105-1chem2-ch1-teach

第 1 章常見的化學反應

3

1 認識常見化學反應的形式：結合反應、分解反應、燃燒反應、酸鹼中和及氧化還原等。燃燒反應、酸鹼中和及氧化還原等。 2. 了解化學反應可能伴隨著的現象，如顏色改變、氣體生成、沉澱產生及能量變化等。 3. 認識常見氧化劑及還原劑的用途。 4. 了解水的淨化、軟化過程和水汙染、酸雨等問題。 1.

96

97

98

99 100 101 102 103 104

3

4

4

1

2

7

5

2

4

數種物質反應生成一種物質 █：2 Hg(l )＋O2( g g ) ─→ 2 HgO( s) s) 一種物質反應生成數種物質 Δ CaO( s) █：CaCO3( s) s) ─→ s) ＋ CO2( g g ) 物質發生劇烈氧化作用，放出光及熱 █：Mg( s) s)＋O2( g g ) ─ Δ→ 2 MgO( s) s) ○1 置換反應：A＋BC ─→ AC＋B 或 BA＋C █：Cu( s) s) ＋ 2 AgNO3(aq 3(aq)) ─→ 2 Ag( s) s)＋Cu(NO3)2(aq 2(aq)) ○2 複分解反應：AB＋CD ─→ AD＋CB █：K 2CrO4(aq 4(aq))＋BaCl2(aq 2(aq)) ─→ BaCrO4( s) s)＋2 KCl(aq) aq)

1-1.1

：

1-1.2

＋ 12

NO( g g )

O2( g g )

（無色）（無色）

1-2 pH

─→

NO2( g g )

（紅棕色）

2＋：CaCO3( s) s)＋2 H (aq) aq) ─→ Ca (aq) aq)＋CO2( g g )＋H2O(l ) ：Pb(NO3)2(aq 2(aq))＋2 KI(aq) aq) ─→ PbI2↓＋2 KNO3(aq 3(aq)) Δ SO2( g ：S( s) s)＋O2( g g ) ─→ g )＋光＋熱：電解質溶於水可產生帶電的陰、陽離子，而使水溶液可導電，但溶液仍維持電中性：氫離子濃度倒數的對數值，即 pH＝－log[H＋]或[H＋]＝10－ pH ＋－－ K w ：含水系統中，K w＝[H ] [OH ]＝10 14 M 2（25 ℃時） pH＋ pOH＝ pK w＝14（25 ℃時），因此 pH ：水中可解離出氫離子（即質子）者稱為酸；而能解離出 OH－者，則為鹼＋－ █：H2O(l )＋熱量 H (aq) aq)＋OH (aq) aq)，故水既是酸也是鹼＋：氫離子濃度倒數的對數值，即 pH＝－log[H ] 或 [H＋]＝10－ pH －：H＋(aq) → H2O(l ) ＋ 56 kJ aq)＋OH (aq) aq) ─ ：因 pH 值變化而改變顏色的物質 █：石蕊在酸中呈紅色；鹼中呈藍色

＋

pH

年度題數

×

1-3 pH

4

高中基礎化學(二)學習講義

定義：物質與氧化合或失去電子稱為氧化，而物質脫去氧或得電子稱為還原＋－ M n ＋ne 半反應：如 M 氧化還原

1-4

定義：使其他物質氧化，而本身被還原者，稱為氧化劑；反之，若使其他物質還原，而本身被氧化者，稱為還原劑強弱：由得、失電子傾向大小來決定，如活性愈大之金屬為愈強的還原劑決定反應進行的方向：氧化還原反應傾向由較強氧化劑（或還原劑）生成較弱氧化劑（或還原劑）＋ █： Cu＋2 Ag＋ Cu2 ＋2 Ag （較強還原劑） 1-5

（較弱還原劑）

某些化學反應伴隨的現象，如沉澱，往往成為化學上檢驗物質的方法。 Ca(HCO3)2(aq 如：CaCO3(s)＋CO2(g) ＋H2O(l ) 2(aq)) Ca(HCO3)2(aq CaCO3( s) 2(aq)) s)＋H2O(l )＋CO2( g g ) 當水溶液中的陽離子與陰離子結合，形成難溶於水的離子固體時，就發生了沉澱反應。沉降：靜置原水，使顆粒較大的懸浮物自然沉降 

凝聚：加入明礬產生 Al(OH)3 來吸附無法自然沉降的懸浮物 HO 3＋  KAl(SO4)2‧12 H2O( s) s) ─→ Al (aq) aq) ─→ Al(OH)3( s) s) HO 過濾：除去水中殘留的 Al(OH)3 2

2



曝氣：增加溶氧量，加速微生物分解有機物 

除臭：以活性碳除去水中產生異味的物質 

1-6

消毒：以 Cl2 或 O3 殺死水中的細菌暫時硬水：含有 Mg2＋、Ca2＋、HCO3－等硬水（含 Mg2＋、Ca2＋）主要離子永久硬水：含有 Mg2＋、Ca2＋、Cl－、SO42－等主要離子鍋垢成分：有 CaCO3、MgCO3 及 CaSO4 Δ 煮沸法：Ca(HCO3)2(aq 2(aq)) ─→ CaCO3( s) s)↓＋ CO2(aq 2(aq))＋H2O(l ) 方法石灰蘇打法： Ca(OH)2(aq 2(aq)) ＋ Ca(HCO3)2(aq 2(aq)) ─→ 2 CaCO3 ＋ 2 H2O(l ) ＋ 2＋ Ca (aq) aq) ＋ Na2CO3(aq 3(aq)) ─→ CaCO3( s) s) ＋ 2 Na (aq) aq) 陽離子性交換法：軟化＋＋ Ca2 (aq) CaR 2( aq)＋2 NaR ( s) s) 2( s) s)＋2 Na (aq) aq) 再生


定義：能藉由氧化方式將其分解者有機耗氧廢料測定：常見有 COD 與 BOD 兩種，單位可用 ppm，即 mg／L 表示危害：造成水中生物缺氧而死亡其他：重金屬離子、營養（含 PO43－）鹽 … 等定義： pH 值小於 5.0 的雨水來源：含硫的化石燃料燃燒產生之硫氧化物溶於雨水所形成防治：廢氣排放時，先行除去 SOx。 █：SO2( )＋CaCO3( ) ─→ CaSO3( )＋CO2( ) g

s

s

g

5

6


1-1

1

（南一版 p.8）

物質經化學反應，生成物質亦稱為 (1) 元素間的結合反應： █：2 Hg(l )＋O2( g g ) ─→ 2 HgO( s) s) (2) 化合物間的結合反應： █： Na2O( s) s)＋CO2( g g ) ─→ Na2CO3( s) s) (3) 元素與化合物間的結合反應： █：2 CO( g g )＋O2( g g ) ─→ 2 CO2( g g ) 2. 化合物經化學反應分解成物質。 █：R ─→ A＋B＋… (1) 由產生的分解反應：照光或 Δ 2 Hg ＋O █：2 HgO( s) s) ────→ (l ) 2( g g )

。如：A＋B＋… ─→ P。

1.

▲ 卜冺士力製備氧氣的裝置示意圖。氧化汞置於浮在液態汞上方的小盤中，經陽光加熱後，分解為液態汞及氧氣。產生的氧氣造成管內汞面下降，管外汞面上升。（本圖未按比例繪製）

由產生的分解反應：電解→ 2 H ＋O █：2 H2O(l ) ──→ ── 2( g g ) 2( g g ) (3) 由產生的分解反應： MnO █：○1 CaCO3( s) s) ─ Δ→ CaO( s) s)＋CO2( g g )；○2 2 KClO3( s) s) ──→ ── → 2 KCl( s) s)＋3 O2( g g ) Δ 3. 當一種元素取代了化合物中的另一種元素時，就稱為。 █：A＋BC → AC＋B 或 B＋AC。 (1) 將銅絲置入硝酸銀溶液時，可置換出銀。 ─ 2 Ag( s) s)＋Cu(NO3)2(aq Cu( s) s)＋2 AgNO 3(aq 3(aq)) → 2(aq)) (2)

2


7

鋁熱劑是冺用鋁（Al）與氧化鐵（Fe2O3）發生反應，而放出大量的光和熱。 ─ 2 Fe( s) s)＋Al2O3( s) s) 2 Al( s) s)＋Fe2O3( s) s) → (3) 鋁熱劑產生的高溫可切割金屬，或把兩種金屬熔接在一起，或冺用流出之鐵焊接金屬間之縫隙。 4. 兩化合物原子或離子的反應，稱為。 AB＋CD ─ → AD＋CB。 █：將鉻酸鉀水溶液與氯化鋇水溶液混合時，生成氯化鉀與鉻酸鋇黃色沉澱。 K 2CrO4(aq → BaCrO4( s) s)＋2 KCl(aq) 4(aq))＋BaCl2(aq 2(aq)) ─ aq) 5. 物質發生的氧化作用，放出和。 (1) 金屬的燃燒反應： Δ Δ █：2 Mg( s) s)＋O2( g g ) ─→ 2 MgO ( s) s)；2 Mg( s) s)＋CO2( g g ) ─→ C( s) s)＋2 MgO ( s) s) (2) 烷類（CnH2n＋2）的燃燒反應： █：CH4( g g )＋2 O2( g g ) ─→ CO2( g g )＋2 H2O(l ) (2)

註〆C、H 或 C、H、O 化合物完化合物完全燃燒，全燃燒，產物為產物為 CO2 與 H2O。

1

★★

一常見的化學反應類型有結合反應、分解反應及燃燒反應。則下列各化學反應分屬何種類型？ ○1 CaO＋CO2 ─→ CaCO3 ○2 2 H2O2 ─→ 2 H2O＋O2 ○3 C6H12O6＋6 O2 ─→ 6 CO2＋6 H2O ○4 Ca(HCO3)2 ─→ CaCO2＋CO2＋H2O ○5 SO2＋H2O ─→ H2SO3 [

答案] 結合反應：○1 ○5 ；分解反應：○2 ○4 ；燃燒反應：○3 。 1.

下列何種反應不屬於燃燒反應？ Δ Δ (A) 2 Mg＋O2 ─→ 2 MgO (B) 2 Mg＋CO2 ─→ C＋2 MgO 室溫室溫 ── → 2NO2 (D) 2 Na＋Cl2 ──→ ── → 2 NaCl (C) 2 NO＋O2 ──→ █：Ｃ。（1. 室溫下 NO 與 O 結合，並非劇烈的氧化作用。） 2

2.

大石理遇到鹽酸，屬於下列哪一種反應？ (A)結合反應 (B)分解反應 (C)置換反應 (D)複分解反應訣燃燒反應（2. 其反應式可表示如下： █：Ｄ。

＋2 HCl ─→ CaCl2＋H2CO3，故屬於複分解反應。） ↓ CO2＋H2O

CaCO3

8


2

（南一版 p.12）

常見化學反應所伴隨的現象有

1.

Cu2

＋

─→

(aq) aq)

（藍色） (2) 2 NO( g g )

（無色）

＋

O2( g g )

─→

（無色）

等。

Cu( s) s)

＋

Zn2

＋

(aq) aq)

2 NO2( g g )

（紅棕色）

固、液相反應，若產物之一為氣體，則很容易觀察到氣體的產生。 MnO █：(1) 2 KClO3( s) s) ──→ ── → 2 KCl( s) s)＋3 O2( g g ) Δ 製備 O2 的反應 MnO (2) 2 H2O2(aq ── → 2 H2O(l ) ＋O2( g g ) 2(aq)) ──→ Δ ＋ (3) CaCO3( s) → Ca2＋(aq) s)＋2 H (aq) aq) ─ aq)＋CO2( g g )＋H2O(l )  製備 CO2 的反應液相的反應，若有生成，就會有沉澱被觀察到。 Δ █：(1) Ca(HCO3)2(aq 2(aq)) ─→ CaCO3( s) s)＋H2O(l )＋CO2( g g ) → PbI2( s) s)＋2 NaNO3(aq (2) Pb(NO3)2(aq 2(aq))＋2 NaI(aq) aq) ─ 3(aq)) 化學反應一定會有吸熱、放熱現象發生，若在液相中進行，則液相溫度也會有上升或下降的現象。 █：(1) 酸鹼中和： NaOH(aq) → NaCl(aq) aq)＋HCl(aq) aq) ─ aq)＋H2O(l )＋熱 Δ (2) 燃燒反應：2 Mg( s) s)＋O2( g g ) ─→ 2 MgO ( s) s)＋熱＋光 2

4.

及

（無色）

2

3.

、

由於反應物或生成物本身顏色的有無，以致反應過程中可能觀察到顏色的改變。 █：(1) Zn( s) s) ＋

2.

、

第 1 章常見的化學反應 2

9

★★

將一顆米粒大小的鈉金屬，投入盛有水的燒杯中，會有下列哪些現象產生？ (A)杯中的水產生顏色的變化 (B)杯中的水溫上升 (C)有氣體生成 (D)杯內有沉澱產生 (E)出現燃燒現象 [

答案] ＢＣＥ＋2 H O ─→ 2 NaOH ＋H ，此反應放出的熱使氫氣燃燒起來產生爆鳴聲響。 (A)反應產生的 NaOH 為無色液體； (D) NaOH 可溶於水，故不會有沉澱物出現。 2 Na( s s))

2

(l )

aq)) (aq

g ) 2( g

aq)) (aq

下列選項中，哪一組溶液的混合不會有任何化學現象產生？ (A)澱粉液＋碘液 (B)漂白水＋鹽酸 (C)碳酸鈉水溶液＋氯化鈣水溶液 (D)鹽水＋糖水 (E)酸性溶液＋鹼性溶液（(A)混合後，溶液出現藍紫色（∵I 與澱粉產生藍色物質）；(B)會有氯氣生成（ClO ＋Cl ─H→ HClO＋HCl ─→ Cl ＋H O）；(C)會有 █：Ｄ。 2

－

CaCO3

3

－

+

2

2

沉澱；(E)會有酸鹼中和，使水溫上升。）

★★

下列哪一項反應會有沉澱生成？ Δ MnO ── → 2 H2O(l )＋O2( g g ) (C) AgNO3(aq (A) 2 KClO3( s) (B) 2 H2O2(aq s) ─→ 2 KCl ( s) s)＋3 O2( g g ) 2(aq)) ──→ 3(aq))＋ → Na2SO4(aq HCl(aq) (D) 2 NaOH (aq) aq) ─→ AgCl( s) s)＋HNO3(aq 3(aq)) aq)＋ H2SO4(aq 4(aq)) ─ 4(aq))＋2 H2O(l ) 2

[

答案] Ｃ找兩溶液反應生成不溶鹽者。 1.

下列哪些反應，反應前後會有顏色的改變？ 2＋ → Cu( s) s)＋Zn2＋(aq) → 2 H2O( g g ) (A) Zn( s) (B) 2 H2( g s)＋Cu (aq) aq) ─ aq) g )＋O2( g g ) ─ → 2 NO2( g g ) (D) HCl(aq) → NaCl(aq) (C) 2 NO( g g )＋O2( g g ) ─ aq)＋ NaOH(aq) aq) ─ aq)＋H2O(l ) → CO2( g g )＋2 H2O( g g ) (E) CH4( g g )＋2 O2( g g ) ─ （1. (A) 藍色 ─→ 無色；(C)無色 ─→ 紅棕色 █：ＡＣ。

（Cu2＋）（Zn2＋）（ NO、O2）（ NO2）。）

2.

酸與鹼的中和，不可能出現下列哪一種現象？ (A)溶液溫度下降 (B)產生氣體 (C)生成沉澱 (D)溶液顏色不變（2. (A)酸與鹼中和為放熱反應，故水溫上升；(B)如：CaCO ＋2 HCl → █：Ａ。 3

＋CO2＋H2O；(C)如：H2SO4＋Ba(OH)2 → BaSO4↓＋2 H2O ；酸鹼反應溶液顏色不變。） CaCl2 (D)


10

1-1

（*多重選擇題）

（

一 (

(

Ａ

Ｄ

) 1.

