選修上 ch5

[莫斯利高中自然科學] 選修化學(上) 第五章氧化還原反應

5‐1

氧化數

氧化數的計算

1.電負性（簡寫 EN）（electronegativity），也稱為電負度、負電性及陰電性，是綜合考慮了 游離能和電子親合能，首先由萊納斯·鮑林於 1932 年提出。以一組數值的相對大小表示元素 原子在分子中對成鍵電子的吸引能力。 元素電負性數值越大，原子在形成化學鍵時對共用電子的吸引力越強。

2.氧化數: (1)氧化數意義: 爲計算電子得失所定之電荷數。

(2)元素：元素狀態物質之原子氧化數為零。例如：Fe(s)、N2(g)、P4(s)、S8(s)，氧化數皆為 0。 (3)單原子離子：氧化數等於它所帶的電荷。例如：Na+、Cl，氧化數分別為(+1)、(1)。 (4)典型元素之最高與最低氧化數: 1A

2A

3A

4A

5A

6A

7A

最高 ON 最低 ON

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(5)具有固定氧化數者:

(6)氧原子之氧化數:

a. 2 b. 1 ，

， c. +1 ， +2

(7)氫原子之氧化數: 一般為(+1)，碰到鹼金族（IA 族）與鹼土族（IIA 族）為(1)

(8)求氧化數的方法整理:

固定 ON 之金屬 計算非金屬  金屬之氧化數 非固定 ON 之金屬 應滿足非金屬，再計算金屬

 非金屬之氧化數: 滿足電負度大者

 電負度相同時: 族數大者優先得電子 PH3 SCN‐1 CS2

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(9)常見化合物中元素之氧化數計算

3.重要硫化合物的氧化數與結構 (1)二氧化硫 (2)三氧化硫 (3)硫酸 (4)亞硫酸 (5)硫代硫酸

(6)焦硫酸 (7)焦亞硫酸 (8)四硫磺酸

4.重要氮化合物的氧化數與結構 (1)一氧化二氮 (2)四氧化二氮 (3)五氧化二氮 (4)聯氨(聯胺或肼)

(5)硝酸 (6)亞硝酸 (7)氫氰酸

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5.過渡元素常見的氧化數 (1)大部分有多種氧化數，但____________只有一種氧化數。 (2)化合物中的同一元素具有兩種不同氧化數時，可利用平均氧化數來表示。 (3)若平均氧化數為非整數，表示該元素至少有兩種以上的氧化數。 (4)若平均氧化數為整數，無法知道該元素是否有兩種以上的氧化數。 a.Fe3O4 之 Fe 的平均氧化數: b.Mn3O4 之 Mn 的平均氧化數: c. Pb3O4 之 Pb 的平均氧化數:

6.有機化合物的氧化數 (1)碳的氧化數依周圍原子的電負度大小來判斷。 a.當 C 與 H 結合C 為負，H 為正 b.當 C 與 O、N 結合C 為正，O、N 為負

(2)劃出結構式來判斷:

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[莫斯利高中自然科學] 選修化學(上) 第五章氧化還原反應

1.下列有關元素氧化數之敘述，何者為正確？ (A) KH，HCl，H2O：其中 H 之氧化數為＋1 (B) H2O2，KMnO4，OF2，MgO：其中 O 之氧化數均為－2 (C) K2Cr2O7，K2CrO4，HClO3，HClO4：其中 O 之氧化數均為－2 (D) NaCl，Na2O2，NaOH，NaH：其中 Na 之氧化數均為＋1 (E) Ag2S，Na2S2O3，S2Cl2，H2S：其中 S 之氧化數均為－2

2.下列那些元素的最高氧化數可以大於或等於 4？ (A)F (B)Cl (C)Mn (D)Zn (E)Ce

3.一超導金屬氧化物的組成是 YBa2Cu3O7－x(Y 與 Sc 同族)。如果 x＝0.1，則在此超導氧化物中 (A) 正離子的總氧化數為＋14 (B)釔的氧化數為＋3 (C)鋇的氧化數是+4 (D)銅的平均氧化數是 2.27 (E)銅的氧化數可能有 2 種以上

4.據氧化數判斷，下列何者化合物不應該存在？(註：假定化合物內，同原子的氧化數相同) (A)H5P3O9

(B)BaAl2Si2O8 (C)Be2Al3Si6O18 (D)Ca2(OH)2Mg5(Si4O11)2 (E)H4P2O7

5.在不同濃度的硝酸溶液中通入硫化氫，會產生不同的反應如下： 甲、2HNO3(aq)＋H2S(g) → S(s)＋2NO2(g)＋2H2O() 乙、2HNO3(aq)＋3H2S(g) → 3S(s)＋2NO(g)＋4H2O() 丙、2HNO3(aq)＋4H2S(g) → 4S(s)＋NH4NO3(aq)＋3H2O() 丁、2HNO3(aq)＋5H2S(g) → 5S(s)＋N2(g)＋6H2O() 上列氧化還原反應，若只針對硝酸，氮的氧化數有改變的，將其單一氮原子的氧化數改變 的差距，由大至小依序排列，則下列哪一選項是正確？ (Ａ)甲、乙、丙、丁 (Ｂ)乙、丙、丁、甲 (Ｃ)丙、丁、乙、甲 (Ｄ)丁、丙、乙、甲 (Ｅ)丁、丙、甲、乙

