鹼中和反應產生 1 莫耳的水時，所放的熱量，稱為___________

○⁴若為強酸強鹼進行中和，並產生 1 莫耳的水時，會固定放出 56 kJ(莫耳中和熱 =－56 kJ/mol) HNO3(aq)＋KOH(aq) → KNO3(aq)＋H2O()，H＝－56 kJ

H2SO4(aq)＋2NaOH(aq) → Na2SO4(aq)＋2H2O()，H＝－56×2 kJ 注意：熱化學反應式中，係數就是________！

★

補充範例 1

欲以 NaOH 或 Ba(OH)2 中和 0.5 M H2SO4(aq) 100 毫升，回答下列問題：（式量：NaOH＝40）

(1) 需要 NaOH 多少克？ 4 克

(2) 需要 1 M Ba(OH)2(aq)多少毫升？ 50 ml

補充範例 2 B

取 1.5 克某酸（分子量＝150）溶於適量水中，需 1 M NaOH(aq) 20 毫升中和。此酸為幾質子酸？

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

補充範例 3 【台南女中】 B

在 25℃時，將 pH 值為 1.0 的鹽酸溶液 1 mL 與 pH 值為 13.0 的氫氧化鈉溶液 1 mL 混合後，溶液 的 pH 值為何？ (A)13.0 (B)7.0 (C)6.5 (D)1.0

1-12 1-5 氧化還原反應

1-5.1 氧化還原反應的基本概念 1. 氧化還原反應的定義★★★

定義方式 內容

例

氧化反應 還原反應

得失氧原子 2Fe2O3 + 3C→2Fe + 3CO2

得失電子 Zn + Cu²⁺ → Zn²⁺ + Cu

氧化數法 Zn + Cu²⁺ → Zn²⁺ + Cu

2. 氧化數法的使用

(1) 氧化數的意義：氧化數是幫助我們判斷一個物質中，每個原子所帶的假想電荷，利用假想電荷 的升降來快速判斷電子的得失，以分辨氧化還原反應。

(2) ★常用氧化數：(記)

元素是還沒得失電子的狀態 從價數看出得失電子數 1A 族常失去 1 個電子 2A 族常失去 2 個電子

物質 氧化數 例

元素態 _____ Na：___ I2：___

單原子離子 _____ Cl^–：___

ⅠA 族陽離子 _____ K 離子：___

ⅡA 族陽離子 _____ Ca 離子：___

1-13 Al 常失去 3 個電子

氟原子常獲得 1 個電子

金屬必失電子，故氫原子接收 1 電子 非金屬多半獲得電子，因此 H 帶+1 O(6A 族) : 2,6 易形成 O^2-(2,8)