) 2.

下列反應中，何者為分解反應？ (A)強熱碳酸鈣 (B)將鋅置入硫酸銅水溶液 (D)小蘇打遇鹽酸的反應下列反應中，何者為結合反應？ (A) HCl＋ NaOH ─→ NaCl＋H2O ＋ 32

(C) CH3OH *(

(

*(

Δ

O2

─→

CO2

─→

＋； ─→ ＋；＋ ─→ ＋；＋ ─→ ＋＋。）

1. (A) CaCO3 CaO CO2 ＋ 2＋ (B) Zn Cu Zn2 Cu (C) Pb(NO3)2 2 KI PbI2 2 KNO3 (D) NaHCO3 HCl NaCl CO2 H2O

＋

混合硝酸鉛溶液與碘化鉀溶液

(C)

（ 2. 找多種物質反應生成一種物質者。） (B) Cl2

＋2 H2O

＋2 KI ─→ I2＋2 KCl ＋H2O ─→ Ca(OH)2

(D) CaO

ＡＥ

) 3.

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與他種化合物」？【101. 學測】 (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(l )

Ｄ

) 4.

ＤＥ

) 5.

在錐形瓶中的食鹽，緩緩滴入濃 H2SO4 溶液，會產生一種氣體。下列有關所生成氣體的敘述，何者正確？【102. 學測】 (A)為淡黃綠色且有刺鼻氣味 (B)可用排水集氣法收集 (C)此反應為氧化還原反應 (D)該氣體的水溶液會侵蝕大理石 (E)通入含酚酞的水溶液，則呈現粉紅色（ 4. 2 NaCl＋H SO → Na SO ＋2 HCl，(A) HCl 為無色有銅與濃硫酸反應的反應式如下：刺鼻氣味；(B)以向上排氣法收集；(C)屬酸鹼反應； (D) HCl 會與 CaCO 反應；(E)加入酚酞呈無色。） Δ Cu＋2 H2SO4 ─→ CuSO4＋SO2＋2 H2O 有關此反應所伴隨的現象不包括下列何者？《 5. (D) CuSO 可溶於水；(E)此反應非燃燒反應。》 (A)有氣體生成 (B)有顏色變化 (C)有能量變化 (D)有沉澱產生 (E)放出光 2

4

2

(aq aq))

4

3

4

（ 3. 找取代反應。(A) H2＋CuO → Cu＋H2O；(B) 2 CO＋O2 → 2 CO2；(C) CO＋ CuO → Cu ＋CO2；(D)不反應；(E) Zn＋CuSO4 → ZnSO4＋Cu。）

二 (

*(

Ａ

下列何者既為結合反應，又是燃燒反應？ Δ Δ (A) S＋O2 ─→ SO2 (B) NO＋O3 ─→ NO2＋O2 (C) C6H12O6＋6 O2 ─→ 6 CO2＋ Δ 6 H2O (D) 2 Mg＋CO2 ─→ 2 MgO＋C （ 1. (B)非燃燒反應。）ＡＣ ) 2. 化學反應常伴隨有顏色變化、沉澱產生、氣體產生和能量變化等現象。下列哪些反應Ｅ會有氣體生成？（ 2. 找反應式的產物中有氣體者  (A) O ；(C) N ；(E) H 。） MnO Δ (A) 2 H2O2 ──→ ── → 2 H2O＋O2 (B) P4＋5 O2 ─→ P4O10 (C) NH4Cl＋ NaNO2 ─→ NaCl＋ N2＋2 H2O (D) 2 Na＋Cl2 ─→ 2 NaCl (E) Zn＋H2SO4 ─→ ZnSO4＋H2 ) 1.

2

2

2

2

*(

ＢＤ

) 3.

承上題，其中哪些反應屬於燃燒反應？

（

為黃磷的自燃反應；(D)為鈉與氯的燃燒反應。）

3. (B)


1 – 2

pH

1 1.

11


水溶液狀態或熔融狀態，能導電的化合物，稱之為。 █：食鹽為電解質，所以食鹽水可導電；而蔗糖為非電解質，因此蔗糖水不導電。

▲ 食鹽水可導電

▲ 蔗糖水不導電

2.

年，阿瑞尼斯所提出。內容：電解質在水中會解離出帶正電的陽離子及帶負電的陰離子，且電解質溶液必保持。當此水溶液通電時，離子會游向極，而陰離子會游向正極，電極表面會有反應發生。

(1) 1884 (2)

▲ 電解質導電示意圖（以氯化鈉水溶液為例，未按比例繪製） 1 當時道耳註〆○ 當時道耳頓原子說頓原子說認為原子認為原子不可分割不可分割，因此，因此解離說並解離說並未被接受未被接受。。 2 在水中可 ○ 在水中可完全解離完全解離的化合物的化合物，稱為強，稱為強電解質電解質々不完全々不完全解離者為解離者為弱電解質弱電解質。。

3.

電解質水溶液中，陽離子數與陰離子數，但陽離子所帶之總電荷必陰離子所帶之總電荷，故溶液呈。 █：在硫酸鈉水溶液中，可由電中性原理得 [H＋]＋[Na＋]＝[SO42－] 2＋[OH－]，又溶液呈中性，因此 [H＋]＝[OH－]，故 [Na＋]＝2 [SO42－]。 ×

12

高中基礎化學(二)學習講義 1

★★

下列有關電解質的敘述，哪些正確？ (A)含有電解質的水溶液可以導電 (B)電解質在液態下也一定能導電 (C)電解質導電時，一定會發生化學變化 (D)電解質水溶液的電解可以使用交流電 (E)電解質的導電方式是藉由陰、陽離子的移動 [

答案] ＡＣＥ液態電解質不一定皆可導電； (D)電解使用的電源為直流電。

(B)

下列有關電解質的敘述，哪些是錯誤的？ (A)乙醇的水溶液不能導電，是因其沒有解離出離子 (B)金屬能導電，所以也是電解質 (C)電解質都是鹽類 (D)電解質在熔化狀態或水溶液中能導電，是因為有自由移動離子之故 (E)電解質的水溶液中陰、陽離子濃度必相等，才能維持溶液的電中性（(B)金屬並非電解質；(C)電解質也可以是酸或鹼； █：ＢＣＥ。水中的陰、陽離子數未必相等。）

(E)

2

★★★ ★★ ★

已知 1 莫耳電子電量為 96500 庫侖。試問約為多少庫侖？ (A) 48250 [

(B) 96500

(C) 193000

1

升

1 M

氯化鈣水溶液中，陰離子的總帶電量

(D) 289500

答案] Ｃ 2

2

─→ Ca ＋＋2 Cl－，CaCl 有 1 mol  Ca ＋有 1 mol，Cl－有 2 mol ＋－ Ca 總帶電量為 2×96500 庫侖＝Cl 的總帶電量。註：OH－的帶電量可忽略 CaCl2

2

2

已知 0.50 升的硫酸鈉水溶液中，陰、陽離子的總帶電量一共為 96500 庫侖。試問：此硫酸鈉溶液的濃度（M）為多少？（ Na SO ─→ 2 Na ＋SO ， 2

(A) 0.50

(B) 1.0

█：Ａ。

(C) 1.5

(D) 2.0

＋

4

2－ 4

陽離子總帶電量為 96500 2  SO42

－

有

0.25 mol  [Na2SO4]

＝ 0.25 ＝0.50 M。） 0.50


2 1.

13


pH

：將氫離子濃度的倒數取對數所得數值，稱為（ pH）。 1 ＋＋－ pH pH＝log M ＋＝－log [H ]，故 [H ]＝10 [H ] 同理： pOH＝－log [OH－]，故 [OH－]＝10－ pOH M █：[H＋]＝1.0 10－4 M，則 pH＝4.00；同理 [OH－]＝1.0 10－4 M，則 pOH＝4.00 ×

2.

×

pH

(1) (2) (3)

只要是酸性水溶液 [H＋]＞[OH－]，而 pH＜ pOH；反之，鹼性水溶液則 [H＋]＜[OH－]，而 pH＞ pOH。純水或中性溶液，[H＋]＝[OH－]，即 pH＝ pOH。＋－ H ＋OH 水的解離方程式為：H2O 定溫下，水溶液中 H＋和 OH－濃度乘積恆為（K w），稱為水的離子積常數與溶液的 pH 無關。＋－－ 25 ℃時，[H ] [OH ]＝10 14 M2，故 pH＋ pOH＝14，而 pK w＝14 － 10 14 ＋－－ 10 14 M。 █：25 ℃時，1.0 M 的 HCl(aq) ＝ aq)中，[H ]＝1.0 M，而 [OH ]＝ 1.0 ×

註〆溫度＞註〆溫度＞25 ℃， pH＋ pOH＜14々溫度＜25 ℃， pH＋ pOH＞14。

3.

pH：

3 pH

★★★ ★★ ★

我們平日所喝的汽水都含有二氧化碳。小新買來一罐汽水，並測定其酸鹼度，求得氫離子濃度為 3.0×10－5 M。試問：此罐汽水的 pH 值約為多少？ (A) 3.5 [

(B) 4.5

(C) 5.5

(D) 6.5

答案] Ｂ－5

＜[H＋]＝3.0

1×10

某一 25 ℃的水溶液－2

(A) 10

－12

(B) 10

█：Ｂ。

－5

＜10

10 M

×

×

－5

10 M  pH

＝4～5。

值約為 2，則此時溶液中的

pH (C) 2

－

[OH ]

(D) 12

約為若干 M？

－2

－

－

10 14 ＋ [H ]

（ pH＝2  [H ]＝10 ，[OH ]＝＋

－

10 14 － 10 2

＝

＝10－12 M。）


14

1 – 2


一 (

(

ＢＣ

（ ) 1.

) 2.

＝2  [H ]＝10 ＋

2. pH

－1

－2

，(A) pH＝7；

M

－3

10 有關胃液的成分，不符合下列哪一個特質？＋ 2 (A)電解質 (B)可使石蕊試紙呈藍色 (C)可溶解鋅片

10 (B) 2

－

10 1 － 10 2 M 10 － 10 1 (D) 0.05 M 2

＝0.0505 M；(C)

具酸味

(D)

＝

；

＝

。）

欲使 HCl 溶液的 pH＝1 變為 2，下列處理何者正確？ (A)加入等體積且等濃度的 NaOH (B)加入等量 pH＝3 的 HCl 溶液 (C)使溶液體積變（ 1. 胃液主要成分為鹽酸為原來的 10 倍 (D)使溶液體積變為原來的 2 倍，具酸的特性。）

(

Ｃ

) 3.

下列關於酸鹼溶液的敘述，何者正確？ (A)強鹼的水溶液沒有氫離子 (B) pH＝0 的水溶液是酸性最強的溶液不論在酸性溶液或鹼性溶液中， K w （即 [H ＋ ] [OH － ] ）恆為定值值增加時，[OH－]減少（ 4. 此溫下，[H ] [OH ]＝1.21 10

(D)

×

＋

－

×

－14

×

－7

10

(C)

定溫下，

溶液的

pH

 [OH－]＝1.21 ×

＞10－7＝ H＋。因此 H＝7 的水溶液呈鹼性。）－14

(

Ｂ

) 4.

已知某溫度時，水的 K w（即 [H＋] [OH－]）＝1.21 (A)酸性 (B)鹼性 (C)中性 (D)無法冹定

(

Ｃ

) 5.

下列有關電解質水溶液的敘述，何者正確？ (A)水溶液必為鹼性 (B)溶液中陰、陽離子數目必相等 (C)溶液中必有離子存在（ 5. (A)水溶液呈酸性、中性、鹼性均有可能；(B)陰、陽離子數目不一定相 (D)水溶液必為無色

×

×10

，則

＝7 的水溶液為

pH

等，但必保持電中性。）

* (

ＡＤ

) 6.

家庭廚房中常用的調味品有食鹽、米酒與食醋。其中，食鹽的主要成分是氯化鈉，米酒中含有乙醇，食醋中則含有乙酸。下列有關此三種物質的敘述，哪些正確？ (A)此三種物質的水溶液，食鹽與米酒呈中性，食醋呈酸性 (B)此三種物質的水溶液，在相同濃度時，以食醋的導電性最好 (C)氯化鈉、乙醇與乙酸中，以氯化鈉的熔點最低 (D)乙醇與乙酸屬於分子化合物 (E)氯化鈉易溶於揮發性有機溶劑（

* (

ＡＣＤ

) 7.

【101. 學測】

以 NaCl(aqaq))導電最好；(E) NaCl 為離子化合物。）

6. (B)

下列關於醋酸（CH3COOH）水溶液性質的敘述，何者正確？ (A)溶液能導電 (B)氫離子數與氫氧根離子數相同 (C)溶液呈現電中性 (D)陽離子（ 7. (B) CH COOH CH COO ＋H ，H 數多於數等於陰離子數 (E) [CH3COO－]＝[OH－] OH 數；(E) [CH COO ]＝[H ]。） 3

（

二 (

Ｄ

) 1. 25

＋

(B) 6.7

－

3

(C) 6.3

(D) 5.7

－

＋

＋

＋

強鹼水溶液中，H 和 OH 同時存在，且 [OH ]＞[H＋]；(B) pH＜0 的水溶液酸性比 pH＝0 的水溶液酸性還要強；(C) K w 值僅受溫度影響，故定溫下，K w 值恆為＋定值；(D) pH 值↑ [H＋]↓ [OH－]↑。） [H ]

3. (A)

℃時，某水溶液中 [OH－] ＝400，則

(A) 7.3

－

3

－

－

＝？（log 2＝0.3）

pH

（

(E) 5.3

1.

＋

[H ] － ×K w [OH ]

＝[H＋]2＝400 10－14 ＋－  [H ]＝2 10 6 M， pH＝5.7。） ×

×

(

Ｂ

) 2.

在常溫常壓下，某酸性水溶液甲的 pH 值為 5。取甲液 1 毫升，加水稀釋到為乙液，則乙液的 pH 值應為何？（酸性水溶液無論怎麼加水稀釋， (A) 8

(B) 7

(C) 6

(D) 5

2.

pH

接近 7，不可能大於 7。）

1

公升

值僅能很


Ｄ

(

℃的水，假設其 K w＝1.0 10－12，則下列之敘述，何者為錯誤？ (A) 100 ℃之純水的 pH＝6 (B) pH＝7 的 100 ℃之水溶液為鹼性 (C) pH＝1 的＋ 100 ℃及 25 ℃的水溶液各有相同之 [H ] (D) pH＝1 的 100 ℃及 25 ℃的水溶液各有相同之 [OH－] （ 3. (A) [H ]＝[OH ]＝ 1.0 10 ＝1.0 10 M，∴ pH＝ pOH＝6；(B) pH＝7＞6，

) 3. 100

×

＋

* (

ＢＤ

15

－

×

－12

×

－6

K w K w 故為鹼性（100℃水）；(C) [H＋] 均為 0.1M；(D) [OH－]＝ [H ，但溫度不同，＋＝ 0.1 ] ) 4 下列有關水與水溶液的敘述，何者正確？－ K w 不同，∴[OH ] 不等。）

℃時， pH＋ pOH＞14 (B) 80 ℃時， pH＝7 為鹼性 (C) 10 ℃時， pH＝7 為鹼性 (D) 25 ℃時，0.1 M 的 NaOH 之 pK w＝14 (E)在 10 ℃與 80 ℃下的兩杯＋ pH 均為 1 之溶液，前者的 [H ] 較大（ 4. (A) T↑，K ↑ 80 ℃之 pH＋ pOH＜14；(C)∵ [H ] [OH ]＜10 M ，∴ [OH ]＜[H ]＝10 M；(E) [H ]皆 (A) 80

w －14

－

* (

＋

2

－

＋

－7

×

＋

為 0.1 M。）ＢＣ ) 5. 下列哪些常見的物質在 25 ℃時，其 pH 值大於 7？ＦＩ (A)雨水 (B)海水 (C)肥皂水 (D)汽水 (E)檸檬汁 (F)蘇打水 (G)胃液 (H)可樂（ 5. 找鹼性物質，(A)雨水之 pH＜7；(H)可樂含有碳酸。） (I)血液 6.

