－ 3 －

6 無機化合物

互動式教學講義‧選修化學（下）4

氫（配合翰版課本 P.6 ～ P.9）一

1 氫的同位素： 備 P.9

名稱及化學式 氕氕（1H） 氘氘（2H，D） 氚氚（3H，T）

原子量（amu） 1.007 2.014 3.016

中子數 0 1 2

自然界含量百分率（％） 99.985 0.015 極微量

放射性 無 無 有（半生期 12.3 年）

3H 進行 b 衰變：31H → 3

2He+-10b

2 氫的存在：

1 氫是宇宙中含量最高的元素，大約占宇宙質量的 75％；在太陽中，氫的質量約占有 73.46％。

2 在地球上氫皆以化合物的形式存在，其含量僅占地球質量的 0.87％。大部分的氫與氧化合成水；另外，也存在有機化合物中，是構成生物體的重要元

素。3 氫氣（H2）的性質： 備 P.10

1 無色、無臭、難溶於水的雙原子分子氣體，在 STP 下的密度為 0.08987 g/L，是自然界中最輕的物質。

2 正常熔點為-259.1 nC，正常沸點為-252.5 nC，僅比氦氣（-268.9 nC）高，極難液化。

3 由於 H－H 之共價鍵能（436 kJ/mol）極大，故在常溫時化性並不活潑，但在高溫或催化劑存在下，具有很強的反應性。 教 P.6

H2(g)+12

O2(g) → H2O(l)，ZH=-285.8 kJ

4 氫氣的反應：

1 與非金屬元素反應，均生成分子化合物，其中氫的氧化數為+1。 3H2(g)+N2(g) → 2NH3(g)

H2(g)+F2(g) → 2HF(g)

2 與鹼金屬、鹼土金屬等活潑金屬反應，生成金屬氫化物（為離子化合物），其中氫的氧化數為-1，溶於水可產生 H2(g)。

2Na(s)+H2(g) → 2NaH(s)

NaH(s)+H2O(l) → NaOH(aq)+H2(g)

3 在高溫時可作為還原劑，將活性小的金屬（Cu、Hg、Ag 等）之氧化物還原成金屬。課 圖 6-4

CuO(s)+H2(g) ―→ Cu(s)+H2O(g)

6-1 非金屬元素

3

56-1 非金屬元素

5 氫氣的製備： 備 P.11

實驗室製法︵排水集氣法收集︶

酸+活性金屬活性大於氫的金屬和稀鹽酸、稀硫酸或有機酸反應而得氫氣 Fe(s)+H2SO4(aq) → FeSO4(aq)+H2(g)（硝酸除外）

強鹼+兩性金屬兩性金屬：Be、Al、Sn、Pb、Zn、Cr 等 2Al(s)+2NaOH(aq)+6H2O(l) → 2NaAl(OH)4(aq)+3H2(g)

水+活潑金屬

1A、Ca、Sr、Ba+常溫水 Mg+熱水

!@#@%Al、Zn、Fe+高溫水蒸氣2Na(s)+2H2O(l) → 2NaOH(aq)+H2(g)

水+金屬氫化物 CaH2(s)+2H2O(l) → Ca(OH)2(aq)+2H2(g)

工業製法

H2O(g)+煤焦 C(s)（灼熱）+H2O(g) → CO(g)+H2(g)（此混合物稱為水煤

氣）　不純

H2O(g)+CH4 CH4(g)+H2O(g) ―→ CO(g)+3H2(g)（製造氫氣的主要方法）

H2O(g)+水煤氣CO(g)+H2(g)+H2O(g) ―→ CO2(g)+2H2(g)

將產物加壓通過水，使 CO2(g) 溶於水中而獲得氫氣

電解食鹽水2NaCl(aq)+2H2O(l) ―→ Cl2(g)+H2(g)+2NaOH(aq)

（陽極） （陰極） （陰極）

電解水（耗電） 2H2O(l) ―→ 2H2(g)+O2(g)，常加 NaOH、H2SO4 幫助導電

烷熱裂解 C3H8(g) ―→ CH4(g)、C2H4(g)、C3H6(g)、H2(g)

6 氫氣的用途：

製 HF室溫下，可與氟反應

H2(g)+F2(g) → 2HF(g)

哈柏法製氨在高溫、高壓且催化劑存在下，可與氮氣反應

3H2(g)+N2(g) ―――――→ 2NH3(g)（主要工業用途）

製造甲醇在高溫、高壓且催化劑存在下

CO(g)+2H2(g) ――――→ CH3OH(l)

氫氧焰 氫氣和氧氣混合遇火會產生爆炸性燃燒及 2000 nC 高溫H2、O2 體積比 2：1 時，燃燒產生的爆炸力最強2H2(g)+O2(g) → 2H2O(l)，ZH=-572 kJ

植物油、不飽和

烴的加氫反應

1 植物油加氫可製成人造奶油（乳瑪琳）

2 CnH2n-2 ――――→ CnH2n ――――→ CnH2n+2

Ni3

Fe

電解

電解

3

Fe500 nC，350 atm

Cr2O3‧ZnO

H2∕Pt 或 Ni H2∕Pt 或 Ni

互動式教學講義‧選修化學（下）6

下列哪些反應可以產生氫氣？

A鈣置入水中　B鋁置入氫氧化鈉溶液中　C水蒸氣通過紅熱的煤　D丙烷在空氣中

點燃　E電解食鹽水。

1 氫氣的製備與性質 相關題型：單元練習　單1；多2

ABCE

D 丙烷在空氣中燃燒，產生二氧化碳和水；必須隔絕空氣加熱，才能經熱裂解產生氫氣。1-1 下列有關氫的敘述，哪些是正確的？

A氫與氘有同數目的中子　B氫的氧化數可為+1、0 或-1　C地球上，氫多

以元素的形態存在　D氫氣的密度約為空氣的 1

14　E能與活潑金屬如鈉、鈣

等形成氫化物。

BDE A同數目的質子。C多是化合態。D根據理想氣體方程式，同溫、同壓下，氣體的分子

量比=密度比，空氣的平均分子量為 28.8，所以氫氣的密度約為空氣的 114。

下列有關氫的反應與用途，哪些正確？

A將 CuO 反應成 Cu 時，H2 作還原劑　B H2 與 CO 混合即生成甲醇　C氫氧焰的溫

度極高，可用來切割金屬　D哈柏法製氨，使用到不勻相催化劑　E使氫氣通過含雙

鍵較多的油類，經催化加成後，可得人造奶油。

2 氫的用途 相關題型：單元練習　多1

ACDE

B 必須在高溫、高壓下，並使用催化劑 Cr2O3‧ZnO。2-1 下列有關氫的用途之敘述，何者正確？

A常用於填充氣球，安全又便宜　B可作為燃料電池的原料　C是目前很普遍

的燃料　D冶金時，氫可還原所有金屬氧化物　E焊接金屬時，可使用氫氣防

止金屬氧化。

B

A氫氣具有可燃性，會發生爆炸。C氫氣的儲存不易，且價格較高，目前仍以化石燃料為主。D氫只可還原比它活性小（如銅、汞、銀等）的金屬氧化物。E焊接金屬可使用氬氣來防止金屬氧化。

　碳（配合翰版課本 P.9 ～ P.14）二

1 碳的同位素： 備 P.17

化學式 12C 13C 14C

原子量（amu） 12 13.0034 14.0032

中子數 6 7 8

自然界含量百分率（％） 98.89 1.11 極微量

放射性 無 無 有（半生期 5730 年）

可利用 14C 來測定含碳古生物的年代。

76-1 非金屬元素

2 碳的同素異形體： 備 P.17

物　質 石　墨 鑽石（金剛石） C60（巴克球）

類　型二度空間共價網狀物 三度空間共價網狀物 元素分子　　

結　構

混成軌域 sp2 sp3 sp2

鍵　數 113

1 113

鍵長（pm） 142 154 約 140

鍵　角 120n 109.5n 108n 及 120n

特　性

具金屬光澤的黑色片狀

晶體，質軟、熔點高，能導電

為無色透明、具有

高折射率且硬度最

高的固體，可導熱

但不易導電，熔點

極高（>3500 nC）

常溫下不導電，但摻雜金屬後具

有超導的特性

1 碳與其他三個碳原子形成多個六邊形的平面層狀結構晶體，層與層之間僅

以微弱的凡得瓦力維繫。2 碳與其他四個碳原子形成正四面體形的三度空間立體結構。3 利用高能量氖氣雷射光照射石墨蒸發而得，其結構由 60 個碳原子構成 20 個正六邊形及 12 個正五邊形，交叉組成 32 面體中空球形的分子，為一最對稱的球形分子。課 圖 6-8

3 碳材料的應用： 備 P.19

物　質 碳纖維 奈米碳管 石墨烯

結　構和石墨相近， 但非晶體結構 將片狀石墨捲曲呈中空圓

柱狀，兩端為半個 C60 結構

即單層石墨

特　性

有極高的強度重量

比，可和其他材料

結合成更高強度的

碳纖維複合材料

內徑僅數奈米，有些具有

導熱、導電、柔韌和高張

力強度的特性

幾乎透明，導電、導熱性極高，電子

遷移率極快，適合

作為更薄、導電速

度更快的電子元件

2 31

互動式教學講義‧選修化學（下）8

4 常見碳的化合物：

物　質 二氧化碳（CO2） 一氧化碳（CO） 碳酸鈣（CaCO3）

性　質

無色、無臭且不助燃的

氣體，是空氣中主要的

溫室氣體

無色、無臭，有劇毒

的氣體，會使血紅素

失去帶氧的功能

為大理石、方解石、貝

殼及珍珠等之主要成分

溶解度微溶於水，可形成碳酸 （H2CO3）

難溶於水難溶於水，可溶於酸性

水溶液

製備及

反應

工業製法：

CaCO3(s) ―→ CaO(s)+CO2(g)

實驗室製法：

CaCO3(s)+2HCl(aq) → CaCl2(aq)+CO2(g)+H2O(l)

1 含碳物質燃燒不完

全的產物

2 利用水煤氣 （CO(g)+H2(g)）分離

3 C(s)+CO2(g) ―→ 2CO(g)

4 HCOOH(aq) ――→ CO(g)+H2O(l)

1 Ca(OH)2(aq)+CO2(g) → CaCO3(s)+H2O(l)

2 Na2CO3(aq)+CaCl2(aq) → CaCO3(s)+2NaCl(aq)

1 溫室氣體：包含 CO2、CH4、N2O、氫氟碳化物、全氟碳化物和 SF6 等六類氣體，因其濃度增加所帶來的溫室效應，使地球的平均溫度逐年上升。 課 圖 6-12 教 P.6

2 CO 可合成多種有機化合物：CO(g)+2H2(g) ―――――→ CH3OH(g)

3 CO2 微溶於水且比空氣重，故可採向上排氣法收集；但要收集較高純度的 CO2，亦可用排水集氣法。CO2 溶於水可得碳酸（H2CO3），為二質子弱酸，其共軛鹼 HCO3

- 呈鹼性，CO32- 則為更強的鹼，NaHCO3 和 CaCO3 可作為抑

制胃酸的藥物。

在 2010 年，諾貝爾獎頒給發現及開創研究石墨烯的科學家，石墨烯是個單層的石墨。下列有關石墨烯的敘述，哪些正確？

A石墨烯中的碳具有 sp2 混成軌域　B石墨烯與石墨具有相似的機械強度　C石墨烯

與石墨具有相似的不透明黑色　D石墨烯中的碳-碳鍵序（鍵數）介於單鍵與雙鍵之間 E石墨烯只具有單原子層，所以是不導電的分子。

【100 指考】3 碳的同素異形體 相關題型：單元練習　單0

AD

BC 石墨為黑色不透明固體，石墨烯透明且柔韌，具有彎曲變形的性質。

D 石墨烯的碳-碳鍵數與石墨相同，皆為 1 13 鍵。

E 石墨烯電阻極低，是非常好的導體。

3

3

H2SO4

Cr2O3‧ZnO(s)

400 nC，500 atm

96-1 非金屬元素

3-1 C60 是碳的同素異形體，是由 60 個碳原子組成，分子形狀像足球，如右圖。試問其碳上的混成軌域與下列何者最接近？

A鑽石中的碳　B石墨中的碳　C二氧化碳中的碳　D乙烷中的

碳　E一氧化碳中的碳。 【日大】

B C60 的碳為 sp2 混成軌域，鑽石的碳為 sp3 混成軌域，二氧化碳和一氧化碳的碳為 sp 混成軌域，乙烷中的碳為 sp3 混成軌域。

下列對於碳的氧化物之敘述，哪些正確？

A CO2(g) 能吸收紫外光，造成溫室效應　B將灰石強熱可製取 CO2(g)　C CO(g) 有毒性，但無色、無臭，不易察覺　D從水煤氣中可以分離出 CO(g)　E CO(g) 能溶於水而呈酸性。

4 碳化合物的性質 相關題型：單元練習　單9；多4

BCD

A吸收紅外光。E難溶於水。

4-1 下列有關碳化合物的性質，哪些正確？

A乾冰是固態的一氧化碳　B一氧化碳具有溫室效應　C二氧化碳可作為滅火

劑，是利用其不可燃與不助燃且比空氣重的性質　D二氧化碳易溶於水，呈強

酸性　E將碳酸鈣加熱或加酸，可生成二氧化碳。

CE A乾冰是固態的二氧化碳。B二氧化碳才是溫室氣體。D二氧化碳微溶於水，呈弱酸性。

氧（配合翰版課本 P.15 ～ P.17）三

1 氧的存在：

1 為地球上含量最多的元素，在地殼中以水和其他氧化物的形式存在，含量約占 50％；在大氣中以氧分子（O2）形式存在，占體積比約 21％。

2 常見同位素有三種：16O（99.759％）、17O（0.0374％）和 18O（0.2039％）。

3 為第 16 族元素，具有 6 個價電子，故在化合物中的氧化數大多為-2，可和大多數的元素形成化合物（He、Ne 及 Ar 除外）。

2 氧的同素異形體： 備 P.29

物　質 氧氣（O2） 臭氧（O3）

結　構 ，雙鍵，1

12

鍵，中心氧原子的混成

軌域為 sp2

製　備

工業製法：分餾液態空氣 實驗室製法：

2KClO3(s) ――→ 2KCl(s)+3O2(g)

　2H2O2(aq) ――→ 2H2O(l)+O2(g)

3O2(g) 高壓放電

2O3(g)MnO2

3

MnO2

互動式教學講義‧選修化學（下）10

物　質 氧氣（O2） 臭氧（O3）

性　質1 生物呼吸作用所需的氣體

2 自然界最重要的氧化劑

1 具高毒性、高氧化力 O3(g)+2KI(aq)+H2O(l) → O2(g)+I2(s)+2KOH(aq)

2 作為消毒、殺菌劑或自來水消毒之用

3 大氣臭氧層可保護地球，使生物不受

紫外光的危害 課 圖 6-19

1 氧氣的製備：

1 工業製法：在液態空氣中，因氮氣的沸點較低，分餾後留下的主要成分即為液態氧。

2 實驗室製法：

1 氯酸鉀在二氧化錳催化下，加熱分解出氧氣，如圖1裝置。

2 雙氧水在二氧化錳催化下，發生自身氧化還原反應，如圖2裝置。

2 臭氧的性質： 教 P.7

1 氧化力比氧氣強，可使潮溼的碘化鉀-澱粉試紙變為藍色。 2 臭氧吸收紫外光的反應機制：

O3(g) ―→ O2(g)+O(g)

O(g)+O2(g) → O3(g)+熱 ! 光 ―→ 熱

臭氧為極性分子，下列有關臭氧與氧氣的敘述，何者正確？ A臭氧與氧氣分子均為直線形　B臭氧的正常沸點低於氧氣的正常沸點　C在氣態

時，同溫、同壓下，臭氧的比重大於氧氣的比重　D臭氧與氧氣均可使碘化鉀-澱粉試紙變為藍色　E臭氧是氧氣的同位素。

【日大】5 氧氣與臭氧的性質 相關題型：單元練習　單7；多2

C

A 氧氣為直線形分子，臭氧為彎曲形分子。 B 分子量：臭氧>氧氣，再加上臭氧為極性分子，故沸點：臭氧>氧氣。 C 利用 PM=dRT 知，M 與 d 成正比，臭氧分子量大，故比重也較氧氣大。 D 僅臭氧可使碘化鉀-澱粉試紙變為藍色。 E 臭氧與氧氣互為同素異形體。

5-1 下列有關臭氧的敘述，哪些正確？

A臭氧的分子式為 O3　B平流層的臭氧吸收陽光，可進行分解反應　C臭氧及

氧氣均不具毒性　D NO 會催化臭氧分解　E臭氧可使碘化鉀-澱粉試紙由無色變為深紅色。 【日大】

ABD

C 臭氧具有毒性。D NO(g)+O3(g) → NO2(g)+O2(g)

E 試紙變為藍色。

課 圖 6-16▲圖1

課 圖 6-17▲圖2

hnO3(g)

