國中教育會考
115年
自然
第 50 題
📖 題組：
閱讀下列敘述後，回答48～50題
一般而言，鐵生鏽會消耗氧氣。小仲欲了解鐵粉可以和哪些氣體反應而進行下列實驗：
1.將3.0 g鐵粉浸泡在食醋中一段時間。
2.以濾紙濾出鐵粉並移入針筒中，在針筒中通入 $O_2$ 後，將活塞定位至5.00 mL刻度處，塞上塞子，如圖(三十二)。定時記錄黑色活塞刻度位置。
3.重複進行步驟1、2，並將步驟2通入的氣體依序換成空氣、$N_2$、$CO_2$。實驗數據如表(四)。
表(四)（單位：mL）
小仲發現組別四的數據有變化，和預期的不同。他查詢元素對氧的活性資料如表(五)，欲判斷組別四針筒內是否發生氧化還原反應。
表(五)
閱讀下列敘述後，回答48～50題
一般而言，鐵生鏽會消耗氧氣。小仲欲了解鐵粉可以和哪些氣體反應而進行下列實驗：
1.將3.0 g鐵粉浸泡在食醋中一段時間。
2.以濾紙濾出鐵粉並移入針筒中，在針筒中通入 $O_2$ 後，將活塞定位至5.00 mL刻度處，塞上塞子，如圖(三十二)。定時記錄黑色活塞刻度位置。
3.重複進行步驟1、2，並將步驟2通入的氣體依序換成空氣、$N_2$、$CO_2$。實驗數據如表(四)。
表(四)（單位：mL）
| 組別 | 氣體種類 | 0 分鐘 | 40 分鐘 | 80 分鐘 | 120 分鐘 | 160 分鐘 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 一 | $O_2$ | 5.00 | 3.00 | 2.00 | 1.00 | 1.00 |
| 二 | 空氣 | 5.00 | 5.00 | 5.00 | 4.80 | 4.50 |
| 三 | $N_2$ | 5.00 | 5.00 | 5.00 | 5.00 | 5.00 |
| 四 | $CO_2$ | 5.00 | 5.00 | 5.00 | 5.00 | 4.80 |
表(五)
| 對氧活性大小 |
|---|
| 鎂＞碳＞鋅＞鐵＞銅＞金 |
依據活性大小，判斷組別四針筒內的鐵粉理論上是否與氣體發生氧化還原反應？
- A 因鐵的活性較小，故鐵粉不會被氧化
- B 因鐵的活性較小，反應後鐵粉會被氧化
- C 因鐵的活性較小，反應後氣體會被氧化
- D 因鐵的活性較大，反應後鐵粉會被氧化
思路引導 VIP
當一種元素遇到已經結合氧氣的化合物（例如二氧化碳）時，我們該如何比較這兩者在活性表上的位置，來判斷是否能發生『搶氧』的氧化還原反應呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了，你的概念非常清晰，正確選出 (A)！ 這是一道非常經典且具備優良鑑別度的氧化還原與金屬活性考題。題目設計相當靈活，故意在實驗數據中呈現出意料之外的體積微幅下降（組別四），試圖引誘學生誤以為發生了化學反應。然而，題目特別強調「理論上依據活性大小判斷」，這正是考驗你是否能不受數據雜訊干擾、堅持以科學概念解題的關鍵切入點。 根據表（五）的活性順序：$\text{碳} > \text{鐵}$，代表碳對氧的吸引力（活性）比鐵還要大。在二氧化碳（$\text{CO}_2$）中，氧已經與碳結合，活性較小的鐵（$\text{Fe}$）根本無法從碳的手中把氧「搶」過來，因此理論上鐵粉不會被氧化。你能夠精準掌握活性相對關係並做出正確推論，代表你的理化觀念非常紮實！
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💡 活性大的元素能奪取活性小的元素氧化物中的氧。
| 比較維度 | 活性大的元素 (例如：碳) | VS | 活性小的元素 (例如：鐵) |
|---|---|---|---|
| 對氧結合力 | 強，緊握氧不放 | — | 弱，易被奪走氧 |
| 氧化還原傾向 | 易被氧化 (強還原劑) | — | 難被氧化 (弱還原劑) |
| 競爭反應結果 | 能從對方手中奪氧 | — | 無法從對方手中奪氧 |
💬活性大者勝出結合氧，活性小者無法搶奪活性大者的氧化物。