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[莫斯利高中自然科學] 選修化學(上) 第五章氧化還原反應

氧化與還原的概念

1.氧化（oxidation）與還原（reduction）： 氧化反應

早期觀念（狹義）

(1) 與氧化合的反應 (2) 失去氫的反應

氧化數觀念（廣義）

(1) 失去氧的反應 (2) 與氫化合的反應

失去電子的反應

獲得電子的反應

氧化數增加的反應

氧化數減少的反應

電子轉移觀念 （廣義）

範

還原反應

例

2.在化學反應中，凡是有電子由一物質轉移到另一物質者，是為氧化還原反應。一般而言， 若是元素與化合物互換之反應，必為氧化還原反應。

a.一定是氧化還原反應者: a. ON 有改變 b. 元素  化合物

b.不是氧化還原反應者: a. 沉澱反應 b. 沉澱再溶解反應 c. 酸鹼中和 d. 酯化反應 e. 鉻酸根加酸反應 f. 產生氣體

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[莫斯利高中自然科學] 選修化學(上) 第五章氧化還原反應

1.下列各項反應中，何者不是氧化還原反應？ (A)2Mg＋CO2→2MgO＋C (B)P4＋6Cl2→4PCl3 (C)CH4＋Br2→CH3Br＋HBr (D)CaO＋SiO2→CaSiO3 (E)Zn＋2Ag＋ → Zn2＋＋2Ag (F)C（石墨）→ C（鑽石） (G) He＋ N → (H)3O2 → 2O3

O＋ H

(I) Pb2＋＋2Cl－ → PbCl2

2.下列反應之中，何者為氧化還原反應？ (A)3BaO2＋2H3PO4→3H2O2＋Ba3(PO4) (B)CaH2＋2H2O→2H2＋Ca(OH)2 (C)Sb2O3＋2H＋＋2NO3－→2SbONO3＋H2O (D)2MgNH4PO4．6H2O→Mg2P2O7＋2NH3＋7H2O (E)(NH4)2Cr2O7→Cr2O3＋N2＋4H2O

3.下列何項反應屬於氧化還原反應？ (A)光合作用 (B)電解 (C)電鍍 (D)鼓風爐冶煉鐵 (E) SO2 溶於水，產生亞硫酸 (F)由水蒸氣及紅熱的煤焦製造水煤氣（主要成分含 CO 及 H2） (G)乙烯氫化成乙烷 (H)鋅片溶於稀硫酸，放出氫氣 (I)由氮和氫以哈柏法製氨 (J)碳酸鈣溶於鹽酸，放出二氧化碳。

4.下列有關氧化還原之敘述正確者為？ (A)氧化與還原可單獨發生 (B)氧化是物質失去電 子的作用，還原是物質獲得電子的作用 (C)氧化還原反應是化學能與電能轉換的過程 (D)Mg→Mg2＋＋2e－為還原反應 (E)氧化與還原兩反應過程，所轉移的總電子數必相等

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[莫斯利高中自然科學] 選修化學(上) 第五章氧化還原反應

氧化劑與還原劑

1.氧化劑：在氧化與還原反應中，使它種物質氧化，而本身被還原的物質。 2.還原劑：在氧化與還原反應中，使它種物質還原，而本身被氧化的物質。

氧化劑 還原劑

反應意義

使其他物質氧化﹐本身被 還原者

使其他物質還原﹐本身被 氧化者

電子轉移觀念

在反應中獲得電子之物質 （電子的接受者）

在反應中失去電子之物質 （電子的供給者）

氧化數減少之物質

氧化數增加之物質

氧化數觀念 例子

1. 下列各反應式中，何者畫線物質為氧化劑？ (A) 3CuO＋2NH3 → 3Cu＋N2＋3H2O (B) Zn＋2HCl → ZnCl2＋H2 (C) K2Cr2O7＋2KOH → 2K2CrO4＋H2O (D) 2FeSO4＋H2O2＋H2SO4 → Fe2(SO4)3＋2H2O (E) Ca(OH)2＋H2SO4 → CaSO4＋2H2O

2. 下列三個化學反應皆向右進行： 2Fe2＋＋Cl2 → 2Fe3＋＋2Cl－ ClO－＋2H＋＋Cl－ → H2O＋Cl2 2Fe3＋＋2I－ → 2Fe2＋＋I2 依上述三個化學反應，回答下列問題： (1)這三個化學反應所牽涉到的氧化劑中，________是最強的氧化劑。 (2)這三個化學反應所牽涉到的還原劑中，________是最強的還原劑。

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[莫斯利高中自然科學] 選修化學(上) 第五章氧化還原反應