116-1 非金屬元素

氮（配合翰版課本 P.17 ～ P.21）四

1 氮氣： 備 P.33

製　備

實驗室製法：由亞硝酸鈉與氯化銨加熱製取，以排水集氣法收集　較純

　　　　　　NaNO2(s)+NH4Cl(s) ―→ N2(g)+NaCl(s)+2H2O(l)

工業製法：將液態空氣分餾，氮氣先逸出　不純

性　質

物性：1 無色、無臭的雙原子氣態分子，自然界中無同素異形體

　　　2 沸點為-195.8 nC，為大氣中含量最多的氣體，約占大氣體積的 78％

化性：1 參鍵鍵能高達 941 kJ/mol，常溫下幾乎不與其他物質反應　　　2 不可燃、不助燃，化性極安定

反　應

在高溫下與非金屬或鋰、鎂等活性金屬反應：（固氮作用） 教 P.7

1 N2(g)+O2(g) ――――→ 2NO(g) ―→ NO2(g) ――→ HNO3(g)

2 N2(g)+3H2(g) ――――――→ 2NH3(g)（哈柏法製氨）

3 N2(g)+3Mg(s) ―――――→ Mg3N2(s)（黃色）

Mg3N2(s)+6H2O(l) → 3Mg(OH)2(s)+2NH3(g)（氮氣的檢驗）

用　途

1 製造氮肥、硝酸、炸藥、火箭液態燃料（N2H4，聯胺）

2 填充食物的氣體，作為食品保鮮劑及實驗室高活性物質反應之鈍化

劑 課 圖 6-20

3 液態氮可作為低溫冷卻劑

2 常見氮的化合物： 備 P.34

1 氨（NH3）：

製　備

工業製法：哈柏法 課 圖 6-22

N2(g)+3H2(g) ――――――→ 2NH3(g)

實驗室製法： 2NH4Cl(s)+Ca(OH)2(s) ―→ CaCl2(s)+2H2O(l)+2NH3(g)

（向下排氣法收集）

性　質1 具刺激性臭味的無色氣體

2 對水溶解度極大，形成氨水 NH3(aq)，呈弱鹼性

用　途1 製造硝酸：NH3(g)+2O2(g) ―→ HNO3(aq)+H2O(l)

2 製造尿素、硫酸銨等氮肥：2NH3(aq)+H2SO4(aq) → (NH4)2SO4(aq)

3

閃電、高溫 O2 雨水

Fe高溫、高壓

300 ～ 700 nC

Fe500 nC，350 atm

3

3

互動式教學講義‧選修化學（下）12

2 硝酸（HNO3）：

製　備

工業製法：奧士華法

　　　　　　4NH3(g)+5O2(g) ――→ 4NO(g)+6H2O(l)

　　　　　　2NO(g)+O2(g) → 2NO2(g) NO 可重複使用（綠色化學）　　　　+）3NO2(g)+H2O(l) → 2HNO3(aq)+NO(g)

　　淨反應：NH3(g)+2O2(g) → HNO3(aq)+H2O(l)

實驗室製法：KNO3(s)+H2SO4(l)（濃）―→ HNO3(g)+KHSO4(s)

性　質

1 無色、有刺激性氣味的發煙液體，為單質子強酸

2 實驗室的濃硝酸，比重 1.4，重量百分率 68％，相當於 15 M3 遇日光或受熱分解產生 NO2（紅棕色），使硝酸呈現褐色，故須

儲存於深色玻璃瓶中 課 圖 6-25

4HNO3(aq) ―→ 4NO2(g)+O2(g)+2H2O(l)

強氧 化力

1 幾乎所有金屬（金、鉑除外）都可被硝酸氧化。還原劑愈強、硝酸濃度愈稀，易被還原成較低氧化態的氮化物

Cu(s)+4HNO3(aq)（濃）→ Cu(NO3)2(aq)+2NO2(g)+2H2O(l)

3Cu(s)+8HNO3(aq)（稀）→ 3Cu(NO3)2(aq)+2NO(g)+4H2O(l)

4Zn(s)+10HNO3(aq)（稀）→ 4Zn(NO3)2(aq)+NH4NO3(aq)+3H2O(l)

2 王水為體積比 1：3 的濃硝酸與濃鹽酸的混合液，可溶解金、鉑 Au(s)+4H+

(aq)+4Cl-(aq)+NO3-

(aq) → AuCl4-

(aq)+NO(g)+2H2O(l)

3Pt(s)+16H+(aq)+4NO3

-(aq)+18Cl-(aq) → 3PtCl6

2-(aq)+4NO(g)+8H2O(l)

用　途可製造肥料、炸藥（硝化甘油、三硝甲苯），硝酸又稱為國防工業

之母

下列關於氮的敘述，哪些正確？

A在大氣中，大部分的氮以元素態存在　B氮氣的沸點較氧氣高　C液態氮可作為低

溫冷卻劑　D工業上，以亞硝酸鈉與氯化銨加熱製取氮氣　E將燃燒的鎂置於氮氣

中，仍可繼續燃燒。

6 氮的性質與用途 相關題型：單元練習　單5、6

ACE

B 氮氣的沸點較氧氣低。 D 此為實驗室製法，工業上從液態空氣中分餾出氮氣。

6-1 取 107 克氯化銨與 207 克亞硝酸鈉反應，則產生的氮氣在常溫、常壓下的體積為多少升？（原子量：N=14，Na=23，Cl=35.5）

A 49　B 72　C 102　D 122　E 145。 A

NH4Cl(s) +NaNO2(s) ―→ N2(g)+NaCl(s)+2H2O(g)

初始量：　10753.5=2（莫耳）　 207

69 =3（莫耳）

限量試劑為 NH4Cl，故可產生 2 莫耳氮氣，即 2*24.5=49（升）

3

Pt-Rh900nC

3

hn

136-1 非金屬元素

下列有關氮的化合物之敘述，哪些正確？

A硝酸原為無色，但放置過久的硝酸常呈現褐色，是由於分解出 NO2 的緣故　B奧士

華法製硝酸的原料是 NH3 及 O2　C鋅與稀硝酸反應，會產生 NO　D硝酸可溶解銅、銀，卻無法和金、鉑反應　E硝酸可作為過錳酸鉀氧化還原滴定時酸的來源。

7 氮的化合物 相關題型：單元練習　單7、8

ABD

C 鋅氧化成 Zn2+(aq)，稀硝酸還原成 NH4

+(aq)。

E 硝酸具有氧化力，會和還原劑起反應，影響滴定結果。7-1 取 6.4 克 Cu 與過量濃硝酸反應，可得 STP 下的氣體多少升？（原子量：Cu=64）

A 1.49　B 2.24　C 3.36　D 4.48　E 5.60。 D Cu(s)+4HNO3(aq)（濃）→ Cu(NO3)2(aq)+2NO2(g)+2H2O(l)

Cu 有 6.464 =0.1（莫耳），可產生 0.2 莫耳 NO2

即 0.2*22.4=4.48（升）

氯（配合翰版課本 P.22 ～ P.24）五

1 氯的性質：

1 為第 3 週期第 17 族的元素，其價電子組態為 3s23p5，易獲得一個電子形成鈍氣

組態，成為-1 價的陰離子。2 元素態為雙原子分子（Cl2），化性活潑，不存在於自然界，主要以氯離子（Cl-）的形式存在。

2 氯氣的製備：

1 工業製法：電解濃食鹽水，又稱鹼氯工業（裝置

如圖1）。

2NaCl(aq)+2H2O(l) ――→ Cl2(g)+7H2(g)+2NaOH(aq)

　　　　　　　　　　 （陽極）　　 （陰極） 另一種工業製法：電解熔融之 NaCl(l)。

2NaCl(l) ――→ Cl2(g)（陽極）+2Na(l)（陰極）

2 實驗室製法：HCl(aq) 與 MnO2(s) 反應（裝置如圖2）。

4HCl(aq)+MnO2(s) ―→ MnCl2(aq)+Cl2(g)+2H2O(l)

3 氯氣的反應：

1 與水反應：自身氧化還原反應。 Cl2(g)+H2O(l) _ HCl(aq)+HClO(aq)

2 在鹼性水溶液下的反應：自身氧化還原反應。

Cl2(g)+2OH-(aq) ――→ Cl-(aq)+OCl-(aq)+H2O(l)

3Cl2(g)+6OH-(aq) ――→ 5Cl-(aq)+ClO3

-(aq)+3H2O(l)

Cl2(g)+Ca(OH)2(s) → Ca(OCl)Cl(s)（漂白粉）+H2O(l)

3 HClO 和 OCl- 皆為強氧化劑，有漂白作用，可作為自來水處理過程的殺菌劑。 教 P.9

▲圖1

電解

電解

▲圖2

3

低溫

高溫

互動式教學講義‧選修化學（下）14

4 氯化氫：

1 水溶液俗稱鹽酸，為單質子強酸，市售濃鹽酸濃度約為 12 M。2 製備：濃硫酸與氯化鈉反應（利用濃 H2SO4 高沸點的特性）。 NaCl(s)+H2SO4(l) ―→ NaHSO4(s)+HCl(g)

3 用途：可製造味精、醬油、浴廁清潔劑、溶解鐵鏽，是人體胃酸的主要成分。5 氯的含氧酸：均為單質子酸。 備 P.42

物　質 次氯酸（HClO）亞氯酸（HClO2） 氯酸（HClO3） 過氯酸（HClO4）

結　構

酸　度 極弱酸 弱酸 強酸 超強酸

穩定度 小 大

製　備Cl2(g)+H2O(l) C HClO(aq)+HCl(aq)

2ClO2(g)+H2O(l) C HClO2(aq)+HClO3(aq)

Ba(ClO3)2(aq)+H2SO4(aq) → BaSO4(s)+2HClO3(aq)

KClO4(s)+H2SO4(aq) → HClO4(aq)+KHSO4(aq)

用　途

次氯酸及次氯

酸鹽均是強氧

化劑，可作為

漂白劑

亞氯酸鹽是強氧

化劑，可作為漂

白劑

氯酸鉀為強氧化劑，用以製造炸藥、煙

火；亦是實驗室製

氧氣的原料

過氯酸的酸性最

強，過氯酸鹽可

作為炸藥或火箭

燃料；Mg(ClO4)2 可作為乾燥劑

6 其他鹵素（溴和碘）：

1 製備：Cl2(g)+2X-(aq) → X2+2Cl-(aq)（X：Br、I）

2 用途：AgBr 可作為感光劑；碘則作為醫藥的消毒劑和預防甲狀腺腫大之用。

AgBr(s) ―→ Ag(s)+12

Br2(l)

下列有關含氯之化合物的敘述，何者正確？

A以溴水氧化食鹽水，可產生氯氣　B電解濃食鹽水，陰極產生氯氣　C二氯甲烷與

硝酸銀水溶液在室溫混合，會產生氯化銀沉澱　D比較 1.0 M 次氯酸和 1.0 M 鹽酸，前者酸度較弱，但為較強的氧化劑　E氯化氫溶於水會發生自身氧化還原反應。

8 氯氣及其化合物的性質 相關題型：單元練習　單3；進1

D

A Br2 的氧化力小於 Cl2，故 Br2+2Cl- ×→ B 2Cl- → Cl2+2e- 發生在陽極。 C 有機氯化合物在水溶液中不解離出 Cl-，故不會和 AgNO3 生成 AgCl 沉澱。 E 氯化氫溶於水生成氫氯酸，為強酸，HCl(g) ―→ H+

(aq)+Cl-(aq)。

3

hn

H2O

156-1 非金屬元素

8-1 下列有關氯及其化合物在日常生活中的應用，何者錯誤？

A氯化氫的水溶液可用於清除鐵鏽，但亦會加速鐵的生鏽　B氯氣有毒，但可

用來消毒自來水或游泳池的水　C家庭洗衣用的漂白水，有的含有氯　D氯與

石灰可製成漂白粉　E氯是強還原劑。

E D Cl2+CaO → Ca(OCl)Cl（漂白粉）。E Cl2 活性極大，是強氧化劑。

右圖是鹼氯工業中電解氯化鈉水溶液的一種裝置示意

圖：

1 寫出在甲電極發生的平衡半反應式。 2 電解槽中乙電極一邊產生的氣體 A 為何？電解後，乙電極附近之水溶液會呈現酸性或鹼性？

3 氣體 A 之水溶液可作為漂白水，寫出其平衡化學反應式。

【91 指考】9 氯氣的製備與反應 相關題型：單元練習　單2、4、7；進2

1 2H2O+2e- → H2+2OH-　2 Cl2，酸性　3 Cl2+H2O C HCl+HClO

1 甲電極上方有氫氣跑出，表示甲電極為負極（陰極），進行水還原的半反應式。 2 乙電極為正極（陽極），進行 Cl- 氧化：2Cl- → Cl2+2e-，生成氯氣。

9-1 氯水中不含有下列何種粒子？

A Cl-　B ClO-　C ClO2-　D Cl2　E H+

。 C Cl2(g)+H2O(l) C H+

(aq)+Cl-(aq)+HClO(aq)

矽（配合翰版課本 P.24 ～ P.26）六

1 矽的存在：

1 位於週期表第 3 週期第 14 族的元素，價電子組態為 3s23p2。

2 是構成地殼的重要元素，含量占 28.15％，僅次於氧，結構以 SiO44- 為單元，

分布於岩石層或砂礫中。2 矽的製備與性質： 備 P.47

製　備

工業製法：石墨和白砂的混合物在電爐中反應（純度約 98％）

SiO2(s)+2C(s) ――→ 2CO(g)+Si(l)（高純度的矽由帶域精煉法 製取）實驗室製法：用活性金屬還原 SiO2

3SiO2(s)+4Al(s) ―→ 3Si(s)+2Al2O3(s)

性　質

1 結構與鑽石相同，是第三列元素中熔點及沸點最高的元素

2 略具金屬光澤的灰黑色晶體，導電性介於金屬與絕緣體間，為半導

體，溫度上升，其導電度增大

3 常溫下，只與氟發生激烈反應生成四氟化矽；高溫下，可與其他鹵

素或氧反應

Si(s)+2F2(g) → SiF4(g)

Si(s)+O2(g) ―→ SiO2(s)

電爐

3

3

互動式教學講義‧選修化學（下）16

用　途

作為半導體元件材料：

p 型半導體 n 型半導體

矽+電子受體（3A 族，如硼） 矽+電子予體（5A 族，如磷）

帶域精煉法：將含不純物的矽晶圓棒在一小範圍的環狀強力熱源加熱下熔融，當熱源緩慢上升，下層熔融之矽

可再度結晶，而雜質會隨環狀熱源緩緩上升而浮至矽晶

圓棒頂端。最後，切除最頂端含雜質的部分，即可得到

純度達 99.9999％ 的矽晶圓。 課 圖 6-31

3 矽的化合物： 備 P.48

1 自然界中，矽化合物大多以矽酸鹽型態存在於不同礦物

中，單體為 SiO44-，呈四面體形結構，以 簡化之。

2 常見的矽化合物：

176-1 非金屬元素

下列有關矽的製備與性質，哪些正確？

A將石墨和白砂的混合物在電爐中反應可製得矽　B在矽的結構中，每個矽與另外四

個矽相連　C矽的化性安定，在常溫下不與任何鹵素反應　D在第三列元素中，矽的

熔點最高　E在矽中加入硼，可製得 p 型半導體。

10 矽的製備與性質 相關題型：單元練習　多3、4

ABDE

C 在常溫下可與氟反應。10-1 在矽晶中加入下列何種元素，可得到 n 型半導體？

A鋁　B磷　C鍺　D鎵　E鈉。 B B 磷比矽多 1 個價電子，在矽晶中加磷可得 n 型半導體。

6-1 非金屬元素

一、單一選擇題

（ A ）1 下列關於氫的性質，何者正確？ 1 B C+H2O → CO+H2。C應為分子化合物。D氫無法還原活性較大的鎂。E以化合態存在居多。

A同溫、同壓下，氫的密度小於氧　B水蒸氣通過灼熱煤焦所收集到的氣體

為純氫氣　C氫與非金屬結合，大多形成離子化合物　D氫作為還原劑，可

將氧化鎂還原成鎂　E氫氣在自然界大多以元素態存在。（ B ）2 下列何種物質可作為脫氯劑？ 2 B Na2S2O3+4Cl2+5H2O → 2NaHSO4+8HCl，

脫氯劑是將 Cl2 轉為無毒性的 Cl-。 A硫酸　B硫代硫酸鈉　C過錳酸鉀　D二氧化錳　E鹽酸。（ D ）3 氯溶於水時會產生 HCl 及 HClO（Ka=3*10-8）：H2O+Cl2 C HCl+HClO，

下列有關此現象的敘述，何者錯誤？

A此反應為自身氧化還原反應　B溶在水中之氯只有一部分變成產物的酸　

C溶液有殺菌作用　D溶液中如 [H+]=0.1 M，即 [Cl-]=[ClO-]=0.05 M　E溶液中加入鹼，有利此反應向右。

（ C ）4 下列反應中，何者不能產生氯氣？ A鹽酸加入漂白粉　B電解濃食鹽水　C氯酸鉀加入二氧化錳加熱　D鹽酸

加入二氧化錳加熱　E食鹽加入過錳酸鉀的酸性水溶液中。（ C ）5 將空氣通過無水的過氯酸鎂後，再加入過量的鎂粉使其完全燃燒，則殘留氣

體的主要成分為何？（解析見解答本）

A N2　B O2　C Ar　D CO2　E H2O。（ D ）6 下列的化學反應中，何者可產生氮氣？ A鋅與稀硝酸反應　B銅與濃硝酸反應　C熟石灰與氯化銨共熱　D氨氣通

