DSE 化學｜金屬反應性序與置換反應備課指引（導師用）｜活性序、置換、離子方程式、摩爾計量與提取

2026-11-03

學生背得出「鉀鈉鈣鎂鋁」，但一到「邊個置換邊個」同「質量增定減」就靠猜。這一堂把活性序變成一條可以計的線：越活躍越易失去電子，所以電子由左邊流向右手邊的金屬離子，質量、顏色、氣體體積全部跟住這條線走。

本堂目標　學生能夠：① 用活性序判斷置換反應是否發生，寫出完整與淨離子方程式，並解釋 3.27 克鋅（0.05 摩爾）在硫酸銅溶液中變成 3.18 克銅、總質量變化 -0.09 克；② 用 0.1 摩爾鎂與稀鹽酸算出 2,400.0 立方厘米氫氣（摩爾體積 24,000 立方厘米），並用 0.05 摩爾鋅算出轉移 0.10 摩爾電子、即 9,650 庫侖；③ 由 160 克氧化鐵的理論產量 112 克鐵講出 70% 的質量關係，並比較碳還原與電解的取捨。

01　先備知識（開課前 3 分鐘快檢）

以下任何一項未過關，本堂就會卡住，先補該項：

技能	快檢題	過關標準
元素週期表	同一週期由左至右金屬性怎樣變？	減弱，越右越難失去電子
離子與電荷	鋅離子帶幾多電荷？	2+，Zn2+
摩爾	一摩爾有幾多粒子？	6.02 乘 10 的 23 次方
氧化還原	失去電子叫甚麼？	氧化，同時另一邊被還原

02　課堂流程（60 分鐘）

時間	環節	導師做什麼	學生做什麼
0–8 分	活性序熱身	排好鉀鈉鈣鎂鋁鋅鐵鉛氫銅銀金	氫之前才與酸反應
8–18 分	置換判斷	四組金屬與鹽溶液配對，邊幾組有反應	左邊置換右邊的離子
18–30 分	質量與摩爾	3.27 克鋅換出幾多銅、總質量變化	3.18 克、-0.09 克
30–42 分	氣體與電子	0.1 摩爾鎂放幾多氫、0.05 摩爾鋅轉移幾多電子	2,400.0 立方厘米、9,650 庫侖
42–52 分	題型演練	一題判斷、一題質量、一題氣體、一題提取	限時八分鐘獨立做
52–60 分	離場檢查	三題書面即場批	獨立完成

03　講解腳本（照著說就可以）

第一幕：活性序其實是一條電子流向

活性越高，越容易失去電子變成離子。所以鋅放入硫酸銅，鋅情願做 Zn2+，把電子交給 Cu2+；寫成半反應就是 Zn 變 Zn2+ 加兩個電子，Cu2+ 加兩個電子變 Cu。判斷有沒有反應只需一個動作：把兩隻金屬放上活性序，左邊的可以把右邊的離子踢走，右邊的碰左邊的離子就沒有反應。要學生自己排一次序，並講出氫的位置為甚麼重要——它劃分了「能與稀酸放氫」與「不能」的分界。

要學生複述：為甚麼銅放入硫酸鋅沒有反應？

第二幕：質量變化要看兩邊的摩爾

3.27 克鋅是 3.27 除 65.4，即 0.05 摩爾；一摩爾鋅置換一摩爾銅，所以沉積 0.05 乘 63.5，即 3.18 克。質量由 3.27 克變成 3.18 克，淨變化 -0.09 克，溶液由藍色變淡，因為 Cu2+ 被抽走。要學生習慣寫三行：摩爾比、摩爾數、質量；千萬不要用質量比，因為 65.4 與 63.5 相差不遠，憑感覺會以為「差不多」而錯。電子也一樣要算：0.05 摩爾鋅各失兩個電子，共 0.10 摩爾，乘 96,500 庫侖得 9,650 庫侖。

要學生複述：為甚麼要用摩爾比而不是質量比？

第三幕：氣體、還原與提取都是同一條線

0.1 摩爾鎂與過量稀鹽酸，一摩爾鎂放一摩爾氫氣，所以得 0.1 摩爾氫；在室溫常壓每摩爾 24,000 立方厘米，總共 2,400.0 立方厘米，即 2.4 公升。提取就看活性序的另一端：活性高的金屬（鉀、鈉、鋁）用電解，活性中等的（鐵、鋅）用碳還原，活性最低的（金）自然界已經存在。160 克氧化鐵含 112 克鐵，即 70%，其餘是氧——這條比例是計算產率與雜質的基礎。