1.已知 A＋B2＋ → B＋A2＋ A＋C2＋ → C＋A2＋ A＋D2＋ 不反應 C＋B2＋ → B＋C2＋。 上述反應中，氧化劑強弱順序為何？（由強至弱排列）

2.已知在酸性溶液中，還原力強弱順序為 SO2 ＞ I－ ＞ H2O2 ＞ Fe2＋ ＞ Cl－。下列反應何者 不可能發生？

－ 3＋ 2＋ (Ａ) 2Fe ＋2I → 2Fe ＋I2 (Ｂ) I2＋SO2＋2H2O → H2SO4＋2HI (Ｃ) 2Fe3＋＋SO2＋2H2O → 2Fe2＋＋SO42－＋4H＋ (Ｄ) H2O2＋H2SO4 → SO2＋O2＋2H2O

3.下列何組物質一般均當作氧化劑？ － ＋ (Ａ) F2、MnO4 、Cu2

(Ｃ) Fe3＋、Mg、Na

(Ｂ) Cl2、HNO3、H2SO4

(Ｄ) H2S、Na2SO3、Na2C2O4

(Ｅ) I－、Mg、Al

4.下列何組物質一般均當作還原劑？

(Ａ) Sn2＋、Mg、Al

(Ｂ) Cl2、HNO3、HClO

(Ｃ) Fe3＋、Mg、Na

(Ｄ) H2S、Na2SO3、Na2C2O4

(Ｅ) H2、MnO2、Cu

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[莫斯利高中自然科學] 選修化學(上) 第五章氧化還原反應

自身氧化還原反應(不對稱反應)

1.反應物是氧化劑又是還原劑，本身氧化數增加又減少，此為自身氧化還原反應。

2.常見之自身氧化還原反應: (1)Cl2、Br2、I2 與水作用

(2)Cl2、Br2、I2 與鹼作用

(3)次鹵酸根受熱作用

(4)P4 與鹼作用

(5)MnO4‐2 在酸或水中

(6)Mn+3 在酸中

(7)Hg2Cl2 在氨水中

3.以下非自身氧化還原反應: (1)5I－＋IO3－＋6H+ →3I2＋3H2O

(2)Na2SO3＋S→Na2S2O3

(3)5Na2S2O5＋4KIO3→5Na2SO4＋2K2SO4＋3SO3＋2I2

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[莫斯利高中自然科學] 選修化學(上) 第五章氧化還原反應

1.下列何者屬於自身氧化還原反應？ (A) Fe＋2Fe3＋ → 3Fe2＋ (B) 3KClO → 2KCl＋KClO3 (C) CO2＋Ca(OH)2 → CaCO3＋H2O (D) S＋2H2SO4 → 3SO2＋2H2O (E) 2H2O2 → 2H2O＋O2 (F) Cl2＋H2O → HCl＋HOCl (G) ClO－＋5Cl－＋6H＋ → 3Cl2＋3H2O (H) 2Cl2＋2CaO → Ca(OCl)2＋CaCl2 (I) P4＋3OH－＋3H2O → PH3＋3H2PO2－ (J) 2CuCl → Cu＋CuCl2 － － － (K) 3ClO → ClO3 ＋2Cl (L) 3Cl2＋6OH－ → 5Cl－＋ClO3－＋3H2O (M) Fe＋2Fe3＋ → 3Fe2＋ (N) 3NO2＋H2O → 2HNO3＋NO (O) H2SO4＋NaHSO3 → H2O＋SO2＋NaHSO4 (P) CaC2＋2H2O → Ca(OH)2＋C2H2 (Q) Na2S2O3＋2H＋ → 2Na＋＋S＋H2O＋SO2 (R) Na2SO3＋H2SO4 → Na2SO4＋SO2＋H2O (S) 5I－＋IO3－＋6H＋ → 3I2＋3H2O

2.下列有關過氧化氫氧化還原反應的敘述，何者正確？ (A)在室溫下，過氧化氫尚安定，若加入亞鐵離子的溶液，即可加速其分解 (B)過氧化氫當氧化劑時，產生氧氣 (C)過氧化氫的酸性溶液會使含碘化鉀的澱粉溶液變藍色

(D)過氧化氫的氧化力在鹼性條件下，比酸性條件下為強 (E)過氧化氫可以當氧化劑，也可當還原劑

3.下列氧化物，哪一個無法和氧氣反應？ (A) CO (B) N2O (C) As2O3 (D) P4O6 (E) SO3

4.肼（N2H4）及四氧化二氮可作火箭推進劑，其反應之廢氣為氮氣及水蒸氣，有關上述反 應之氧化還原敘述，何者正確？ (A)四氧化二氮中之氧被氧化 (B)四氧化二氮中之氧 被還原 (C)肼中之氮被氧化 (D)肼中之氮被還原

5.實驗室中有以下十種化學藥品: KMnO4、KI、HCl、Sn(SO4)2、H2O2、K2Cr2O7、NaOH、NH3、Na2CO3、HNO2 (1)在化學反應中只能做為氧化劑者:_______________ (2)在化學反應中只能做為還原劑者:_______________ (3)在化學反應中可以做為氧化劑，又可以為還原劑者:_______________