因 H 為+1，故 O 為-1，以達正負電抵銷成電中性 K 必為+1。因此每個 O 需為-1/2，以維持電中性

(3)其他氧化數的判斷方式：先將常見氧化數列出，加上未知氧化數後，總氧化數和為 0 或離子的電 荷。

例：MnO2 CO2 C2O42– SO42–

HClO4 HClO3 HClO2 HClO K2CrO4 K2Cr2O7

KMnO4 K2MnO4

(4) 判斷氧化還原反應中，氧化和還原的物質：

通樂：2Al + 2NaOH(濃) + 6H2O → 3H2↑+ 2NaAl(OH)4 + 熱

光合作用：6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2

★判斷是否有發生氧化還原反應的快速方法：反應中有元素出現！

判斷：2O3 → 3O2 是否為氧化還原反應？

物質 氧化數 例

Al 離子 ____

F 離子 ____

H

+ 金屬：____ NaH：____

+非金屬：____

O

一般氧化物：____ CaO：____

過氧化物：____ H2O2：____

超氧化物：____ KO2：____

範例 1

下列何者為氧化還原反應？ (A) NaCl＋AgNO3 → AgCl＋NaNO3 (B) SO2＋H2O → H2SO3

(C) CaCO3＋2HCl → CaCl2＋CO2＋H2O (D) 2Na＋Cl2 → 2NaCl (E) 2H2O2 → 2H2O＋O2

範例 2

下列何者含有＋4 氧化數的元素？(A) NH3 (B) SO2 (C) PbO2 (D) H2SO3 (E) KClO3

1-14 1-5.2 常見的氧化劑與還原劑及其應用

Zn + Cu²⁺ → Zn²⁺ + Cu

1. 氧化劑和還原劑的定義：★★★

氧化劑：使它者_______，本身_______

還原劑：使它者_______，本身_______

2. 氧化力和還原力的定義：

氧化力：__________的能力 → 氧化力越強即本身_____電子的能力越強，稱強氧化劑。

還原力：__________的能力 → 還原力越強即本身_____電子的能力越強，稱強還原劑。

3. 氧化還原反應的性質

(1) 氧化反應和還原反應必同時伴隨發生。

(2) 還原劑失去電子總數=氧化劑得到電子總數。

大概念：

物質的自然變化趨勢，

傾向從高能量變成低能量，

或是高活性變成低活性 強酸+強鹼→弱鹼+弱酸 範例 3 判斷氧化劑

下列各反應式中，哪些畫線的物質為氧化劑？

(A) 3CuO＋2NH3 → 3Cu＋N2＋3H2O (B) Zn＋2HCl → ZnCl2＋H2

(C) K ＋2KOH → 2K2Cr2O7 ²CrO4＋H2O

(D) 2FeSO4＋ H ＋H2O2 ²SO4 → Fe2(SO4)3＋2H2O (E) Ca(OH)2＋ H → CaSO2SO4 ⁴＋2H2O

範例 4 氧化劑概念應用 CD

下列過程必須加入氧化劑才能發生反應的是哪些？

(A)Cl2→Cl^－ (B)NaClO→HCl (C)CO→CO2 (D)Cu→CuO (E)Ag2O→Ag

1-15 (3) 氧化還原反應方向的趨勢

自然發生(自發)的氧化還原：__________ + __________

→

反應性或活性較___ 反應性或活性較___

非自發 的氧化還原：__________ + __________

→

反應性或活性較___ 反應性或活性較___

例一 Fe + Cu⁺² → Fe⁺² + Cu 自發反應

氧化劑強弱(氧化力)： 還原劑強弱(還原力)：

例二 Cu²⁺ + 2Ag → 2Ag⁺ + Cu 非自發反應

氧化劑強弱(氧化力)： 還原劑強弱(還原力)：

根據例一和例二，Fe、Cu、Ag 金屬活性(失電子的傾向=還原力強弱)：___>___>___

範例 6 判斷是否自發

下列各反應，何者可自然發生？

(Ａ) Ag＋Na2SO4 → (Ｂ) Cu＋Hg(NO3)2 → (Ｃ) Al＋Ag2SO4 → (Ｄ) Br2＋NaF →

根據自發與否判斷強弱方 再判斷氧化劑、還原劑

歸納：自發反應中，反應物應出現活性較____的金屬或非金屬！

範例 5 判斷還原力大小 E

有 A、B、C、D 四種元素，對應的陽離子為 A²⁺、B²⁺、C²⁺、D²⁺，已知 B²⁺＋D → 不反應、C ²⁺

＋B →不反應、A²⁺＋D → D ²⁺＋A，則 A、B、C、D 還原力大小順序為

(A)A＞B＞C＞D (B)C＞D＞B＞A (C)D＞C＞B＞A (D)A＞C＞D＞B (E)C＞B＞D＞A

1-16 4. 常見氧化劑及還原劑（目前不需記反應式）

(1) 常見氧化劑(氧化數需有______的空間)（化合物中多半氧原子數較多）

①雙氧水或漂白水(次氯酸鈉 NaClO)：消毒用或漂白。

②氯氣、臭氧：消毒自來水用。

③過錳酸鉀 KMnO4：實驗室常用或做消毒。

④二鉻酸鉀 K2Cr2O7：遇酒精會變色，故可做酒測用。

(2) 常見還原劑（氧化數需有______的空間）

①活性大金屬（易失電子）。

②二氧化硫：可漂白。

③維生素：可做防腐劑，又稱________。

④亞硝酸鹽(NO2^－)：可做肉類防腐劑。

⑤煤炭或 CO：提煉純鐵或純矽用。

補充

1. 自身氧化還原：同一種反應物中的同一種原子，同時發生氧化及還原反應。

例：

3Cl

+ 6OH

→ 5Cl

+ ClO

+ 3H

O

金屬活性大小順序(失去電子的趨勢)：可應用在判斷是否自發反應上 2Cr2O72－

(aq)＋3C2H5OH(aq)＋16H^＋(aq)→ 4Cr^3＋(aq)＋3CH3COOH(aq)＋11H2O(l)