求

25

℃時，下列水溶液之

＋

(1) [H ] ＋

(2) [H ]

＝9

×10

＝2.5

－

－5

M

－3

×10

pH

M

－5

＝4.8 10 M █：(1) 4.04；(2) 2.6；(3) 9.68

(3) [OH ]

×

值＝？（log 2＝0.3，log 3＝0.48）（

＝－log（9 10－5）＝5－log 9＝5－2 log 3＝4.04。－ (2) pH＝－log（2.5 10 3）＝3－log（5／2）＝3－log 5＋log 2＝3－（log 10－log 2）＋log 2＝2.6。－／10） (3) pOH＝－log（4.8 10 5）＝5－log（48 48／＝5－（log 16＋log 3－log 10）＝5－（log 24＋log 3－log 10）＝5－（4 0.3＋0.48－1）＝4.32，

6. (1) (1) pH

×

×

×

×

16


1 – 3

1 1. (1)


：：凡在水中可產生H＋（）者。＋－ █：HCl(aq) aq) ─→ H (aq) aq)＋Cl (aq) aq)，CH3COOH (aq) aq) （強酸）

(2)

2.

＋

＋CH3COO－(aq) aq)

(aq) aq)

（弱酸）

：凡在水中可產生OH－者。＋－ █： NaOH(aq) aq) ─→ Na (aq) aq)＋OH (aq) aq)， NH3(aq 3(aq))＋H2O(l ) （強鹼）

(3)

H

NH4

＋

＋OH－(aq) aq)

(aq) aq)

（弱鹼）

－強酸與強鹼反應：多可視為H＋(aq) aq) 與OH (aq) aq) 反應生成水。－反應式：H＋(aq) aq)＋OH (aq) aq) ─→ H2O(l ) ：

酸性化合物 (1) (2) (3) (4) (5)

鹼性化合物

嚐起來有酸味可使石蕊試紙呈可與活潑的金屬產生氫氣可與鹼中和生成鹽類為一種電解質

(1) (2) (3) (4) (5)

有澀味及滑膩感可使石蕊試紙呈可與油脂反應生成肥皂能與酸中和生成鹽類為一種電解質＋

註〆金屬與稀酸（註〆金屬與稀酸（HCl(aq 或 H2SO4( aq) ) 4(aq aq))）反應的反應方程式為 2 M(s)＋2n H

1

(aq aq))

＋

─→ 2 Mn

(aq aq))

＋n H2(g)

★★

柳橙中的檸檬酸與家用醋中的醋酸都是酸性水溶液，這是基於溶液中都含有下列哪種主要的粒子？ (A)氫原子 (B)氧原子 (C)氫氧離子 (D)質子 [

答案] Ｄ酸在水中會解離出 H＋，即質子。

下列哪一個化合物的水溶液呈鹼性？ (A) NO2

(B) H3PO4

█：Ｄ。

(C) CH3OH

(D) Mg(OH)2

（找金屬的氧化物或氫氧化物。(C) CH3OH 為甲醇，屬中性物質。）


2

17


1. (1)

(2)

根據酸與鹼每分子可解離的 H＋或 OH－可分為單質子酸、多質子酸或一元鹼、多元鹼等。 █：○1 單質子酸有 HCl、HNO3、CH3COOH、…等；而多質子酸有 H2SO4、H2CO3、 H3PO4、…等。 ○2 一元鹼有 KOH、 NaOH、 NH3、…等；而多元鹼有 Ca(OH)2、Al(OH)3、… 等。根據酸與鹼解離的程度可分為強酸、弱酸或強鹼、弱鹼等；其中強酸、強鹼可解離，而弱酸、弱鹼則為解離。 ▼ 常見的強電解質與弱電解質

強電解質弱電解質

鹽酸（HCl）硝酸（HNO3）硫酸（H2SO4）醋酸（CH3COOH）氫氰酸（HCN）

氫氧化鈉（ NaOH）氫氧化鉀（KOH）氫氧化鋇（Ba(OH)2）氨（ NH3）氫氧化鎂（Mg(OH)2）

2.

定溫下的水溶液中，存在 [H＋] [OH－]＝極小定值的事實（25℃為 10－14 M2），因此酸與鹼同時存在於水中時，H＋與 OH－就必頇結合生成水，上述關係式才能繼續成立。 ×

3.

以鹽酸與氫氧化鈉中和為例：分子反應方程式：HCl(aq) aq)＋ NaOH(aq) aq) ─→ NaCl(aq) aq)＋H2O(l ) 因 HCl、 NaOH 及 NaCl 為強電解質，故可改以解離的離子替代得：－＋－＋－反應方程式：H＋(aq) aq)＋Cl (aq) aq)＋ Na (aq) aq)＋OH (aq) aq) ─→ Na (aq) aq)＋Cl (aq) aq)＋H2O(l ) －＋－＋－ Cl (aq) Na (aq) Cl (aq) 消去未反應的離子得 H＋(aq) ＼ aq)＋＼ aq) ＋ Na (aq) aq) ＋OH (aq) aq) ─→ ＼ aq) ＋＼ aq) ＋H2O(l ) －離子方程式：H＋(aq) aq)＋OH (aq) aq) ─→ H2O(l ) 註〆醋酸與氫氧化註〆醋酸與氫氧化鈉中和鈉中和的淨離子的淨離子反應式如反應式如下〆下〆－

CH3COOH(aq aq))＋OH

(aq aq))

－

─→ CH3COO

(aq aq))

＋H2O(l )

補充〆強酸與強鹼補充〆強酸與強鹼的酸鹼的酸鹼值計算〆值計算〆室溫下，以 0.10 M 之 NaOH 滴入 50 mL 之 0.10 M 的 HCl 中，設中，設 x 為 NaOH 所滴入的所滴入的體積體積（mL），則〆＋

－1

(1) x＝0 時，[H ]＝10 M，即 pH＝1。

18

高中基礎化學(二)學習講義 (2) 0＜x＜50 時，＋＋ H

－

─→

OH

原〆0.10×50 mmol － 0.10〄x 後〆 5 － 0.10 x

H2O

0.10×x mmol

－ 0.10〄x 0

－

＋－酸提供的H 莫耳數－莫耳數－鹼提供的鹼提供的OH 莫耳數 0.10×50－0.10〃x ＝（M） [H ]＝混合後的總體積混合後的總體積 50＋x ＋

時，恰達當量點（當量點（即酸與鹼即酸與鹼皆用完）皆用完），故，故 pH＝7。 (3) x＝50 時，恰達 (4) x＞50 時，＋ H

－

＋

─→

OH

原〆0.10 ×50 mmol － 0.10〄50 後〆 0

0.10

H2O

x mmol

×

－ 0.10〄50 0.10 x － 5

－

－＋鹼提供的OH 莫耳數－莫耳數－酸提供的酸提供的H 莫耳數 0.10〄x－0.10×50 ＝（M） [OH ]＝混合後的總體積混合後的總體積 50＋x －

4.

：強酸與強鹼中和生成，可放出 56 的能量。 █： NaOH(aq) aq)＋HCl(aq) aq) ─→ NaCl(aq) aq) ＋ H2O(l )， Δ H＝－56 kJ

註〆強酸與弱鹼的註〆強酸與弱鹼的莫耳中莫耳中和熱一般和熱一般會少於會少於 56 kJ。

2

★★

有一胃病患者，檢查顯示其胃液中含氫氯酸的濃度為 0.060 莫耳／升，用含氫氧化鋁 Al(OH)3 的胃藥中和，化學反應方程式如下：Al(OH)3( s) s)＋3 HCl (aq) aq) ─→ AlCl3(aq 3(aq))＋3 H2O(l ) 若此病人共分泌出 0.3 升的胃液，需服用多少克的氫氧化鋁，恰可中和胃酸？（原子量： H＝1.0，O＝16.0 ，Al＝27.0） (A) 0.26 [

(B) 0.47

(C) 1.4

(D) 4.2

答案] Ｂ 0.3

升的胃液中含有

＝0.3

HCl

＝1.8

0.060

×

×

由反應方程式得知需用去 Al(OH) ＝6 3

1.

－3

10

×

(B) 7.0

(C) 6.0

＝0.468 克。

78

×

(B) 20

(C) 30

█：Ｄ。 0.1 M 的 10 mL 鹽酸與 (A) 28

(B) 56

█：Ｂ。

(C) 112

， H＋＋ OH－ ─→ H O 原有：1 1（mmol） 0.1 10（mmol）用去：－1 －1 ＋1 剩下：0 0 1 表示酸與鹼都用盡，只剩下水，故 pH＝7。） 2

(D) 1.0

×

█：Ｂ。欲將 0.1 M 20 mL 的硫酸溶液中和掉，需用去 (A) 10

3.

＝6

10 mol

×

，

將 25 ℃下， pH 值 0.0 的鹽酸溶液 1 mL 與 pH 值 13.0 的氫氧化鈉溶液 10 mL 混合後，（1. pH＝0.0  [HCl]＝1 M 所得溶液的 pH 值為何？ pH＝13.0  [NaOH]＝0.1 M (A) 13.0

2.

－3

－2

10 mol

(D) 40

0.1 M

的氫氧化鈉溶液多少毫升？

（2. ∵中和用去的 H＋mol 數＝用去的 OH－ ∴ 0.1 20 2＝0.1 V 1  V＝40。） ×

0.1 M

×

的

(D) 140

20 mL

×

×

mol

數，

×

氫氧化鈉中和可放出多少焦耳的熱量？（3. 生成的水只有 0.1 10 10－3 mol，故放出熱量為－ 56 kJ 10 3＝56 J。） ×

×

×


3 1.

19


顏色會隨溶液的 pH 值而改變的物質，稱為。酸鹼指示劑多為有機酸（鹼），在不同的 pH 值下，可呈現不同的顏色。＋－ █：石蕊在水中存在此一平衡反應方程式：HIn H ＋In （紅色）

在而

（藍色）

＜4.5時，[HIn]＞[In－]，故溶液呈紅色；－ pH＞8.3時，[In ]＞[HIn]，故溶液呈藍色。 pH

2.

▼ 常見酸鹼指示劑的變色範圍指示劑

pH 變色範圍及顏色

紅3.2～4.4黃紅4.8～6.0黃紅4.5～8.3藍黃6.0～7.6藍黃6.8～8.4紅無色8.2～10.0粉紅

BTB

PP

註〆在 25 ℃的酸性、中性溶液中，酚酞呈無色々而鹼性溶液才有可能（ pH＞8.2）出現紅色。

3

★★★

已知石蕊在酸性溶液中呈紅色，在鹼性溶液中呈藍色。今有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成紅色；丙為純水，若將甲、乙、丙三者的 pH 值依大小順序排列，則下列何者正確？ (A)甲＞乙＞丙 (B)甲＞丙＞乙 (C)乙＞甲＞丙 (D)乙＞丙＞甲 [

答案] Ｂ甲之 pH＞7，而乙之

＜7，故

pH

pH

大小為甲＞丙＞乙。

三支試管分冸裝有稀鹽酸、氫氧化鈉溶液及氯化鈉水溶液。已知各溶液的濃度均為 0.1 M ，但標籤已脫落無法辨認。今將三支試管分冸標示為甲、乙、丙後，從下列實驗以找出各試管是何種溶液。實驗結果如下： (1) 各以紅色石蕊試紙檢驗時，只有甲試管變藍色。 (2) 試管甲與試管丙的水溶液等量混和後，以石蕊試紙檢驗都不變色，加熱蒸發水分後得白色晶體。試問：甲試管、乙試管及丙試管所含的物質依序為下列哪一項？ (A)鹽酸、氯化鈉、氫氧化鈉 (B)氫氧化鈉、氯化鈉、鹽酸 (C)氯化鈉、鹽酸、氫氧化鈉（(1) 甲液使石蕊試紙呈藍色  甲為 NaOH 。 (D)鹽酸、氫氧化鈉、氯化鈉 (2) 由石蕊試紙不變色，故知丙液可中和甲液  丙為 HCl 。） █：Ｂ。 (aq aq))

(aq aq))


20

1 – 3


一 (

Ａ

) 1.

有三種未標示之無色溶液甲、乙和丙。假設這三種溶液各為酸、鹼及酚酞，取少量甲溶液與少量乙溶液混合呈紅色，但甲溶液或乙溶液與丙溶液混合均不呈色，則丙溶液（ 1. 甲與乙混合呈紅色  甲、乙中有一為為：鹼，另一為酚酞  丙為酸。） (A)酸 (B)鹼 (C)酚酞 (D)無法冹斷

(

Ｄ

) 2.

阿司匹靈是脂溶性的，非常容易經由胃壁被人體吸收。當服用過量的阿司匹靈而中毒時，可以冺用酸鹼中和的原理，立即灌入大量稀釋的小蘇打（碳酸氫鈉）水急救。那麼阿司匹靈應該為哪一種酸鹼？（ 2. NaHCO 為弱鹼，故阿司匹靈為弱酸。） (A)強鹼 (B)弱鹼 (C)強酸 (D)弱酸 3

(

Ｂ

) 3.

對某一濃度為 0.01 M 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 0.01 M 氫氧化鈉溶液，會產生白色沉澱 (1)、(2)）且含。此水溶液最可能含有下列何種物質？（ 3. 找中性的鹽類（由【101. 學測】 Ca 者（由(3)、(4)） CaCl 。） (A)氯化鈉 (B)氯化鈣 (C)蔗糖 (D)碳酸鈉 (E)氫氧化鉀 2＋

2

◎ 甲、乙、丙為三種不同濃度的鹽酸溶液，將不同體積的甲、乙、丙溶液分冸和過量的強鹼水溶液混合，反應後之總體積皆為10毫升。在反應完全後，所測得溶液之溫度變化（ Δ T）如右圖所示，試回答 4.、5. 題：【101. 學測】 (

Ｃ

) 4.

下列有關上述反應的敘述，何者錯誤？ (A)反應後，水溶液的溫度都升高 (B)反應後，水溶液的 pH 值都大於 7.0 (C)由反應可推知，此過量的強鹼水溶液為氫氧化鈉水溶液 (D)反應前，甲、乙與丙三種鹽酸溶液的濃度大小順序為：甲＞乙＞丙 (E)反應前，若甲溶液的體積為 4 毫升，則反（ 4. (A)中和反應為放熱，故水溫升高；(B)因強鹼過量，故反應後水溶應後溫度約可增高 4 ℃ 液呈鹼性；(C)只知為強鹼；(E)由圖中

(

Ｃ

) 5.

Ｃ

) 6.

對應甲線之

4

℃。）

根據右上圖，約多少毫升的甲溶液與過量的強鹼水溶液反應後，其所產生之溫度變化，相當於 5 毫升的乙溶液與過量的強鹼水溶液反應，所產生的溫度變化？ (A) 1

(

4 mL

(B) 2

(C) 3

(D) 4

(E) 5

剛果紅某些指示劑變色範圍如右表，某單質子酸 0.1 M，以剛果紅試紙測之呈紅色，溴瑞香草藍以溴瑞香草藍測之呈黃色，以石蕊試紙石蕊測之呈紅色，此單質子酸溶液的氫離子濃度最可能為何？（ 6. 由圖示可知此溶液 (A) 3×10 3 M

(B) 4×10 5 M

(C) 7×10 6 M

(D) 8×10 7 M

－

－

－

（ 5. 原有 HCl 的莫耳數決定了反應放出的熱量，故由圖得需甲 3 mL。）

－

＝5.1～5.5 故 [H＋]＝10－5.1～10－5.5  [H＋]≒7 10－6（M）

（藍）3.1～5.1（紅）（黃）6.0～7.6（藍）（紅）5.5～8.0（藍）

pH

×

。）


Ｂ

(

) 7.