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[莫斯利高中自然科學] 選修化學(上) 第五章氧化還原反應

一、單一選擇題 ____01.0下列各組化合物中，畫線元素的氧化數，何者依序為＋6，＋5，＋4，＋3，＋2，＋1？ ( Ａ) Na2HPO4，KClO3，MnO2，Al2O3，H2SO4，HCN (Ｂ) K2Cr2O7，Na2HPO4，SO2，Al2O3， Ca(NO3)2， Hg 2Cl 2

(Ｃ) KClO3，K2Cr2O7，SO3，HNO3，Ca(OH)2， Hg 2Cl 2

(Ｄ) K2CrO4，H3PO4

，MnO2，K3[Fe(CN)6]，Ba(OH)2，NaH。 ____02.0下列何者屬於自身氧化還原反應？ (Ａ) Fe＋2Fe3＋ → 3Fe2＋ (Ｂ) 3KClO → 2KCl＋KClO3 (Ｃ) CO2＋Ca(OH)2 → CaCO3＋H2O (Ｄ) S＋2H2SO4 → 3SO2＋2H2O。 ____03.0下列何者為自身氧化還原反應？ (Ａ) S＋2H2SO4 → 3SO2＋2H2O (Ｂ) Fe＋2Fe3＋ → 3Fe2＋ (Ｃ) 3NO2＋H2O → 2HNO3＋NO (Ｄ) H2SO4＋NaHSO3 → H2O＋SO2＋NaHSO4。 ____04.0下列化合物：(１) KClO3；(２) KMnO4；(３) As2O3；(４) K2Cr2O7；(５) K4Fe(CN)6。畫底線之 原子的氧化數由高而低之順序正確者為何？ (Ａ)(２)(４)(５)(１)(３) (Ｂ)(２)(４)(１)(３ )(５) (Ｃ)(４)(２)(３)(５)(１) (Ｄ)(２)(５)(４)(３)(１)。 ____05.0下列各選項中，何組兩化合物皆含有氧化數為 －1 的元素？ (Ａ) Na2O、F2O2 (Ｂ) Cu2O 、HCl (Ｃ) HClO3、Ca(ClO)Cl (Ｄ) H2O2、KH (Ｅ) H2S、OF2。 ____06.0在下列反應中，何者不屬於自身氧化還原反應？ (Ａ) 2H2O2 → 2H2O＋O2 (Ｂ) Cl2＋H2O → HCl＋HOCl (Ｃ) ClO－＋5Cl－＋6H＋ → 3Cl2＋3H2O (Ｄ) 2Cl2＋2CaO → Ca(OCl)2＋CaCl2 (Ｅ) P4＋3OH－＋3H2O → PH3＋3H2PO2－。 ____07.0下列各物質之金屬，何者氧化數最高？ (Ａ) CuO (Ｂ) Cr2O72－ (Ｃ) Fe2O3 (Ｄ) KMnO4 。 ____08.0含硫化合物(１) Na2SO4；(２) Na2SO3；(３) Na2S2O3；(４) Na2S4O6 中，硫的平均氧化數大小 順序為何？ (Ａ)(１)＞(２)＞(３)＞(４) (Ｂ)(１)＞(２)＞(４)＞(３) (Ｃ)(４)＞(１)＞(３) ＞(２) (Ｄ)(２)＞(３)＞(１)＞(４)。 ____09.0下列有關氧化數的敘述，何者正確？ (Ａ)同一元素在不同化合物中的氧化數相同 (Ｂ) 金屬的氧化數必為正，非金屬的氧化數必為負值 (Ｃ)氧化數增加表示該物當氧化劑 ( Ｄ)氧化數若出現分數，此化合物中必有兩個（或以上）不同的氧化數。 ____10.0下列畫線部分元素之氧化數（括號內之數字） ，何者完全正確？ (Ａ) H2SO5（＋8） ，Na2S2O3 （＋2）

(Ｂ) NaH（＋1），H2（0）

，N2O（－1）。

1 (Ｃ) OF2（＋2），KO2（－ ） 2

(Ｄ) NH4NO3（＋5）

3 O2；(丙) 6CO2＋ 2 6H2O → C6H12O6＋6O2；(丁) CaCO3 → CaO＋CO2；(戊) Na3P＋3H2O → 3NaOH＋PH3 (Ａ)僅 有(甲)、(乙) (Ｂ)僅有(甲)、(丙)、(戊) (Ｃ)僅有(丁)、(戊) (Ｄ)僅有(乙) (Ｅ)僅有(甲) 、(乙) (Ｆ)僅有(乙)、(戊) (Ｇ)僅有(丙)、(戊) (Ｈ)僅有(乙)、(丙)、(丁)、(戊)。

____11.0下列哪些是自身氧化還原反應？(甲) 2NO2 → N2O4；(乙) 2KO2 → K2O＋

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[莫斯利高中自然科學] 選修化學(上) 第五章氧化還原反應