過灼熱氧化銅　E氯化銨與硝酸鈉共熱。（解析見解答本）

（ A ）7 進行下列氣體製備實驗：實驗 I 為氫氧化鈣與氯化銨置入試管中加熱，實驗 II 為氯酸鉀與二氧化錳共熱反應；實驗 III 為二氧化錳與濃鹽酸共熱反應。所收集到的氣體比空氣重，且該氣體溶於水會使 pH 值變小的為何者？

A僅 III　B僅 II　C僅 I　D II、III　E I、III。

4 A 2H++Cl-+ClO- → Cl2+H2O。B 2NaCl+

2H2O ――→ Cl2+H2+2NaOH。C 2KClO3 ――→ 2KCl+3O2。D MnO2+4HCl ―→ Cl2+MnCl2+ 2H2O。E 2MnO4

-+10Cl-+16H+ → 2Mn2+

+

5Cl2+8H2O。

電解 MnO2

33

7 實驗 I： Ca(OH)2+2NH4Cl → 2NH3(g)+2H2O+CaCl2，NH3 的比重較空氣小，NH3 溶於水呈鹼性。 實驗 II：2KClO3 ――→ 2KCl+3O2(g)，O2 的比重較空氣大，難溶於水。 實驗 III：MnO2+4HCl ―→ MnCl2+Cl2(g)+2H2O，Cl2 的比重較空氣大，且溶於水呈酸性。

MnO2

33

3 D H2O+Cl2 C HCl+HClO 強酸完全解離

弱酸部分解離

H+ 大部分來自 HCl 的解離因此 [Cl-]00.1 M，[ClO-]03*10-8 M

互動式教學講義‧選修化學（下）18

（ A ）8 下列有關硝酸（HNO3）之敘述，何者正確？

A含蛋白質的毛織品遇到濃硝酸，會變成黃色　B王水是由體積比濃硝酸：

濃鹽酸=3：1 混合而成　C濃硝酸與稀硝酸對鐵皮均具有強烈腐蝕性　D濃

硝酸久置常呈紅棕色，原因是硝酸中含有少量雜質 Fe2+ 被氧化為 Fe3+。

（ D ）9 下列何者為不具有溫室效應的氣體？ A水蒸氣　B二氧化碳　C甲烷　D氧氣　E氫氟碳化物。（ D ）0 碳的同素異形體中，硬度最大者為甲，可作為乾電池材料的是乙，屬於分子

的是丙，結構成中空管狀的是丁，則甲、乙、丙、丁依序為何？

A鑽石、巴克球、奈米碳管、石墨　B石墨、巴克球、奈米碳管、鑽石

C鑽石、石墨、奈米碳管、巴克球　D鑽石、石墨、巴克球、奈米碳管。二、多重選擇題

（CD）1 下列有關氫的敘述，哪些正確？ A氫與活潑金屬反應，可形成含 H+ 的化合物　B氫與氧在室溫下混合即發

生爆炸性的燃燒　C鋅、鋁等金屬與鹽酸反應可得氫，與濃、熱的氫氧化鈉

反應亦可得氫　D電解 NaH(l) 在陽極可得氫　E水蒸氣通過灼熱的鐵屑或灼

熱的煤焦，所收集的氣體為純氫。（AC

E

）2 下列製備氣體實驗，哪些適合使用排水集氣法？ A鐵與稀硫酸反應　B硫酸銨與氫氧化鋇　C雙氧水加二氧化錳　D硫代硫

酸鈉加入鹽酸　E鋁加入熱氫氧化鈉溶液中。（DE）3 玻璃器皿不適合裝下列哪些溶液？ 3 D xSiO2+2NaOH → Na2O‧xSiO2+H2O

E SiO2+4HF → SiF4+2H2O

A濃硝酸　B濃硫酸　C濃鹽酸　D氫氧化鈉　E氫氟酸。（BE）4 有關碳和矽晶體或化合物之比較，哪些正確？ A CO、CO2、SiO2 皆為分子式　B SiO2 中，矽原子與氧原子以單鍵結合　

C石英、冰晶石中皆含有矽　D在常溫下，矽相當安定，不會與任何元素發

生反應　E純矽中加入磷（少量）可製成 n 型半導體。（以 * 標示者為多重選擇題）

（ D ）1 欲檢驗 HCl 氣體中是否混有 Cl2，可採用下列何種方法？

A將氣體通入 AgNO3 溶液中，觀察是否生成白色沉澱　B用乾燥的有色布條

檢驗，觀察布條是否褪色　C用潮溼的藍色石蕊試紙檢驗，觀察試紙是否變

紅色　D用潮溼的碘化鉀-澱粉試紙檢驗，觀察試紙是否變藍色。（AB

E

）2 下圖為實驗室製造氯氣、漂白水、氯水的裝置，關於此實驗哪些正確？

A圓底燒瓶中產生反應 MnO2+4HCl → Cl2+MnCl2+2H2O　B乾燥管中製造

的漂白粉化學式為 Ca(OCl)Cl　C錐形瓶丙收集氯氣，因為氯氣比空氣重，應使用排水集氣法　D錐形瓶己溶液由褐色變成無色　E錐形瓶己的目的若

是要防止氯氣外洩，可改用 Na2S2O3(aq) 或 NaOH(aq)。

8 A硝酸遇蛋白質呈黃色。B王水是由濃硝酸與濃鹽酸的體積比=1：3 混合而成。C鐵會被稀硝 酸腐蝕，但對濃硝酸有抗蝕性。D濃硝酸久

置因分解生成二氧化氮而呈紅棕色，4HNO3 → 4NO2+O2+2H2O。

1 A 氫與活潑金屬反應生成的氫化物，如 NaH、CaH2 中，氫的氧化數均為-1。 B 在室溫時，氫和氧的混合氣體因活化能很大，反應速率很慢。

C 鋅和鋁等兩性金屬可和強酸或強鹼反應，生成氫氣。 D 陽極：2H-

(l) → H2(g)+2e-

E 水蒸氣和煤焦反應可生成水煤氣，為一氧化碳和氫的混合氣體。

2 AE H2。B NH3。C O2。D SO2。

4 A SiO2 為網狀結構，是實驗式。B SiO2 中，Si 以 sp3 與 O 結合。C冰晶石為 Na3AlF6。D可和 F2 反應：Si+2F2 → SiF4。

1 A只能證明有 Cl-。B需用潮溼的有色布條，才能生成有漂白力的 HClO。C無法證明 Cl2 存在，除非石蕊試紙褪色。D Cl2+2I- → 2Cl-+I2，I2 遇澱粉呈藍色。

*

2 B Cl2+Ca(OH)2 → Ca(OCl)Cl+H2O C 氯氣可與水反應，且比空氣重，故以向

上排氣法收集。 D 由 Cl2+2I- → 2Cl-+I2，I2+I- → I3

-

， 故錐形瓶己的顏色由無色變為褐色。

E Cl2可被 NaOH 或 Na2S2O3 吸收。 Cl2+2OH- → Cl-+ClO-

+H2O 4Cl2+S2O3

2-+5H2O → 8Cl-+2SO4

2-+10H+

196-2 主族金屬元素

鈉及其化合物的性質（配合翰版課本 P.28 ～ P.31）一

1 鈉金屬元素的性質： 備 P.55

1 位於週期表第 3 週期第 1 族的元素，價電子組態為 3s1，在化合物中的氧化數

均為+1。 2 為強還原劑，在自然界中以化合態存在。元素態的活性甚大，應保存在煤油中。 3 電解熔融的 NaCl(l)，可於陰極製得金屬鈉。 4 新切面為銀白色、熔點低、密度小（Li、Na、K 可浮於水面上）、硬度小，

將鈉鹽置於火焰中加熱會發出黃色（589.5 nm）的焰色。 課 圖 6-36 教 P.12

5 常見化學反應：

1 2Na(s)+2H2O(l) → 2NaOH(aq)+H2(g)

2 4Na(s)+O2(g) → 2Na2O(s)

3 2Na(s)+O2(g) ―→ Na2O2(s)

2 鈉的化合物：

1 氯化鈉與氫氧化鈉： 教 P.11

物　質 氯化鈉（NaCl，食鹽） 氫氧化鈉（NaOH，燒鹼，苛性鈉）

製　備

1 粗鹽：由日晒法製得，其中

含有 CaCl2（易潮解）及 MgCl2（易潮解，具苦味）

2 精鹽：於粗鹽溶液中加入 Na2CO3，使 Ca2+ 與 Mg2+ 形成 CaCO3 和 MgCO3 沉澱而去除，過濾後即得精鹽

電解濃食鹽水（鹼氯工業）

2NaCl(aq)+2H2O(l) → 22NaOH(aq)+H2(g)+Cl2(g)

（陰極） （陽極）

性　質

1 白色固體

2 易溶於水（呈中性）

3 具鹹味（低鈉鹽是以 K+ 取代部分的 Na+）

1 白色固體 課 圖 6-37

2 易溶於水（呈鹼性），有滑膩感

3 具腐蝕性（能腐蝕玻璃）

4 易吸收 CO2 及 H2O 而潮解

用　途調味、保存食物、製備其他化學

藥品（如 NaOH、Cl2、Na2CO3 等）製作肥皂、紙漿、人造絲及煉鋁工

業純化氧化鋁

6-2 主族金屬元素

3

互動式教學講義‧選修化學（下）20

2 碳酸鈉與碳酸氫鈉：

1 索耳未法：製備碳酸鈉的方法，碳酸氫鈉為其中間產物，副產品為 CaCl2。 1 原料為灰石 CaCO3 及食鹽 NaCl。（反應流程如下）

2 相關反應如下：

a. 將二氧化碳與氨通入濃食鹽水中，可得碳酸氫鈉： CO2(g)+NH3(g)+NaCl(aq)+H2O(l) → NaHCO3(s)+NH4Cl(aq)

b. 強熱碳酸氫鈉，可得碳酸鈉（生成之二氧化碳可回收使用）： 2NaHCO3(s) ―→ Na2CO3(s)+CO2(g)+H2O(g)

c. 強熱灰石，可得氧化鈣（生成之二氧化碳供 a. 反應使用）： CaCO3(s) ―→ CaO(s)+CO2(g)

d. 氧化鈣與氯化銨反應（回收氨）： CaO(s)+2NH4Cl(s) → CaCl2(s)+2NH3(g)+H2O(l)

2 碳酸鈉與碳酸氫鈉的性質比較： 備 P.56

物　質 碳酸鈉（Na2CO3） 碳酸氫鈉（NaHCO3）

俗　名 蘇打、洗滌鹼或洗滌蘇打 小蘇打、焙用鹼或發酵蘇打

顏　色 白 白

水溶性 較佳 較差

水溶液鹼性 較強 較弱

加熱時反應 不反應 生成 CO2 氣體

加酸時反應 生成 CO2 氣體 生成 CO2 氣體

用　途製清潔劑、軟水劑、玻璃、紙漿等

制酸劑、焙粉（與酒石酸氫

鉀混合）、滅火器、清潔劑

等

3

3

216-2 主族金屬元素

下列關於鈉的化合物之敘述，哪些正確？

A氫氧化鈉可以吸收二氧化碳　B碳酸氫鈉俗稱小蘇打，可用作醫藥上的制酸劑

C碳酸鈉俗稱蘇打，可將硬水中的鈣離子除去　D照相底片上尚未感光的溴化銀，可

用硫代硫酸鈉溶液洗去　E電解熔融的氯化鈉，鈉金屬在陽極析出。

1 鈉化合物的性質 相關題型：單元練習　單2

ABCD

E 鈉金屬在陰極析出。1-1 下列物質之俗名與化學式的組合，哪些正確？

A燒鹼：NaOH　B焙用鹼：NaHCO3　C洗滌鹼：Na2CO3　D大蘇打：NaHCO3

E小蘇打：Na2S2O3。

ABC D大蘇打：Na2S2O3。E小蘇打：NaHCO3。

下列有關索耳未法的敘述，何者錯誤？

A為製備蘇打的方法，而小蘇打為其過程的中間產物　B製備所使用的實際原料為灰

石與食鹽，而其副產品為氯化鈣　C反應過程需有氨參與反應　D在反應過程中，因

蘇打的溶解度最小，故可沉澱析出　E此製法涉及沉澱與酸鹼反應，並無氧化還原反

應。

2 索耳未法 相關題型：單元練習　單1、3

D

D 蘇打的溶解度大於小蘇打，反應過程先生成小蘇打，再強熱碳酸氫鈉以製備碳酸鈉。2-1 下列對於 Na2CO3 及 NaHCO3 的比較，何者錯誤？

A兩者之固體均呈白色　B固體受熱均產生 CO2　C溶於水後均呈鹼性　D同

溫時，Na2CO3 在水中溶解度較大　E加鹽酸後均產生 CO2。

B B 加熱時，NaHCO3 會產生 CO2，Na2CO3 則否。E Na2CO3(s)+2H+

(aq) → 2Na+(aq)+CO2(g)+H2O(l)

NaHCO3(s)+H+(aq) → Na+(aq)+CO2(g)+H2O(l)

鎂及其化合物的性質（配合翰版課本 P.31、P.32）二

1 鎂金屬元素的性質：備 P.63

1 位於週期表第 3 週期第 2 族的元素，價電子組態為 3s2，在自然界皆以+2 價

的離子形式存在。

2 為強還原劑，易與氧氣結合生成氧化鎂，表面具有保護層，故儲存鎂金屬只須

將其置於密封的塑膠瓶內。

3 電解熔融氯化鎂，可在陰極析出鎂金屬。MgCl2(l) ――→ Mg(s)+Cl2(g)

4 金屬為銀白色，比重僅為 1.74，是目前使用量第三高的金屬（僅次於鐵及鋁）。 5 常見化學反應：

1 2Mg(s)+O2(g) → 2MgO(s) ! 燃燒時放出強烈白光

電解

互動式教學講義‧選修化學（下）22

2 Mg(s)+2H2O(l) ―→ Mg(OH)2(s)+H2(g) ! 可與熱水反應生成氫氣

3 3Mg(s)+N2(g) ―→ Mg3N2(s)；Mg3N2(s)+6H2O(l) → 3Mg(OH)2(s)+2NH3(g)

! 檢驗氮氣的方法 4 2Mg(s)+CO2(g) → 2MgO(s)+C(s) ! 可在 CO2 中燃燒2 鎂的化合物：

物　質 氧化鎂（MgO，苦土） 硫酸鎂（MgSO4）

製　備

1 在氧中燃燒鎂

Mg(s)+12

O2(g) → MgO(s)

2 煅燒菱鎂礦（MgCO3(s)）

MgCO3(s) ―→ MgO(s)+CO2(g)

1 本身為自然界之礦石

2 加硫酸於菱鎂礦中製得

MgCO3(s)+H2SO4(aq) → MgSO4(aq)+H2O(l)+CO2(g)

性　質

1 白色固體

2 熔點甚高（2800 nC）3 略溶於水（生成氫氧化鎂，呈弱鹼性）

MgO(s)+H2O(l) → Mg(OH)2(s)

1 無色晶體

2 易溶於水（溶液有苦味）

3 食用會導致腹瀉

用　途

1 可作坩鍋、耐火磚、電爐襯

裡

2 醫藥上作為制酸劑

1 工業上用於鞣皮及染色

2 MgSO4‧7H2O 稱為瀉鹽，醫藥上作為瀉劑

下列有關鎂的性質敘述，哪些是錯誤的？

A鎂粉在空氣中燃燒會產生強光，可當閃光燈　B鎂粉可與氮氣燃燒生成氮化鎂

C氫氧化鎂是一種強鹼，易溶於水　D氧化鎂晶體結構與氯化鈉相同，但熔點高於氯

化鈉　E碳酸鎂可溶於水，呈鹼性。

3 鎂的性質 相關題型：單元練習　單8；進1

CE

C Mg(OH)2 為弱鹼，且難溶於水。E MgCO3 難溶於水。

3-1 下列有關鎂金屬元素性質的敘述，哪些正確？

A元素的價電子組態為 3s2　B形成離子化合物時，其氧化數為+2　C鎂金屬

比鈉的活性高　D室溫時可和水反應，產生氫氣　E鎂金屬的熔點比鈉高。

ABE C活性：鈉>鎂。D鎂可和熱水反應，產生氫氣。

3

3

3

236-2 主族金屬元素

下列有關鎂化合物的敘述，哪些錯誤？

A氧化鎂俗稱苦土，易溶於水而成強鹼性之氫氧化鎂　B MgSO4‧7H2O 俗稱瀉鹽，醫藥上用作瀉劑　C氯化鎂的熔點極高，可作為耐火磚　D將碳酸鎂強熱即得苦土　

E氫氧化鎂是 2A 族氫氧化物中最強的鹼性物質。

4 鎂化合物的性質 相關題型：單元練習　單4

ACE

A 難溶於水，生成弱鹼性之氫氧化鎂。 C 氧化鎂。 E 鹼度：Ba(OH)2>Sr(OH)2>Ca(OH)2>Mg(OH)2>Be(OH)2

4-1 一般的胃痛大都與胃酸過多有關。在 NaOH、KOH、Ca(OH)2、Mg(OH)2 四種物質中，只有一種物質不會傷害口腔、食道，因而適合用於胃藥。關於這一種

