§ [ 氧化反應 ] 理化補充習題
【有**記號者,請填寫計算過程到理化計算本中】
1.是非題:(○或 X,有錯誤者請訂正)
( X )金屬氧化物皆溶於水。 如氧化銅、氧化鋅是難溶 。 ( X )金屬氧化物,都是鹼性的。 難溶者是中性 。 ( X )氧化反應,必產生光與熱。 不一定會發光 。 ( ○ )氧化反應,必是放熱反應。 。 ( X )氧化反應,有的是物理變化,有的是化學變化。 因生成新物質,均化學變化 。 ( X )氧化物的氧化層,都是緻密的。 如氧化鐵是疏鬆多孔的 。 ( X )對氧活性小的元素,易燃,其氧化物不安定。 活性小不易燃 。 ( ○ )對氧活性大的元素,易燃,其氧化物安定。 。 ( X )對氧活性大的元素,易燃,其氧化物不安定。 活性大者之氧化物安定 。 ( X )對氧活性小的元素,不易燃,其氧化物安定。 活性小者之氧化物不安定 。 2.與氧化合的反應,稱為 氧化 反應,其生成物稱為 氧化物 ,熱量變化必為 放熱 反應。
3. 活性 是物質與他物反應的難易程度,對氧的活性常以 燃燒 法比較之。愈容易與氧化合者 ,其活性 大 ;愈不容易與氧化合者,其活性 小 。
4.將下列物質以下圖之裝置進行燃燒實驗,燃燒後並將產物加水混合,並回答下列問題:
(A)紅磷 (B)鎂帶 (C)碳粉 (D)銅箔 (E)硫粉 (F)鈉塊 (G)鋅粉
有刺激性臭味且焰色為「藍紫色」者為何? 硫 ;燃燒時發出「白色強光」者為何? 鎂 。 焰色為「黃色」的金屬為何? 鈉 ;會冒白煙且焰色呈「黃白色」者為何? 紅磷 。 燃燒至一半離開火源,火焰即熄滅,但用針挑開它,又會繼續燃燒者為何? 鋅 ,這說明 其氧化層的性質是 緻密 (緻密或疏鬆多孔),可觀察到其焰色為 黃綠 色。
燃燒時產生的氣體可使澄清石灰水變混濁者為何? 碳 。 不會燃燒,且表面會產生一層黑色物質者為何? 銅 。
以酚酞檢驗產物加水後的水溶液,會呈現「紅色」者? BF 。(填代號)
以廣用試紙檢驗產物加水後的水溶液,會呈現「綠色」者? DG 。(填代號)
以廣用試紙檢驗產物加水後的水溶液,會呈現「藍、紫色」者? BF 。(填代號)
以石蕊試紙檢驗產物加水後的水溶液,會呈現「紅色」者? ACE 。(填代號)
器材A的名稱為 燃燒匙 ;實驗結束,器材A頇先以 稀鹽酸 浸泡,再用清水洗淨。
5.下列氧化物,將其加水之後,做酸鹼性檢驗,則:(填代號)
(A)氧化鐵 (B)氧化鎂 (C)二氧化碳 (D)氧化銅 (E)二氧化硫 (F)氧化鈉 (G)氧化鋅 (H)氧化磷 (I)氧化鈣 (J)二氧化錳 難溶於水者? ADGJ ;故其加水後,檢驗其酸鹼性為 中 性。
其加水後,檢驗其酸鹼性為酸性者為? CEH 。 其加水後,檢驗其酸鹼性為鹼性者為? BFI 。 可知:金屬氧化物若溶於水,其水溶液會呈 鹼 性。
可知:非金屬氧化物若溶於水,其水溶液會呈 酸 性。
6.有些金屬雖然活性 大 (大或小), 易 氧化(易或不易),但表面會生成一層薄薄的氧化 物,其質地 緻密 (緻密或疏鬆多孔),能防止裡面的金屬繼續被氧化,故久置於空氣中也不 容易鏽蝕,此類金屬元素如 鋅 、 鋁 。
7.完成下列化學反應式:
鈉在空氣中燃燒:4Na+O2 → 2Na2O 氧化鈉加水:Na2O +H2O → 2NaOH 硫在空氣中燃燒:S+O2 → SO2 二氧化硫加水:SO2 +H2O → H2SO3