要學生複述：為甚麼鋁不可以像鐵那樣用碳還原？

04　必教題型與步驟

題型	例子	步驟	答案
置換判斷	鋅片放入硫酸銅、銅片放入硫酸鋅	① 排活性序 ② 左邊換右邊 ③ 寫淨離子方程式	前者有反應，後者無
質量變化	3.27 克鋅全部反應，沉積幾多銅	① 質量除摩爾質量 ② 一比一 ③ 乘銅的摩爾質量	3.18 克，淨 -0.09 克
氣體體積	0.1 摩爾鎂與過量稀鹽酸	① 寫方程式定摩爾比 ② 算氫的摩爾 ③ 乘摩爾體積	2,400.0 立方厘米
提取取捨	160 克氧化鐵的理論鐵量	① 摩爾質量比 ② 乘質量 ③ 講碳還原或電解	112 克、70%

合理性檢查（一定要教）：合理性檢查：寫淨離子方程式時，兩邊電荷要相等，3.27 摩爾鋅給出 0.10 摩爾電子所以右邊要有兩個 Cu2+；銅的摩爾質量比鋅細，所以沉積質量一定略細於溶解質量，淨變化是負數；氣體體積只可以在指定溫度壓力下用 24,000；活性序不是按密度或熔點排；只有活性高於氫的金屬才與稀酸放氫，銅、銀、金不會；氧化鐵含鐵量一定少於 100%。

05　獨立練習三題

題目	答案	想觀察什麼
3.27 克鋅與過量硫酸銅反應，沉積幾多克銅？	3.18 克	睇學生有無先除 {A_ZN} 再乘 {A_CU}
0.1 摩爾鎂與過量稀鹽酸，得幾多立方厘米氫氣？	2,400.0 立方厘米	睇學生有無用一比一摩爾比
160 克氧化鐵理論上含幾多克鐵？	112 克	睇學生有無用 {FE2O3} 比 {FE2} 的比例

06　學生常見錯誤與糾正句

錯誤	學生通常這樣寫	導師這樣說
用質量直接比較	「鋅 65 銅 63.5，所以差不多」	要用摩爾：0.05 摩爾對 0.05 摩爾，質量是 3.18 克，淨變化 -0.09 克。
銅放入硫酸鋅都寫有反應	「所有金屬放入鹽溶液都會反應」	銅活性低於鋅，踢不走 Zn2+，所以完全沒有反應。
氣體體積用 24 立方分米當 24 立方厘米	「0.1 摩爾氫即 2.4 立方厘米」	摩爾體積是 24,000 立方厘米，答案是 2,400.0 立方厘米。
還原與電解混淆	「所有金屬都可以用碳還原」	活性高的鋁、鈉要用電解；碳只適合鐵、鋅這一帶。

07　家課建議（直接指到練習卷題號）

中學化學章節索引　在索引頁抄下金屬一章的三個關鍵詞，各寫一句定義
酸與鹼（S4 章節）　重做該頁獨立練習第 3 題，寫出金屬與稀酸反應的淨離子方程式
金屬提取（S5 章節）　讀該頁講解腳本，用活性序解釋為何鐵用碳而鋁用電解

08　離場檢查（最後 5 分鐘）

題目	答案	判定
3.27 克鋅全部反應，轉移幾多摩爾電子？	0.10 摩爾	錯：答 0.05 → 重教鋅是 2+
0.1 摩爾鎂放幾多立方厘米氫氣？	2,400.0 立方厘米	錯：答 240 → 重教摩爾體積
銅片放入硫酸鋅會否有反應？	不會	錯：答會 → 重教活性序方向

09　導師常問

適用哪一年級？

中四金屬單元；中五可配合提取與電解一課重講。

60 分鐘夠不夠？

夠；若學生摩爾未穩，先用十分鐘練質量與摩爾換算，提取部分只講結論。

有無配套練習？

家課欄連站內章節頁，獨立練習附答案。

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本頁為 TutorZone 導師備課指引，內容由 TutorZone 團隊編寫；題目與流程為原創，並非任何學校或出版社的教材。