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中四化學練習卷：金屬的活性、提取與腐蝕（100 分）
練習卷 · 中四化學 · 金屬與腐蝕
中四化學練習卷：金屬的活性、提取與腐蝕（100 分）：6 題 30 部分、100 分、75 分鐘。本卷按香港中四化學（HKDSE）課程編寫，涵蓋活性序與置換反應、金屬提取、摩爾與產率計算、腐蝕與防鏽、合金性質及實驗安全；附完整答案、評分要點及常見失分提示。
卷面資料 年級：中四 ｜ 科目：化學 ｜ 時限：75 分鐘 ｜ 總分：100 分 ｜ 題數：30
甲部 活性序與置換反應
須寫出完整方程式或離子方程式。
| # | 題目 | 答案與評分要點 |
|---|---|---|
| 1 | 把鎂、鋅、銅、銀按活性由高至低排列。 | 活性次序：鎂 ＞ 鋅 ＞ 銅 ＞ 銀。 |
| 2 | 解釋為何銅不與稀鹽酸反應。 | 銅在活性序中位於氫之後，不能把氫離子還原成氫氣，所以不與稀鹽酸反應。 |
| 3 | 寫出鋅片放入硫酸銅溶液時反應的離子方程式。 | Zn(s) + Cu²⁺(aq) → Zn²⁺(aq) + Cu(s)；鋅被氧化，銅離子被還原。 |
| 4 | 鋅片放入硝酸銀溶液會有甚麼觀察結果？寫出方程式。 | 鋅片表面析出銀白色的銀，溶液中的銀離子被還原：Zn(s) + 2Ag⁺(aq) → Zn²⁺(aq) + 2Ag(s)。 |
| 5 | 實驗結果：金屬 X 能從 Y 的鹽溶液置換出 Y；金屬 Z 不能從 Y 的鹽溶液置換出 Y。把 X、Y、Z 按活性由高至低排列。 | X ＞ Y ＞ Z：X 的活性高於 Y，而 Y 的活性高於 Z（Z 不能置換 Y）。 |
乙部 金屬的提取
計算題須列出摩爾數與質量。
| # | 題目 | 答案與評分要點 |
|---|---|---|
| 6 | 為何鋁不能像鐵一樣用碳還原其氧化物來提取？ | 鋁的活性高於碳，碳不能把氧化鋁還原；而且氧化鋁鍵合很強、熔點極高，所以要用電解提取。 |
| 7 | 寫出高爐中氧化鐵被一氧化碳還原的方程式。 | Fe₂O₃(s) + 3CO(g) → 2Fe(l) + 3CO₂(g)。 |
| 8 | 160 g 氧化鐵（Fe₂O₃，Mr = 160）完全還原可得鐵多少克？（Fe = 56） | 每 mol Fe₂O₃ 得 2 mol Fe；160 g 即 1.00 mol，得 2.00 mol Fe，質量 = 2.00 × 56 = 112 g。 |
| 9 | 高爐中為何要加入石灰石？ | 石灰石受熱分解成氧化鈣，氧化鈣與礦石中的二氧化矽反應生成爐渣，把雜質除去。 |
| 10 | 以電解氧化鋁提取鋁時，為何要加入冰晶石（cryolite）？ | 冰晶石能大幅降低電解質的熔點，令電解可在較低溫度進行，節省能源。 |
丙部 摩爾與產率計算
摩爾體積取 24.0 dm³/mol（室溫常壓）。
| # | 題目 | 答案與評分要點 |
|---|---|---|
| 11 | 0.250 mol 氧化鐵（Fe₂O₃）完全還原可得鐵多少 mol、多少克？ | 每 mol Fe₂O₃ 得 2 mol Fe：0.500 mol Fe，質量 = 28.0 g。 |
| 12 | 某鐵礦 100 g 含 80.0% 氧化鐵（Fe₂O₃）。理論上可得鐵多少克？若實際只得 42.0 g，產率是多少？ | Fe₂O₃ 質量 = 80.0 g = 0.500 mol，得 1.00 mol Fe = 56.0 g；產率 = 42.0 ÷ 56.0 × 100 = 75.0%。 |