鎂在空氣中燃燒:2Mg+O2 → 2MgO 氧化鎂加水:MgO +H2O → Mg(OH)2 紅磷在空氣中燃燒:P4+5O2 → P4O10 氧化磷加水:P4O10 +6H2O → 4H3PO4 碳在空氣中燃燒(足氧):C+O2 → CO2 二氧化碳加水:CO2 +H2O → H2CO3 8.下列何者是氧化反應? BFG 。(答案有三個)
(A)碳酸鈣加入鹽酸,產生二氧化碳 (B)金屬鈉的新切面失去光澤 (C)加熱粉紅色氯化亞鈷試紙,會變成藍色 (D)硫酸溶液加入氫氧化鈉溶液 (E)雙氧水加入二氧化錳,可產生氧氣 (F)銅片加熱時表面產生黑色物質 (G)生物體內的呼吸作用 (H)植物的光合作用
9.已知甲、乙、丙三種不同的金屬,性質如下:甲在空氣中會緩慢的氧化而鏽蝕;乙在空氣中加熱 後仍保持原金屬光澤;丙需保存在石油中,以防止氧化。則:
甲、乙、丙三種金屬對氧的活性大小關係為何? 丙>甲>乙 。
甲、乙、丙三種金屬,何者最易燃燒? 丙 ;何者最不易燃燒? 乙 。 甲、乙、丙三種金屬,何者最安定? 乙 ;何者最不安定? 丙 。
甲、乙、丙三種金屬的氧化物,何者最安定? 丙 ;何者最不安定? 乙 。
10.X、Y、Z為三種金屬元素,其氧化物分別為XO、YO、ZO,已知YO最安定,ZO最不安定,則:
元素氧化物 XO、YO、ZO 的「活性」大小順序? ZO>XO>YO 。 元素氧化物 XO、YO、ZO 的「安定性」大小順序? YO>XO>ZO 。 元素 X、Y、Z 的「活性」大小順序? Y>X>Z 。
元素 X、Y、Z 的「安定性」大小順序? Z>X>Y 。
元素 X、Y、Z,何者最易燃燒? Y ;何者最不易燃燒? Z 。 11.氧化鐵、氧化鉀、氧化鎂、氧化汞四者中,則回答下列問題:
元素 Fe、K、Mg、Hg 的活性大小順序? K>Mg>Fe>Hg 。
元素 Fe、K、Mg、Hg 中,最易和他物反應者? K ,其最 不安定 (安定與否)。 元素氧化物 Fe2O3、K2O、MgO、HgO 的活性大小順序? K2O<MgO<Fe2O3<HgO 。 元素氧化物 Fe2O3、K2O、MgO、HgO中,最不易和他物反應者? K2O ,其最 安定 (安 定與否)。
可知:元素活性 大 者,最易燃燒,且最易與他物反應,故最不安定;其所形成的氧化 物,最不易與他物反應,故最 安定 (安定與否)。
可知:元素活性 小 者,最不易燃燒,且最不易與他物反應,故最安定;其所形成的氧 化物,最易與他物反應,故最 不安定 (安定與否)。
§ [ 氧化還原反應 ] 理化補充習題
【有**記號者,請填寫計算過程到理化計算本中】
1.是非題:(○或 X,有錯誤者請訂正)
( ○ )對氧活性小的元素,不易燃,其氧化物不安定。 。 ( X )氧化還原反應,是先發生氧化反應後才產生還原反應。 同時發生 。 ( X )抗氧化劑容易失去氧。 應為得到氧 。 ( ○ )在氧化還原反應中,本身被還原的物質稱為氧化劑。 。 ( X )物質的燃燒反應,一定是和氧作用,生成氧化物。 如鈉可在氯氣中燃燒形成氯化鈉 。 ( ○ )食品中的抗氧化劑,本身是還原劑。 。 ( ○ )氧化劑的作用,本身是進行還原反應。 。 ( X )被氧化的物質,具有還原另一物質的能力,故稱為氧化劑。 應為還原劑 。 ( ○ )對氧活性大的元素可做還原劑。 。 ( ○ )對氧活性小的元素,其氧化物可做氧化劑。 。 2.是非題:(○或 X,有錯誤者請訂正)