____12.0對於下列各物質中的指定元素，哪些其相同原子氧化數相同？（例如：H2O 中，兩個 H 原 子氧化數相同）(甲) N2O4 中的 N；(乙) Mn3O4 中的 Mn；(丙) Co3O4 中的 Co；(丁) H2S2O7 中 的 S；(戊) Na2S2O5 中的 S (Ａ)僅有(甲)、(丁) (Ｂ)僅有(甲)、(乙)、(丁)、(戊) (Ｃ)僅有( 甲) (Ｄ)僅有(乙)、(丁) (Ｅ)僅有(甲)、(丁)、(戊) (Ｆ)僅有(甲)、(戊) (Ｇ)僅有(甲)、( 乙) (Ｈ)僅有(丁)、(戊）。 ____13.0下列有關氧化還原反應的敘述，何者錯誤？ (Ａ)可視為電子由某一原子轉移至另一原子 (Ｂ)氧化與還原必同時發生 (Ｃ)氧化劑所失去的電子數和還原劑所得到的電子數相等 ( Ｄ)本身被氧化的物質當還原劑。 ____14.0在 NH4NO3 化合物中，兩個氮原子之氧化數分別為何？ (Ａ)均為 0 (Ｂ)均為＋5 (Ｃ)前 者－3，後者＋3 (Ｄ)前者－3，後者＋5。 ____15.0下列硝酸中的氮被還原後之氧化數由大而小排列為何？(甲) Cu(s)＋HNO3(aq)（稀） ；(乙) Cu(s) ＋HNO3(aq)（濃）；(丙) Zn＋HNO3(aq)（稀） (Ａ)(甲)(乙)(丙) (Ｂ)(乙)(甲)(丙) (Ｃ)(丙)(甲 )(乙) (Ｄ)(乙)(丙)(甲)。 ____16.0KClO4、K2Cr2O7、LiH、H2O2、 Hg 2Cl 2 化合物中，畫線原子的氧化數依次為何？

(Ａ)－1、

＋3、＋1、－2、＋1 (Ｂ)＋7、＋6、－1、－1、＋1 (Ｃ)＋7、＋6、－1、＋3、＋2 ( Ｄ)＋5、＋2、＋4、＋2、＋2。 ____17.0甲、乙、丙……癸等十種中性原子之電子組態，各為甲：1s22s22p1；乙：1s22s22p2；丙：1s22s22p3 ；丁：1s22s22p4；戊：1s22s22p5；己：1s22s22p6；庚：1s22s22p63s1；辛：1s22s22p63s2；壬 ：1s22s22p63s23p1；癸：1s22s22p63s23p2。在上列各元素之氟化物中，何種元素之氧化數為 ＋2？ (Ａ)只有辛 (Ｂ)只有乙 (Ｃ)丁和辛 (Ｄ)乙和癸。 ____18.0氫化鈉、水、過氧化鈉、次氯酸及氯酸鉀五個化合物中，何者皆含氧化數為－1 的元素？ (Ａ)水和次氯酸 (Ｂ)氫化鈉和氯酸鉀 (Ｃ)氫化鈉和過氧化鈉 (Ｄ)次氯酸和氯酸鉀。 ____19.0Cu2S、Na2SO5、H2S2O7、S4O62－、SO2，以上五種硫化物中，硫共有多少種氧化數？ (Ａ) 4 (Ｂ) 5 (Ｃ) 6 (Ｄ) 7。 ____20.0在適當條件下，於紫色的過錳酸鉀溶液中加入過氧化氫溶液，其反應為 5H2O2＋2MnO4－ ＋6H＋ → 5O2＋2Mn2＋＋8H2O。下列敘述何者錯誤？ (Ａ)改變溶液的 pH 值不會影響產物 種類，但會影響產率 (Ｂ) H2O2 為還原劑 (Ｃ) MnO4－＋8H＋＋5e－ → Mn2＋＋4H2O 為還原 半反應 (Ｄ)產物 O2 是由 H2O2 所釋出。 ____21.0油畫用白色顏料常使用某種鉛化合物（PbO），長久置於空氣中會生成黑色鉛化合物（PbS ），使油畫顏色變暗，試問使用下列何種試劑來清洗，可生成白色鉛化合物（PbSO4），復 原油畫？ (Ａ)過氧化氫水溶液 (Ｂ)氫氧化鈉水溶液 (Ｃ)稀鹽酸 (Ｄ)稀硫酸 (Ｅ)氨 水。 ４５ ____22.0下圖是鉻化合物反應的流程圖：在圖中有編號的步驟中，哪些步驟需要氧化劑？ (Ａ)○ ○ １３ ２３ (Ｂ)○ ○６ ○ (Ｃ)１ ○４ ○ (Ｄ)○ ○５ ○ 。

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[莫斯利高中自然科學] 選修化學(上) 第五章氧化還原反應