物質的性質描述，下列哪一項正確？

A是兩性物質，可以當作鹼或酸　B在水中的溶解度是四種物質中最小　C為

共價化合物　D 1 莫耳物質可中和 1 莫耳鹽酸　E可作氧化劑。 【95 學測】 B

鋁及其化合物的性質（配合翰版課本 P.32 ～ P.34）三

1 鋁的製備、性質與用途：

存　在

1 地殼中含量最豐富的金屬元素（約占 8.8％）2 以化合態存在，主要礦石為鋁礬土（主要成分為 Al2O3）、冰晶石

（Na3AlF6） 課 圖 6-42、6-43

製　備

1 先以拜耳法製備純氧化鋁 1

2 再以霍爾法電解熔融的氧化鋁，於陰極可得金屬鋁

2Al2O3(l) ――→ 4Al(l)+3O2(g) 2

物　性 銀白色金屬；質輕（比重 2.7）；導電、導熱性佳（僅次於銀、銅）

化　性

1 價電子組態為 3s23p1，易以+3 價離子的形式存在，為強還原劑

2 Al3+ 半徑小，電荷密度大，水合能大，與陰離子結合之鍵能也很大3 可與氧反應，表面形成緻密的氧化鋁，保護內部的鋁不被氧化

4 於空氣中加熱，生成氧化鋁與氮化鋁

4Al+3O2 → 2Al2O3；2Al+N2 → 2AlN5 為兩性金屬，可溶於強酸或強鹼中，產生氫氣

2Al+6H+ → 2Al3++3H2

2Al+2OH-+6H2O → 2Al(OH)4

-+3H2

用　途

1 可作為電線材料、塗料、運輸工具的材料

2 製合金，如堅鋁（含鋁、銅、錳、鎂，飛機材料）、鋁青銅（銅鋁

合金，黃金色，可作飾品）

A Mg(OH)2 不是兩性物質，僅可以當作鹼。B Mg(OH)2 屬於難溶性的鹼，在水中溶解度小。 C Mg(OH)2 為離子化合物。D每莫耳 Mg(OH)2 可中和 2 莫耳鹽酸。E與胃酸中和，作為制酸劑。

電解

互動式教學講義‧選修化學（下）24

1 拜耳法：純化氧化鋁的方法 教 P.13

將鋁

礦磨

碎

! 加入

強鹼

共熱

! 生成可溶性的 Al(OH)4

- 與不溶性的雜質（如 Fe2O3）

! 過濾，除

去不溶性

雜質

! 通入 CO2，生

成 Al(OH)3 沉澱

! 加熱，得

純化的 Al2O3

2 霍爾法：製備金屬鋁

Al2O3（熔點 2072 nC）與 Na3AlF6（作為助熔劑，可降低熔點至 900 nC）的熔融液

!

於霍爾電解槽（陽極為石墨棒，陰極為石墨襯裡）電解：

陽極半反應：2O2- → O2+4e-

陰極半反應：Al3++3e- → Al

!

金屬鋁於陰極析

出；陽極的石墨

會被氧化，需經

常更換

2 鋁的化合物：

1 氧化鋁與氫氧化鋁： 備 P.66

物　質 氧化鋁（Al2O3） 氫氧化鋁（Al(OH)3）

製　備自然界中含量甚豐，如剛玉、剛石粉、紅寶石、藍寶石等，皆含有氧化鋁

加氨水於鋁鹽中，可得氫氧化鋁

之白色膠狀固體：

Al3+(aq)+3NH3(aq)+3H2O(l) →

Al(OH)3(s)+3NH4+

(aq)

性　質

1 寶石的主要成分。剛玉為純氧化

鋁，無色晶體（若含 Cr3+ 雜質則為紅寶石；若含 Fe2+ 及 Ti4+ 則為藍寶石） 課 圖 6-44、6-45

2 氧化鋁為兩性化合物：

Al2O3(s)+6H+(aq) → 2Al3+

(aq)+3H2O(l)

Al2O3(s)+2OH-(aq)+3H2O(l) →

2Al(OH)4-

(aq)

氫氧化鋁為兩性氫氧化物：

與酸反應：

Al(OH)3(s)+3H+(aq) → Al3+

(aq)+3H2O(l)

與鹼反應：

Al(OH)3(s)+OH-(aq) → Al(OH)4

-(aq)

用　途 人造寶石、鐘錶或機械軸承 媒染劑、淨水劑

256-2 主族金屬元素

2 明礬：

1 礬的通式：M+N3+(SO4)2‧12H2O，由一價陽離子、三價陽離子與硫酸根組成的複鹽。

2 礬的命名：依所含金屬命名，若一價金屬為鉀或三價金屬為鋁，則可省略。 KCr(SO4)2‧12H2O ―― 鉀鉻礬或鉻礬 KFe(SO4)2‧12H2O ―― 鉀鐵礬或鐵礬 NH4Al(SO4)2‧12H2O ―― 銨鋁礬或銨礬 NH4Cr(SO4)2‧12H2O ―― 銨鉻礬 3 礬的性質：結構相似，晶形皆為八面體形，故稱為同形體。 4 明礬：又稱鉀鋁礬。 1 製備：將硫酸鉀與硫酸鋁的混合溶液蒸發而得。 K2SO4+Al2(SO4)3+24H2O → 2KAl(SO4)2‧12H2O 2 性質：比硫酸鋁更易於純化。 3 用途：媒染劑、淨水劑、造紙添加劑。

霍爾 22 歲就發明了電解法製鋁，一百年來霍爾法仍然是最主要的工業製鋁法，將鋁礬土除去鐵雜質後，在電解槽中與冰晶石（Na3AlF6）混合進行電解：

1 鋁礬土主要成分的化學式是　　　　。2 電解時槽內反應溫度是 950 nC，鋁礬土及冰晶石混合的電解質呈物質三態中的 　　　　態。

3 寫出此電解反應的反應式。4 若電解後收得 27 克純鋁，則：（原子量：Al=27；1 法拉第=96500 庫侖） 1 至少需要鋁礬土多少克？ 2 需要通入多少庫侖電量？

5 霍爾電解法 相關題型：單元練習　多2

1 Al2O3　2液　3 2Al2O3 → 4Al+3O2　4 1 51；2 289500

1 鋁礬土的主要成分為氧化鋁。 2 冰晶石可降低熔點，且須為液態的離子化合物才能導電，故電解槽中的混合物為液態。 3 電解反應式為 2Al2O3 → 4Al+3O2

4 1 nAl=2727=1（莫耳）! nAl2O3=1*

24 =0.5（莫耳）! Al2O3 式量=102，0.5*102=51（克）

2 Al 為 3 價金屬，故電解得到 1 莫耳 Al 需 3 莫耳電子，即 3 法拉第的電量 ! 96500*3=289500（庫侖）

5-1 以霍爾法製備金屬鋁時，下列敘述何者正確？

A冰晶石作為負極　B鋁礬土作為陰極　C氧化鋁的水溶液用作電解液　D在

霍爾電解槽中，液態鋁是靠較大比重由槽底分離出來　E陰極的石墨會被氧化

而減少。 D

AB 冰晶石為助熔劑，鋁礬土為反應物，電極為石墨。C 應為熔融液而非水溶液。E 應為陽極的石墨。

互動式教學講義‧選修化學（下）26

下列有關鋁化合物之敘述，哪些正確？

A Al(OH)3 屬於兩性物質，可溶於氨水　B Al(OH)3 可作為中和胃酸的制酸劑　 C KAl(SO4)2‧12H2O，可作媒染劑　D KAl(SO4)2‧12H2O 屬於錯鹽　E Al2O3 為寶石的主成分。

6 鋁化合物的性質 相關題型：單元練習　單5、6、7、8；多1；進2

BCE

A 兩性物質溶於強鹼，不溶於弱鹼，故 Al(OH)3 不溶於氨水。 D 應為複鹽。

6-1 下列有關「礬」的敘述，哪些正確？

A礬之通式為 M+N3+(SO4)2‧12H2O　B礬是一種複鹽　C皆可作為媒染劑、淨水劑　D鉀鋁礬俗稱明礬，為無色晶體　E礬組成相似，晶形相異，此類物

質稱為同素異形體。

ABD C 不一定，明礬可以。E 同形體。

鈉、鎂、鋁三元素性質比較（配合翰版課本 P.28 ～ P.34）四

J 鈉、鎂、鋁三元素性質比較：

物　質 鈉（Na） 鎂（Mg） 鋁（Al）

價電子組態 3s1 3s2 3s23p1

原子量 22.99 24.31 26.98

熔點（nC） 97.7 650.0 660.0

沸點（nC） 883 1120 2519

原子半徑（pm） 154 130 118

離子半徑（pm） 116 86 54

密度（g/cm3） 0.97 1.74 2.70

與 N2 反應 無 Mg3N2 AlN

與氧氣反應 Na2O 和 Na2O2 MgO Al2O3

游離能（kJ/mol）IE1=496

IE2=4562IE3=6910

IE1=738IE2=1450IE3=7750

IE1=578IE2=1817IE3=2745

標準還原電位（V） -2.71 -2.37 -1.66

活　性 大 中 小

276-2 主族金屬元素

鈉、鎂及鋁三種物質的第 n 游離能分別為 1090.3、346.6 及 434.2 kcal/mol。試問 n 為何？A一　B二　C三　D四　E五。

【94 指考】7 鈉、鎂、鋁三元素性質比較 相關題型：單元練習　單8

B

鈉、鎂及鋁三元素游離能大小比較： IE1：Mg>Al>Na IE2：Na>Al>Mg（符合） IE3：Mg>Na>Al

7-1 下列有關 Na、Mg、Al 的敘述，哪些正確？ A三者均可作為還原劑　B三者均可與氮氣反應生成金屬氮化物　C三者均須

儲存於石油中　D活性大小：Na>Mg>Al　E三者氧化物均可溶於氫氧化鈉

溶液中。

AD

B Mg 和 Al 可與氮氣反應：3Mg+N2 → Mg3N2，2Al+N2 → 2AlNC 只有 Na 須儲存於石油中。E 只有 Al2O3 才是兩性物質，可溶於強鹼溶液中： Al2O3(s)+2OH-

(aq)+3H2O(l) → 2Al(OH)4-

(aq)

6-2 主族金屬元素

一、單一選擇題

（ B ）1 下列何種操作無法分辨 NaHCO3 和 Na2CO3？

A固體加熱，觀察是否生成 CO2　B水溶液中加入 HCl(aq)，觀察是否生成 CO2　C比較在水中溶解度的大小　D水溶液中加入 MgSO4，觀察是否產生

沉澱　E比較同濃度下的 pH 值。（ B ）2 製造金屬鈉可以用下列哪一個方法？ A電解食鹽水溶液　B電解熔融氯化鈉　C以碳還原氧化鈉　D以鋁還原氫

氧化鈉　E電解氫氧化鈉水溶液。（ A ）3 工業上製造碳酸鈉大多採用索耳未法，將氨通入飽和的食鹽水溶液後，再通

入二氧化碳時，生成甲沉澱及乙溶液，將甲沉澱加熱得丙固體及丁氣體，乙

溶液與氫氧化鈣溶液反應得戊氣體可回收再使用，下列有關甲、乙、丙、丁、戊的敘述，何者正確？（解析見解答本）

A甲和丙皆為白色固體，溶於水均呈鹼性　B將乙加熱可得碳酸鈉　C分別

加鹽酸於甲及丙中，可產生與戊一樣的氣體　D丁為氨氣　E戊氣體溶於水

呈酸性。 4 D MgSO4‧7H2O 為瀉鹽，石膏為 CaSO4‧2H2O。

（ D ）4 下列何種化合物與其用途並不是正確的組合？

選　項 A B C D E

化合物 NaHCO3 MgO KNO3 MgSO4‧7H2O Mg(OH)2

用　途 焙粉 電爐襯裡 肥料 石膏 制酸劑

1 A加熱 NaHCO3 會產生 CO2；Na2CO3 則否。B兩者加入 HCl 皆產生 CO2。C兩者皆可溶於水，但是溶解度 Na2CO3 較大。D Na2CO3 與 MgSO4 反應產生 MgCO3 沉澱，但 NaHCO3 與 MgSO4 混合不反應。E同濃度下，pH 值：NaHCO3<Na2CO3。

2 A電解食鹽水溶液，陰極得氫。B電解熔融氯化鈉，陰極得鈉金屬。CD鈉金屬活性大，無法用碳或鋁還原。E因為 NaH 在水中變成 NaOH(aq)，即等於電解 NaOH(aq)，陰極得 H2(g)。

互動式教學講義‧選修化學（下）28

（ B ）5 Fe(OH)3 和 Al(OH)3 之混合物，需加下列哪一種試劑才容易分離？ A HCl(aq)　B NaOH(aq)　C NH3(aq)　D HF(aq)　E CH3COOH(aq)。（ B ）6 有關鋁的化合物之敘述，何者正確？ A明礬具淨水作用是因水解後產生 H+　B紅寶石是晶狀 Al2O3 中含有微量

Cr2O3 所致　C粉狀 Al2O3 為無定形物，可溶於濃鹼溶液及氨水　D欲製造 Al(OH)3 可由 Al(NO3)3 加過量 NaOH 水溶液　E在鋁熱劑中，鋁是作為氧化

劑。（ B ）7 下列有關鋁的敘述，何者正確？

A鋁之比重小，僅為鐵之 13，故純鋁常作為航空材料　B純鋁富延性及展性，

為電、熱的良導體　C用以冶煉鋁的礦石為冰晶石　D電解法製鋁為一極消

耗能量的方法，現已不採用　E鋁可溶於鹽酸，但難溶於氫氧化鈉中。（ B ）8 鋁鎂合金因堅硬、輕巧、美觀、潔淨且易於加工，而成為新型建築裝潢材料，

主要用於製作窗框、捲簾門、防護欄等。下列性質何者與這些用途無關？

A不易生鏽　B導電性好　C密度小　D強度高。二、多重選擇題

（AC

DE

）1 下列有關明礬水溶液之敘述，哪些正確？ 1 B Al3+ ――→ Al(OH)3(s) ――→ 不會溶解NH3(aq) NH3(aq)

A可用作淨水劑，因能生成膠狀 Al(OH)3 吸附微小粒子　B漸加氨水時生成

白色沉澱，續加氨水時又會溶解　C漸加氫氧化鈉水溶液時生成沉澱，但續

加時又會溶解　D加入氯化鋇水溶液時生成白色沉澱　E明礬水溶液具有導

電性。（AD）2 下列化工生產過程中，哪些不涉及氧化還原反應？ A從鋁礬土中製取純淨 Al2O3　B工業上製漂白粉　C奧士華法用 NH3 製備

HNO3　D索耳未法以 CaCO3、NaCl(aq) 為原料製備 Na2CO3　E電解濃食鹽水

製備 NaOH(s)。

（ D ）1 小呆取足量鎂帶，將其點燃後，放入含等莫耳數的氮、氧、二氧化碳的混合氣體中，當鎂帶停止燃燒後，分析產物質量，白色、黑色、黃色之固體質量

比為若干？（原子量：C=12，N=14，O=16，Mg=24）（解析見解答本） A 10：3：25　B 20：6：25　C 20：3：28　D 40：3：25。（ B ）2 取 2.7 g 鋁先溶解於 1 M 鹽酸 400 mL 中，反應完成後，再漸次加入某濃度的

NaOH 水溶液，產生沉澱。其沉澱量與加入 NaOH 水溶液的體積關係為何？（原子量：Al=27）（解析見解答本）

A B C

D E

5 B Fe(OH)3(s)+NaOH(aq) ×→ Al(OH)3(s)+NaOH(aq) → NaAl(OH)4(aq)

（解析見解答本）

7 A純鋁質軟，但經處理過的鋁合金質輕堅韌，可作為航空材料。C用以冶煉鋁的礦石為鋁礬土，而冰晶石是煉鋁所用的助熔劑 。D電解法製鋁是現代常用來冶煉鋁的方法。E鋁為

兩性金屬，可溶於強酸，亦可溶於強鹼中。

8 鋁鎂合金強度高，製成的門窗、防護欄等堅硬牢固；密度小，方便運輸、搬運；不容易生鏽，製成的裝潢材料經久耐用。只有導電性好與這方面的用途無關。

2 A 鋁礬土 80％ Al2O3!#%20％ Fe2O3

!#%+NaOH(aq) ――→ ―→ Al2O3（非氧化還原反應）

D CaCO3+2NaCl → Na2CO3+CaCl2 +4 +4

過濾 3

1 設 N2、O2 和 CO2 各 n 莫耳 則由 3Mg+N2 → Mg3N2（黃） 2Mg+O2 → 2MgO（白） 2Mg+CO2 → 2MgO（白）+C（黑） 則生成白色的氧化鎂 4n 莫耳