( ○ )氧化反應都是很激烈的化學反應。 不一定 。 ( ○ )抗氧化劑能夠減少食物被氧化的機會,因抗氧化劑更容易發生氧化反應。 。 ( X )在氧化還原反應中,本身被氧化的物質叫做氧化劑。 應為還原劑 。 ( X )對氧活性小的元素,其氧化物可做還原劑。 應為氧化劑 。 ( ○ )還原反應,是使氧化物失去氧的作用。 。 ( ○ )鐵生鏽變成氧化鐵,故鐵為還原劑。 。 ( X )胡蘿蔔素、維他命 C,能使食品抗氧化,是氧化劑。 應為還原劑 。 ( ○ )還原劑的作用,本身是進行氧化反應。 。 ( X )氧化還原反應,在反應類型上屬於「複分解」反應。 是「置換(或取代)」反應 。 ( X )用二氧化硫將竹筷漂白,此時的二氧化硫為氧化劑。 應為還原劑 。
3.判斷以下哪些可發生氧化還原反應?(若發生,則請完成化學反應式;若不發生,則請標示「X」) 2Al+ 3CuO → 3Cu+Al2O3 2Mg+ CO2 → C+2MgO
H2+ CuO → Cu+H2O Zn+ CuSO4 → Cu+ZnSO4
Na2O+ MgO → X 3C+ 2Fe2O3 → 4Fe+3CO2 2Na+ CO → C+Na2O Al+ CaO → X
Cu+ ZnSO4 → X Cu+ Al → X
4Na+ CO2 → C+2Na2O 4Al+3 CO2 → 3C+2Al2O3 3CO+ Fe2O3 → 2Fe+3CO2 6Ca+2Al2O3 → 4Al+6CaO
4.判斷以下反應,哪些是氧化還原反應?(若是,打勾)
2Mg+CO2 → C+2MgO H2+PbO → Pb+H2O
□ NH3+HCl → NH4Cl 2Fe2O3+3C → 4Fe+3CO2
2H2O2 → 2H2+O2 □ H++OH- → H2O
2CO+O2 → 2CO2 □ C4H9OH+CH3COOH → CH3COOC4H9+H2O
□ HCl+NaOH → NaCl+H2O □ CaCO3+2HCl → CaCl2+H2O+CO2
5.反應:2Mg+CO2 → C+2MgO
Mg 被氧化成 MgO ; CO2 被還原成 C 。
CO2 有氧化力(作用),擔任 氧化 劑,其本身被 還原 。 Mg 有還原力(作用),擔任 還原 劑,其本身被 氧化 。 6.反應:2Al+3CuO → 3Cu+Al2O3
Al 被氧化成 Al2O3 ; CuO 被還原成 Cu 。
CuO 有氧化力(作用),擔任 氧化 劑,其本身被 還原 。 Al 有還原力(作用),擔任 還原 劑,其本身被 氧化 。 7.反應:Zn+Cu2+ → Cu+Zn2+
Zn 被氧化成 Zn2+ ; Cu2+ 被還原成 Cu 。
Cu2+ 有氧化力(作用),擔任 氧化 劑,其本身被 還原 。 Zn 有還原力(作用),擔任 還原 劑,其本身被 氧化 。
8.已知(甲) C+2PbO → 2Pb+CO2;(乙) CuO+Pb→ Cu+PbO;(丙) 2Mg+CO2 → 2MgO+C;則:
由反應甲,可知活性大小:C > Pb;反應乙,可知活性大小: Pb > Cu;由反應丙,可知 活性大小:Mg > C。故元素C、Cu、Mg、Pb的活性大小順序為何? Mg>C>Pb>Cu 。 以上三個反應可推知,氧化劑為 PbO、CuO、CO2 ;還原劑為 C、Pb、Mg 。
還原劑,是有 還原 作用的物質,是有 還原 力的物質,自己本身被 氧化 。(氧化、還原)
氧化劑,是有 氧化 作用的物質,是有 氧化 力的物質,自己本身被 還原 。(氧化、還原)
