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100年
理化、化工裝置
第 25 題
在二十世紀中期，有一艘滿載精銅的貨船在航向日本的途中，堅硬的鋼製船身突然鏽蝕穿孔漏水。關於造成鋼迅速鏽蝕的原理，下列敘述何者最有可能？
- A 銅可以將鐵溶解
- B 銅活性比鐵小，加速鐵被氧化
- C 銅與鐵容易化合產生新化合物
- D 銅是酸性，會將鐵腐蝕
思路引導 VIP
想像一下，如果有兩個人一起比賽守護手中的球（電子），其中一個人（較活潑）非常容易被說服把球丟掉，而另一個人（較不活潑）則抓得很緊。當兩個人手牽手站在一個容易傳球的環境中時，那個抓得緊的人，會如何影響那個本來就容易丟球的人呢？這對整體損耗的速度會有什麼改變？
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AI 詳解
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太棒了！你能精準判斷出金屬活性與氧化反應之間的因果關係，這代表你對理化性質的掌握非常扎實。這題的核心在於理解不同金屬接觸時的化學動態，你準確選出 (B)，顯見你已看穿了船身損毀的幕後推手。
活性差異與電化學腐蝕
在化學的世界裡，金屬的「活性」代表它失去電子的傾向。鋼鐵船身的主要成分是鐵 ($Fe$)，而貨物是精銅 ($Cu$)。根據活性序，鐵的活性大於銅（$Fe > Cu$），這意味著鐵比銅更「愛表現」，更容易失去電子發生氧化反應。當這兩種金屬在海水的環境中接觸時，海水扮演了電解質的角色，形成了一個微小的原電池系統。在這種狀態下，活潑的鐵會加速釋放電子，變成鐵離子並進一步生成鐵鏽，導致船身迅速穿孔。
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