範例 7 生活中的氧化還原反應 BC

家庭衛生用品漂白水不可與鹽酸混合，否則會產生有毒氣體，反應方程式如下：

ClO^－＋Cl^－＋2 H^＋ —→Cl2＋H2O 下列敘述何者正確？

(A)此反應屬於沉澱反應 (B)此反應方程式為淨離子反應式 (C)ClO^－為氧化劑 (D)Cl^－被還原成 Cl2 (E)H^＋得到電子生成水，故為氧化劑

1-17 範例 8 做氧化劑的條件 E

下列化合物中，何者不適合做為氧化劑使用？(單選) (A)H2O2 (B)H2SO4 (C)HNO3 (D)Cl2 (E)KI

範例 9 自身氧化還原 BE

下列反應中，有哪些是自身氧化還原反應？

(A)IO3－＋5 I^－＋6 H^＋ → 3 I2＋3 H2O (B)2 H2O2 → 2 H2O＋O2

(C)3 Cu＋8 HNO3 → 3 Cu(NO3)2＋2 NO＋4 H2O (D)2 KClO3 → 2 KCl＋3 O2 (E)3 NO2＋H2O → 2 HNO3＋NO

範例 10 判斷氧化劑與還原劑

2 MnO4–＋5 C2O42–＋16 H^＋→10 CO2＋2 Mn^2＋＋8 H2O 的反應中，氧化劑是_________，還原 劑是_________。

1-18 1-6 環境中的化學反應

一、水的淨化

1. 自來水廠內的淨化過程：

本圖取自南一講義 沉降 (1) 靜置水體，使大顆粒自然沉降。

(2) 加入凝聚劑，如_____，可將小顆粒凝聚成較大的膠體而沉澱。

明礬在水中的反應：

過濾 以沙池過濾沉澱物

除臭 (1) 以________吸附有機物

(2) _______：將氧氣打入水體，使水中微生物能加速分解有機物。

消毒 (1) 可用_______：成本低但易產生三氯甲烷等致癌物。

(2) 可用_______：用後變為氧氣，較無毒。但成本高。

2. 硬水及其軟化：

(1) 硬水的定義：含有____或____的水，稱硬水；不含者為____水。

(2) 硬水的分類

分 類 暫時硬水 永久硬水

成 分 __________、___________ ________、________、

________、________

鍋 垢 加熱時易沉澱，成分為 ________、_______

Ca^2＋＋2HCO3－ △

─→ CaCO3(s)↓＋CO2＋H2O 加熱不易沉澱，成分為 CaSO4

1-19 (3) 害處：○¹鍋垢會妨礙水在管中的流動，嚴重者導致鍋鑪的爆炸。

○²鍋垢可用____去除：碳酸鹽類遇到酸會分解產生二氧化碳。

○³肥皂會與鈣、鎂離子產生沉澱而失去作用。

Ca^2＋(aq)＋2C17H35COONa(aq)（肥皂）→ (C17H35COO)2Ca(s)＋2Na^＋(aq)

(4) 檢驗：可以用_______來檢驗硬水。硬水遇肥皂水較不易起泡，且出現有懸浮物（沉澱）。

(5) 將硬水中鈣、鎂離子去除而成為軟水的過程，稱為______。其方法如下：

方 法 說 明 適 用

煮沸法 可用加熱法使鈣、鎂離子沉澱而去除

石灰軟 化法

加入石灰智應水中 鎂離子的沉澱：

鈣離子的沉澱：

缺點：此法所得之水，鹼性過強(因石灰為鹼性) (石灰軟化法，原理亦類似)

陽離子 交換法

原理：利用天然泡沸石或陽離子交換樹脂，能吸附鈣、鎂離子 2Na^＋R^－＋Ca^2＋ → CaR2＋2Na^＋

天然沸石組成：_________(其中一種組成 Na[AlSi2O6]·H2O) 人造沸石組成：______________(又稱陽離子交換樹酯)（簡寫為 NaR，R 為磺酸化聚苯乙烯離子）

沸石

再生：樹脂使用一段時間後，其內鈣、鎂離子的容量會達到飽和，而 不能再軟化水。此時可用___________ 來沖洗，使其發生上 述反應式的逆反應而重新還原回其乾淨的樹脂。

1-20 磺酸化聚苯乙烯 或 聚苯乙烯磺酸

3. 家庭淨水

(1) 除臭：利用___________對有機物的高吸附性，除去水中的異味來源。

(2) 殺菌：利用________、_______、________。

(3) 去離子水：使水通過_______________(RH) RH＋M^＋ ─→ RM＋H^＋

再通過_______________(ROH) R'OH＋X^－ ─→ RX＋OH H^＋＋OH^－ ─→ H2O 若要再生 RH，可加入______。若要再生 ROH，可加入______。

(4) 逆滲透水，英文簡稱_____

滲透 逆滲透

P.35 南一課堂講義例題 10