還原劑,會發生 氧化 (氧化、還原)反應,亦即 得 (得、失)氧的反應,故還原劑 常是 元素 (元素、氧化物)。
氧化劑,會發生 還原 (氧化、還原)反應,亦即 失 (得、失)氧的反應,故氧化劑 常是 氧化物 (元素、氧化物),。
元素C、Cu、Mg、Pb,其活性以 Mg 最強,故其還原力(作用)以 Mg 較強。
氧化物CO2、CuO、MgO、PbO,其活性以 CuO 最強,故其氧化力(作用)以 CuO 較強。
元素C、Cu、Mg、Pb中,何者是強還原劑? Mg ;何者是弱還原劑? Cu 。
氧化物CO2、CuO、MgO、PbO中,何者是強氧化劑? CuO ;何者是弱氧化劑? MgO 。 9.將下列物質:(甲)鈉、(乙)銅、(丙)鐵、(丁)鋁、(戊)鋅、(己)鎂,在如圖(一)廣口 瓶中置入氧氣 O2、圖(二)廣口瓶中置入二氧化碳 CO2,分別進行燃燒實驗,則:
物質甲~己中,會在氧中燃燒者? 甲丙丁戊己 ,並寫下其反應式:
4Na+O2 → 2Na2O 4Fe+3O2 → 2Fe2O3 4Al+3O2 → 2Al2O3 2Zn+O2 → 2ZnO 2Mg+O2 → 2MgO
物質甲~己中,不會在氧中燃燒者? 乙 。
物質甲~己中,會在二氧化碳中燃燒者? 甲丁己 ,並寫下其反應式:
4Na+CO2 → C+2Na2O 4Al+3CO2 → 3C+2Al2O3 2Mg+CO2 → C+2MgO
且燃燒反應發生後,會在廣口瓶內壁上發現有 黑 色的 碳 粒。
物質甲~己中,不會在二氧化碳中燃燒者? 乙丙戊 。
( X )燃燒反應,一定只發生在空氣或純氧中。(是非:○ 或 X)
10.填寫下列反應的氧化劑及還原劑:
化學反應 還原劑 氧化劑
2 Mg+CO2 → C+2 MgO Mg CO2
Fe2O3+3 CO → 2 Fe+3 CO2 CO Fe2O3
CuO+H2 → Cu+H2O H2 CuO
Mg+CuO → Cu+MgO Mg CuO
C+2 CuO → 2 Cu+CO2 C CuO
2Al+3CuO → Al2O3+3Cu Al CuO
Zn+Cu2+ → Zn2++Cu Zn Cu2+
2Na+CO → Na2O+C Na CO
Ca+ZnO → Zn+CaO Ca ZnO
C+2PbO → 2Pb+CO2 C PbO
Fe2O3+2 Al → Al2O3+2 Fe Al Fe2O3
2 C+O2 → 2 CO C O2
Zn+CuO → ZnO+Cu Zn CuO
2 Fe2O3+3 C → 4 Fe+3 CO2 C Fe2O3
SnO2+2C → Sn+2CO C SnO2
鐵生鏽 鐵 氧
呼吸作用 葡萄糖 氧
蠟燭燃燒 蠟燭 氧
11.甲:Fe2O3 Fe;乙:PbPbO;丙:CCO2;丁:CuOCu;戊:MgMgO。 依上述五個反應回答下列問題:
( B )哪些是「氧化反應」? (A)甲丙戊 (B)乙丙戊 (C)乙丙丁 (D)甲乙戊。
( A )哪些是「還原反應」? (A)甲丁 (B)乙丁 (C)乙戊 (D)丙戊。
( D )哪些要加入「氧化劑」? (A)甲乙丁 (B)甲丁戊 (C)乙丙丁 (D)乙丙戊。
( A )哪些要加入「還原劑」? (A)甲丁 (B)乙丙 (C)丙丁 (D)丙戊。
( C )Mg 和下列何者混合加熱後不發生反應? (A)O (B)2 CO (C)2 Na2O (D)CuO。
12.在下列操作中,則:
( B )哪一種不能產生氧化鈣?