黑色的碳 n 莫耳 黃色的氮化鎂 n 莫耳 故質量比為 40*4n：12*n：100*n =40：3：25

2 1 Al(s)+3H+(aq) → Al3+

(aq)+32 H2(g)

2 Al3+(aq)+3OH-

(aq) → Al(OH)3(s)

3 Al(OH)3(s)+OH-(aq) → Al(OH)4

-(aq)

Al ―――――――→ Al3+

0.1 mol

Al3+ ――――――――→ Al(OH)3↓0.1 mol

Al(OH)3 ―――――――――→ Al(OH)4-

0.1 mol 鹽酸原有 1 M*0.4 L=0.4 mol，與 0.1 mol

Al 反應後，還剩 0.4-0.1*3=0.1（mol）故後來加入的 NaOH(aq) 首先以 0.1 mol 中和過剩的 HCl(aq)，而後用 0.3 mol NaOH(aq) 產生最大量 Al(OH)3 沉澱，最後再用 0.1 mol NaOH 將 Al(OH)3 沉澱完全溶解。

2.727 =0.1 mol

1 需用去 0.3 mol HCl

2 需用去 0.3 mol NaOH

3 需再用去 0.1 mol NaOH

296-3 過渡金屬元素

常見過渡金屬元素的性質（配合翰版課本 P.35 ～ P.44）一

1 過渡元素的通性： 備 P.71

1 位置：位於週期表中央，從週期表第四列起，為第 3 族至第 12 族的元素。 2 電子組態：

1 過渡元素：[鈍氣]（n-1）dxnsy，價電子填入 ns 與（n-1）d 軌域。

2 內過渡元素：[鈍氣]（n-2）f w（n-1）dxnsy，價電子填入 ns、（n-1）d

與（n-2）f 軌域。 3 重要性質：

1 均為金屬，為電與熱的良導體。 2 大多具多種氧化態。（第一列過渡元素的最高氧化態隨原子序之增加而先

增後減）

3 化合物因具有未填滿之 d 軌域電子，故大部分具有顏色（見下表1、2）。 ▼表1　水溶液中離子的顏色

離　子 顏　色 離　子 顏　色

Cu2+ 藍 Zn2+ 無

Mn2+ 粉紅 [Cu(NH3)4]2+ 深藍

Cr3+ 綠 FeSCN2+ 血紅

Cr2+ 藍 [Fe(CN)6]4- 黃

Fe3+ 淺黃 [Fe(CN)6]3- 紅

Fe2+ 淡綠 CrO42- 黃

Ni2+ 綠 Cr2O72- 橙

▼表2　常見過渡金屬元素化合物的顏色

化合物 顏　色 化合物 顏　色

CuO、CuS 黑 Fe(OH)2 白

Cu2O 紅 MnS 粉紅

CuSO4 白 KMnO4 紫

CuSO4‧5H2O 藍 K2MnO4 綠

Cu(OH)2 藍 Ag2CrO4 磚紅

Cr2O3 綠 MnO2 黑褐

Fe(OH)3 紅褐 AgCl 白

6-3 過渡金屬元素

互動式教學講義‧選修化學（下）30

2 第一列過渡金屬元素的性質： 教 P.13

物　質 鈧 鈦 釩 鉻 錳 鐵 鈷 鎳 銅 鋅

符　號 Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn

原子序 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

原子量 44.96 47.87 50.94 52.00 54.94 55.85 58.93 58.69 63.55 65.41

價電子 3d14s2 3d24s2 3d34s2 3d54s1 3d54s2 3d64s2 3d74s2 3d84s2 3d104s1 3d104s2

熔點 （nC）

1541 1660 1890 1857 1244 1535 1495 1453 1083 420

沸點 （nC）

2831 3287 3380 2672 1962 2750 2870 2732 2567 907

密度

（g∕cm3）2.99 4.51 6.11 7.19 7.43 7.87 8.92 8.91 8.94 7.13

原子半徑 （pm）

160 146 131 125 129 126 125 124 128 133

標準還原 電位（V）（M2+∕M）

-2.08（Sc3+∕Sc）

-1.63 -1.20-0.74

（Cr3+∕Cr）-1.03 -0.44 -0.28 -0.25 +0.34 -0.76

常見 氧化數

+2、+3+2、+3、+4

+2、+3、+4、+5

+2、+3、+6

+2、+3、+4、+6、+7

+2、+3

+2、+3

+2、+3

+1、+2

+2

1 鐵的含量最豐富（約占地殼質量 5.1％），銅的活性最小，而鋅的熔點最低（只有 420 nC，其他熔點都超過 1000 nC）。

2 第一列過渡金屬元素的價電子包含 3d 與 4s 軌域的電子，其最大氧化數不超過價電子總數，除 Zn 外，其他元素都有兩種以上的氧化態。

3 第一列過渡金屬元素在高氧化態時，是以共價性的含氧離子存在，如 VO2+

、CrO4

2- 及 MnO4-

。

下列有關第一列過渡金屬元素的敘述，哪些正確？

A具有 4s1 電子組態的元素為 Cr 和 Cu　B基態原子中，半填滿軌域數最多者為 Mn　C除 Cu 之外，其餘均可被 H+氧化　D最高氧化數的數值最大者為 Cr　E自然界中， Ti、Fe、Cu 均可以元素態存在。

1 第一列過渡金屬元素的性質 相關題型：單元練習　單7；多1

AC

A Cr 的電子組態為 [Ar]3d54s1，Cu 的電子組態為 [Ar]3d104s1

。B半滿軌域最多的應為 Cr（有 6 個半滿軌域），Mn 有 5 個半滿軌域。D應為 Mn。E以元素態存在的僅有 Cu（大部分的 Cu 仍是以化合態存在）。

316-3 過渡金屬元素

1-1 下列有關第一列過渡元素性質的敘述，哪些正確？ 【91 指考】 A都是金屬　B都能和稀硫酸反應產生氫氣　C過渡金屬在化合物中，都有兩

種以上的氧化數　D基態原子的 4s 軌域中皆填有價電子　E比重皆大於水。

ADE B銅無法和稀硫酸反應。C化合物中惟有 Zn 的氧化數只有一種。

3 鐵的冶煉及其合金：

1 鐵的存在：

1 鐵為地殼中含量第二豐富的金屬（僅次於鋁），為使用量最高的金屬。 2 常見的鐵礦： 課 圖 6-47

鐵　礦 赤鐵礦 褐鐵礦 磁鐵礦黃鐵礦

（愚人金）菱鐵礦

成　分 Fe2O3 Fe2O3‧3H2O Fe3O4 FeS2 FeCO3

冶煉前

處理毋須處理

先煅燒，以除

去水分毋須處理

硫難以去除，故不適合用來

煉鐵

先煅燒，使

其分解成氧

化鐵

2 鐵的冶煉：鼓風爐法。 1 原料：

1 鐵礦：必須為氧化鐵，若不是，則須先處理為氧化鐵。 2 煤焦：作為燃料及還原劑。 3 熔劑：使鐵礦中的雜質形成熔渣，予以去除。（熔渣可作為水泥的原料）

若雜質為矽砂（SiO2）! 以灰石（CaCO3）為熔劑

若雜質為灰石（CaCO3）! 以矽砂（SiO2）為熔劑

4 熱空氣：由爐底打入，使煤焦燃燒生成 CO，並釋出大量的熱。 2 裝置：

互動式教學講義‧選修化學（下）32

3 相關反應式：

1 煤焦還原氧化鐵：Fe2O3(s)+3C(s) → 2Fe(l)+3CO(g)

2 煤焦與熱空氣反應生成一氧化碳：2C(s)+O2(g) → 2CO(g)

3 一氧化碳還原氧化鐵：Fe2O3(s)+3CO(g) → 2Fe(l)+3CO2(g)

4 灰石受熱分解為氧化鈣與二氧化碳：CaCO3(s) → CaO(s)+CO2(g)

5 氧化鈣與矽砂反應成為熔渣：CaO(s)+SiO2(s) → CaSiO3(l)

（熔渣的密度較小，會浮於熔鐵表面，可防止鐵氧化）

4 產物：由鼓風爐煉鑄而得到的鐵稱為生鐵，又稱鑄鐵，含碳量約為 2 ～ 4.5％，質脆缺乏韌性及強度，適於鑄造器具。生鐵可再精製為熟鐵或鋼，其中含

碳量的多寡：生鐵>鋼>熟鐵。

3 鐵的合金：碳鋼。

名　稱 低碳鋼 中碳鋼 高碳鋼

含碳比率 小於 0.2％ 0.2 ～ 0.6％ 0.6 ～ 1.5％

用　途

可取代熟鐵，製作

鐵釘、鐵絲、電磁

鐵等

製造鐵軌、鋼樑及

其他結構材料

製造剃刀、鑽頭及

外科手術器具

延性與展性 高 中 低

硬　度 低 中 高

熔　點 高 中 低

下列有關煉鐵的敘述，哪些正確？

A大多採用鼓風爐以冶煉鐵礦砂　B鐵礦的成分必須為氧化鐵　C以煤焦作為還原劑

D由爐底鼓入冷空氣　E由鼓風爐製出的鐵呈現固態。

2 鼓風爐煉鐵 相關題型：單元練習　多2；進1

ABC

D 應鼓入熱空氣。 E 為液態的熔融鐵漿。

2-1 煤焦為鼓風爐煉鐵的原料之一，其用途有哪些？

A催化劑　B助熔劑　C燃料　D氧化劑　E還原劑。 CE

336-3 過渡金屬元素

4 鐵的化合物： 課 圖 6-50 備 P.79

物　質 Fe2+ Fe3+

顏　色 淡綠色 淺黃色

性　質 在空氣中易被氧化成 Fe3+ 較安定，鐵鏽的主成分

檢　驗

加入六氰鐵 (III) 酸鉀（K3[Fe(CN)6]， 俗稱赤血鹽），反應可得藍色的

普魯士藍（Fe4[Fe(CN)6]3）沉澱

加入六氰鐵 (II) 酸鉀（K4[Fe(CN)6]‧3H2O， 俗稱黃血鹽），產生藍色的普魯士藍

（Fe4[Fe(CN)6]3）沉澱；加入硫氰化

鉀，生成血紅色之硫氰酸鐵 (III) 離子

反應式

4Fe2+(aq)+4[Fe(CN)6]3-

(aq) → 4Fe3+

(aq)+4[Fe(CN)6]4-(aq)

→ Fe4[Fe(CN)6]3(s)+[Fe(CN)6]4-(aq)

4Fe3+(aq)+3[Fe(CN)6]4-

(aq) → Fe4[Fe(CN)6]3(s)

Fe3+(aq)+SCN-

(aq) C FeSCN2+(aq)

有關鐵的反應如下：把 NaOH(aq) 加到硫酸亞鐵溶液中，生成白色的沉澱 A。將此沉澱 A 與 3％ H2O2(aq) 反應變成褐色固體 B。將固體 B 加入 H2SO4(aq) 時，形成黃色溶液 C；再加入 KSCN(aq) 變成血紅色溶液 D；最後滴入黃血鹽溶液生成藍色沉澱 E。下列各化學式，哪些正確？

A沉澱 A 為 Fe(OH)3　B固體 B 為 FeO　C溶液 C 含 Fe3+(aq)　D溶液 D 含 FeSCN2+

(aq)

E沉澱 E 為 Fe3[Fe(CN)6]2。

3 鐵離子的檢驗 相關題型：單元練習　單1；多1

CD

A為 Fe(OH)2。B為 Fe(OH)3。C含 Fe3+(aq)。D為血紅色的 FeSCN2+

(aq)。E為 Fe4[Fe(CN)6]3。

Fe2+ ――→ Fe(OH)2↓（白色）――→ Fe(OH)3↓（褐色）――→ Fe3+(aq)（黃色）――→

FeSCN2+(aq)（血紅色）――――→ Fe4[Fe(CN)6]3↓（藍色）

3-1 下列哪些物質可用來分辨 Fe2+(aq) 及 Fe3+

(aq)？

A KBr(aq)　B HCl(aq)　C K3[Fe(CN)6](aq)　D KSCN(aq)　E K2Cr2O7 之酸性溶液。 CDE C可與 Fe2+ 生成藍色沉澱，與 Fe3+ 不反應。D可與 Fe3+ 生成血紅

色的 FeSCN2+，與 Fe2+ 不反應。E可氧化 Fe2+

，與 Fe3+ 不反應。

5 銅及其化合物：

1 銅的活性小，在自然界中存有少量元素態的銅，但大部分以化合物存在。2 常見的銅礦：

物　質 藍銅礦 赤銅礦 孔雀石 輝銅礦 黃銅礦

成　分 (CuCO3)2‧Cu(OH)2 Cu2O Cu2(OH)2CO3 Cu2S CuFeS2

性　質

深藍色，可作為染料 紅色，氧化數為

+1，可直接以焦炭還原得銅

鮮綠色，俗稱銅

綠，可保護內層

銅不再被氧化

黑色，是煉

銅的主要礦

砂

金黃色，亦

為煉銅的主

要原料

OH- H2O2 H2SO4 KSCN

K4[Fe(CN)6]

互動式教學講義‧選修化學（下）34

3 銅的化合物：CuSO4‧5H2O（五水合硫酸銅晶體） 1 為藍色晶體，加熱至 110 nC 使其變為 CuSO4‧H2O，再加熱至 250 nC 以

上可生成白色的無水硫酸銅（CuSO4）。

2 用途：作為土壤添加劑、殺黴菌劑及紡織媒染劑，在電解工業上作為銅電

解的電解液。

3 檢驗：無水硫酸銅可檢驗水的存在（白 → 藍）。6 其他常見過渡元素的化合物：

1 二氧化鈦、三氧化二鉻和氧化鋅：

物　質二氧化鈦

（TiO2，鈦白）

三氧化二鉻

（Cr2O3，鉻綠）

氧化鋅

（ZnO，鋅白）

製　備

TiCl4+O2 → TiO2+2Cl2

2Cr(OH)3(s) ―→ Cr2O3(s)+3H2O(l)

(NH4)2Cr2O7(s) ―→ Cr2O3(s)+N2(g)

+4H2O(l)

Zn(s)+2H2O(g) → Zn(OH)2(s)+H2(g)

Zn(OH)2(s) ―→ ZnO(s)+H2O(l)

性　質

1 白色粉末

2 結晶的 TiO2 有高折射率及硬度

3 具光催化效果

1 綠色粉末

2 性質穩定，不溶於水

3 為兩性氧化物

1 灰白色粉末

2 難溶於水、無臭、無

毒，可有效隔絕紫外光

3 為兩性氧化物

用　途白色顏料、塗料、寶石、光觸媒原料

綠色顏料、玻璃與陶瓷的著

色劑

白色顏料、防晒乳液的添加

物 課 圖 6-54

奈米光觸媒――二氧化鈦：奈米級 TiO2 具有半導體的特性，在吸收紫外光後，會產生帶正電的電洞及帶負電的電子，可以和空氣中的水分子或氧分子

發生反應，產生活性極大的氫氧自由基（‧OH）與超氧陰離子（‧O2-）；此

等自由基再與附著於塗料表面上的細菌與空氣中的浮游菌、臭味、油汙等

物反應，使之分解而達到殺菌、除臭、防汙以及淨化空氣的效果。

TiO2 ―――→ 電洞（h+）+電子（e-） h++H2O → ‧OH+H+

e-+O2 → ‧O2-

▲奈米光觸媒作用示意圖（ 碳原子； 氧原子； 氫原子）

3

3 3

紫外光

356-3 過渡金屬元素

2 二氧化錳與過錳酸鉀：

物　質 二氧化錳（MnO2） 過錳酸鉀（KMnO4）

性　質

1 黑褐色粉末，難溶於水 課 圖 6-56

2 具氧化力，可氧化 Cl- 產生 Cl2

MnO2(s)+2Cl-(aq)+4H+(aq) ―→

Mn2+(aq)+Cl2(g)+2H2O(l)

3 加熱可分解出氧氣

4MnO2(s) ―→ 2Mn2O3(s)+O2(g)