____23.0下列各項反應中，畫線元素其單一原子氧化數的變化，何者相差最多？ (Ａ) 2KMnO4(aq) ＋8H2SO4(aq)＋10KI(aq) → 2MnSO4(aq)＋6K2SO4(aq)＋5I2(s)＋8H2O() (Ｂ) 2HNO3(aq)＋4H2S(aq) → 4S(s)＋NH4NO3(aq)＋3H2O() (Ｃ) 2KI(aq)＋Cl2(g) → 2KCl(aq)＋I2(s) (Ｄ) MnO2(s)＋Na2C2O4(aq)＋ 2H2SO4(aq) → 2CO2(g)＋Na2SO4(aq)＋2H2O＋MnSO4(aq) (Ｅ) Fe2O3()＋2Al() → Al2O3()＋2Fe()。 ____24.0錄影帶所用的高性能磁帶中的磁粉，主要材料之一是由三種元素組成的鈷鐵氧化物，其化 學式為 CoxFe3－xO3＋x 的化合物。已知氧的氧化數為－2，鈷和鐵可能為＋2 或＋3，且每一 種元素只有一種氧化數，則鈷和鐵的氧化數分別為下列何者？ (Ａ)＋2，＋2 (Ｂ)＋3， ＋3 (Ｃ)＋3，＋2 (Ｄ)＋2，＋3。 ____25.0自然界的火山爆發會凝華出硫黃，噴出氫氣及氧氣，並且生成硫化氫與二氧化硫氣體，其 反應式為 3S＋2H2＋O2 → 2H2S＋SO2，則下列敘述何者正確？ (Ａ)氧化劑只有 O2 (Ｂ) 氧化劑只有 H2 (Ｃ)還原劑只有 O2 (Ｄ)還原劑只有 H2 (Ｅ) S 既是氧化劑，又是還原劑

二、多重選擇題 ____01.0下列何者屬於自身氧化還原反應？ (Ａ) S＋2H2SO4 → 3SO2＋2H2O (Ｂ) 2CuCl → Cu＋ － － － (Ｄ) P4＋3OH－＋3H2O → 3H2PO2－＋PH3 (Ｅ) 3Cl2＋ CuCl2 (Ｃ) 3ClO → ClO3 ＋2Cl 6OH－ → 5Cl－＋ClO3－＋3H2O。 ____02.0下列何者的氮原子之氧化數相同？ (Ａ) NH4＋ (Ｂ) N2F4 (Ｃ) NH2－ (Ｄ) NH2OH (Ｅ) N2H4。 ____03.0鉻酸鉀（K2CrO4）為黃色固體，K2CrO4 中各元素的氧化數，何者正確？ (Ａ) K 為＋1 ( Ｂ) O 為－2 (Ｃ) O 為－1 (Ｄ) Cr 為＋6 (Ｅ) Cr 為＋2。 ____04.0下列有關元素氧化數之敘述，何者正確？ (Ａ) KH、HCl、H2O 中，H 之氧化數均為＋1 ( Ｂ) H2O2、KMnO4、MgO 中，O 之氧化數均為－2 (Ｃ) K2Cr2O7、KClO4、KMnO4 中，K 之 氧化數均為＋1 (Ｄ) HF、F2O、Na3AlF6 中，F 之氧化數均為－1 (Ｅ) NH4NO3 中，兩個 N 的氧化數均為－3。 ____05.0下列敘述，何者正確？ (Ａ)鹵素的最高氧化數均為＋7 (Ｂ)碳的氧化數最高為＋4，最低 為－4 (Ｃ) KO2 與 CsO2 皆為超氧化物 (Ｄ) Pb3O4 中，三個 Pb 的氧化數不完全相同 ( Ｅ) O 在化合物中氧化數不可能為正值。 ____06.0下列各硫化物中，硫之平均氧化數，何者相同？ (Ａ)四硫磺酸鈉 Na2S4O6 (Ｂ)焦硫酸 H2S2O7 (Ｃ)過氧二硫酸 H2S2O8 (Ｄ)過氧硫酸 H2SO5 (Ｅ)焦亞硫酸鈉 Na2S2O5。 ____07.0下列各組化合物中，何組畫線元素的氧化數相同？ (Ａ) OCl2，OF2 (Ｂ) Na2S2O3，Na2S4O6 (Ｃ) HCN，K2CO3 (Ｄ) H2SO4，H2S2O8 (Ｅ) Ni，Ni(CO)4。 ____08.0以氧化數的觀點判斷，哪一種物質不會進行氧化反應？ (Ａ) SO2 (Ｂ) SO3 (Ｃ) NO ( Ｄ) P4O6 (Ｅ) Na2SO4。 ____09.0下列有關硫代硫酸根的敘述，何者正確？ (Ａ)已知硫代硫酸鈉可用亞硫酸鈉與元素硫共 熱製得，本反應屬於自身氧化還原反應 (Ｂ)硫代硫酸根中，中心硫原子、外圍硫原子的 氧化數不同 (Ｃ)與 I2 在適當的酸性條件下反應可得四硫磺酸根，其中 4 個 S 的氧化數只 具有 0 和＋5 兩種 (Ｄ)與足量 I2 反應時，平均 1 個硫代硫酸根會失去 1 個電子 Cl2 在適當的酸性條件下反應，可得 SO32－。