(A)鈣在空氣中加熱 (B)鈣和氧化鉀混合加熱 (C)鈣和氧化鋁混合加熱 (D)鈣和氧化銅混合加熱。
承,並寫下各選項中能產生氧化鈣的反應式:
(A)2Ca+O2 → 2CaO (C)6Ca+2Al2O3 → 4Al+6CaO
(D)Ca+CuO → Cu+CaO
13.關於下列物質:(甲)CO (乙)C (丙)CO2 (丁)SO2,則:
何者無法當還原劑? 丙 。 何者無法當氧化劑? 乙 。
氧化物
金屬 WO XO YO ZO
W 甲 乙
X + -
Y 丙 戊
Z - 丁
A2O3 BO C2O D2O3
A 甲 乙 丙
B - 丁 戊
C + 己 庚
D + 辛 -
14.已知活性大的金屬,可與活性小的金屬氧化物發生反應,附表為 W、X、Y、Z 四種金屬,WO、
XO、YO、ZO 為其金屬氧化物,小榮以各金屬和不同金屬的氧化物反應,其結果如附表:
(+:代表「有反應」,-:代表「無反應」)
由附表可知,金屬 W、X、Y 的活性大小? Y>X>W 。
如欲比較各金屬的活性大小,小榮可再做哪些實驗? 乙 。(選填:甲~壬)
若選取之實驗結果為+,可得 W、X、Y、Z 金屬的活性大小? Y>X>W>Z 。 甲~戊中,標示為「+」者為? 乙丙戊 ;標示為「-」者為? 甲丁 。 W、X、Y、Z,何者最不易燃燒? Z ;何者最易燃燒? Y 。
W、X、Y、Z,何者是最強還原劑? Y ;何者最弱還原劑? Z 。 W、X、Y、Z,四者還原力的強弱順序? Y>X>W>Z 。
承,WO、XO、YO、ZO 金屬氧化物的活性大小? ZO>WO>XO>YO 。 WO、XO、YO、ZO 金屬氧化物的安定性大小? YO>XO>WO>ZO 。
WO、XO、YO、ZO 金屬氧化物,何者有最強氧化作用? ZO ;何者最弱氧化劑? YO 。 WO、XO、YO、ZO 金屬氧化物,四者氧化力的強弱順序? ZO>WO>XO>YO 。 15.附表中,A、B、C、D 代表四種元素,A2O3、BO、C2O、D2O3分別表示其氧化物,則:
(+:代表「有反應」,-:代表「無反應」)
A、B、C、D 四元素中,活性大小順序? C>D>A>B 。 A、B、C、D 四元素中,何者為最強還原劑? C 。 A2O3、BO、C2O、D2O3中,何者為最強氧化劑? BO 。 甲~辛中,有反應者為何? 甲己庚辛 。(填:代號甲~辛)
( C )下列何者可以氧化元素 D? (A) A2O3 (B) BO (C) C2O (D) D2O3。
( CD )下列何者可以還原氧化物 A2O3? (A) A (B) B (C) C (D) D。(有二個答案)
16.實驗裝置如圖,將鐵片放入硫酸銅水溶液中,一段時間後發現鐵片上有銅析出且溶液的溫度升 高,則回答下列問題:(原子量:鐵<銅)
此化學反應式? Fe+CuSO4 → FeSO4+Cu 。
離子反應式? Fe+Cu2+ → Fe2++Cu 。
鐵片被 Cu2+ 氧化 成 Fe2+ 。
銅離子被 Fe 還原 成 Cu 。
反應為 放 熱反應;硫酸銅水溶液顏色變深或變淡? 變淡 。
鐵片上有 銅 析出,鐵片質量變化? 增加 。
17.附圖為現代高爐(又名 鼓風 爐)的示意圖,則回答下列問題:
高爐煉鐵,煉鐵的原理為 還原 法,鐵礦是 氧化 劑,