可樂是夏天大眾化的消暑飲料之一，內含磷酸及碳酸成分。某生經由滴定分析其酸鹼－3

度，測得氫離子濃度為 4

×10

(A) 1.4

Ｄ

(

) 8.

21

(B) 2.5

(C) 3.8

。試問：該可樂的

M

(D) 6.3

(E) 9.4

pH

值最接近下列何值？＋

＝4 10－3，－＋－ 10 3＜ H ＜10 2  2＜ H＜3。

（ 7. ∵ ∴

[H ]

×

有關酸、鹼及其反應，下列敘述何項正確？＋ (A) 1 莫耳醋酸溶於水，可解離出 1 莫耳的 H (B)酸與鹼完全中和後的水溶液必呈中性 (C) NH3( g g )分子中無 OH－離子，故溶於水不生成 OH－離子 (D)酸鹼中和時（ 8. (A)弱酸不會完全解離出 H ；(B)強酸與強鹼完全中和後呈中性；強酸與水溫必會升高弱鹼完全中和後呈酸性；弱酸與強鹼完全中和後呈鹼性；(C)溶於水，呈＋

Ｅ

(

) 9.

鹼性，有 OH－存在；(D)酸鹼中和是放熱反應，水溫會升高。）

已知 25 ℃時，甲瓶水溶液的 pH 值為 2，乙瓶水溶液的 OH－濃度為 10－3 M，則甲瓶的 H＋濃度為乙瓶 H＋濃度的多少倍？【103. 學測】－9

(A)10

－5

(B)10

2 (C) 3

(D)105

(E)109

（ 9. 甲： pH＝2  [H＋]＝10－2 M，乙：[OH－] －

－3

＝10 ＋

* (

* (

ＤＥ

ＡＤ

12.

)10.

)11.

[H ]甲＋ [H ]乙

＋

M  [H ] －

10 2 － 10 11

10 14 － 10 3

＝

＝10－11 M，故

9

＝＝10 。）下列有關酸鹼的敘述，何者正確？ (A)所有的酸皆為離子化合物 (B)以溶解度區分強弱，溶解度小者為弱酸或弱鹼 (C)所有的鹼均為離子化合物 (D)凡是酸均有酸味 (E)鹼可溶解油脂（10. (A)分子化合物；(B)解離度；(C)部分為分子化合物。）

化學實驗課時，林同學將 0.05 M 的稀硫酸 50.0 毫升緩緩加入於 0.10 M 的氫氧化鈉水【104. 學測】溶液 50.0 毫升中。下列對此實驗的敘述，哪些正確？（應選 2 項） (A)此反應為放熱反應 (B)此溶液會產生沉澱 (C)混合時會產生酸性氣體 (D)混合溶液中，鈉離子的濃度為 0.05 M (E)混合溶液中，氫氧根離子的濃度為 0.05 M

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。試回答下列(1)、(2)題：【89.學測】 pH 值 2 4 6 8 10 12 顏色紅粉紫藍紫綠青青綠黃 (1) 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？ (2) 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哪一種物質，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（12. (1)∵胃液《鹽酸》之 pH 在 1 至 2 間，∴紫甘藍汁會呈紅色。 █：(1)紅色；(2)Ｅ可加入鹼性物質，使 pH 在 8 至 10 間，可呈青綠色。為酸性；(A)(C)(D)為中性；(E)為鹼性。）

(2) (B)

（11. (A)此為酸鹼中和反應故會放熱

＋2 NaOH →

H2SO4

0.10×50.0

＋2 H2O；(B) Na2SO4

Na2SO4

可溶；(C)無氣體生成；(D) [Na＋]＝ 50.0＋50.0 ＝0.05 M；(E)酸鹼皆反應完＋－－ [H ]＝[OH ]＝10 7 M。）




22

（

二 (

Ｄ

) 1.

＋

＋OH－(aqaq)) ─→ H2O(l ) 僅適用於強酸＋強鹼。(A)因為除了酸鹼中和外，尚有離子沉澱物《 BaSO4( s) s)》，故不能選。）

2. H

(aq aq))

從下列哪一現象可以冹斷某酸是強酸？ (A)加熱該酸至沸騰也不分解 (B)該酸可以分解石灰石放出 CO2 (C)該酸可以把 Al(OH)3 沉澱溶解 (D)該酸濃度為 0.1 M 時 pH 為 1 （ 1. 強酸在水中可完全解離，因此 0.1 M

＋

－

濃度下， pH 值會

。）

≤1

(

Ｃ

) 2.

下列酸鹼反應中，何者能用淨離子方程式：H (aq) aq)＋OH (aq) aq) ─→ H2O(l ) 來表示？ (A) H2SO4＋Ba(OH)2 ─→ BaSO4＋H2O (B) CH3COOH＋ NaOH ─→ CH3COONa ＋H2O (C) NaOH＋HCl ─→ NaCl＋H2O (D) Cu(OH)2＋2HNO3 ─→ Cu(NO3)2＋H2O

(

Ｂ

) 3.

【91.學測補考】下列有關酸鹼的敘述，何者正確？ (A)去離子水不含任何離子，所以完全不導電 (B)檸檬汁與石灰水混合時，會發生質子轉移的反應 (C)檸檬汁太酸，可以藉加入糖分予以中和並減低酸度 (D)稀釋後的檸檬汁中，其氫氧根離子濃度大於氫離子濃度

(

(

Ｄ

Ｂ

（

) 4.

只要含水就有

3. (A)

＋

H

及

－

OH

＋－的存在；(C)糖為中性成分，無法中和酸；(D)檸檬汁呈酸性，因此 [H [H ]＞[OH ]。）

用 1 M 的 H2SO4 水溶液慢慢的滴入 20 mL 1 M 的 Ba(OH)2 水溶液中，下列何者會隨 H2SO4 的加入而增加？－＋ (A)溶液中的 [OH ] (B)溶液的導電性 (C)溶液中的 pH 值 (D)溶液中的[H ] （ 4. 解析見 p.23。）

) 5.

三支試管分冸裝有稀鹽酸、氫氧化鈉溶液及氯化鈉水溶液三支試管分冸裝有稀鹽酸、氫氧化鈉溶液及氯化鈉水溶液，已知各溶液的濃度均為，已知各溶液的濃度均為 0.1 M，但標籤已脫落無法辨認。今將三支試管分冸標示為甲、乙、丙後，從下列實驗（ 6. 指示劑變色  達終點，酸提供 H mol 以找出各試管是何種溶液。實驗結果如下： 10 數＝鹼提供 OH mol 數 0.15 1000 1 (1)各以紅色石蕊試紙檢驗時，只有甲試管變藍色。＝C 12.5 1  C＝0.12 M。） (2)加入藍色溴瑞香草酚藍（ BTB）於丙試管時，變黃色。 1000 (3)試管甲與試管丙的水溶液等量混合後，上述兩種指示劑都不變色，加熱蒸發水分後得白色晶體。（ 5. 解析見 p.23。）試問：甲試管、乙試管、丙試管所含的物質依序為下列哪一項？ (A)鹽酸、氯化鈉、氫氧化鈉 (B)氫氧化鈉、氯化鈉、鹽酸 (C)氯化鈉、鹽酸、氫氧【96.學測】化鈉 (D)鹽酸、氫氧化鈉、氯化鈉＋

－

×

(

Ｃ

) 6.

Ｄ

) 7.

×

×

錐形瓶內先裝入 0.15 M HCl(aq) aq) 10 毫升後，再加入 15 毫升蒸餾水和 3 滴酚酞，以未知濃度之 NaOH(aq) aq)滴定，用去 12.5 毫升，酚酞剛好變色（指示劑變色表示達滴定終 NaOH(aq) 點，即酸提供 H＋ mol 數＝鹼提供 OH－ mol 數），則此 NaOH aq)濃度為多少 M？ (A) 0.20

(

×

(B) 0.60

(C) 0.12

(D) 0.40

下列各組水溶液均各以 100 毫升相混合，何者放熱最多？ (A) 0.10 M HCl ＋0.10 M NaOH (B) 0.20 M CH 3COOH＋0.10 M NaOH HCl＋0.20 M NaOH (D) 0.10 M H 2SO4＋0.10 M Ba(OH) 2 （ 7. 酸、鹼中和放熱與產生水的莫耳數成正比。同莫耳的水產生，以強酸、強鹼放熱最多。 → NaCl＋H2O（強酸、強鹼），產生 0.1 莫耳的水；(B) CH3COOH＋ (A) HCl＋ NaOH ─ → CH3COONa＋H2O（弱酸、強鹼），產生 0.1 莫耳的水；(C) HCl＋ NaOH ─ → NaOH ─ → BaSO4＋2 NaCl＋H2O（強酸、強鹼），產生 0.1 莫耳的水；(D) H2SO4＋Ba(OH)2 ─ H2O（強酸、強鹼），產生 0.2 莫耳的水。）

(C) 0.10 M

第 1 章常見的化學反應 * (

ＡＢＥ

) 8.

23

甲為 0.01 M 鹽酸水溶液，將其以純水稀釋一千倍後得水溶液乙，再將乙以純水稀釋一千倍後得水溶液丙，再將丙以純水稀釋一千倍後得水溶液丁。廣用試紙之顏色如表（ 8. [HCl] 小於 10 M 時，應考慮到水解離之 [H ]；甲： pH＝2，列：乙： pH＝5，丙： pH≒7，丁： pH≒7。）－6

pH

2

顏色

紅

3

4

橙紅橙黃

5

6

7

黃

黃綠

綠

＋

8

9

淺藍深藍

10

11

靛

紫

下列有關試紙呈色的敘述，哪些正確？【102. 學測】 (A)甲溶液使廣用試紙呈紅色 (B)乙溶液使廣用試紙呈黃色 (C)丙溶液使廣用試紙呈淺藍色 (D)丁溶液使廣用試紙呈紫色 (E)甲溶液使藍色石蕊試紙呈紅色 * (

（

ＡＤＥ

) 9.

於 24 ℃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？－＋－＋－－＋－－ (A) [OH ]＝[H ]－[Cl ] (B) [H ]＝[Cl ]＝10 8 M (C) [H ][OH ]＞10 14 ＋－＋－ (D) [H ]－10 8 [H ]－10 14＝0 (E)溶液的 pH＜7

電中性原理：[H＋]＝[OH－]＋[Cl－]；(B) 10－8 M 的 HCl( g ) 可解離出 10－8 M 的 H＋（比水本身的解離還少），故此時必頇要考慮水本身的解離 10－7 M 的 H＋；(C) [H＋] [OH－]＝K w＝1.0×10－14，∴ [H＋] ≒10－7 M，[Cl－] ≒10－8 M；(D)∵[OH－]＝ K w ＋－＋－＋ 2 －8 ＋－14 ＝0。） [H ]－[Cl ]  ＋＝[H ]－[Cl ]  [H ] －10 [H ]－10 [H ]

9. (A)

（二、4.

將 H2SO4 水溶液慢慢滴入 Ba(OH)2(2(aqaq))（強鹼）時，[H＋] 會漸增，而 [OH－] 會漸減， pH 值亦會漸減；(B)導電度與離子濃度有關，當 H2SO4(4(aqaq)) 加入 Ba(OH)2(2(aqaq)) 時會產生沉澱，故導電性會隨 H2SO4(4(aqaq)) 加入而遞減，但當 H2SO4(4(aqaq)) 加過量時，導電性又會慢慢遞增。） (A)(C)(D)

（二、5. 酸；鹽酸 HCl(aqaq))；鹼：氫氧化鈉 NaOH(aqaq))；鹽：氯化鈉 NaCl(aqaq))。(1)甲試管使「石蕊試紙」呈藍色，為鹼性  氫氧化鈉。(2)丙試管使「溴瑞香草酚藍」呈黃色，為酸性  鹽酸。(3)甲試管＋丙試管等量混和後，上述兩種指示劑都不變色，加熱得白色晶體。HCl(aqaq))＋ NaOH(aqaq)) ─→ NaCl( s) s)＋H2O(l )。）

24


1-4

1


1.

定義作用

狹

義

廣

義

物質與氧結合物質失去電子物質失去氧物質得到電子 █：(1) 燃燒木炭時，木炭中的碳元素與氧結合，碳被氧化了： Δ C(s)＋O2( g g ) ─→ CO2( g g ) 中，赤鐵礦（主要成分為氧化鐵 Fe2O3）與煤焦（主要成分為 (2) 在煉鋼廠的碳 C）反應，產生鐵：2 Fe2O3( s) s)＋3 C( s) s) ─ Δ→ 4 Fe( s) s)＋3 CO2( g g ) 是指電子的得失。物質電子 2. ，稱為；電子，稱為。 (1) 採用廣義的定義後，即使沒有氧原子參與反應，仍有可能屬於氧化還原反應。 █：鈉與氯氣生成氯化鈉的反應。 2 Na(s)＋Cl2(g) ─→ 2 NaCl(s) (2) 在上式方程式中，並無氧原子參與，但鈉原子反應後變成帶正電的離子，顯示鈉失去電子，被氧化了；氯原子反應後變成帶負電的氯離子，顯示氯原子 ▲ 鈉與氯結合，生成氯化鈉，屬氧化得到電子，被還原了。還原反應。 3. ： (1) 氧化與還原必定，不能單獨存在，故稱為氧化還原反應。 (2) 得到電子的物質，，奪走其他物質的電子，將其氧化，稱為。 (3) 失去電子的物質，，提供電子，將其他物質還原，稱為。 (4) 一個完整氧化還原反應可視為由兩個半反應：氧化半反應及還原半反應所組成。可視為由以下兩個半反應組成：＋－ 2 Na( s) s) ─→ 2 Na ( s) s)＋2 e － ─→ 2 Cl－( s) s) Cl2( g g )＋2 e Na 失去電子，是還原劑； Cl2 得到電子，是氧化劑。


25

★★

反應 Zn( s) s)＋Cu2＋(aq) → Cu(s)＋Zn2＋(aq) 中，下列各項敘述何者正確？ (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 [

答案] Ｄ 2

為由 0 →＋2，被氧化，失去 2 個電子，∴為還原劑。而 Cu ＋由＋2→0，被還原，得到 2 個電子，∴為氧化劑。。 Zn

把點燃的鎂帶放進二氧化碳的集氣瓶中，發現鎂帶繼續燃燒，反應後瓶上有黑色斑點附著，試問下列敘述何者錯誤？ (A)此反應的反應式為 2 Mg＋CO2 → 2 MgO ＋C (B)瓶壁上的黑色斑點為碳粒 (C)在這反應中鎂為氧化劑 (D)儲存鎂粉的倉庫失火時，不宜用二氧化碳滅火器來滅火（(C) Mg（0）→ MgO（＋2），∴為還原劑。） █：Ｃ。

2

★★

常見的氧化還原反應之類型如下：(1)元素取代反應；(2)元素化合反應；(3)化合物分解出元素之反應；(4)電解與電池反應。依此冹斷下列反應式中哪些是氧化還原反應：＋ 14

(A) H2(g)

→

O2(g)

＋

H2O(l)

(D) AgNO3(aq) NaCl(aq) [

＋CO2(g) →

(B) 2 Mg(s)

→ AgCl(s)＋ NaNO3(aq)

＋C(s) (C) Zn(s)＋I2(s) → (E) Fe(s)＋2 HCl(aq) → FeCl2(aq)＋H2(g) 2 MgO(s)

ZnI2(s)

答案] ＡＢＣＥ

＋ 12

(A) H2(g) (B) (C) (D) (E)

O2(g)

→

；

H2 O(l )

＋－

0 0 1 2 2 Mg(s) CO2(g) 2 MgO(s) C(s) 0 4 2 0 Zn(s) I2(s) Zn I2(s) 0 0 2 1 AgNO3(aq) NaCl(aq) Ag Cl(s) NaNO3( 3(aq aq)) 1 1 1 1 Fe(s) 2H Cl2(aq) Fe Cl2(aq) H2(g) 0 1 1 2 1 0

＋

＋

＋

→

＋

＋；

→ ；＋－＋ → ＋＋－＋－＋ → ＋＋－＋－

；

下列哪些反應不是氧化還原反應？ (A) 2 Na＋2 H2O → 2 NaOH＋H2 (B) MgSO4＋ Na2CO3 → MgCO3＋ Na2SO4 (C) Zn＋電解 ── → 2 H2＋O2 2 HCl → ZnCl2＋H2 (D) NaOH＋HCl → NaCl＋H2O (E) 2 H2O ──→ （(B)沉澱反應；(D)酸鹼中和反應；(E)為水的電解，有 █：ＢＤ。電子轉移，為氧化還原反應。）

26


2


1.