(Ｅ)與

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[莫斯利高中自然科學] 選修化學(上) 第五章氧化還原反應

____10.0下列有關各元素氧化數之敘述，何者錯誤？ (Ａ) NaBH4、HCl、H2O、CH4 中，H 之氧化數 均為＋1 (Ｂ) CH3OH、KMnO4、H2S2O8、MgO 中，O 之氧化數均為－2 (Ｃ) HOF、HOCl 、HOBr、HOI 中，O 之氧化數均為－2 (Ｄ) NaCl、Na2O2、NaOH、NaH 中，Na 之氧化數 均為＋1 (Ｅ) Na3PO4、H4P2O7、P4O6 中，P 之氧化數均為＋5。 ____11.0下列各反應式中，畫線物質哪些為氧化劑？ (Ａ) 3CuO＋2NH3 → 3Cu＋N2＋3H2O (Ｂ) Zn ＋2HCl → ZnCl2＋H2 (Ｃ) K 2Cr2O 7 ＋2KOH → 2K2CrO4＋H2O (Ｄ) 2FeSO4＋ H 2O 2 ＋H2SO4 → Fe2(SO4)3＋2H2O (Ｅ) Ca(OH)2＋ H 2SO 4 → CaSO4＋2H2O。

____12.0一群超導金屬氧化物的組成可歸類成 YBa2Cu3O7－x。已知當 x＝1 時，該氧化物是電的絕緣 體；0.6 ≦ x＜1，該氧化物逐漸接近金屬導電的現象；x＜0.6，開始有超導現象，隨著 x 進 一步減小，超導的臨界溫度可以進一步攀升，一直到 x＝0.1，超導的臨界溫度為 92 K。根 據以上敘述，下列何者正確？ (Ａ)當此類氧化物材料為絕緣體時，正離子的氧化數總和 為＋12 (Ｂ)當此類氧化物材料開始有超導現象時，正離子的氧化數總和可以為＋12.4 ( Ｃ) x 在 1～0.1 間變化時，Cu3O7－x 的氧化數總和皆等於－7 (Ｄ) x 在 1～0.1 間變化時， 對於任一合理 x 值的氧化物，裡面 Cu 的氧化數均可能有 2 種或 2 種以上 (Ｅ)隨著此類 氧化物超導溫度提升，Cu 的平均氧化數也隨著升高。 ____13.0下列畫線原子的氧化數，何者正確？ (Ａ) H2SO5（＋6） (Ｂ) OF2（＋2） (Ｃ) KH（－1

1 ）。 2 ____14.0下列有關氧化數的觀念敘述，何者錯誤？ (Ａ) ClO3－ 中，Cl 的氧化數為＋5 並不代表 Cl 真 的帶 5 個正電荷 (Ｂ)氧化數增加表示失去電子，表示被氧化，是為氧化劑 (Ｃ)對每一 個原子而言，氧化數必為整數；但對整個分子而言，其平均氧化數不一定為整數 (Ｄ)金 屬的氧化數必為正值，非金屬的氧化數必為負值 (Ｅ)一個元素之最高氧化數不能超過其 價電子數。 ____15.0為了了解氧化還原反應中各物質得失電子的情形，化學家提出「氧化數」的概念，下列敘 述何者正確？ (Ａ)兩原子形成化學鍵時，對拉電子能力較大者，其氧化數為正值 (Ｂ) 化合物中，原子的氧化數即為其所帶的真實電荷 (Ｃ)磁鐵礦的化學式為 Fe3O4，其中三 個 Fe 原子的氧化數皆相同 (Ｄ) 1A 族金屬陽離子，其氧化數恆為＋1 (Ｅ) 7A 族元素的 最高氧化數為＋7。 ____16.0下列關於反應：5H2O2＋2MnO4－＋6H＋ → 2Mn2＋＋8H2O＋5O2 的敘述中，何者正確？ (Ａ ) H2O2 被氧化生成 H2O (Ｂ) H2O2 為還原劑 (Ｃ) MnO4－ 被還原成 Mn2＋ (Ｄ)產物 O2 是 由 MnO4 所釋放 (Ｅ) H＋ 是由硫酸所提供。 ____17.0下列哪些元素的最大氧化數不等於其在週期表（A 族或 B 族）的族數？ (Ａ) O (Ｂ) F ( Ｃ) Sc (Ｄ) Cu (Ｅ) Pb。 ____18.0下列化合物，每個分子內均有 2 個碳原子，何者其 2 個碳原子的氧化數相同？ (Ａ)乙醇 (Ｂ)乙烷 (Ｃ)乙酸 (Ｄ)氯乙烷（CH3CH2Cl） (Ｅ)二甲醚（CH3OCH3）。 ）