煤焦是 還原 劑。故鐵礦頇為鐵的 氧 (硫或氧)化物,
名為 赤 (赤或黃)鐵礦。
煤焦的成分是 碳 ,加入煤焦的原因除價格便宜,主要考量為碳 的 活性 大於鐵。
從圖中A處進料的有 鐵礦(Fe2O3) 、 煤焦(C) 、 灰石(CaCO3) 。
圖中高爐的 C 處鼓入熱空氣;廢氣由 B 處排出。
熔渣,從圖中高爐的 E 處流出;生鐵,從圖中 D 處流出,又稱 鑄 鐵(鑄或鍛)。
加入灰石之目的,是因灰石中的主成分 CaCO3 受熱後生成的 CaO ,能與鐵礦中的 雜質泥砂 SiO2 (矽石)反應形成熔渣,其成分為 偏矽酸鈣 (CaSiO3) 。
熔渣的密度 小於 生鐵的密度,會 浮 (浮或沉)於生鐵,能避免生鐵的再氧化。
熔渣流出後,還可用做 水泥 之原料。
高爐煉鐵的還原劑有二種:
煤焦 (C) :此是從高爐的 A 處進料所置入。
一氧化碳 (CO) :此是煤焦在高爐中燃燒所產生的。
寫出高爐所發生的化學反應:
Fe2O3+C : 2 Fe2O3+3 C → 4 Fe+3 CO2 。
Fe2O3+CO: Fe2O3+3 CO → 2 Fe+3 CO2 。
CaCO3 受熱分解: CaCO3 → CaO+CO2 。
氧化鈣與矽石形成熔渣: CaO+SiO2 → CaSiO3 。
**18.若鐵的生成主要經由下面的反應:Fe2O3+3CO → 2Fe+3CO2。800公斤的 Fe2O3 與足量CO 反應 ,則回答下列問題:(原子量:Fe=56)
可生成 15000 莫耳的 CO2,相當於 660 公斤的 CO2。 可生成 10000 莫耳的 Fe,相當於 560 公斤的 Fe。
會消耗 15000 莫耳的 CO,相當於 420 公斤的 CO。
**19.若鐵的生成主要經由下面的反應: 2Fe2O3+3C → 4Fe+3CO2 。12.5公斤的赤鐵礦與足量C 反應 ,若可產生7公斤的鐵,則回答下列問題:(原子量:Fe=56)
可生成 93.75 莫耳的 CO2,相當於 4.125 公斤的 CO2。 會消耗 93.75 莫耳的 C,相當於 1.125 公斤的 C。
赤鐵礦含有氧化鐵 Fe2O3的純度百分比為多少? 80 %。
**20.從赤鐵礦煉製鐵之過程中,涉及(甲) 3C+Fe2O3 → 2Fe+3CO 與(乙) 3CO+Fe2O3 → 2Fe+3CO2 兩個反應,若將(甲)所產生的一氧化碳全部用於(乙),且欲生成 56 公斤的鐵,則:
(原子量:Fe=56)
需純度 90%(重量百分比)的煤焦 10 公斤。
需 Fe2O3 含量 80%(重量百分比)的鐵礦 100 公斤。
21.以下幾種物質:
(A)次氯酸鈉; (B)類胡蘿蔔素; (C)煤焦; (D)維他命 C;
(E)二氧化硫; (F)過氧化氫; (G)一氧化碳; (H)維他命 E;,則:
AF ,屬於氧化劑。
BCDEGH ,屬於還原劑。
A ,屬於氧化型漂白劑,常作為漂白水或消毒劑,不可與鹽酸混合。
F ,屬於氧化型漂白劑,俗稱雙氧水,可當漂白液或消毒殺菌用。
E ,屬於還原型漂白劑,有用於漂白食品、織品,用於糖精製及蔬果的保存。
BDH ,等三種物質,常作為藥物或食品的抗氧化劑。
CG ,等二種物質,作為高爐煉鐵的還原劑。