氧化劑及還原劑在工業上的應用甚為普遍，例如次氯酸鈉（ NaClO）、過氧化氫（H2O2）可作為衣服的漂白劑，Cl2、O3 可作為自來水的消毒劑，這些物質都在上述反應中作為氧化劑。SO2 被用來作為免洗筷的漂白劑，在漂白的過程中，它是作為還原劑。同一種物質，可能作為氧化劑，也可能作為還原劑，例如 H2O2。 (1) 氧化劑及其產物：氧化劑及其產物 +

H ＋ Mn2 ─→ －中性，微鹼 MnO4 ────→ MnO2 －強鹼－ MnO4 ─→ MnO42 －＋ Cr 2O72 ─→ Cr 3 H2O2 ─→ H2O Cu、Ag ──→ NO2 HNO3（濃） ──→ Cu、Ag HNO3（稀） ──→ ──→ NO Zn ＋ HNO3（稀）─→ NH4 Cu、Ag H2SO4（濃）──→ ──→ SO2 Zn H2SO4（濃）─→ S － X2（鹵素）─→ X ＋＋ Ce4 ─→ Ce3 ＋＋ Fe3 ─→ Fe2 還原劑及其產物：

○1 ○2 ○3

(2)

還原半反應式

MnO4

－

－

MnO4 － MnO4 － MnO4 Cr 2O72

＋8 H＋＋5 e－ ─→ Mn2＋＋4 H2O ＋2 H2O＋3 e－ ─→ MnO2＋4 OH－＋e－ ─→ MnO42－

＋14 H＋＋6 e－ ─→ 2 Cr 3＋＋7 H2O ＋－ H2O2＋2 H ＋2 e ─→ 2 H2O ＋－ HNO3＋ H ＋e ─→ NO2＋H2O ＋－ HNO3＋ 3 H ＋3 e ─→ NO＋2 H2O ＋－＋ HNO3＋9 H ＋8 e ─→ NH4 ＋3 H2O ＋－ H2SO4＋2 H ＋2 e ─→ SO2＋2 H2O ＋－ H2SO4＋6 H ＋6 e ─→ S＋4 H2O －－ X2（鹵素）＋2 e ─→ 2 X ＋－＋ Ce4 ＋e ─→ Ce3 ＋－＋ Fe3 ＋e ─→ Fe2 －

還原劑及其產物 C2O42

氧化半反應式

－

（H2C2O4）─→ ）─→ CO2 H2S ─→ S H2O2 ─→ O2 －－ NO2 ─→ NO3 －－ SO2（SO32 HSO3 ）─→ ）─→ SO42－－ I － S2O32 ─→ S4O62 2

－ S2O32

－－ Cr O ，MnO ， ────────→

Cl2

2

2 7

4

SO42

－

─→ 2 CO2 ＋ 2 H＋＋ 2 e－＋－ H2S ─→ S ＋ 2 H ＋ 2 e ＋－ H2O2 ─→ O2 ＋ 2 H ＋ 2 e －－＋－ NO2 ＋H2O ─→ NO3 ＋ 2 H ＋ 2 e －＋－ SO2＋2 H2O ─→ SO42 ＋ 4 H ＋ 2 e －－－ 2 S2O32 ─→ S4O62 ＋2 e H2C2O4

S2O32

－

＋5 H2O ─→

2 SO42

－

＋

－

8e

＋

＋

10 H

第 1 章常見的化學反應還原劑及其產物

27

氧化半反應式

＋

─→ Sn4＋＋＋ Fe2 ─→ Fe3 － X ─→ X2

─→ Sn4＋＋2 e－＋＋－ Fe2 ─→ Fe3 ＋e －－ 2 X ─→ X2＋2 e

Sn2

Sn2

＋

2. (1) (2)

原料：裝置：

（Fe2O3 等）、

及

（CaCO3）

▲ 熔融的鐵與鼓風爐煉鐵示意圖 (3)

反應式：3 C(s)＋2 Fe2O3(s) ─→ 3 CO2( g )＋4 Fe(s) 2 C(s)＋O2( g ) ─→ 2 CO( ) 3 CO( g )＋Fe2O3( ) ─→ 3 CO2( g )＋2 Fe(s) 使用灰石的：可除去矽砂，且生成的熔渣浮於鐵水上，可避免鐵再度氧化。 Δ CaO(s)＋SiO2(s) ─→ CaSiO3(s) g

s

(4)

3

★★

有關使用鼓風爐煉鐵，下列敘述何者正確？ (A) 鼓風爐所煉得的鐵為含碳量較高的生鐵，富延性，可製成鐵絲 (B)加入煤焦作為燃料 (C)鐵礦含有泥砂時，可加入灰石加以除去 (D)黃鐵礦含有難以去掉的硫，會影響鐵質，不適合煉鐵 (E)所產生熔渣的密度比鐵小而浮於熔融的鐵上面 [

答案] ＢＣＤＥ生鐵又稱鑄鐵，質硬而脆，用途極受限制。

(A)

下列敘述，何者正確？ (A)磁鐵礦的主要成分為 Fe2O3 (B)鼓風爐煉鐵的主要還原劑為灰石 (C)鼓風爐可冶煉鑄鐵，含碳量高，適合製作鐵器 (D)熔渣為 CaSiO3，可保護鐵不受氧化，並可供製造水泥（(A)磁鐵礦的主要成分為 Fe O ；(B)鼓風爐煉鐵的主要還原劑為煤焦；(C)鼓風 █：Ｄ。 3

4

爐可冶煉鑄鐵，含碳量高，較缺乏延性及展性，不適合製作鐵器。）

28

高中基礎化學(二)學習講義 4

★★★ ★★ ★

下列有關常見氧化劑或還原劑的敘述，何者正確？ (A)雙氧水分解產生氧的實驗，加入 MnO2 是為了當氧化劑 (B)維生素 C 因具有還原性，故可當抗氧化劑 (C)工業上使用煤焦當還原劑，來冶煉金屬 (D)用雙氧水來除去水中氯氣時，雙氧水是作為氧化劑 (E)市面上的漂白劑都含有氧化劑成分 [

答案] ＢＣ (A) MnO2

1.

2.

為催化劑；(D) H O 2

2(aq)) 2(aq

為還原劑；(E)含

下列哪些物質常被用來當氧化劑？ (A)次氯酸鈉 (B)煤焦 (C)草酸 (D)臭氧 █：ＡＤ。

SO2

的漂白劑為還原劑。

二氧化硫

(E)

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。在醫學常冺用維生素 C（抗壞血酸）來作為亞硝酸鹽的解毒劑，下列有關為何維生素 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 █：Ｃ。（ 2. 維生素 C 及維生素 E 等抗氧化劑（antioxidant）是常見的還原劑，維生素 C 可將食

物中的亞硝酸根（ NO2－）還原成一氧化氮氣體（ NO），以防止亞硝酸根使血紅素中的亞鐵離子氧化，而失去攜氧的功能。）

第 1 章常見的化學反應（

1-4

。）

4.

29


一 (

(

(

Ｃ

Ｄ

Ｄ

) 1.

) 2.

) 3.

下列哪一項反應不是氧化還原反應？ (A) H2( g g )＋Cl2( g g ) ─→ 2 HCl( g g ) (B) C( g g )＋O2( g g ) ─→ CO2( g g ) 2＋ 2＋ (D) Zn( s) s)＋Cu (aq) aq) ─→ Zn (aq) aq)＋Cu( s) s) ＋2 Ag＋(aq) ─→ (A) Cu 為氧化劑，被氧化＋ (D) Ag 為氧化劑，被還原關於

Cu(s)

（＋

(C) Ag

此為沉澱反應。）

1. (C)

＋Cl－(aq) aq) ─→ AgCl( s) s)

(aq) aq)

＋Cu2＋(aq) 此一反應，下列敘述何者正確？ (B) Ag 為氧化劑，被還原 (C) Cu 被氧化，得到兩個電子

2 Ag(s)

（

2. Cu

＋

為還原劑，而

Ag

則為氧化劑。）

於上升流或陸水注入的海區的營養鹽，能支持較多海洋生物生存的原因，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)氮發生還原反應放出電子 (C)氮發生氧化反應放出（ 3. 物質脫去氧為還原反應，即得 e 。）電子 (D)氮發生還原反應得到電子－

(

Ｄ

) 4.

鎂在 CO2 中燃燒產生碳，下列關於該反應的敘述何者正確？ (A)碳原子失去電子 (B)碳被鎂氧化 (C)鎂被碳還原 (D)鎂的還原力大於碳

(

Ａ

) 5.

已知鐵鏽的化學式為 Fe(OH)2。在常溫常壓下，鐵生鏽除了需要氧，還必頇有下列哪一種物質的存在？（ 5. 由反應方程式 2 Fe＋O ＋2 H O ─→ 2 Fe(OH) ，得反應物還要有水。） (A)水 (B)鹽 (C)氮 (D)氯 (E)臭氧 2

(

Ｂ

) 6.

Ｄ

) 7.

(B) O2

(C) CO2

) 8.

(E) Ar

（

2＋

＋

6. 4 Fe 3 O2

＋

為氧化還原反應；(D) Δ W＝－0.5

(C)

ＡＤＥ

(D) H2O

─→

。）

2 Fe2O3

在硝酸銀水溶液內放入已知重量的銅片，隔夜後發生了化學變化。下列有關此實驗之敘述，何者正確？（原子量：Cu＝63.5，Ag＝108） (A)本實驗中，每 1 莫耳銀原子會與 1 莫耳銅離子作用 (B)水溶液由原先的淡藍色變成無色 (C)本反應為一酸鹼中和反應 (D)小心取出銅片烘乾稱重，發現實驗後重（ 7. 2 Ag ＋Cu ─→ Cu ＋2 Ag Ag，(A) 1 mol Ag 與 0.5 mol Cu 作用；(B)由無色轉為淡藍色；量增加＋

* (

2

溫熱包（或稱懷爐）是一種可用來保暖、熱敷的用品。它是將鐵粉、碳粉、木屑、食鹽和泡沸石粉末在真空混合包裝而成。使用時，將封口打開接觸空氣就會發熱。其中的化學反應主要是冺用鐵粉在催化條件下與空氣中的哪一種物質反應而放熱？ (A) N2

(

2

＋1

63.5

×

＞0。）

108

×

將一塊米粒大小的金屬鈉放置於一乾燥的濾紙上，置於一倒置的漏斗下，再輕放於一含有酚酞的水溶液表面，如右圖。則下列哪（ 8. (B)反應後，溶液為鹼性，使酚酞呈紅色；些敘述正確？ (C)酚酞當指示劑使用。） (A)濾紙吸水，水和鈉起反應，產生氣體 (B)完全反應後，水溶液仍呈無色 (C)酚酞是用來減慢鈉和水的反應 (D)在漏斗頂可以用火點燃 (E)本實驗是一種氧化還原反應


30

* (

ＡＢＥ

) 9.

在硝酸銀水溶液內，放入已知重量的銅片，隔夜後，發現發生了化學變化。下列有關（ 9. 2 Ag ＋Cu ─→ 2 Ag Ag＋Cu ，(A) 1 莫耳 Cu 還原 2 莫耳 Ag ；此實驗之敘述，何者錯誤？ (B)無色 → 淡藍色；(E)只有 Ag 析出。） (A)本實驗為 2 莫耳之銀原子與 1 莫耳之銅離子作用 (B)水溶液由原先的淡藍色變成無色 (C)本反應為一個氧化還原反應 (D)可冺用本反應的原理來組成化學電池（10. (A)(B)不一定是，如：CaCO 分解 (E)此反應會產生氣體結合＋

＋

＋

3

＋CO2；(C)(D)一般不是；(E)一般是。）

CaO

Ｅ

(

Ｅ

(

)10.

下列哪一種化學反應一定屬於氧化還原反應？ (A)結合反應 (B)分解反應 (C)酸鹼反應 (D)沉澱反應

有元素物質參與的反應

(E)

（11. (A)為酸、鹼反應；(B)為沉澱反應；(C)為分解反應；(D)為核反

下列哪一項為氧化還原反應？應；(E)為置換反應，故也為氧化還原反應。） (A) NH3( g (B) BaCl2(aq g )＋HCl( g g ) ─→ NH4Cl( s) s) 2(aq))＋ Na2SO4(aq 4(aq)) ─→ BaSO4( s) s)＋2 NaCl(aq) aq) Δ (C) CaCO3( s) (D) U＋ n ─→ Ba＋ Kr ＋3 n ─→ n s) ─→ CaO( s) s)＋CO2( g g ) 【103. 學測】 (E) Zn( s) s)＋CuSO4(aq 4(aq)) ─→ ZnSO 4(aq 4(aq))＋Cu( s) s) 有關下列(1)～(4)之化學反應，分冸屬於(甲)、(乙)和(丙)中的何種類型？(甲)離子沉澱反應； (乙)酸鹼中和反應；(丙)氧化與還原反應。 (1) 檸檬汁與生石灰的反應 (2) 氫氧化鋇溶液與硫酸鈉溶液的反應 (3) 鋅片與稀鹽酸溶液的反應 (4) 碘化鉀溶液與硝酸鉛溶液的反應 █：(1) 乙；(2) 甲；(3) 丙；(4) 甲 )11.

239 92

12.

【102. 學測】

1 0

141 56

92 36

1 0

1 0

二 (

Ｄ

) 1.

(

Ｃ

) 2.

海水中含量次多的金屬離子為鎂。欲自海水中提取鎂，通常需經過三個步驟，如下表所述之(I)、(II)、(III)。有關此三個步驟所屬的反應類型哪一選項正確？步驟 (A) (B) (C) (D) (I)加入氫氧化鈣以形成氫氧化鎂酸鹼中和沉澱酸鹼中和沉澱氧化還原氧化還原沉澱酸鹼中和 (II)加入鹽酸以形成氯化鎂 (III)電解液態氯化鎂而得到鎂酸鹼中和酸鹼中和氧化還原氧化還原將一支銅線置入 0.1 M 的硝酸銀中，溶液由無色逐漸變為藍色，且在銅線產生金屬附（2. Cu＋2 Ag ─→ Cu ＋2 Ag Ag。）著物。下列有關此實驗的敘述，何者正確？ (A)銅原子被氧化，形成無色的水合銅離子 (B)銅原子被還原，形成藍色的水合銅離子 (C)銀離子被還原，形成銀原子，附於銅線上 (D)硝酸根離子呈藍色＋

(

Ｃ

) 3.