1 深紫色晶體，有金屬光澤，易溶於水 課 圖 6-55

2 具強氧化力

3 還原產物隨溶液的酸、鹼性

而異：

Mn2+（酸，淡粉紅）、MnO2（中或弱鹼，黑色）、MnO4

2-（強鹼，綠色）

用　途

氧化劑（乾電池）、催化劑（氯酸

鉀、過氧化氫製備氧氣）、玻璃與

陶瓷的著色劑

氧化劑（Fe2+、C2O4

2- 定量之用）、消毒劑

3 鉻酸鉀與二鉻酸鉀：

物　質 鉻酸鉀（K2CrO4） 二鉻酸鉀（K2Cr2O7）

性　質

1 黃色固體

2 在鹼中安定，加酸則轉變為 Cr2O72-

2CrO42-+2H+ C Cr2O7

2-+H2O

3 遇 Pb2+ 生成黃色的 PbCrO4 沉澱4 屬於二級致癌物質

1 橘紅色晶體

2 在酸性環境下具氧化

力，被還原為綠色的 Cr3+

3 屬於一級致癌物質

在 2003 年，SARS 疫情曾影響許多人的生活，媒體出現以光觸媒消毒大樓以及光觸媒口罩新產品的廣告。已知坊間所賣的光觸媒，其主要成分是奈米級的二氧化鈦，而其

吸收光之波長至少需低於 400 nm。吸收光能後的二氧化鈦具有相當強之氧化力，可以直接將吸附在物質表面之汙染物直接氧化，使其分解，或者將吸附於物質表面之水分

子氧化為氫氧自由基，進而分解汙染物（‧OH+H++e- → H2O）。試問下列敘述哪

些正確？

A‧OH 在反應過程會失去電子　B奈米級的顆粒大小，是比本土的蓬萊米略大　C因

為二氧化鈦吸收光的波長以奈米為單位，所以稱為奈米級材料　D光觸媒在沒有光源的

暗室中無預期的消毒效果　E光觸媒需有特定波長的光線照射才能產生催化功效。

4 奈米光觸媒——TiO2 相關題型：單元練習　單6

DE

A 獲得電子，為強氧化劑。 B 1 nm=10-9 m C 是奈米尺寸的二氧化鈦才能作為光觸媒。 D 需照光才具有預期的消毒效果。 E 吸收光之波長需低於 400 nm。

3

3

互動式教學講義‧選修化學（下）36

4-1 下列為含鉻化合物反應之流程，有關物質之名稱哪些正確？

Cr3+(aq) ――――→ 甲 ――――→ 乙 ―――→ 丙 ―――→ 丁 ―――→ 戊

A甲為 Cr(OH)3　B乙為 Cr(OH)63-　C丙為 Cr3+　D丁為 Cr2O7

2-　E戊為 CrO4

2-。

AD

A Cr3+(aq)+3OH-

(aq) → Cr(OH)3(s)

B Cr(OH)3(s)+OH-(aq) → Cr(OH)4

-(aq)

C 2Cr(OH)4-

(aq)+3H2O2(aq)+2OH-(aq) → 2CrO4

2-(aq)+8H2O(l)

D 2CrO42-

(aq)+2H+(aq) C Cr2O7

2-(aq)+H2O(l)

E Cr2O72-

(aq)+3H2O2(aq)+8H+(aq) → 2Cr3+

(aq)+3O2(g)+7H2O(l)

下列有關二鉻酸鉀的敘述，哪些正確？

A為黃色晶體　B在酸性溶液中，可被還原成 Cr(OH)4-　C酸性條件下，與 H2O2 反

應，溶液呈綠色　D水溶液中加入過量 Na2CO3 時，溶液將變成黃色　E在酸性溶液

中，加入 Ba2+ 不產生沉澱，但再加入適量鹼後，會有黃色沉澱生成。

5 二鉻酸鉀的性質 相關題型：單元練習　單2；多5；進4

CDE

A 應為橘紅色。 B 應為被還原成 Cr3+

。 C 與 H2O2 反應，生成綠色的 Cr3+

。 D Na2CO3 為鹼性，故會使溶液變為黃色的 CrO4

2-。

E BaCr2O7 可溶於水，加入鹼後，Cr2O72- 變為 CrO4

2-，而生成 BaCrO4 沉澱。

5-1 曾盛裝過錳酸鉀（KMnO4）溶液的玻璃器皿乾後，有時會留下用水洗不掉的棕

色汙痕，最好用下列何種試劑清洗？

A硫酸　B硝酸　C草酸　D醋酸　E磷酸。

C 棕色汙痕為 MnO2，需加入還原劑使其還原成 Mn2+ 而溶於水，MnO2(s)+C2O4

2-(aq)+4H+

(aq) → Mn2+(aq)+2CO2(g)+2H2O(l)

配位化合物（配合翰版課本 P.44 ～ P.49）二

1 配位化合物的定義：

1 中心金屬與具有孤對電子之陰離子或分子藉由配位共價鍵相結合，所形成之帶

電或中性的原子團。

2 又稱為錯合物。3 常以 [ ] 內含化學式表示。 [Ni(CO)4] 為分子錯合物；K3[Fe(CN)6] 中，[Fe(CN)6]3- 為錯離子。4 [ ] 內的鍵結具有共價鍵特性，在水溶液中不解離。

K3[Fe(CN)6](s) ――→ 3K+(aq)+[Fe(CN)6]3-

(aq)

2 配位化合物的組成： 備 P.89  

1 中心金屬：錯合物的中心金屬可為原子或陽離子。2 配位子：又稱為配位基，鍵結於中心金屬四周的陰

離子或分子，配位子上與中心金屬鍵結之原子，稱

為配位原子。

1 單牙配位子：僅提供一個配位原子與中心金屬鍵結的配位子。 [Cu(NH3)4]2+ 中，NH3 為單牙配位子，N 為配位原子。

適量 NaOH 過量 NaOH H2O2 H2SO4 H2O2

H2O

376-3 過渡金屬元素

2 多牙配位子：可提供兩個以上配位原子與中心金

屬鍵結的配位子。多牙配位子又稱為鉗合劑，所

形成之錯合物稱為鉗合物。 [Fe(C2O4)3]3- 中，C2O4

2- 為雙牙配位子， O 為配位原子。

3 常見的配位子：（表中藍色的原子為配位原子） 備 P.90

單牙配位子

（單牙基）

多牙配位子（多牙基）

雙牙配位子（雙牙基） 六牙配位子（六牙基）

NH3（氨）

X-（鹵素離子）

（X=F、Cl、Br、I）CO（一氧化碳）CN-（氰離子）

H2O（水）NO（一氧化氮）

C2O42-

（草酸根）

CO32-

（碳酸根）

NH2CH2CH2NH2

（乙二胺，en） （乙二胺四醋酸根，EDTA4-）

4 錯合物的配位數：

1 配位數的意義：中心金屬與配位子間的鍵結數目。 [Cu(NH3)4]2+ 中，Cu2+ 的配位數為 4（1 Cu2+ 與 4 個單牙配位子鍵結）。

[Fe(C2O4)3]3- 中，Fe3+ 的配位數為 6（1 Fe3+ 與 3 個雙牙配位子鍵結）。2 配位數的多寡與中心金屬的大小、電荷數與電子組態有關，許多金屬離子的配

位數不只一種。

3 常見金屬離子的配位數：（括弧內為配位數）

一價陽離子 二價陽離子 三價陽離子 四價陽離子

Cu+（2，4）Ag+（2）

Au+（2，4）

Fe2+（4，6）Co2+（4，6）Ni2+（4，6）Cu2+（4，6）Zn2+（4，6）

Pd2+（4）Pt2+（4）

Al3+（4，6）Cr3+（6）Co3+（6）Au3+（4）Fe3+（6）

Pt4+（6）

互動式教學講義‧選修化學（下）38

5 配位化合物的理論： 教 P.15 備 P.90

1 1890 年代，瑞士化學家維爾納觀察 CoCl3 加入氨水後會出現多種異構物，以及加入 AgNO3 後產生 AgCl 的沉澱莫耳數，因而提出配位鍵、配位數的理論和配位化合物的結構，合理解釋錯合物的性質。

2 配位子提供孤對電子，中心金屬提供空價軌域，此種鍵結的電子對全由配位子

提供，稱為配位共價鍵。

3 此種配位子與中心金屬所形成的配位共價鍵，在水中不會解離，故會以錯合物

或錯離子的形式存在水中。

[Ag(NH3)2]Cl(s) ――→ [Ag(NH3)2]+(aq)+Cl-(aq)

6 配位化合物的形狀：

1 因為中心金屬與配位子間以共價鍵結合，所以錯合物的幾何形狀可由中心金屬

價軌域混成的概念來說明。

2 常見配位數 2、4、6 錯合物之形狀及中心金屬混成軌域：

配位數中心金屬

混成軌域形　狀 實　例

2 sp 直線形 [Ag(NH3)2]+、[CuCl2]-、[Ag(CN)2]-

4 sp3四面體形

[NiCl4]2-、[Ni(CO)4]、[Zn(NH3)4]2+

、[CoCl4]2-

、[FeCl4]-

4 dsp2 平面四邊形 [Ni(CN)4]2-

、[Pt(NH3)4]2+、[Cu(NH3)4]2+

、 [PdCl4]2-

、[Pt(NH3)2Cl2]

6 d2sp3八面體形

[Cr(CO)6]、[Co(NH3)6]3+、[Cr(H2O)6]3+

、[Cr(CN)6]3-

、[Fe(CN)6]3-

3 幾何異構物：

1 平面四邊形錯合物：[Pt(NH3)2Cl2] 具有順式與反式兩種異構物，其中順式異構物具有抗癌性，反式則無。

H2O

396-3 過渡金屬元素

2 八面體形錯合物：[Cr(NH3)4Cl2]Cl 具有順式與反式兩種異構物，其中順式異構物呈藍色，反式則呈綠色。

7 配位化合物的命名：

1 錯離子與中性錯合物分子的命名：

若以 M 代表金屬，L 代表配位子，x 代表配位子的數目。則 [MLx]n+ 命名為 x 配位子金屬離子；中性分子則命名為 x 配位子（化）金屬。

[Ag(NH3)2]+ 為二氨銀錯離子；[CuCl4]2- 為四氯銅錯離子；[Ni(CO)4] 為四 羰化鎳。

2 錯鹽的命名：

1 若錯離子 A 帶正電，與陰離子 B 形成之鹽類，稱為 B 化 A。 [Ag(NH3)2]OH 為氫氧化二氨銀。

2 若錯離子 C 帶負電，與陽離子 D 形成之鹽類，稱為 C 酸 D。 Fe4 [Fe(CN)6]3 為六氰鐵(II)酸鐵（或六氰亞鐵酸鐵）。

8 生活中常見的配位化合物：

1 葉綠素與血紅素：

葉綠素 血紅素（Hb）

存　在 植物體內 動物血液內

結　構

中心粒子 Mg2+ Fe2+

功　能 吸收太陽能，以進行光合作用 協助運送氧氣

1 血紅素（Hb）中含有四個以 Fe2+ 為中心的配位化合物，Fe2+ 的六配位中，有五個配位數被含氮配位子及蛋白質所配位，剩餘一個位置與

氧氣進行配位。

2 CO 與血紅素中 Fe2+ 之結合力為 O2 的 200 倍，若吸入 CO，會造成組織細胞缺氧。

3 Hb(aq)+nO2(g) C Hb(O2)n(aq)，n=1 ～ 4

+3 +2

互動式教學講義‧選修化學（下）40

2 三草酸鐵(III)錯離子（[Fe(C2O4)3]3-）：利用草酸清洗鐵鏽時，所形成的可溶

性錯離子。 課 圖 6-62

3 EDTA 的鉗合物：EDTA 為六牙配位子，可用來排除體內的重金屬離子，其金屬錯合物的結構如下圖。

寫出下列錯合物的中心金屬之氧化數與配位數。

1 [Ag(CN)2]-　2 [Cu(en)2]2+　3 [Pt(NH3)4Cl2]2+　4 [Ca(EDTA)]2-

6 錯合物之氧化數與配位數 相關題型：單元練習　單4、5；多4

1+1，2　2+2，4　3+4，6　4+2，6

1 [Ag(CN)2]- 的電荷為-1，又 CN- 為-1，故中心金屬為 Ag+，氧化數為+1；因鍵結兩個 CN-（單

牙配位子），故配位數為 1*2=2。 2 [Cu(en)2]2+ 的電荷為+2，又 en（乙二胺）不帶電荷，故中心金屬為 Cu2+

，氧化數為+2；因鍵結兩個 en（雙牙配位子），故配位數為 2*2=4。

3 [Pt(NH3)4Cl2]2+ 的電荷為+2，又 NH3 不帶電荷，Cl- 為-1，故中心金屬為 Pt4+，氧化數為+4；因

鍵結四個 NH3（單牙配位子）與兩個 Cl-（單牙配位子），故配位數為 1*4+1*2=6。 4 [Ca(EDTA)]2- 的電荷為-2，又 EDTA（乙二胺四醋酸根）為-4，故中心金屬為 Ca2+

，氧化數為

+2；因鍵結一個 EDTA（六牙配位子），故配位數為 6*1=6。

6-1 錯合物 [Ni(CO)4] 中，中心金屬的電荷數與配位數分別為若干？ A+2，4　B 0，4　C+2，8　D 0，8。

B 中心金屬為 Ni，配位子為 CO（單牙配位子），故 Ni 的電荷數為 0，配位數為 1*4=4。

下列哪些粒子不與金屬離子形成錯合物？

A H+　B H2O　C NH3　D NH4+　E Cl-。

7 配位子的條件 相關題型：單元練習　多3

AD

作為配位子的離子或分子須具有孤對電子。各選項的路易斯電子點式如下：

A B C D E

　 AD H+ 與 NH4

+ 不具有孤對電子，故不與金屬形成錯合物。

416-3 過渡金屬元素

7-1 下列何者不能作為配位子？

A CH4　B I-　C CO32-　D H2O　E CO。

A A CH4 無孤對電子，故不能作為配位子。

下列錯合物，哪些中心金屬離子為+2 價，且其配位環境是平面四邊形？（原子序：Ni=28，Pd=46，Pt=78）A [Ag(NH3)2]+　B [Zn(NH3)4]2+　C [Pd(NH3)4]2+　D [Pt(NH3)2Cl2]　E [Ni(CN)4]2-

。

【100 指考】8 錯合物之形狀 相關題型：單元練習　單3；進2、3、5

CDE

A [Ag(NH3)2]+ 的金屬氧化數為+1，形狀為直線形。 B [Zn(NH3)4]2+ 的金屬氧化數為+2，形狀為四面體形。 C [Pd(NH3)4]2+ 的金屬氧化數為+2，形狀為平面四邊形。 D [Pt(NH3)2Cl2] 的金屬氧化數為+2，形狀為平面四邊形。 E [Ni(CN)4]2- 的金屬氧化數為+2，形狀為平面四邊形。

8-1 下列錯合物的形狀及中心金屬的混成軌域，哪些是正確的？

A [Co(NH3)6]3+ 為八面體形結構，Co 的混成軌域為 d2sp3　B [ZnCl4]2- 為平面四邊形結構，Zn 的混成軌域為 dsp2　C [PtCl4]2- 為平面四邊形結構，Pt 的混成軌域為 dsp2　D [PtCl6]2- 為八面體形結構，Pt 的混成軌域為 d2sp3　 E [Zn(NH3)4]2+ 為四面體形結構，Zn 的混成軌域為 dsp2

。 ACD B [ZnCl4]2- 為四面體形結構，Zn 的混成軌域為 sp3

。E [Zn(NH3)4]2+ 為四面體形結構，Zn 的混成軌域為 sp3

。

6-3 過渡金屬元素

一、單一選擇題

（ B ）1 下列各組中兩化合物水溶液濃度均為 0.1 M，各取等量混合後，何組不會有顯著的顏色變化？

A K3[Fe(CN)6](aq)+FeSO4(aq)　B FeSO4(aq)+KI(aq)　C K4[Fe(CN)6](aq)+FeCl3(aq)

D KSCN(aq)+FeCl3(aq)　E FeCl2(aq)+KMnO4(aq)。（ C ）2 下列有關錳的化合物之敘述，何者錯誤？

2 A 3MnO2 ―→ Mn3O4+O2

C 在強酸溶液中，MnO4- 將 Fe2+ 氧

化成 Fe3+ 而本身還原成 Mn2+。

3

A將二氧化錳強熱可分解出氣體　B過錳酸鉀的氧化力隨溶液之酸、鹼性而

異　C在強酸性溶液中，MnO4- 將 Fe2+ 氧化成 Fe3+ 而本身還原成 MnO2　

D MnO2及 KMnO4 均可用作氧化劑　E MnO2 可用作乾電池的去極劑，KMnO4 可作為醫藥之消毒劑。

1 A K3[Fe(CN)6](aq)+FeSO4(aq) → Fe4[Fe(CN)6]3(s)（普魯士藍沉澱）。B FeSO4(aq)+KI(aq) ×→（因為兩者皆為還原劑）。C K4[Fe(CN)6](aq)+FeCl3(aq) → Fe4[Fe(CN)6]3(s)（普魯士藍沉澱）。 D KSCN(aq)+FeCl3(aq) → FeSCN2+

(aq)（血紅色溶液）。E Fe2+(aq)+MnO4

-(aq) → Fe3+

(aq)+Mn2+(aq)

（紫色褪色）。

互動式教學講義‧選修化學（下）42

（ D ）3 下列關於幾何異構物的敘述，何者錯誤？ 3 D [Co(NH3)4Cl2]+ 如同 MA4B2，有兩種幾何異構物。

A二氯甲烷只有一種結構形式　B 2-丁烯有兩種幾何異構物　C Zn(NH3)2Cl2 只有一種結構式　D [Co(NH3)4Cl2]Cl 有三種幾何異構物。

（ C ）4 下列有關錯合物 Co(NH3)4Cl3 的敘述，何者錯誤？ A鈷的氧化數為+3　B錯合物的配位數為 6　C在含 1 莫耳 Co(NH3)4Cl3 溶

