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中四化學練習卷：氧化還原、化學電池與電解（100 分）
練習卷 · 中四化學 · 氧化還原與電化學
中四化學練習卷：氧化還原、化學電池與電解（100 分）：6 題 26 部分、100 分、75 分鐘。本卷按香港中四化學（HKDSE）課程編寫，涵蓋氧化數與氧化還原的判斷、半反應與離子方程式配平、化學電池與電動勢、電解與法拉第電量計算、鐵生鏽與防鏽，以及相關的摩爾與濃度計算；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：26
甲部 氧化數與氧化還原
寫出計算步驟，並標明氧化數的正負號。
| # | 題目 | 答案與評分要點 |
|---|---|---|
| 1 | 求 KMnO₄ 中錳的氧化數。 | 設錳的氧化數為 x：+1 + x + 4 × (−2) = 0，解得 x = +7。 |
| 2 | 求 K₂Cr₂O₇ 中鉻的氧化數。 | 設鉻的氧化數為 x：2 × (+1) + 2x + 7 × (−2) = 0，解得 x = +6。 |
| 3 | 反應 Fe²⁺ → Fe³⁺ 屬於氧化還是還原？寫出半反應（須包括電子）。 | 鐵的氧化數由 +2 升至 +3，失去電子，屬於氧化；半反應為 Fe²⁺ → Fe³⁺ + e⁻。 |
| 4 | 反應 Zn + Cu²⁺ → Zn²⁺ + Cu 中，哪一種物質是氧化劑？ | Cu²⁺ 是氧化劑，它得到鋅放出的電子而被還原成銅。 |
乙部 半反應與離子方程式
酸性溶液作答，電子數目須明確寫出。
| # | 題目 | 答案與評分要點 |
|---|---|---|
| 5 | 寫出 MnO₄⁻ 在酸性溶液中還原成 Mn²⁺ 的半反應，並標明電子數目。 | MnO₄⁻ + 8H⁺ + 5e⁻ → Mn²⁺ + 4H₂O（錳的氧化數由 +7 降至 +2，得 5 粒電子）。 |
| 6 | 寫出 Fe²⁺ 與 MnO₄⁻ 在酸性溶液中的完整離子方程式，並指出兩者的計量比。 | 5Fe²⁺ + MnO₄⁻ + 8H⁺ → 5Fe³⁺ + Mn²⁺ + 4H₂O；Fe²⁺ 與 MnO₄⁻ 的計量比為 5 : 1。 |
| 7 | 1 mol MnO₄⁻ 完全還原成 Mn²⁺ 時，接受多少 mol 電子？ | 每 mol MnO₄⁻ 接受 5 mol 電子。 |
| 8 | 上述反應中哪一種物質是還原劑？試解釋。 | Fe²⁺ 是還原劑，因為它把電子給 MnO₄⁻，自身被氧化成 Fe³⁺。 |
丙部 化學電池
須指出電極名稱及電子流向。
| # | 題目 | 答案與評分要點 |
|---|---|---|
| 9 | 鋅銅電池放電時，寫出兩個電極的反應。 | 鋅極：Zn → Zn²⁺ + 2e⁻（氧化）；銅極：Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu（還原）。 |
| 10 | 鋅銅電池中，哪一極是負極？哪一極是正極？ | 鋅為負極（陽極，發生氧化）；銅為正極（陰極，發生還原）。 |
| 11 | 電子在外電路中由哪一極流向哪一極？ | 電子由鋅極經外電路流向銅極。 |
| 12 | 鹽橋在電池中有甚麼作用？ | 鹽橋完成內電路，並讓離子遷移以維持兩邊溶液的電中性。 |
| 13 | 已知 Zn²⁺/Zn 的標準電極電勢為 -0.76 V，Cu²⁺/Cu 為 +0.34 V，求該電池的電動勢。 | 電動勢 = 正極 − 負極 = 0.34 − (-0.76) = 1.1 V。 |
丁部 電解與電量計算
法拉第常數取 96 500 C/mol，Cu = 63.5。
| # | 題目 | 答案與評分要點 |
|---|---|---|
| 14 | 以銅電極電解硫酸銅溶液，寫出陽極反應。 | 陽極：Cu → Cu²⁺ + 2e⁻，銅電極本身溶解。 |
| 15 | 寫出上述電解的陰極反應。 | 陰極：Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu，銅沉積在陰極上。 |
| 16 | 電流 2 A 通電 30 分鐘，求通過的電量。 | Q = It = 2 × 1800 = 3600 C。 |
| 17 | 求上述電解在陰極析出銅的質量（3 位有效數字）。 | 電子摩爾數 = 3600 ÷ 96 500 = 0.03731 mol；銅摩爾數 = 0.03731 ÷ 2 = 0.01865 mol；質量 = 0.01865 × 63.5 = 1.18 g。 |
| 18 | 用銅電極電解硫酸銅溶液時，溶液的藍色為何大致不變？ | 陽極溶解的銅量與陰極析出的銅量相等，溶液中銅離子濃度大致不變，故藍色不變。 |
戊部 氧化還原的應用
答案須寫出相關半反應或原理。
| # | 題目 | 答案與評分要點 |
|---|---|---|
| 19 | 鐵生鏽需要哪兩個條件？ | 需要氧氣（空氣）和水。 |
| 20 | 寫出鐵被氧化成鐵(II)離子的半反應。 | Fe → Fe²⁺ + 2e⁻。 |
| 21 | 為何在鐵表面鍍鋅可以防止鐵生鏽？ | 鋅比鐵活躍，會優先失去電子被氧化，保護鐵；即使鍍層破損，鋅仍擔當犧牲性陽極。 |
| 22 | 漂白水能消毒，原理是甚麼？ | 漂白水中的次氯酸根是強氧化劑，能氧化細菌的蛋白質及酶，使其失去活性。 |
己部 摩爾與濃度計算
答案須寫單位，質量取 3 位有效數字。
| # | 題目 | 答案與評分要點 |
|---|---|---|
| 23 | 0.1 mol KMnO₄ 完全還原成 Mn²⁺ 需接受多少 mol 電子？ | 電子摩爾數 = 0.1 × 5 = 0.50 mol。 |
| 24 | 25.0 cm³ 的 0.02 mol/dm³ KMnO₄ 溶液含多少 mol KMnO₄？ | 體積 = 25.0 cm³ = 0.025 dm³；摩爾數 = 0.025 × 0.02 = 0.00050 mol。 |
| 25 | 上述 KMnO₄ 可氧化多少 cm³ 的 0.1 mol/dm³ Fe²⁺ 溶液？ | Fe²⁺ 摩爾數 = 0.00050 × 5 = 0.00250 mol；體積 = 0.00250 ÷ 0.1 = 0.025 dm³ = 25.0 cm³。 |
| 26 | 該 0.00250 mol Fe²⁺ 含鐵的質量是多少（Fe = 55.8）？ | 質量 = 0.00250 × 55.8 = 0.1395 g ≈ 0.140 g。 |
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。