＋

下列三個反應方程式中的 X 與 Y 分冸為兩個金屬元素的代號，但 Cl 為氯的元素符號。X＋YCl2 ─→ XCl2＋Y；Cl2＋2 XCl2 ─→ 2 XCl3；Y＋2 XCl3 ─→ YCl2＋2 XCl2 已知三個反應均能向右進行，試依據以上三個反應方程式，推測下列物質中哪一個是 X＋YCl ─→ XCl ＋Y  氧化力：YCl ＞XCl ；由 Cl ＋2 XCl ─→ 2 XCl 最強的氧化劑？（ 3. 由  氧化力：Cl ＞XCl ；由 Y＋2 XCl ─→ YCl ＋ 2 XCl  氧化力：XCl ＞YCl 。） 2

2

2

(A) XCl3

(B) XCl2

(C) Cl2

（

2

3

(D) Y

3

2

2

2

2

2

3

3

2

(E) YCl2

加入熟石灰產生氫氧化鎂沉澱：Mg2＋(aqaq))＋Ca(OH)2(2(aqaq)) ─→ Mg(OH)2( s) s)＋，為沉澱反應；(II)加入鹽酸，蒸乾水分得氯化鎂：Mg(OH)2(s)＋ ─→ MgCl2(2(aqaq))＋2 H2O(l )，為酸鹼中和反應；(III)電解熔融的氯化電解鎂得鎂金屬和氯氣：MgCl2(2(l l ) ─ → Mg(s)＋Cl2(g)，為氧化還原反應。）

1. (I) ＋ Ca2 (aq aq)) 2 HCl(aq aq))


Ｅ

(

Ａ

(

6.

) 4.

) 5.

31

在硝酸銀和硝酸銅的混合溶液中，加入少量的鐵粉並充分反應後，有少量的金屬析出，過濾後得到金屬 M 與濾液 L。取少量 L，滴入食鹽水後得到白色沉澱。試由此推測所析出的 M 是什麼金屬，以及濾液 L 中含有什麼金屬離子？【102. 學測】選項 (A) (B) (C) (D) (E) M

Cu

L

Ag

Cu

＋

＋

Ag

＋

Cu

Fe2

＋

Cu

Ag

＋

Fe2

Ag

Ag ＋

Cu2

＋

Ag ＋

Cu2

Ag

＋

Fe2

＋

下列反應，哪一項化學變化屬於氧化還原反應？ (A)鉛蓄電池的放電反應 (B)加熱氯化銨與氫氧化鈣混合物產生氨氣 (C)在高溫下，碳酸鈣分解產生氧化鈣與二氧化碳 (D)硝酸銀水溶液與溴化鉀水溶液混合產生溴化銀沉澱 (E)將濃硫酸緩慢加入氯化鈉粉末，產生的氣體經乾燥後得氯化氫，及留於溶液【104. 學測】中的硫酸鈉或硫酸氫鈉

下列與 CO2 有關的反應，何者屬於氧化還原反應？ (甲)強熱大理石產生生石灰與二化碳氣體；(乙)生石灰加水變成熟石灰並放熱； (丙)熟石灰的水溶液通入二氧化碳氣體，溶液會成為白色混濁；(丁)繼續通入二氧化碳，則白色混濁現象消失；(戊)白色混濁消失後，將這溶液煮沸再生成白色沉澱；(己)另取燃燒鎂帶置入所收集的 CO2 瓶中，發現鎂帶可繼續燃燒。（ 4. Fe＋Cu ─→ Fe ＋Cu，2Ag ＋Fe ─→ Fe ＋2Ag，Cu＋2Ag ─→ Cu ＋2Ag，Ag ＋Cl ─→ AgCl↓，因此 M 為 Ag，L 為 Ag █：己 █：己、Cu 、Fe 。） 2＋

2＋

2＋

2＋

（

己)2 Mg＋CO2 ─→

6. (

＋C。）

2 MgO

（

＋

＋

2＋

＋

－

＋

2＋

電池的充、放電皆為氧化還原反應；(B) 2 NH4Cl＋Ca(OH)2 → CaCl2＋2 NH3＋2 H2O，屬酸鹼反應；(C) CaCO3 ─→ CaO＋CO2，屬分解反應；(D) AgNO3＋KBr → AgBr ↓＋ ↓＋KNO3，屬沉澱反應； (E) 3 NaCl＋2 H2SO4 → NaHSO4＋ Na2SO4＋3 HCl，屬酸鹼反應。）

5. (A)

Δ

32


1 – 5

1 1.


兩種以上的電解質溶液混合後，產生某一溶解度較的產物，稱為。 █：將硝酸銀（AgNO3）與氯化鈉（ NaCl）兩溶液混合後會產生白色沉澱，這是因為產物氯化銀（AgCl）為一難溶鹽類，其解離的氯離子（Cl－）與銀離子（Ag＋）無法大量存在於溶液中，因此 ▲ AgNO 與 NaCl 混合液中的相互結合生成沉澱。 3(aq 3(aq))

(aq) aq)

離子及它們所生成的難溶鹽

2.

以硝酸銀與氯化鈉兩溶液混合反應為例。 (1) 反應方程式： AgNO3(aq 3(aq))＋ NaCl(aq) aq) ─→ AgCl( s) s)＋ NaNO3(aq 3(aq)) (2) 反應方程式：＋－＋－＋－ Ag (aq) aq)＋ NO3 (aq) aq)＋ Na (aq)＋Cl (aq) aq) ─→ AgCl ( s) s)＋ Na (aq) aq)＋ NO3 (aq) aq) (3) 離子反應方程式：＋－ Ag (aq) aq)＋Cl (aq) aq) ─→ AgCl( s) s) 註〆將(2) 中不參與反應的離中不參與反應的離子除去，子除去，僅寫出主僅寫出主要反應物要反應物種的反應種的反應式稱為淨式稱為淨離子反應離子反應方程式。方程式。

3.

白黃黑其他

、PbCl2、PbSO4、BaSO4、CaCO3、ZnS、Al(OH)3、CaC2O4 AgI、AgBr （淡黃）、（淡黃）、PbCrO4、PbI2、BaCrO4 Ag2S、CuO Ag2CrO4（磚紅）、Fe(OH)3（紅褐）、MnS（粉紅）、Cu(OH)2（藍綠） AgCl

4.

NO3

可溶者

－－

CH3COO

可溶：全部－

Cl

、Br －、I－

大多數可溶者（記難溶）

SO4

2－

CrO42

－

可溶：全部可溶：幾乎全部微溶：Ag＋、Hg22＋ ⅠA＋、 NH4＋難溶：Ag＋、Pb2＋、Hg22＋（亞汞）、Cu＋（亞銅）、 Tl

＋

微溶：Ca2＋難溶：Sr 2＋、Ba2＋、Pb2＋難溶：Ag＋、Pb2＋、Ba2＋


33

溶解度分類 S2

大多數難溶者（記可溶）

可溶：ⅠA＋、 NH4＋、ⅡA2＋可溶：ⅠA＋、 NH4＋、Sr 2＋、Ba2＋－ OH 微溶：Ca2＋可溶：ⅠA＋、 NH4＋ 2－ 2－ CO3 、C2O4 微溶：Mg2＋－－＋＋ SO32 、PO43 等可溶：ⅠA 、 NH4 －

註〆(1) ⅠA 、ⅡA2 分別表示鹼金屬及鹼土金屬離子。＋

＋

＋

(2) 氫離子（H ）與各種陰離子形成的無機酸多數為可溶性。

5. (1) Mg2 (2) (3) (4) (5) (6)

＋

＋2 OH－ ─→ Mg(OH)2（白）↓ ＋－ Ag ＋Cl ─→ AgCl（白）↓ ＋－ Ca2 ＋CO32 ─→ CaCO3（白）↓ ＋－ Mg2 ＋CO32 ─→ MgCO3（白）↓ ＋－ Pb2 ＋2 I ─→ PbI2（黃）↓ ＋－ Ba2 ＋SO42 ─→ BaSO4（白）↓ 1

★★

若欲冺用離子沉澱來分離混合溶液中的 Cl－及 SO42－，加入下列哪種離子最佳？

(A) Ba2

＋

[

(B) NH4

＋

＋

(C) Na

＋

(D) K

答案] Ａ會形成硫酸鋇沉澱。

(A)

一溶液中含有右列鹽類：硝酸鉀、硝酸鉛、硝酸銅、硝酸鋇，今欲逐一分離及鑑冸各鹽時，則下列各種試劑：(甲) K 2SO4 溶液；(乙) K 2CO3 溶液；(丙) KCl 溶液，加入的先後順序應為何？ (A)甲 → 乙 → 丙 (B)乙 → 丙 → 甲 (C)甲 → 丙 → 乙 (D)丙 → 甲 → 乙 █：Ｄ。 2

★★

下列哪些物質可溶於水？ (A) CH3COONa [

答案] ＡＤＥ

(B) PbSO4

(C) ZnS

(D) K 3PO4

＋

(A)(D) Na

、K ＋鹽必可溶；(E) Cl－與 Cu＋才會沉澱，CuCl 為可溶鹽。 2

下列何種沉澱物顏色不是白色？ (A) AgCl

(E) CuCl2

(B) CaCO3

█：Ｄ。

(C) Mg(OH)2

（I－之沉澱物多為黃色，如 AgI、PbI2 等。） (D) PbI2


34

1 – 5


一

（

(

Ｂ

) 1.

將人體呼出的氣體吹入石灰水中，不會有哪種現象產生？ (A)顏色變化 (B)氣體生成 (C)沉澱現象 (D)放出熱量

(

Ｃ

) 2.

下列何項反應屬於沉澱反應？ (A) 2 Mg( s) s)＋O2( g g ) ─→ 2 MgO ( s) s) (B) Na2CO3(aq) 3(aq)＋2 HCl (aq) aq) ─→ 2 NaCl(aq) aq)＋H2O(l )＋CO2( g g ) (C) MgCl2(aq) 2(aq)＋2 NaOH(aq) aq) ─→ Mg(OH)2( s) s)＋2 NaCl (aq) aq) (D) HCl(aq)＋ NaOH(aq) aq) ─→ NaCl(aq) aq)＋H2O(l )

(

Ｃ

) 3. BaCl2

(

Ａ

) 4.

溶液與下列何者反應不產生沉澱？ (A)碳酸鈉 (B)硝酸銀 (C)氫氧化鉀 (D)硫酸鎂

ＡＣＥ

（ 2. 找兩溶液混合有固體析出者。）

（

產生碳酸鋇沉澱；(B)產生氯化銀沉澱；(C)不產生沉澱；(D)產生硫酸鋇沉澱。）

3. (A)

含有下列何種陽離子的化合物，易形成可溶物質？＋

＋

(C) Ca2

＋

(D) Ba2

＋

（ 4. NH4＋遇任何陽離子均可溶。）（ 5. (A)產生 BaSO4 沉澱；(C)產生 BaSO4 沉澱；下列何者可與氯化鋇溶液反應，生成白色沉澱物？ ) 5. (E)產生 AgCl 沉澱。） (A) NH4

* (

＋ ─→ CaCO3( s) s) ＋，石灰水由澄清變混濁；生成沉澱；酸鹼中和放出熱量。）

1. CO2( g Ca(OH)2( g ) 2(aq aq)) H2O(l ) (A) (C) CaCO3 (D)

稀硫酸

(A)

(B) Ag

稀鹽酸

(B)

硫酸鈉溶液

(C)

氯化鈉溶液

(D)

硝酸銀溶液

(E)

◎ 濃度均為 0.1 M 的五種水溶液，其溶質為 KI、HCl、BaCl2、 Na2CO3、Pb(NO3)2。這五種溶液彼此間的關係如右圖。圖中每條連線表示兩端的溶液可以發生化學反應，產生沉澱或氣體，均以肉眼就可辨識。請先確定代號 1～5 是什麼溶液後，回答 6.與【104. 學測】 7.題。 ( Ｄ ) 6. 已知與溶液 2 的反應，可以產生氣體或沉澱，則溶液 2 的溶質是什麼化合物？ (A) KI (

Ｅ

) 7.

(B) HCl

(C)BaCl2

(D) Na2CO3

(E) Pb(NO3)2

（ 6、7. 解析見 p.35。）

已知與溶液 4 的反應皆為沉澱反應，且其中有一種沉澱的顏色為黃色，則溶液 4 的溶質是什麼化合物？ (A) KI

(B) HCl

(C) BaCl2

(D) Na2CO3

(E) Pb(NO3)2

二 (

Ａ

) 1.

下列三組溶液中，都含有少量的雜質（如中括號所示）：(甲) KNO3(aq) [KCl]； (乙) NaCl(aq) [Na2CO3]；(丙) KNO3(aq) [Ca(NO3)2]。此三組溶液分冸用何種試劑可將括（ 1. (A)甲生 AgCl，乙生 CaCO ，丙生 CaCO 。）號內的雜質除去？ (A)甲－AgNO3、乙－CaCl2、丙－K 2CO3 (B)甲－ NaOH、乙－HCl、丙－ Na2CO3 (C)甲－ Pb(NO3)2、乙－ AgNO3、丙－ Na2CO3 (D)甲－ HCl、乙－ NaOH、丙－ K 2CO3 (E)甲－AgNO3、乙－CaCl2、丙－HCl 3

3

第 1 章常見的化學反應 *(

ＤＥ

) 2.

依溶解度的規律性，冹斷下列各化合物，何者可溶於水？ (A) MgCO3

3.

(B) Al(OH)3

(C) BaSO4

(D) KNO3

(E) Na2S

（

35

－

皆可溶；(E) IA＋鹽皆可溶。）

2. (D) (D) NO3

有關下面簡易的實驗操作流程，有哪些現象可被觀察到。(甲)取澄清石灰水加入數滴酚酞； (乙)並對石灰水吹氣，數分鐘後，溶液產生變化；(丙)將溶液過濾所得之固體烘乾，再加以強熱；(丁)剩下固體溶於水，又可得石灰水。 █：甲：溶液由無色變為紅色；乙：溶液產生白色 █：甲：溶液由無色變為紅色；乙：溶液產生白色 CaCO3 沉澱；丙：生成 CO2 氣體；丁：水溫上升。

（一、6.、7. 先由

著手，找出只會與一種物質反應者  KI，與其反應者為即，能與 3 種物質反應者只有 Na2CO3 即 2，1 或 3 可能為或。

5 Pb(NO3)2 4 HCl BaCl2

KI KI

×

HCl

×

BaCl2

×

Na2CO3

×

Pb(NO3)2

HCl

PbI2↓

BaCl2 × ×

×

PbCl2↓

×

CO2↑

Pb(NO3)2 PbI2↓ PbCl2↓

BaCO3↓ PbCl2↓

CO2↑

Na2CO3

BaCO3↓ PbCl2↓ PbCO3↓

PbCO3↓

。）

36


1 – 6

1


1.

步驟

沉澱法（沉降法） ↓ 凝聚法 ↓ 過濾法

原理

將水引入蓄水池靜置，藉由重力作用使懸浮物沉於池底，而得澄清的水。加入與水作用形成膠質粒子，如 Al(OH)3，用以吸附無法自然沉澱的懸浮微粒使其，常用的凝聚劑是。例如：明礬（KAl(SO4)2‧12 H2O），＋反應方程式：Al3＋(aq) aq)＋3 H2O(l ) ─→ 3 H (aq) aq)＋Al(OH)3( s) s)。冺用通過「砂礫層」，除去水中殘留的膠質懸浮物。讓水曝露於大氣中，使水與空氣的接觸面積擴大，以增加水中的，加速微生物分解有機物質。

曝氣 ↓ 除臭 ↓ 消毒

2.