(Ｄ) NO2（＋4）

(Ｅ) KO2（－

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____19.0下列敘述，何者正確？ (Ａ)一氧化碳分子中，碳、氧間為參鍵，所以碳的氧化數為＋3 (Ｂ)氧化數就是實際電荷數 (Ｃ) 1A 族金屬皆會與冷水產生自發的反應 (Ｄ)化合物中， 分別存在於具有正、負氧化數元素間的化學鍵不一定是離子鍵 (Ｅ)化合物中，各個單一 原子的氧化數只可能為零、負整數或正整數。 ____20.0下列哪些元素的最高氧化數可以大於或等於＋4？ (Ａ) Ce (Ｂ) Ag (Ｃ) N (Ｄ) Cl (Ｅ) Sc。

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[莫斯利高中自然科學] 選修化學(上) 第五章氧化還原反應

氧化還原反應的平衡

1.半反應法 (1)平衡步驟: a.預知產物:寫出氧化劑與其產物(還原半反應)；還原劑與其產物(氧化半反應)。 b.判斷電子得失:由電子數來平衡氧化數的變化量 。 c.電荷守恆:在酸性溶液中，用 H＋平衡電荷；在鹼性溶液中，用 OH－平衡電荷。 d.原子不滅:以 H2O 平衡 H 原子數。而以 O 原子驗算正確與否。 e.兩半反應調整係數，兩式相加，消去電子得全反應式。 說明一: NO3－(aq)＋H2S(g)＋H＋(aq) →

說明二: MnO4－(aq)＋C2O4－2(aq)＋H＋(aq) →

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[莫斯利高中自然科學] 選修化學(上) 第五章氧化還原反應

(2)常見氧化劑與還原劑之產物： 種類

化學式

名稱

電子得失的反應 － ＋ － 酸 Mn2＋＋4 H2O MnO4 ＋8 H ＋5 e —→

（粉紅） 中性或微鹼 MnO4－＋2 H2O＋3 e－ ———→ MnO2＋4 OH－

過錳酸鉀

KMnO4

（褐）

強鹼 MnO4－＋e－ —→ MnO42－ （綠）

2－

氧化劑

K2Cr2O7

二鉻酸鉀

Cr2O7 ＋14 H ＋6 e → 2 Cr3＋＋7 H2O

H2O2

雙氧水

H2O2＋2 H＋＋2 e－→ 2 H2O

HNO3

稀硝酸

HNO3＋3 H＋＋3 e－→ NO＋2 H2O

HNO3

濃硝酸

HNO3＋H＋＋e－→ NO2＋H2O

H2SO4

濃硫酸

SO42－＋4 H＋＋2 e－→ SO2＋2 H2O

X2 Ce4＋

鹵素

X2＋2 e－→ 2 X－

鈰離子

Ce4＋＋e－→ Ce3＋

Fe3＋

鐵離子

Fe3＋＋e－→ Fe2＋

－

（綠）

（橙）

－1

＋

（黃褐） －1

＋

（綠） －

XO3

鹵氧酸根

2XO3 ＋12H ＋10 e →X2＋6 H2O

H2C2O4

草酸

H2C2O4 → 2 CO2＋2 H＋＋2 e－

H2O2

過氧化氫

H2O2 → O2＋2 H＋＋2 e－

H2S SO2( SO32－ － ,HSO3－)

硫化氫

H2S → S＋2 H＋＋2 e－ （黃）

二氧化硫

SO2＋2 H2O → SO42－＋4 H＋＋2 e－

鹵素離子

1 X－→ 2 X2＋e－

Sn2＋

亞錫離子

Sn2＋→ Sn4＋＋2 e－

Fe2＋

亞鐵離子

Fe2＋→ Fe3＋＋e－

Na,Mg…

活潑金屬

Na → Na＋＋e－

S2O32－

硫代硫酸根

1 － I 2 S4O62－＋e－ 與弱氧化劑反應：S2O32 —→

X－ 還原劑

2

與強氧化劑反應： － 4

＋ － 2－ 2－ Cl ，MnO … 硫代硫酸根 S2O3 ＋5 H2O ———→ 2 SO4 ＋10 H ＋8 e

S2O32－

2

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2.氧化數平衡法 (1)平衡步驟: a.預知產物:寫出氧化劑與其產物(還原半反應)；還原劑與其產物(氧化半反應)。 b.決定氧化數變化量:找出氧化數變化之元素且計算出變化量。 c.決定平衡係數:氧化劑總減少的氧化數與還原劑總增加的氧化數要相等。 ＋ － d.電荷守恆:在酸性溶液中，用 H 平衡電荷；在鹼性溶液中，用 OH 平衡電荷。 e.原子不滅:以 H2O 平衡 H 原子數。而以 O 原子驗算正確與否。

說明一: MnO4－(aq)＋ H2S(g)＋ H＋(aq) →

說明二: Cr2O72－(aq)＋ Fe＋2(aq)＋ H＋(aq) →

說明三: CrI3＋ Cl2＋ OH－ → CrO42－＋ Cl－＋ I2＋ H2O

說明四: As2S3＋ NO3－＋H＋→ HAsO42－＋ S＋ NO2＋ H2O

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