液中加入過量的 AgNO3，可產生 3 莫耳 AgCl 沉澱　D有 2 種異構物。（ A ）5 下列配位化合物，何者的中心金屬離子氧化數為+2，且配位數為 4？（en 表

乙二胺）

A [Co(en)Cl2]　B [Pt(NH3)2Cl4]　C K4[Ni(CN)4]　D K[Fe(NH3)2(C2O4)2]。（ B ）6 關於二氧化鈦光觸媒的敘述，何項錯誤？ 6 B 光觸媒一定要照光才能進行觸媒反應。

A奈米級二氧化鈦具有半導體特性，照光下可進行氧化還原反應　B二氧化

鈦光觸媒在黑暗無光源下使用，仍具有消毒效果　C二氧化鈦製成奈米顆粒

可以有效增大表面積　D光觸媒能和水分子產生具有強氧化力的氫氧自由基

（‧OH），進而分解汙染物。（ D ）7 下列有關第一列過渡元素之敘述，何者錯誤？ 7 D 除了銅可少量以元素態存在，

其他皆以化合物形式存在。

A皆為金屬，為熱及電之良導體　B大多具有多種氧化態，可形成各種化合

物　C其化合物大部分具有顏色　D大部分以元素態存於自然界　E熔點最

低者為 Zn。二、多重選擇題

（AC）1 下列溶液均 0.1 M，有關顏色的敘述，哪些正確？ 1 B MnO4

2-：綠色。 D FeSCN2+：血紅色。 E [Fe(CN)6]3-：紅色。

A [Cu(H2O)4]2+：淡藍色　B MnO42-：紫色　C [Ag(NH3)2]+：無色　

D FeSCN2+：黃色　E [Fe(CN)6]3-：黃色。（AC

E

）2 有關煉鐵的過程以及所煉得的鐵之應用，下列敘述哪些正確？ A送進鼓風爐之前的鐵礦若非氧化鐵，必須先將其煅燒成氧化鐵　B煉鐵時

所加入的煤焦，可作為燃料及氧化劑　C鐵礦中的雜質若主要為灰石，冶煉

時需加入矽砂　D由鼓風爐所煉得的鐵為生鐵，可直接用來製作鋼樑　E由

鐵加工製得的鋼材中，含碳量愈高者硬度愈大。 2 B煉鐵時加入的煤焦，可作為燃料及還原劑。D生鐵含碳量高，質硬而脆，不能製作鋼樑。（BC

DE

）3 下列關於血紅素的敘述，下列哪些正確？ A中心鐵為 Fe3+　B中心鐵為 Fe2+　C在血液中，中心鐵與蛋白質及氧分子

配位結合，而使鐵的配位數為 6　D在動脈中與氧配位，血液呈鮮紅色；流

到靜脈中因釋出氧而變成暗紅色　E一氧化碳與中心鐵的結合力比氧分子

強。 3 血紅素―Fe(II) 的鉗合物。

（AC

D

）4 下列錯合物的配位數及中心金屬所帶電荷，哪些正確？（括弧內前者表配位數，後者表氧化數） 4 B EDTA 為六牙配位子（配位數=6）。

E H2N-CH2-CH2-NH2 為雙牙配位子，所以 Cr 的配位數為 6。 A Na[Ag(CN)2]（2，+1）　B K2[Ca(EDTA) ]（4，+2）　C Na3[Fe(C2O4)3]

（6，+3）　D [Zn(NH3)4]Cl2（4，+2）　E [Cr(NH3)(H2N-(CH2)2-NH2) Cl3]（5，+3）。

4 C [Co(NH3)4Cl2]Cl → [Co(NH3)4Cl2]+

+Cl- ――→ 產生 1 莫耳 AgCl AgNO3

5 中心金屬的氧化數 配位數

A [Co(en)Cl2] +2 4

B [Pt(NH3)2Cl4] +4 6

C K4[Ni(CN)4] 0 4

D K[Fe(NH3)2(C2O4)2] +3 6

436-3 過渡金屬元素

（CD）5 二氧化錳在實驗室用途廣泛，可以與雙氧水反應製備氧氣、與鹽酸反應製備氯氣，也可以與草酸反應生成二氧化碳，實用上它也廣泛的用在乾電池中。下列有關二氧化錳的敘述，哪些正確？

A二氧化錳在這些用途中都作為氧化劑　B二氧化錳的錳是四價，在乾電池

的反應過後，會變為七價的過錳酸根　C二氧化錳在雙氧水製備氧氣的反應

中作為催化劑　D鹽酸製備氯氣中二氧化錳被還原　E二氧化錳在草酸的反

應中作為催化劑。（以 * 標示者為多重選擇題）

1 nCO=nFe*32；nC=nCO ! nC=nFe*

32

WC =nC*12=（nFe*32）*12= 100

56 *32*12=32.1（kg）

（ A ）1 若鐵礦煉製鐵的過程中涉及 2C(s)+O2(g) → 2CO(g) 與 Fe2O3(s)+3CO(g) → 2Fe(s)+3CO2(g) 兩個化學反應。當第一個反應式中所產生的一氧化碳全部用於第二個反應式，則欲產生 100 kg 鐵，需碳若干 kg？（原子量：C=12，O=16，Fe=56）

A 32.1　B 42.2　C 56.2　D 84.3　E 112.0。（ D ）2 有關物質甲：Cr(NH3)6(SCN)3 及物質乙：Cr(NH3)3(SCN)3 的各項敘述，何者

正確？

A熔點：甲<乙　B 0.1 M 水溶液的導電性：乙>甲　C甲有順反異構物，乙沒有　D其水溶液可藉 FeCl3(aq) 區別。

（ C ）3 當 [Pt(NH3)4]2+ 與濃 HCl 反應時，可得兩種皆具相同化學式 [Pt(NH3)2Cl2] 的化合物（I、II），化合物 I 與稀 HCl 煮沸可得化合物 II；而 I 之溶液與草酸反應可形成 [Pt(NH3)2](C2O4)，但化合物 II 並不與草酸反應，則有關化合物 II 的敘述，何者正確？

A與化合物 I 相同　B為順式　C為反式　D為四面體形。（ D ）4 有二氧化錳、木炭粉、氧化銅及鐵粉等四種黑色粉末，只用一種試劑就能將

它們逐一鑑別出來（過程中有需要可以加熱），此試劑為下列何者？

A蒸餾水　B濃氨水　C稀硫酸　D濃鹽酸　E氫氧化鈉水溶液。（BC）5 有兩錯合物：1 Pt(NH3)2Cl4；2 Pt(NH3)4Cl2，下列敘述哪些正確？

A形狀：1為八面體形；2為四面體形　B水中溶解度：2>1　C異構物

數目：1>2　D熔點：1>2　E於其中加入 AgNO3(aq)，則兩者皆可生成 AgCl(s)。

2 甲：[Cr(NH3)6](SCN)3（離子晶體） 乙：[Cr(NH3)3(SCN)3]（分子固體） A熔點：甲>乙。B導電度：甲>乙。 C乙有順反異構物；甲無順反異構物。 D對甲而言：Fe3+

+SCN- → FeSCN2+（血紅色）。 對乙而言：因為無解離出 SCN-

，所以 Fe3+ 無法與乙反應。

3 [Pt(NH3)2Cl2] 為平面四邊形結構，有順式和反式兩種。草酸根為雙牙配位子，由於其結構關係，順式結構才可與草酸根結合

4 二氧化錳與濃鹽酸加熱，可產生黃綠色的氯氣；木炭與濃鹽酸混合無反應；氧化銅可溶於濃鹽酸中，形成藍色（Cu2+）的溶液；鐵粉與濃鹽酸反應產生無色的氫氣。

*

5 A 因為1為 [Pt(NH3)2Cl4]；2為 [Pt(NH3)4]Cl2，所以1分子形狀為八面體形；2[Pt(NH3)4]2+ 離子形狀為平面四邊形。

B 1為分子固體；2為離子晶體，所以對水溶解度：2>1。 C 因為1為八面體形 MA2B4 結構，故有順反異構物；2為平面

四邊形 MA4 結構，故無順反異構物，所以異構物數目：1>2。

D 熔點：2（離子晶體）>1（分子固體）。 E 只有2可解離出 Cl- 與 Ag+ 產生 AgCl↓。

5 與雙氧水反應：2H2O2 ――→ 2H2O+O2 ! 二氧化錳作為催化劑 與鹽酸反應：4HCl+MnO2 → Cl2+MnCl2+2H2O ! 二氧化錳作為氧化劑 與草酸反應：H2C2O4+MnO2+H2SO4 → 2CO2+MnSO4+2H2O ! 二氧化錳作為氧化劑 在乾電池中反應：Zn+2MnO2+2NH4Cl → Zn(NH3)2Cl2+Mn2O3+H2O ! 二氧化錳作為氧化劑

MnO2二、

互動式教學講義‧選修化學（下）44

實驗六 硬水的檢測及軟化法

1 實驗目的：藉由實驗操作了解硬水的檢驗及軟化法。2 實驗原理：

1 硬水定義：含有鈣離子（Ca2+）或鎂離子（Mg2+）等礦物質較多的水稱為硬

水。

1 暫時硬水：硬水中所含的陰離子為碳酸氫根（HCO3-）者，稱為暫時硬

水。

2 永久硬水：硬水中所含的陰離子為硫酸根（SO42-）或氯離子（Cl-）者，

稱為永久硬水。

2 硬水的缺點：

1 硬水受熱會產生鈣鹽（CaCO3、CaSO4 等）及鎂鹽（MgCO3、MgSO4 等）的沉澱，稱為鍋垢；鍋垢的存在會降低鍋爐的熱傳導效果，嚴重者甚至可

能引發鍋爐爆炸。

Ca2+(aq)+2HCO3

-(aq)

3 CaCO3(s)+CO2(g)+H2O(l)

Mg2+(aq)+SO4

2-(aq)

3 MgSO4(s)

2 硬水會與肥皂中的脂肪酸根反應，生成脂肪酸鈣或脂肪酸鎂沉澱，使肥皂

無法產生持久性泡沫，降低其洗滌效果。 Ca2+

(aq)+2C17H35COO-(aq) → Ca(C17H35COO)2(s)

Mg2+(aq)+2C17H35COO-

(aq) → Mg(C17H35COO)2(s)

3 硬水軟化法：去除硬水中的 Ca2+ 或 Mg2+，稱為硬水軟化。

1 煮沸法：僅適用於暫時硬水，煮沸後將生成的沉澱去除即可得軟水。

Mg2+(aq)+2HCO3

-(aq)

3 MgCO3(s)+CO2(g)+H2O(l)

2 蘇打法：在硬水中加入蘇打（Na2CO3），使 Ca2+ 或 Mg2+ 與 CO32- 反應，

形成難溶的碳酸鹽沉澱，將沉澱去除即可得軟水。 Ca2+

(aq)+CO32-

(aq) → CaCO3(s)

Mg2+(aq)+CO3

2-(aq) → MgCO3(s)

3 離子交換法：將硬水通過陽離子交換樹脂（NaR）時，硬水中的 Ca2+ 或 Mg2+ 與樹脂中的 Na+ 交換而被除去。

Ca2+(aq)+2NaR(s) → 2Na+(aq)+CaR2(s)

Mg2+(aq)+2NaR(s) → 2Na+(aq)+MgR2(s)

45實驗六 硬水的檢測及軟化法

3 實驗步驟：

1 永久硬水和暫時硬水的製備：

1 永久硬水

攪拌使其溶解

2 暫時硬水

攪拌使其溶解

由混濁變澄清

2 以肥皂水檢驗硬水：

塞上橡皮塞充分搖動

3 煮沸法軟化硬水：

煮沸冷卻後過濾

塞上橡皮塞搖動後觀察

4 蘇打法軟化硬水：

攪拌後過濾

充分搖動後觀察

5 陽離子交換法軟化硬水：

各取 5 mL 之 MgSO4、CaSO4

及 Ca(HCO3)2，分別倒入層析管中，收集洗出液

充分搖動後觀察

互動式教學講義‧選修化學（下）46

已知某一反應流程如下：

大理石（CaCO3）+HCl(aq) →氣體q

通入 通入

石灰水 → 沉澱w → 溶液e → 煮沸後+肥皂水 → 結果r!#%通過離子交換樹脂t後+肥皂水 → 無沉澱依據上述實驗流程，下列敘述哪些正確？

Aq為 CO2 Bw為 Ca(HCO3)2 Ce為 CaCO3 Dr有持久性泡沫　Et為 ROH 型樹脂。

1 硬水的檢驗及軟化

AD

A CaCO3(s)+2HCl(aq) → CaCl2(aq)+H2O(l)+CO2(g)1。B CO2(g)+Ca(OH)2(aq) → CaCO3(s)2+H2O(l)。C CO2(g)

+CaCO3(s)+H2O(l) → Ca(HCO3)2(aq)3。D Ca(HCO3)2(aq) 3

CaCO3(s)+CO2(g)+H2O(l)。E應使用 NaR（鈉離子交換樹脂）交換 Ca2+

。

1-1 下列有關硬水的敘述，哪些正確？

A含有鈣、鎂離子的水稱硬水 B永久硬水可以碳酸鈉軟化 C將暫時硬水加

熱有沉澱物產生 D暫時硬水可以消石灰軟化 E永久硬水可以煮沸法軟化。 ABCD E 永久硬水無法以煮沸法軟化。

錯合物的形成

1 實驗目的：藉由實驗操作生成錯合物，並觀察過渡金屬離子和錯合物的顏色。2 實驗原理：

1 不同氧化數下，釩離子的顏色：

物　質 釩之氧化數 顏　色

VO2+

+5 黃色

VO2++4 藍色

V3++3 綠色

V2++2 紫色

使用氫氣作為還原劑 ! 2VO2+

(aq)+H2(g)+2H+(aq)+8H2O(l) → 2[VO(H2O)5]2+

(aq)

2 不同數目 en 配位下，鎳(II)錯離子的顏色：

物　質 溶液顏色

[Ni(H2O)6]2+ 綠色

[Ni(en)(H2O)4]2+ 藍色

[Ni(en)2(H2O)2]2+ 藍紫色

[Ni(en)3]2+ 紫色

[Ni(H2O)6]2+(aq)+n(en) → [Ni(en)n(H2O)(6-2n)]2+

(aq)+2nH2O(l)

47實驗六 硬水的檢測及軟化法 47示範實驗 錯合物的形成

3 實驗步驟：

1 以鋅粉還原釩(V)的硫酸溶液：

觀察溶液顏色

的變化

攪拌使之溶解

攪拌

結果：黃色 → 藍色 → 綠色 → 紫色2 鎳(II)錯離子之生成反應：

搖動錐形瓶使混合均勻 觀察溶液顏色

的變化 再滴入 0.1 M 乙二胺

10 mL 觀察溶液顏色

的變化

再滴入 0.1 M 乙二胺

10 mL 觀察溶液顏色

的變化

結果：綠色 → 藍色 → 藍紫色 → 紫色

下列關於 [Ni(en)3]2+ 之敘述，哪些錯誤？A Ni2+ 的配位數為 3 B en 是雙牙配位子 C為八面體形結構 D中心原子以 d2sp3 鍵結 E en 的化學式為 CH2(NH2)2。

1 錯合物的結構

AE

AE en 是乙二胺，化學式為 NH2CH2CH2NH2，為雙牙配位子，故 Ni2+ 的配位數為 6。

1-1 已知六水合二氯化鎳（NiCl2‧6H2O）含有順反異構物，關於此物質的敘述，哪些是正確的？

A此物質可以 [Ni(H2O)6]Cl2 表示 B若加足量 Ag+(aq) 可產生 AgCl(s) C此配位

化合物為中性的錯合分子 D此化合物的化學式為 [Ni(H2O)4Cl2](H2O)2 E此

物質的熔點不高。

CDE Ni2+ 的配位數為 6，故為八面體形構造，若結構中含有順反異構物，即配位子有兩種，故 Cl- 是為配位子，在水溶液中 Cl- 不會解離出。

互動式教學講義‧選修化學（下）48

一、單一選擇題

（ C ）1 已知坊間所賣的光觸媒，其主要成分是奈米級的二氧化鈦，而其接受光（吸收光）之波長至少需低於 400 nm。吸收光能後的二氧化鈦具有相當強之氧化力，可以直接將吸附在物質表面之汙染物直接氧化，使其分解，或者將吸附

於物質表面之水分子氧化為氫氧自由基（‧OH+H++e- → H2O，En=2.79

V）進而分解汙染物。試問下列敘述何者正確？ A‧OH 為強還原劑可以分解汙染物　B奈米級的顆粒大小，是比本土的蓬

萊米略大　C二氧化鈦的基態和激發態之能階差約為 3.2 eV　D光觸媒處理

過的場所，在黑暗中仍具有消毒效果　E氫氧自由基中的氧原子之電子恰好

是八隅體組態。 【92 指考】（ D ）2 下列金屬中，何者不會與熱稀硫酸溶液反應產生氫氣？ A Mg　B Al　C Fe　D Cu　E Zn。 【93 指考】（ C ）3 下列有關金屬的敘述，何者不正確？ A導電性最好的金屬是銀　B延性與展性最好的金屬是金　C氧化鐵的熔點