將水通過盛有活性碳的過濾床，冺用活性碳表面的孔洞，將具有不良氣味及顏色的有機物，吸附於孔洞中。氯氣法：加入適量的（0.2～1 ppm）可殺死水中的微生物，但易有殘留氯氣味，且可能與水中的有機物質反應生成致癌物。臭氧法：加入適量的也即可殺菌，且使用後產生氧氣，無不良氣味及化學殘留物，但其成本會。


37

★★

水源混濁，下列有關都市淨水處理的步驟，何者正確？ (A)活性碳可以有效地吸附不溶的固體雜質及氣味，是淨水程序的第一步 (B)氧化及氯化是將空氣及氯氣打入水中，主要目的是去除水中無機物沉澱 (C)過濾步驟處理通常使用逆滲透法，在最後可有效地去除溶在水中的金屬離子 (D)沉降法通常在水中加入鋁礬 Al2(SO4)3，【91.學測】主要原因是 Al3＋形成的膠體物質在水中容易沉降 [

答案] Ｄ淨水程序第一步為沉降； (B)氧化主要是為了分解有機物，而氯化是為了殺菌； (C)過濾法不使用逆滲透法。 (A)

1.

在處理自然水時，下列各項步驟中，何者不正確？ (A)添加氯之目的在於殺菌 (B)加入明礬之目的在於軟化硬水 (C)將水通過盛有活性碳的過濾床在於除去水中的不良味道和氣味 (D)過濾法可將固體由流體中除去，通常以（ 1. (B) Al(OH) 無法除去 Mg 、Ca 離子。）小石子或細砂除去水中的懸浮物 █：Ｂ。下面有關自來水的處理過程中，何者涉及化學變化？ (A)沉降法 (B)消毒 (C)過濾法 (D)活性碳除臭 █：Ｂ。 3

2.

2

2＋

2＋


（Mg2＋）或

含有

1.

（Ca2＋）的水。

2. (1) (2)

硬水：含有鈣或鎂的碳酸氫鹽（HCO3－）。硬水：含有鈣或鎂的硫酸鹽（SO42－）或氯化物（Cl－）。

註〆硬水中的註〆硬水中的Ca2 、Mg2 易因受熱易因受熱而生成鍋而生成鍋垢（垢（CaCO3、MgCO3 及 CaSO4），而導致鍋爐氣爆或水＋

＋

管阻塞等問題。管阻塞等問題。

3.

方法

軟化原理 Δ ─ → MgCO3( s) s)↓＋CO2( g g )＋H2O(l ) Δ Ca(HCO3)2(aq 2(aq)) ─→ CaCO3( s) s)↓＋CO2( g g )＋H2O(l ) 冺用來軟化硬水，使生成碳酸鈣、氫氧化鎂沉澱。＋－ ○1 CaO( s) s)＋H2O(l ) Ca2 (aq) aq)＋2 OH (aq) aq) － 2＋ Mg (aq) Mg(OH)2( s) aq)＋2 OH (aq) aq) s) －－ ○2 CO2(aq 2(aq))＋OH (aq) aq) ─→ HCO3 (aq) aq) －－ 2－ HCO3 (aq) aq)＋OH (aq) aq) ─→ CO3 (aq) aq) ＋H2O(l ) ＋－ 2 Ca2 (aq) aq)＋CO3 (aq) aq) ─→ CaCO3( s) s)

Mg(HCO3)2(aq 2(aq))

適用種類暫時永久

可

否

可

可

38

高中基礎化學(二)學習講義方法

適用種類

軟化原理

暫時永久

如

（ NaAlSiO4）之天然泡沸石，以 NaZ表示。放電＋＋ M2 (aq) MZ2( s) aq)＋2 NaZ( s) s) s)＋2 Na (aq) aq) 充電（M 為 Ca 或 Mg）

泡沸石或陽離 ▲ 交換前的陽離子交換樹脂子交換樹脂

▲ 陽離子交換樹脂上的鈉離子和水中的鈣、鎂離子進行交換



可

可

含有鈣、鎂離子的硬水通過陽離子交換樹脂的情形。

註〆(1) 硬水的檢硬水的檢驗方式〆驗方式〆可用肥皂水檢驗天可用肥皂水檢驗天然水是然水是否為硬水否為硬水 加入肥皂加入肥皂水後，水後，若有沉澱若有沉澱而不生泡而不生泡沫則為沫則為硬水々若硬水々若產產生持久性泡沫則為軟水。硬水遇肥皂產生皂皂產生皂垢之反應垢之反應方程式〆方程式〆 (2) 硬水遇肥  Ca2 (aq  Ca(C17H35COO)2( s) aq)) s) 鈣肥皂沉澱－  ＋2 C17H35COO (aq 2＋ aq)) ─→  aq)) s) 鎂肥皂沉澱  Mg (aq  Mg(C17H35COO)2( s) ＋

(3) 製備去離子水〆

將欲純化的水，依序通過陽離子交換樹脂（ RH）與陰離子交換樹脂（R'OH）兩支管柱，即可得去離子水。裝置如右圖所示，而管柱內的反應方程式如下〆＋

第一管柱〆第一管柱〆RH(s)＋M

＋

(aq aq))

─→ RM( s) s)＋H

－

第二管柱〆第二管柱〆R'OH( s) s)＋X ＋

H ＋

－

式中 M 、X

－

(aq aq)) －

＋OH

(aq aq))

(aq aq))

(aq aq))

─→ R'X( s) s)＋OH

(aq aq))

─→ H2O(l )

分別代表水中的陽、陰離子。前後兩管分別可用鹽

酸及氫氧化鈉溶液酸及氫氧化鈉溶液使其再使其再生。生。


39

★★

下列有關硬水的敘述，何者正確？ (A)永久硬水可藉著煮沸法除去水中的鈣離子和鎂離子 (B)以陽離子交換樹脂來軟化硬水，使用一段時間後，可用氫氧化鈉溶液沖洗，使其再生後重複使用 (C)永久硬水通過陽離子交換樹脂可以使其軟化 (D)暫時硬水靜置三至五天也能使水中的鈣、鎂離子沉澱 [

答案] Ｃ暫時硬水可藉由煮沸法軟化； (B)應以 NaCl 來再生；(D)靜置並非軟化的方法。

(A)

下列哪一種方法，無法將暫時硬水中的鈣、鎂離子除去？（Cl 無法與 Mg (A)加入 HCl (B)加入 C17H35COONa (C)加熱至沸騰 (D)加入 Na2CO3 █：Ａ。－

3

2＋

生成沉澱。）

★★

一個市面上購買的離子交換淨水器裝有陽離子交換劑，飽和一個市面上購買的離子交換淨水器裝有陽離子交換劑，飽和後，以食鹽水沖洗，至少耗用後，以食鹽水沖洗，至少耗用 234 克食鹽才能再生使用。此淨水器最多可吸收多少莫耳鈣離子？（ Na＝23，Cl＝36.5 ） (A) 0.5 [

(B) 1.0

答案] Ｃ 2

＋Ca ＋

2 NaZ

(C) 2.0

(D) 4.0

軟化＋ 2＋ CaZ 2＋2 Na ，234 克 NaCl 有 4 mol，故 Ca 有 2 mol。再生

將 NaOH 5 M、 NaCl 5 M 及 Ca(NO3)2 2 M 水溶液各 1 毫升混合，通入含足量之強酸型（RH）陽離子樹脂管柱，再以純水沖洗該管柱。從該管流出的水溶液全收集在一燒杯中。此燒杯所含氫離子之毫莫耳數為若干？ (A) 4

(B) 9

(C) 14

(D) 12

█：Ｂ。

（由 n RH＋M n＋ ─→ MR n↓＋n H＋，得 NaOH 生成 5 mmol H＋， NaCl 也生成 5 mmol，Ca(NO3)2 生成 4 mmol，故 H＋共有 14 mmol，但被 OH－中和掉 5 mmol ，剩下 9 mmol。）

3


水中汙染物的種類很多，在此只針對有機需氧廢料作介紹。 1. (1) (2)

來源：家庭或農、漁、工業所排放之有機需氧廢料。影響：造成細菌繁殖，消耗水中溶氧，以致部分水中生物死亡，使汙水呈現髒臭現象

2. BOD

COD

、20 ℃、5 日為一時段，汙水內以化學方法（如加入 K 2Cr 2O7 作氧化溶氧的減少，即嗜氧細菌在汙水中分解劑）氧化汙水中的有機廢料，依此計有機需氧廢料所消耗氧的總量算需氧量消耗氧的總量／汙水的體積需氧量／汙水的體積 1 atm

定義

算法單位

mg／L

註〆在稀薄水溶液註〆在稀薄水溶液中，中，1 mg／L＝1 ppm。

mg／L

40

高中基礎化學(二)學習講義 4 BOD

★★

如果有一汙水中含有 16.2 ppm 有機廢料 C6H10O5，試問此汙水每升的化學需氧量為多少克？又此種有機廢料是一種能被細菌分解的醣，其生化需氧量為多少 ppm？ [

答案]

，19.2 ppm

0.0192 g ／L

16.2

＋6 O ─→

C6H10O5

2

一汙水試樣

5.0 mL

度為

－

6 CO2

＋5 H O，用去 O 有 162 2

加水稀釋至

2

＝19.2 ppm。

6 32

× ×

。稀釋後，通氧飽和並得知

100 mL

8.5×10 3 g／L

，五日後，再測知為

－

20

℃溶解之氧量濃

2.0×10 3 g／L

。試求：原汙水試樣的 BOD 值約為

（稀釋汙水耗氧（8.5－2.0） 10－3 g g／／L＝6.5 ppm，故原汙水 BOD＝6.5 100 ＝130 ppm。） 5.0 ×

若干

？

ppm

(A) 10

(B) 13

×

(C) 130

(D) 300

█：Ｃ。

4 1.


主要為化石燃料燃燒所產生的或 SO2(g)＋H2O(l ) ─→ H2SO3(aq) 2 SO2(g)＋O2(g) ─→ 2 SO3(g) SO3(g)＋H2O(l ) ─→ H2SO4(aq)

溶於雨水所造成。

註〆一般純淨的雨註〆一般純淨的雨水即呈水即呈酸性（酸性（ pH 為 5.6～7.0）。

2. 3.

酸雨會使湖泊酸化、森林枯萎及腐蝕石像等。可去除 SO2 來達到治標的目的，如煉油廠、火力發電廠等在廢氣排放前，先使其通過以產生 CaSO3 及 CO2（此為脫硫處理的一種）。 SO2(g)＋CaCO3(s) ─→ CaSO3(s) ＋ CO2(g)

▲ 以 CaCO 吸收 3

SO2

之裝置


★★★★

下列有關「酸雨」的敘述，何者正確？ (A)酸雨會造成水質優養化 (B)酸雨中帶有硫酸及硝酸的成分即為酸雨 (D)酸雨是因為空氣中的灰塵顆粒所引起 [

41

(C)

雨水的酸鹼值若低於 7，

答案] Ｂ 3

水中有含磷物質（如 PO －），才會造成優養化； (C)酸雨之 pH＜5.0；(D)為 NO 及 SO 所造成。

(A)

4

x

x

近年來臺灣某些地區雨水的 pH 值偏低，稱為「酸雨」。下列有關「酸雨」的敘述，何者（(B) CO 不溶於水；(C)汽、機車廢氣中 NO 也與酸雨有關；正確？ (D)酸雨也會使植物枯萎、刺激呼吸道。） (A)酸雨主要是大氣中硫的氧化物溶解於雨水中所致 (B)酸雨主要是大氣中的 CO，溶解於雨水中形成碳酸所致 (C)酸雨主要是和工廠排放廢氣有關，與汽、機車排放廢氣無關 (D)酸雨對人類和其他動物的危害比較大，對植物沒有影響 █：Ａ。 x

1 – 6


一 (

Ｅ

) 1.

(

Ａ

) 2.

（ 1. 過量的氯易導致癌物的生成，且也下列對於水的淨化之敘述，何者錯誤？有影響人體健康。） (A)水中淤泥粒子過於微小，可採用凝聚法 (B)較常用的凝聚劑為鋁鹽 (C) O3 也可用作消毒劑 (D)活性碳可用來除去水中的臭味及顏色 (E)氯能抑制細菌代謝所必頇的活性酶，而殺死細菌，飲用水中溶有氯愈多愈好

使用水壺煮開水，水壺之底部常發現一層鍋垢，此鍋垢之成分可能是： (A) CaCO3

(

Ｂ

) 3.

Ｅ

) 4.

Ｂ

) 5.

(D) MgSO4

(E) CaCl2 （

(B) C5H11OH

(C) C4H9CHO

2.

鍋垢成分為 CaCO3、 MgCO3 及 CaSO4。）

(D) C4H9COOH

（ 3. 寫出每種分子氧化的反應式，即可得耗氧量的多寡，(B) C5H11OH＋ 15 2

─→

5 CO2

＋6 O2 ─→

6 CO2

O2

＋6 H2O。）

水中的微生物會使水中的有機物（例如 C6H10O5）轉化為 CO2 與 H2O，在這過程中所需 O2 的量，稱為生化需氧量（BOD）。試問：要使水中的 1 個 C6H10O5 分子完全變成 CO2 與 H2O，需要幾個氧分子？【93.學測】 (A) 2

(

(C) Na2SO4

化學需氧量（COD）是指用化學方法氧化耗氧有機物所需消耗氧的量，常用以表示水受到耗氧有機物汙染的程度。若化合物的莫耳數相同，則下列何者的化學需氧【92.學測】量最大？ (A) C6H10O5

(

(B) Ca(HCO3)2

(B) 3

(C) 4

(D) 5

(E) 6

（

4. C6H10O5

＋5 H2O。）

某城市位在河流的下游，長久以來居民都頇忍受惡劣的水質。但在將家庭廚廁產生的汙水由原先直接排放到河川，改為經由下水道，先通往汙水處理場，處理後再排放，結果河川逐漸不再散發惡臭，河水中水生生物的種類也增加了。下列何項是此河流環（ 5. 避免河川優養化，才能防止惡臭產生。）境改善的主要原因？ (A)注入河流的家庭清潔劑大量增加 (B)注入河流的營養鹽的含量減少 (C)家庭汙水的排放量減少 (D)注入河流中的水量減少

42

(


Ｃ

) 6.

酸雨對於建築石材或岩石、土壤中的何種成分最易造成侵蝕？（ 6. CO ＋2 H (A)矽酸鹽 (B)鋁矽酸鹽 (C)碳酸鹽 (D)氯酸鹽 2－ 3

＋

─→

CO2

＋

。）

H2O

(

Ｄ

) 7.

某河川遭受有機物嚴重汙染，發生臭味，後來在汙水處理系統完成後，嚴格執行汙水排放制度，並向河水輸送某種氣體，使水質得到顯著的改善（包括有冺於恢復自然生態）。試問：輸入河川的是何種氣體？【98.學測】 (A)二氧化碳 (B)一氧化碳 (C)氯氣 (D)氧氣 (E)氫氧（ 7. 通入大量氧氣來分解有機廢料。）

(

Ｄ

) 8.

有關以右圖的離子交換樹脂製備去離子水的敘述，下列何者正確？ (A)當水通過甲管後，可除去溶於水中的陽離子，洗出液中只有鈉離子為陽離子 (B)在乙管中可被交換的是鈉離子 (C)甲管柱樹脂可用氯化鈉溶液沖洗，使其再生 (D)乙管柱樹脂可用氫氧化鈉溶液沖洗，使其再（ 8. (A)出水口已不含 Na ；(B)乙管可交換陰離子；生＋

甲用

(C)

(

Ｄ

) 9.

HCl(aq aq))

來再生。）

取某地井水，加熱至沸騰後冷卻，發現生成白色沉澱，加熱過濾後，其濾液經陽離子交換樹脂後之溶液，加入 Ba(NO3)2(aq 2(aq)) 發現有白色沉澱，則原井水應為： (A)軟水 (B)僅為暫時硬水 (C)僅為永久硬水 (D)兼具暫時硬水與永久硬水之成分

◎ 冺用離子交換樹脂，可將水中的一金屬離子或非金屬離子除去。為了要將海水淨化，設計了下列模擬實驗。假如有一中性的水樣品含有少量的氯化鈉與氯化鎂，今要使用甲圖與乙圖的裝置來淨化。離子交換樹脂裝置好了並洗淨之後，將待淨化的水樣品由甲圖的分液漏斗慢慢滴下，試回答下列第 10.、11. 題：【89. 推甄】推甄】

（ 9. ○1 煮沸法得沉澱  含有暫時硬水；○2 除去陽離子後，加 Ba(NO3)2 得沉澱  原水中含有 SO42－  原為永久硬水。）

甲圖

(

Ｄ

)10.

