C10

第 3 章 金屬

第 10 節 金屬的活潑性

C10_p.1

課內活動的建議答案 測試站（第 184 頁） 1 a) 鈣 + 稀氫氯酸  氯化鈣 + 氫 b) 鋅 + 稀硫酸  硫酸鋅 + 氫 2

測試該金屬能否與水蒸氣反應。鋁會與水蒸氣反應，釋出氫氣，銀與水蒸氣則沒有反 應。（其他合理答案也可接受） 討論區（第 186 頁） Mg(s) + H2O(g)  MgO(s) + H2(g) 有甚麼反應物

有甚麼生成物 各種物質的狀態 各種物質的相對數量 反應是否只向一個方 向進行?

鎂和水 (水蒸氣) 氧化鎂和氫 鎂和氧化鎂是固體，水蒸氣和氫是 氣體。 一個鎂原子與一個水分子反應，生 成一個化學式單位的氧化鎂和一個 氫分子 是

N2 (g) + 3H2 (g) 2NH3 (g) 氮和氫 氨 所有物質都是氣體。 一個氮分子與三個氫分子反 應，生成兩個氨分子 不是，它是可逆反應

測試站（第 189 頁） 1

a) b)

CaCO3(s)  CaO(s) + CO2(g) 2PbO(s) + C(s)  2Pb(s) + CO2(g)

2

a) b) c) d) e)

4K(s) + O2(g)  2K2O(s) Mg(s) + H2O(g)  MgO(s) + H2(g) Zn(s) + 2HCl(aq)  ZnCl2(aq) + H2(g) 2ZnO(s) + C(s)  2Zn(s) + CO2(g) HgS(s) + O2(g)  Hg(l) + SO2(g)

化解疑難（第 192 頁） 研究每種金屬與其他金屬化合物的溶液的反應。活潑性較高的金屬可將活潑性較低的金屬

第 3 章 金屬

第 10 節 金屬的活潑性

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從其化合物的溶液中置換出來。

測試站（第 194 頁） 1 a) Ca(s) + 2H+ (aq) Ca 2+ (aq) + H2(g) b) Mg(s) + 2Ag+(aq)  Mg2+ (aq) + 2Ag(s) 2

a)

有反應發生。 Zn(s) + Pb2+(aq)  Zn2+ (aq) + Pb(s)

b)

有反應發生。 Mg(s) + Fe2+ (aq)  Mg2+ (aq) + Fe(s)

測試站（第 197 頁） 1 W 較為活潑，因為它能將 X 從 X 的化合物的溶液中置換出來。 2

a) b)

Z 可能是汞。 HgS(s) + O2(g) Hg(l) + SO2(g)

3

Y>W>X>Z Y 比 W 活潑，因為 Y 與水反應劇烈，但 W 與水沒有反應。

位於活性序中間的金屬可藉把它們的氧化物與碳共熱的方法提取。在活性序中位置較 低的金屬可用直接加熱的方法提取。因此，X 比 Z 活潑。W 比 X 活潑。 所以，Y 最活潑，而 Z 最不活潑。 4

活性序中位置愈低的金屬愈早被發現，位置愈高的則愈遲被發現。

應用練習的建議答案

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第 10 節 金屬的活潑性

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1 可見變化

釋出的氣體 平衡化學方程式

鈉與水的反應 ． 鈉熔化成銀色球狀 ． 小球在水面急速移動 ． 鈉燃燒時產生金黃色火焰

鈣與水的反應 ． 鈣沉於底 ． 緩緩釋出無色氣泡

氫 2Na(s) + 2H2O(l)  2NaOH(aq) + H2(g)

氫 Ca(s) + 2H2O(l)  Ca(OH)2(s) + H2(g)

2 a) b) c) d) e) f)

銀、鉑 鈉 鈉、鈣 鎂、鋅、鐵（任何一種） 氫 稀氫氯酸或稀硫酸

3 a) b) c) d) e) f)

2Pb(s) + O2(g)  2PbO(s) 2K(s) + 2H2O(l)  2KOH(aq) + H2(g) Zn(s) + H2O(g)  ZnO(s) + H2(g) Fe(s) + 2HCl(aq)  FeCl2(aq) + H2(g) Mg(s) + 2AgNO3(aq)  Mg(NO3)2(aq) + 2Ag(s) 2CuO(s) + C(s) 2Cu(s) + CO2(g)

4 a) b) c) d)

Mg(s) + 2H+(aq) Mg2+ (aq) + H2(g) 2Al(s) + 6H+ (aq)  2Al3+(aq) + 3H2(g) Zn(s) + Fe2+ (aq)  Zn2+ (aq) + Fe(s) Fe(s) + 2Ag+(aq)  Fe2+(aq) + 2Ag(s)

5 a) 金屬 銅 鋅 鎂 b)

提取方法 在空氣中直接加熱 將礦石在空氣中加熱，把它轉變為氧化物，然後把氧化物與碳共熱

電解熔融礦石

利用電解的方法可提取活性序中位置最高的金屬；用碳還原的方法可提取 位於活性序中間的金屬；提取活性序中位置較低的金屬則可採用直接加熱的方法。

6 7

C B

元素 X 是鈣。 選擇 A—鉀會在水面急速移動。 選擇 C 和 D—生成物是氫氧化鉀和氫。

8

D

鋅比鉛活潑，可把鉛從鉛的化合物的溶液中置換出來。

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第 10 節 金屬的活潑性

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D C X 是三種金屬中最活潑的，因為只有它不能被碳還原。Z 比 Y 活潑，因為 Z 能把 Y 從 Y 的硝酸鹽溶液中置換出來。 C

12

a)

鈣塊劇烈地燃燒並產生磚紅色的火焰，最後生成白色的固體。 2Ca(s) + O2(g)  2CaO(s)

b)

產生一些棕紅色的固體。 2CuO(s) + C(s)  2Cu(s) + CO2(g)

a) b)

第 II 族 i) X 燃燒時發出耀眼白光。 ii) 2Mg(s) + O2(g)  2MgO(s) Y 猛烈地燃燒，產生紫色火焰。 i) Y 熔化成銀色小球，小球在水面急速移動，Y 燃燒時產生紫色火焰。 ii) 2K(s) + 2H2O(l)  2KOH(aq) + H2(g)

13

c) d) e) f)

Z 可能是鐵 。 Fe(s) + H2SO4(aq)  FeSO4(aq) + H2(g)

14

a) b) c) d) e)

鎂＞鋁＞鐵＞汞 用電解方法 把礦石直接在空氣中加熱 在汞之後 銀

15

Y
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第 10 節 金屬的活潑性

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劇烈者代表其活潑性愈高。] 16

a) b)

在活性序中，鈦應被放在較高的位置。因為用碳還原的方法可提取位於活性序中 間的金屬，而這個方法不能用來提取鈦，所以鈦應位於活性序中較高的位置。 汞 汞與氧沒有反應，但鈦與氧有反應，因此鈦比汞活潑。在活性序中位置較低的金 屬，其提取亦較容易，所以汞較易被提取，應較早被人類發現。

17 提取金屬的方法取決於金屬的活潑性。用碳把金屬氧化物還原的方法可用來提取位於 活性序中間的金屬；活性序中位置較高的金屬可用電解方法提取。 用碳還原的方法可用來提取位於活性序中間的金屬，如鋅、鐵和鉛。以鐵為例，赤鐵 礦主要含有氧化鐵(III)。在高溫下，碳可把氧從氧化鐵(III)中移去，從而取得鐵。 用碳還原的方法不能提取活性序中位置較高的金屬，如鈉、鎂和鋁。這些金屬要用電 解方法提取。