很高，因此冶煉鐵時，必須加入冰晶石當助熔劑　D鋁的化性活潑，但在空

氣中可以抗鏽蝕，是因為表面會形成氧化鋁保護層　E除少數貴重金屬外，地殼中金屬多以氧化物的方式存在。 【94 指考】

4、5題為題組

　　右圖為金屬鈉及其相關化合物的製備流程，其中甲、乙及丙均為含鈉的化合物。試根據右

圖，回答下列問題。 【97 指考】（ D ）4 試問丙為下列哪一個化合物？ A NaClO　B NaCl　C NaOH　 D Na2CO3　E NaHCO3。（ E ）5 若欲以甲的飽和水溶液製備碳酸氫 鈉，則步驟1中需採用下列哪一個選項所建議的試劑或條件？

A加熱　B加 CO(g)　C加 HCl(aq)　D加 NaOH(s)　E加 NH3(aq)、CO2(g)。（ E ）6 下列有關 [Ag(NH3)2]Cl 的敘述，哪一項錯誤？（解析見解答本） A此化合物的 Ag+ 配位數為 2　B NH3 與 Ag+ 以配位鍵結合　C [Ag(NH3)2]Cl

中 Cl- 的價電子組態為 3s23p6　D [Ag(NH3)2]Cl 溶於水後會解離成 [Ag(NH3)2]+ 和 Cl-　E [Ag(NH3)2]Cl 中的 Cl- 具有孤對電子，故以配位鍵方式與 Ag+ 結合。

【102 指考】

1 A獲得電子，因此為氧化劑。B 1 nm=10-9 m << 蓬萊米。 C E=hn=

hcλ =

6.63*10-34 J s*3*108 m s-1

400*10-9 m 05*10-19 J03.2 eV（1 eV=1.6*10-19 J）

D需照光才具有消毒效果。E奇數個電子不符合八隅體法則。

2 活性較大之金屬可與稀硫酸反應產生 H2；活性較小之金屬，如 Cu、Ag、Au 等則不會與稀硫酸反應產生 H2。

3 C 電解製鋁時，因需熔融態的電解 液（才能導電），必須加入冰晶 石當助熔劑。但冶煉鐵時，是用煤焦（碳）直接將氧化鐵還原，不需加助熔劑。

4 甲是 Na 和 Cl2 反應後的物質，故為 NaCl。由甲變成 NaHCO3 再變成丙（Na2CO3），即為索耳未法製備 Na2CO3。

CO2(g)+NH3(aq)+H2O(l)+NaCl(aq) → NaHCO3(s)+NH4Cl(aq)

2NaHCO3(s) ―→ CO2(g)+H2O(l)+Na2CO3(s)3

49第 6 章 無機化合物

（ D ）7 實驗桌上有三瓶試藥，只知其為氯化鈉、氯化銀及氯化亞汞，但因標

籤脫落，難以辨識。陳同學從三瓶

中各取出少許，分別置入甲、乙、 丙三支試管，再以蒸餾水及濃氨水進行檢驗，所得結果如右上表所示：

根據其檢驗結果，試問甲、乙、丙三試管所含的物質依序各為何？

A氯化鈉、氯化亞汞、氯化銀　B氯化銀、氯化鈉、氯化亞汞　C氯化亞

汞、氯化鈉、氯化銀　D氯化鈉、氯化銀、氯化亞汞　E氯化銀、氯化亞

汞、氯化鈉。 【102 指考】（ D ）8 在常溫時，下列化學物質中，何者最不易和銅離子形成錯合物？（解析見解答本） A EDTA　B Cl-　C CN-　D NH4

+　E H2O。 【103 指考】（ E ）9 市售一種金屬染黑劑，是由氯酸鉀（KClO3）與另一物質 X 所組成。若將鋅

板置於該染劑中，可將鋅板表面先染成紅色，繼而變成黑色。試問下列哪一

選項可能是該染劑所含的另一物質 X？ A鐵粉　B石墨粉　C黑色油漆　D碳酸鋅　E硫酸銅。 【103 指考】（ D ）0 右表為 [P t (NH 3) 4]SO 4 與

K3[Fe(CN)6] 中，鉑離子與鐵離子的氧化數與配位數的可

能組合。試問哪一組合正

確？ A甲　B乙　C丙　D丁

E戊。 【103 指考】（ E ）q 碘可以形成很多種氧化物，且可具有不同的氧化數。有一種很特殊的碘與氧

的化合物稱為碘酸碘。已知其中碘的氧化數分別為+3 與+5，則下列何者是碘酸碘的化學式？（解析見解答本）

A I2O3　B I3O5　C I3O6　D I4O5　E I4O9。 【105 指考】二、多重選擇題�

（AD）1 下列家庭洗滌用物質，哪兩種互相反應會產生有毒氣體，因而不可混合使用？ A鹽酸　B肥皂　C沙拉脫　D漂白粉（含有次氯酸鈉）　E通樂（含有氫

氧化鈉）。 【日大】

（AB

CD

）2 下列有關鹼金屬的敘述，哪些正確？ A鹼金屬的價層電子組態為 ns1　B鹼金屬氧化物的水溶液呈鹼性　C鋰金屬

在水中比鈉金屬容易氧化　D鹼金屬是強還原劑　E電解熔融氯化鈉時，鈉

會在陽極析出。 【98 指考】（AC）3 配位化合物 Pt(NH3)2(C2O4) 可作癌症療藥。下列關於該配位化合物的敘述，

哪些正確？

A沒有異構物　B有三種配位子　C配位數是 4　D溶在水中時可導電　　

E最可能的結構是四面體形。 【98 指考】

試　劑 試管甲 試管乙 試管丙

蒸餾水 溶解 不溶 不溶

濃氨水 溶解 溶解 灰色沉澱

7

9 Zn(s)+CuSO4(aq) → Cu(s)+ZnSO4(aq)，Zn 表面生成紅色的銅金屬； 3Cu(s)+KClO3(aq) → 3CuO(s)+KCl(aq)，Cu 被 KClO3 氧化，生成黑色的 CuO 薄膜。

0 [Pt(NH3)4]SO4，Pt 的氧化數為+2，配位數為 4；K3[Fe(CN)6]，Fe 的氧化數為+3，配位數為 6。

[Pt(NH3)4]SO4 K3[Fe(CN)6]組　合 氧化數 配位數 氧化數 配位數

甲 +2 8 +2 9乙 +4 5 +3 6丙 +2 4 +2 6丁 +2 4 +3 6戊 +2 5 +3 9

1 Cl-+ClO-+2H+ → Cl2+H2O，氯氣有毒。

2 E 電解熔融氯化鈉時，鈉離子會在陰極發生還原而析出金屬鈉。

3 中心陽離子 Pt2+ 的混成軌域為 dsp2，故結構為平面四邊形；含有 NH3 及 C2O4

2- 兩種配位子，其中 C2O4

2- 為雙牙配位子，故總配位數為 4；此錯合物為中性分子，故其水溶液不導電；C2O42- 雖

是雙牙配位子，但由於原子團較小，所以只能存在順式位置，不能形成反式結構，故無異構物。

互動式教學講義‧選修化學（下）50

（BC

D

）4 紅血球內的血紅素有傳輸氧氣的功能，其構造中含有大環分子卟啉（甲）及

咪唑（乙）的鐵錯合物，可以與氧氣結合。下圖中的丙為血紅素與氧氣結合

部分的模擬結構圖。下列與此相關的敘述，哪些正確？

甲 乙 丙

A卟啉及咪唑都是弱酸性化合物　B丙的鐵錯合物是八面體形結構　C丙的

鐵錯合物中，鐵的氧化數是+2　D丙的鐵錯合物中，鐵的配位數是 6　E丙

的鐵錯合物中，鐵離子的電子組態有 4s 電子。 【99 指考】（CE）5 五個錯合物如下：甲：[Co(H2O)4Cl2]Cl、乙：K2[Fe(EDTA)]、丙：[Co(en)x]Cl3、

丁：[Cr(NH3)6]Cl3、戊：[Pd(NH3)4]Cl2，其中，EDTA（乙二胺四醋酸根）為六牙配位子，en（乙二胺）為雙牙配位子。下列有關此五個錯合物的敘述，哪些正確？（解析見解答本）

A甲錯合物 Co 的配位數是 7，Co 的氧化數為+2　B乙錯合物 Fe 的氧化數為+4　C丙錯合物 x 為 3　D各取 10-3 莫耳的丙與丁分別溶於 1000 克水中，丁溶液的沸點高於丙溶液的沸點　E取等莫耳的丙與戊分別溶於等量的

水中，加入過量的硝酸銀溶液至完全沉澱，則沉澱量丙大於戊。 【102 指考】（BE）6 已知化合物 IBr 的特性如下： 1 化學性質與鹵素相似。

6 IBr 分子中，由於 Br 的電負度比 I 大，故 I 的氧化數為+1，Br 的氧化數為-1。A命名應為溴化碘。C IBr 分子量比 Br2 大，又是極性分子，所以沸點應該比 Br2 高，

常溫下不會是氣態分子。IBr 的熔點為 40 nC，116 nC 會發生分解。D IBr+H2O → HBr+

HIO，反應前、後並無發生氧化數變化，故此反應非氧化還原反應。

2 能與大多數金屬反應生成金屬鹵化物。 3 能與某些非金屬反應生成相對應的鹵化物。 4 與水反應的反應式為 IBr+H2O → HBr+HIO。 由此推想：下列有關 IBr 的敘述，哪些正確？ A IBr 的化學命名為碘化溴　B IBr 分子中存在極性共價鍵　C在 25 nC、1

大氣壓時，IBr 是氣體分子　D與水反應時，IBr 是氧化劑，也是還原劑　 E IBr 與 NaOH 溶液反應生成 NaBr 與 NaIO。 【103 指考】（BC

E

）7 在某實驗中，先於燒杯內倒入 4 毫升的 0.1 M [Ni(H2O)6]2+ 水溶液後，緩緩加入 16 毫升的 0.05 M 乙二胺（en）水溶液。假設完全反應後，[Ni(H2O)6]2+ 與乙二胺皆無剩餘，則產生化合物甲與水。下列有關化合物甲與相關的敘述，哪些正確？（已知乙二胺為雙牙配位子）（解析見解答本）

A含有一個 en 配位子　B含有兩個 H2O 配位子　C鎳的氧化數為+2　D鎳

離子的配位數為 4　E反應物 [Ni(H2O)6]2+ 具有顏色。 【105 指考】

4 A 卟啉及咪唑都是含氮的有機胺，為弱鹼性化合物。 E 電子組態： 26Fe：[Ar]3d64s2

，26Fe2+：[Ar]3d6。

51第 6 章 無機化合物

（以 * 標示者為多重選擇題）（AB

E

）1 以 MnO2 催化 KClO3 熱分解產生氧氣的反應式如下：

2KClO3(s) ―――→ 3O2(g)+2KCl(s)

雖然上列反應極近於完全，但不是唯一的反應，亦即尚有少量的副反應，導

致所產出的氣體有異常的氣味。為了探究臭味的成分，做了下列的實驗：

1 將產生的氣體通過潤溼的 KI-澱粉試紙（如上圖），結果試紙顯現紫藍色。 2 將產生的氣體通過硝酸銀溶液，則產生白色沉澱。 3 所產生的氣體經質譜儀分析，在複雜的質譜圖中，有質量尖峰（相當於

分子量）出現在 67 與 69 的位置，而其強度比約為 3：1。 試問在熱分解 KClO3 時，可能產生哪些物質以氣體的狀態逸出？ A氧氣　B氯氣　C臭氧　D氯化鉀　E二氧化氯。 【99 指考】（CD）2 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，哪些正確？

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奈米金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。 【101 指考】（BC）3 錯合物 Kn[Fe(CN)6]，在反應中可作為氧化劑，下列有關此錯合物的敘述，哪

些正確？（解析見解答本）

A分子式中 n=4　B其配位子含有兩對孤對電子　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。 【101 指考】4 下圖為鎂及其化合物所進行之相關反應。根據下列反應流程圖，回答下列問題：

1 寫出化合物甲加熱分解之平衡反應式。 2 寫出化合物乙和 1 M HCl 反應之平衡反應式。 3 寫出化合物丙和丁的化學式。 【99 指考】 1 MgCO3 → MgO+CO2　2 MgO+2HCl → MgCl2+H2O　3 丙：CaCO3、丁：Mg(OH)2

*

MnO2

（解析見解答本）

*2 A金無法溶於濃硝酸，但可溶於王水中。B金的化性不活潑，為惰性的金屬。E十八開金的金占 75％，所以含金量：480*75％=360（毫克）。

*

4 本實驗各流程之反應如下： Mg(s)+H2SO4(aq) → MgSO4(aq)+H2(g)

Mg2+(aq)+CO3

2-(aq) → MgCO3(s) （甲）

MgCO3(s) ―→ MgO(s)（乙）+CO2(g)

CO2(g)+Ca(OH)2(aq) → CaCO3(s)（丙）+H2O(l)

MgO(s)+2HCl(aq) → MgCl2(aq)+H2O(l)

Mg2+(aq)+2OH-

(aq) → Mg(OH)2(s)（丁）

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互動式教學講義‧選修化學（下）52

5 有兩種無機化合物粉末，甲為暗灰色金屬，乙為白色的無水化合物。王同學為了要探

究其為何種物質，做了下列實驗：

步驟 1： 分別稱取適量的甲與乙，混合後置入燒杯再加入蒸餾水，即見溶液呈藍色。在攪拌混合物溶液的過程中，溶液的藍色漸漸變淺，最終呈淺綠色，並見杯

底有沉澱。 步驟 2： 過濾得濾液丙，將沉澱先以稀鹽酸沖洗後，再以蒸餾水沖洗，得到紅棕色沉澱

丁，經測試知其為金屬。將 0.1 M 氯化鋇溶液滴入濾液丙，立見白色沉澱。 步驟 3： 將丁與 12 M 硫酸共熱，會產生難聞氣體。繼續加熱，將溶液濃縮後靜置，得

藍色晶體戊。 步驟 4：晶體戊經反覆數次的磨碎與加熱後，終得白色粉末乙。 實驗後王同學想不出答案，就請教張老師。老師取少許甲粉末放在紙上，並將磁鐵棒

放在紙下，見粉末會隨磁鐵的移動而移動。最後，老師還暗示王同學：甲原子的基

態，其電子組態中有 d6。

試回答下列問題：

1 寫出甲的化學式。2 寫出乙的化學式。3 寫出戊的化學式。4 寫出實驗步驟 3 中，丁與硫酸共熱的平衡化學反應式。 【102 指考】

1 Fe　2 CuSO4　3 CuSO4‧5H2O　4 Cu(s)+2H2SO4(aq) → CuSO4(aq)+SO2(g)+2H2O(l)

6 四種非金屬元素，其代號為 W、X、Y、Z，在元素週期表上均屬不同週期，僅 X 與 Y 在同族，而族數與原子序均以 Z 為最大。已知：

1 W 在第一週期。 2 四元素的原子序相加的和為 78。 3 由 W、X、Y 三元素可組成化合物 Q。 4 Q 有 6 個原子及 42 個質子，分子量為 82。 5 Z2 在常溫、常壓為有色固體，具有昇華的性質。 6 Z2 在含有 Z- 離子的水中，溶解度大增，可得有色離子 Z3

-

。 回答下列問題：

1 寫出 W 及 Z 的元素符號。 2 寫出由 X 與 Y 兩種元素組成的兩種穩定化合物的化學式。 3 寫出 Q 的化學式。 4 在 0.1 M 的 Z3

- 水溶液中加 0.1 M 的 Q 水溶液，則溶液立即褪為無色。寫出該氧化還原的化學反應式。（不需要標出物質的狀態） 【104 指考】

1 W：H；Z：I　2 SO2、SO3　3 H2SO3　4 I3-+H2SO3+H2O→ 3I-+SO4

2-+4H+

5 1 甲粉末會被磁鐵吸引，而且其原子的基態電子組態為 d6，

故說明甲是鐵（Fe，[Ar]3d64s2）。 2 由步驟 1：加水呈藍色，然後與 Fe 反應生成紅棕色的金屬沉澱。 故可知其含有 Cu 元素。又濾液丙加入 BaCl2(aq) 會生成白色沉澱，表示濾液丙

中可能含有 SO42-。又乙可由 Cu 與濃硫酸反應而得，故確認乙為 CuSO4(s)。

3 戊為硫酸銅的藍色晶體，其化學式為 CuSO4‧5H2O。

6 由1和3確定 W 為 H 元素；由5和6確定 Z 為 I 元素。 H 和 I 的原子序分別為 1 及 53 假設 X 元素的原子序為 a，Y 元素的原子序為 a+8 則由2=1+a+（a+8）+53=78 ! a=8 代表 X 為 O 元素，Y 為 S 元素 由4，假設 Q 的化學式為 HmSnOp

m+n+p=6 m*1+n*16+p*8=42　! m=2，n=1，p=3

!@#@%m*1+n*32+p*16=82

故 Q 的化學式為 H2SO3。