| 13 | 0.100 mol 鋅與過量稀鹽酸反應，可產生氫氣多少 mol？在摩爾體積 24.0 dm³/mol 下體積是多少？ | Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂，1 mol Zn 得 1 mol H₂：0.100 mol H₂，體積 = 2.40 dm³。 |
| 14 | 若上題實際只收集到 1.92 dm³ 氫氣，產率是多少？ | 產率 = 1.92 ÷ 2.40 × 100 = 80.0%。 |
| 15 | 2.70 g 鋁（Mr = 27.0）的摩爾數是多少？ | 摩爾數 = 2.70 ÷ 27.0 = 0.100 mol。 |
丁部 腐蝕與防鏽
答案須指出涉及的化學原理。
| # | 題目 | 答案與評分要點 |
|---|---|---|
| 16 | 鐵生鏽需要哪兩個條件？鐵鏽的主要成分是甚麼？ | 需要氧氣（空氣）與水；鐵鏽的主要成分是水合氧化鐵（Fe₂O₃·xH₂O）。 |
| 17 | 解釋為何鋅能保護鐵（犧牲性保護）。 | 鋅比鐵活潑，會先被氧化，充當犧牲陽極；它放出的電子流向鐵，令鐵不能被氧化，即使鍍層刮破仍可保護。 |
| 18 | 為何鍍錫鐵罐一旦刮破，鐵會比未鍍錫時生鏽得更快？ | 錫比鐵不活潑，刮破後形成錫鐵電偶，鐵成為陽極而被加速氧化，所以生鏽更快。 |
| 19 | 寫出一個以物理方法防止鐵生鏽的做法，並解釋原理。 | 在鐵表面塗油漆或油脂（或包塑膠），把鐵與空氣及水分隔，阻斷生鏽所需的兩個條件。 |
| 20 | 為何不鏽鋼比純鐵耐腐蝕？ | 不鏽鋼含鉻，表面形成一層緻密的氧化鉻保護膜，阻止氧氣與水分繼續接觸鐵。 |
戊部 合金與金屬的性質
解釋時要指出結構上的改變。
| # | 題目 | 答案與評分要點 |
|---|---|---|
| 21 | 寫出合金的定義。 | 合金是由一種金屬與其他元素（金屬或非金屬）熔合而成、具有金屬性質的混合物。 |
| 22 | 解釋為何黃銅（銅鋅合金）比純銅硬。 | 鋅原子的大小與銅不同，加入後令銅原子層不能整齊滑動，原子層滑移受阻，所以較硬。 |
| 23 | 鋼與生鐵在含碳量上有何分別？這分別對性質有甚麼影響？ | 生鐵含碳量較高（約 3% 至 4%），硬而脆；鋼含碳量較低（一般少於 2%），較有韌性、可鍛造。 |
| 24 | 鋁的活性頗高，為何鋁製品仍相當耐腐蝕？ | 鋁表面會生成一層緻密而附着力強的氧化鋁薄膜，把內層金屬與空氣及水分隔。 |
| 25 | 舉一個例子說明輕合金在交通工具上的用途及好處。 | 鋁鎂合金用於車身或飛機結構，密度低可減輕重量，節省燃料。 |
己部 實驗與安全
答案須具體，包括觀察結果。
| # | 題目 | 答案與評分要點 |
|---|---|---|
| 26 | 以碳還原氧化銅的實驗中，把氣體通入石灰水有甚麼作用？會觀察到甚麼？ | 石灰水用來檢驗生成的二氧化碳；會觀察到石灰水變乳白色（出現白色沉澱）。 |
| 27 | 描述如何由氫氧化銅沉澱取得氧化銅。 | 把沉澱過濾、用蒸餾水洗淨，再加熱至乾；氫氧化銅分解成黑色的氧化銅與水。 |
| 28 | 為何金屬鈉要存放於煤油中？ | 鈉活性極高，會與空氣中的氧氣及水分反應；煤油可隔絕空氣與水分，防止反應。 |
| 29 | 使用鎂粉等金屬粉末時要注意甚麼安全事項？ | 金屬粉末表面積大、易燃，要遠離火焰，用匙取少量，戴護目鏡，不可大量堆放。 |
| 30 | 為何不宜用鋁製容器盛放酸性食物？ | 鋁會與食物中的酸反應，生成鋁鹽並腐蝕容器，亦可能污染食物。 |
TutorZone 練習卷｜題目與文章為原創，並非任何學校或出版社的教材。