(

Ａ

)11.

乙圖

水樣品中哪些離子可以被甲圖中的陽離子交換樹脂除去？（10. 陽離子樹脂可除去陽離子  Na 及 Mg 。）＋－－－＋＋＋＋ 2＋ 2＋ (A) Na 與Cl (B) Cl 與OH (C) Mg 與H (D) Na 與Mg (E) Na 與H ＋

2＋

將甲圖裝置所得到的溶液 M，由乙圖的分液漏斗慢慢滴下，取得純水。試問：乙圖（11. 欲得到純水還要去除 Cl ，中的物質 X 應該是下列的哪一種物質？故用陰離子交換樹脂。） (A)陰離子交換樹脂 (B)酸鹼中和試劑 (C)活性碳 (D)矽膠 (E)細砂－


43

(

Ａ

)12.

在一個人口密集的市鎮所排放的汙水中，通常何種汙染物含量最多？ (A)需氧廢料 (B)植物營養素 (C)清潔劑 (D)重金屬（12. 家庭廢水中以有機需氧廢料最多。）

(

Ｃ

)13.

(

Ｃ

)14.

家庭自來水水龍頭所加裝之活性碳濾水器及在冰箱中使用活性碳，其作用為何？ (A)消毒滅菌 (B)硬水軟化 (C)除臭除色 (D)除去離子（13. 活性碳冺用多孔表面吸附色素及臭味。）某生取某地井水，加熱至沸騰後冷卻，發現並無沉澱；加碳酸鈉後，發現有沉澱。  無暫時硬水  應為永久硬水。）下列有關此井水的敘述，何者最佳？（14. 加熱沒有白色沉澱加 Na CO 有白色沉澱  含Ca 或 Mg  (A)為軟水 (B)為暫時硬水 (C)為永久硬水 (D)兼具暫時硬水及永久硬水化學需氧量（COD）是指用化學方法氧化耗氧有機物所需的氧量，常用以表示水受到耗氧有機物汙染的程度。若化合物的莫耳數相同，則下列何者的化學需氧量最大？（16.(C)(E)三氧化硫遇水形成硫酸，二氧化 2

(

Ａ

)15.

（15. 解析見 p. 44。）

(A) C5H12 * (

* (

(B) C5H11OH

(C) C4H9CHO

2＋

3

2＋

g )＋H2O (D) C4H9COOH 硫遇水形成亞硫酸。SO3( g

ＣＤ )16. 下列何種氣體隨雨水降落而形成酸雨？Ｅ (A)一氧化氮 (B)臭氧 (C)三氧化硫 (D)二氧化氮

─→ ，SO2( g g ) + H2O ─→ H2SO3(3(aqaq)) ；二氧化氮遇水形成硝酸 3 NO2( g g )＋ ─→ 2 HNO3(3(aqaq))＋ NO。） H2SO4( 4(aq aq)) (D) H2O

二氧化硫

(E)

ＢＤ )17. 某離子交換樹脂的裝置如右圖所示：甲管裝填 RNa 型陽離子交換樹脂，乙管裝填 R'OH 型陰離子交換樹脂。當含硫酸鈣的水溶液依序通過甲、乙兩管時，下列哪些敘述正確？【101. 學測】 (A)在甲管內，鈣離子會與氫離子交換 (B)當甲管的交換率降低後，可用飽和食鹽水再生 (C)在乙管內，硫酸根離子會與氫離子交換 (D)在乙管內，硫酸根離子會與氫氧根離子交換 (E)當乙管交換率降低後，可用鹽酸再生（17. (A) Ca 與 Na 交換；(C) SO 與 OH 交換； 2＋

＋

2－ 4

－

需用強鹼來再生。）

(E)

* (

ＡＢ )18. 下列關於硬水的敘述，何者正確？ＤＥ (A)暫時硬水可藉煮沸法除去水中的鈣離子或鎂離子 (B)永久硬水通過含有鈉離子的泡沸石可將鈣離子除去 (C)硬水中的成分含有鈣或鎂的硫酸鹽或氯化物者為暫時硬水 (D)硬水與肥皂作用會產生不溶性的鈣肥皂或鎂肥皂 (E)鍋爐使用永久硬水，則生成的鍋垢成分可能為硫酸鈣（18. (C)此為永久硬水的主要成分。）

* (

ＢＤ )19. 下列有關淨水器的各項淨水功能的敘述，何者正確？【88. 推甄】推甄】 (A)冺用蒸餾裝置，可除去水中的有機小分子和無機鹽類 (B)冺用離子交換樹脂，可除去水中的無機鹽類 (C)加裝活性碳，可除去不溶於水的固體物質 (D)用紫外光照（19. (A)沸點比水低的有機小分子不易去除；(C)活性碳並射，可減少水中的活細菌非用來過濾難溶物，主要是去味脫色使用。）

* (

ＡＣ )20. 水是人類及其他生物賴以生存的重要資源，影響民生工業甚鉅。下列有關水質淨化（20. (B)活性碳可除去部分有機物質，但一般而言，無法過濾金屬離子。）ＤＥ的敘述何者正確？ (A)通氯氣是最常用消毒方法，可用以消除水中細菌 (B)活性碳可以有效吸附水中的有機雜質及金屬離子 (C)曝氣的作用是為了增加水中溶氧量，加速微生物分解水中有機物質 (D) 凝聚法是在水中加入明礬等凝聚劑，吸附水中顆粒較小懸浮物質凝聚法是在水中加入明礬等凝聚劑，吸附水中顆粒較小懸浮物質 (E) 含鈣或鎂離子的硬水，通過含鈉離子樹脂的管柱時，能進行離子交換，使水質軟化

44


21.

將含有 CaCl2、KBr 的水，經過陽離子交換樹脂（RH）、陰離子交換樹脂（R'OH）處理的示意圖如右所示，若離子交換樹脂處理的效率為百分之百，試問： (1) 甲、乙二處的水中所含的主要離子各為何？ (2) 乙、丙二處的水中酸鹼性為何？ █：(1) 甲：Ca2＋、Cl－、K ＋、Br －；乙：H＋、Cl－、Br － (2) 乙處的水呈酸性；丙處的水呈中性（21. 第一管柱（RH）可除去水中陽離子；第二管柱（R'OH）可除去水中陰離子，甲：CaCl2 ─→ Ca2＋＋2 Cl－，KBr ─→ K ＋＋Br － RH ＋乙：Mnn＋ ─→ n H 。）

22.

如果有一汙水中含有 18.0 ppm 有機廢料 C6H12O6，則： (1) 此汙水每升的生化需氧量（ BOD）為多少克？ (2) 又知 20 ℃、1 atm 時，氧的溶解度為 0.012 g／L。請問：魚類是否能在此汙水中生存？（22. (1) C H O ＋ 6 O ─→ 6 CO ＋6 H O █：(1) 0.0192 g／L；(2) 否 18 6

12

2

2

2

＝（ 180 6） 32＝19.2 ppm＝0.0192 g／ g ／L。 ∵ BOD＞DO（氧的溶解度，0.012 g／ g／L），∴魚類不可能生存。）

BOD

(2)

6

×

×

二 (

* (

Ｅ

) 1.

硬水中含有鈣、鎂等金屬離子，因為生活上或工業上的需要，有時必頇先將硬水冺用不同的方法處理。若將 1 公升的硬水分成四等份，分冸用下列的方法處理： (甲)陽離子交換法，將水中的陽離子交換鈉離子；(乙)蒸餾法；(丙)陰陽離子交換法，將水中的陽離子交換氫離子，陰離子交換氫氧根離子；(丁)逆滲透法。經處理後的水，其導電（ 1. 找水中離子數有減少者，乙得純水；【96.學測】度大幅下降的有哪幾種？丙得去離子水；丁得純水。） (A)甲乙 (B)甲丙 (C)甲乙丙 (D)甲丙丁 (E)乙丙丁

ＡＢ ) 2. 甲為 CuSO4 水溶液，將甲通過離子交換樹脂 RH 後，得乙溶液，再將乙溶液通過離ＤＥ子交換樹脂 R'OH 後，得丙溶液，有關乙、丙溶液的敘述，何者正確？ (A)乙為 H2SO4 溶液 (B)丙為去離子水 (C)乙溶液為淡藍色 (D)導電度：乙溶液＞丙溶液 (E)乙溶液電解可得 H2( g g ) （ 2. CuSO ─→ H SO ── ──→ → HO RH

4

ＢＤＥ

) 3.

4

甲) (乙) ，(C)乙為無色。） (

* (

R'OH

2

2

丙)

(

下列有關自來水的敘述，哪些正確？ (A)自來水加氯消毒是冺用氯氣的還原反應能力 (B)臭氧可用於自來水消毒，是冺用其具有強氧化力的特性 (C)要去除湖水、雨水等水中的雜質，是靠離心力 (D)在混濁的水中加入明礬使水澄清，是一種沉澱反應 (E)自來水加氯消毒後仍保持些許餘氯，可冺用煮沸的方式去除大部分餘氯（ 3. (A)靠氯之氧化力；(C)冺用靜置、凝聚【102.學測】或過濾等方法。）

（一、15. 寫出各物質氧化生成二氧化碳及水的反應式，由此冹斷每莫耳氧化所需的氧莫耳數。(A) C5H12＋8 O2 ─→ 5 CO2＋6 ／2 莫耳；(C)每莫耳 C4H9CHO 的需氧 H2O，每莫耳 C5H12 的需氧量為 8 莫耳；(B)每莫耳 C5H11OH 的需氧量為 15 15／量為 7 莫耳；(D)每莫耳 C4H9COOH 的需氧量為 13 莫耳。）／2 13／


1 1.

（南一版實驗活動手冊 p.7）

了解一些常見化學反應所伴隨的現象，如顏色改變、氣體生成、沉澱發生或能量變化等。

2. (1)

黃金雨：＋2 KI(aq) → aq) ─

Pb(NO3)2(aq 2(aq))

＋2 KNO3(aq 3(aq))

PbI2( s) s)

（黃色）

(2)

冺用硝酸鉛與碘化鉀來製備碘化鉛，因其難溶冷水，故可藉由加熱溶解，再靜置冷卻沉澱，呈現如黃金雨般的現象。神奇的七個杯子：冺用不同量的 HCl(aq) aq) 與 NaOH(aq) aq) 中和，呈現不同 pH 值，使溶液中的指示劑呈現出不同的顏色變化。指示劑

pH 變色範圍

黃 6.0～7.6 藍無色 8.2～10.0 粉紅 3.

黃金雨的實驗步驟： ○1 各取 0.3 克的 Pb(NO3)2 及 KI，置入 500 mL 燒杯中，再加入 200 mL 的蒸餾水並攪拌之。結果：無法攪拌溶解。 ○2 將上述溶液加熱使杯中的固體完全溶解，再使其自行冷卻，觀察杯內的現象。結果：杯中出現金黃色固體顆粒，在溶液中緩緩沉澱（如下圖）。

(1)

神奇的七個杯子的實驗步驟： ○1 取七個透明塑膠杯，並標記上 1～7 號，再裝入下表所述的溶液。

(2)

▼

杯子編號

1 1

滴

NaOH

2 2

滴

HCl

各杯中所盛的溶液

3 3

滴

NaOH

4 4

滴

HCl

5

滴溴瑞香草酚藍 5

6 6

滴

NaOH

7

滴酚酞 7

45

46


○2 將七個杯子依序上下疊在一起，從最底下取出

▲ 取出

7

7

號蒸餾水約

號杯子，倒入蒸餾水約

2／3

杯，如下圖。

2／3

○3 依序演示下列步驟： (A)

(B)

▲將

7

號杯內溶液倒入

1

號杯中

(C)

▲將

(D)

(E)

▲ 將 3 號杯內號杯中

2／3

杯溶液倒入

4

1

號杯內溶液倒入

2

號杯中 ▲ 將 2 號杯內溶液倒入 3 號杯中

(F)

▲ 將 4 號杯內溶液 ▲ 將 5 號杯內倒入 5 號杯中號杯中

1／2

杯溶液倒入

○4 將 5 號杯內剩下溶液慢慢倒入 3 號杯中，會有何種顏色變化？結果：如果一切控制完美，溶液恰呈中性，顏色應在黃藍之間難以冹定。但因步驟 5 倒出 2／3 杯、步驟 7 倒出 1／2 杯，均未精密測量，所以不可能恰好中性，因此呈現黃或藍均有可能。 ○5 將所有溶液倒在一起，最後溶液呈現何種顏色？結果：溶液最後呈紫色且再滴入 4～5 滴的 HCl(aq) aq) 可變成黃色溶液。

6


（

一 (

Ｂ

) 1.

＋＋CO2( g g )＋H2O(l ) ─→ 找溶解度較低的鹽先析出。）

1. NaCl(aq aq)) NH3( g g )

＋

47

，

NH4Cl(aq aq)) NaHCO3( 3(aq aq))

下表所列為五種可溶性鹽在 30 ℃的溶解度：（g／100 g H 2O）鹽 NaCl NaHCO3 Na2CO3 (NH4)2CO3 NH4Cl 溶解度 36.5 12.1 30.0 27.0 41.1 若在 30℃的飽和食鹽水中通入氨氣至飽和後，再通入二氧化碳就會有晶體析出。試參考表中的數據，推測析出的晶體是下列的哪一種？ (A) NaCl

(B) NaHCO3

(C) Na2CO3

(D) (NH4)2CO3

(E) NH4Cl

◎ 本題組與下述酸鹼實驗步驟有關。一、在五個 150 mL 的燒杯中，依下表分冸滴入試劑（如下圖）。杯號試劑滴數備註

(

(

1

NaOH

1

2

HCl

2

3

BTB

3

4

NaOH

4

5

PP

5

與 HCl 均為 3.0 M 的水溶液。 2. BTB 是 0.4％的溴瑞香草酚藍溶液。 3. PP 是 0.4％的酚酞溶液。 4. 每滴體積相等，均為 0.10 mL。

1. NaOH

二、在各杯內滴入試劑後，倒入 80 mL 的蒸餾水於 5 號杯，得無色溶液。三、將 5 號杯的無色溶液，全部倒入 1 號杯，則溶液立即呈現粉紅色。四、將 1 號杯的粉紅色溶液倒 60 mL 於 2 號杯，結果溶液褪為無色。五、將 2 號杯的無色溶液 60 mL 全部倒入 3 號杯，結果溶液變為 x 色。六、將 3 號杯的 x 色溶液倒 20 mL 於 4 號杯，結果溶液變為紫色。參考下表指示劑的顏色，試回答下列 2.、 3. 題：指示劑酸性中性鹼性黃綠藍 BTB 酚酞無無粉紅（ 2. 2 號杯內液體呈酸性，因此倒入 3 號杯後，BTB 會呈黃色。）Ａ ) 2. 試問：x 是什麼顏色？ (A)黃 (B)綠 (C)藍 (D)紫 (E)粉紅Ｄ

) 3.

將作完步六後的所有杯中溶液倒在一起，結果溶液會呈現什麼顏色？ (A)黃 (B)綠 (C)藍 (D)紫 (E)粉紅

（ 3. 所有溶液混合，相當於最後剩下 2 滴原 NaOH(aqaq)) 在杯中，且有兩種混合指示劑，故呈現如同步驟六中 4 號杯的顏色（紫色）。）

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