Aluminum and Mercury

緣起、組員與分工

在尋找作為主題的實驗影片時，我們這組一致認為應該使用兼具觀賞性和探討價值的影片。

我們以此為挑選的標準，最終找到了鋁汞齊這部既小巧簡潔又漂亮的實驗，片中有許多的小細節，更有不同的條件產生的不同現象，非常值得仔細觀察和討論。

組員:

32502 王褕立：準備上大學、吉祥物

32507 李皓允：找影片、找資料、想問題

32510 張嘉崴：找影片、找資料、想問題

32529 鍾昀恩：找影片、找資料、想問題

Aluminum and Mercury

https://www.youtube.com/watch?v=IrdYueB9pY4

影片討論與講解

討論與講解 #1

Al_2O_{3(s)}+6HCl_{(aq)} \rightarrow AlCl_{3(aq)}+3H_2O_{(l)}

氧化鋁表面遇上鹽酸會發生氧還反應嗎？

不會

討論與講解 #2

鋁金屬會與鹽酸發生何種反應？反應式為何？

氧化還原反應

2Al_{(s)}+6HCl_{(aq)} \rightarrow 2AlCl_{3(aq)}+3H_{2(g)}

討論與講解 #3

氧化鋁為何會向上延伸？

鋁箔上的鋁溶入鋁汞齊，在鋁板表面氧化成氧化鋁。

而更多的鋁會持續在表面氧化成氧化鋁，將早先生成的氧化鋁向上推。

討論與講解 #4

下圖為何分子？

咖啡因

討論與講解 #5

為何氧化鋁外層會較內層緻密?

我們推測是因為向外延伸的鋁汞齊在產生反應後的氧化鋁向上延伸時順便帶起原有的緻密氧化鋁，因此只有外層的氧化鋁會較緻密

高中化學原理複習

高中化學原理複習 #1

氧化還原

以鋁和鹽酸的反應為例：

\(2Al_{(s)}+6HCl_{(aq)} \rightarrow 2AlCl_{3(aq)}+3H_{2(g)}\)

\(Al_{(s)} \rightarrow Al^{3+}_{(aq)}+3e^-\)

\(2H^+_{(aq)}+2e^- \rightarrow H_{2(g)}\)

高中化學原理複習 #2

無機化學

拜爾法

鋁土礦和高濃度氫氧化鈉溶液形成的懸浮液隨後進入反應釜，通過提高溫度和壓力使鋁土礦中的氧化鋁和氫氧化鈉反應，生成可以溶解的鋁酸鈉（\(NaAl(OH)_4\)），這被稱為溶出，其方程式如下：

\(Al_2O_{3(s)} + 2 NaOH_{(aq)} + 3 H_2O_{(g)} → 2 NaAl(OH)_{4(aq)}\)

霍爾-哀魯法

霍爾—埃魯法的基本反應是電解熔融的氧化鋁製得單質鋁：

\(2Al_2O_3（熔融）→4Al_{(s)}+3O_{2(g)}\)

影片或高中化學原理相關的化學試題與講解

問題一、氧化還原係數平衡

試著使用氧化數平衡法平衡下列化學式(請列出過程)

Cr_2O_{7(aq)} ^{2-}+C_2H_5OH_{(aq)}+H^{+}_{(aq)}\rightarrow Cr^{3+}_{(aq)}+CH_3COOH_{(aq)}+H_2O_{(l)}

\mathbf{2}Cr_2O_{7(aq)} ^{2-}+\mathbf{3}C_2H_5OH_{(aq)}+\mathbf{16}H^{+}_{(aq)}\rightarrow \mathbf{4}Cr^{3+}_{(aq)}+\mathbf{3}CH_3COOH_{(aq)}+\mathbf{11}H_2O_{(l)}

問題二、金屬反應相關知識

鋁熱劑的主要成分為鋁及氧化鐵，先以火焰槍或鎂帶加熱引發後，二者進行反應，產生熔融態的鐵，可供焊接之用。下列相關化學反應的敘述，哪些正確？

反應為放熱反應
反應有氧氣參與
反應屬於氧化還原反應
此反應中，鋁比鐵較易失去電子
在反應中鋁為氧化劑，氧化鐵為還原劑

1,3,4

問題三、氧化還原&無機化學

過錳酸鉀是實驗室中常見的試劑，常用於滴定與有機化學反應。下列有關過錳酸鉀的敘述，哪些正確？

過錳酸鉀可將烷類化合物氧化成羧酸
過錳酸鉀水溶液的濃度可直接用硫酸亞鐵來標定
過錳酸鉀遇光會分解，故應儲存於棕色玻璃瓶中
未用完的過錳酸鉀溶液，可用硫代硫酸鈉在酸性條件下處理，再倒入廢液桶中
乙烯是果實天然產生的催熟劑，若在熟成室內置放過錳酸鉀，則可延緩其熟成

3,4,5

問題四、語言學奧林匹亞

請選出正確的鋁汞「齊」的讀音/鋁汞齊的英文組合

ㄓㄞ/ Lyu gong jai
ㄐㄧˋ/ Aluminium amalgam
ㄑㄧˇ/ Aluminium mercury
ㄗ/ Aluminiferous mercury
ㄑㄧˊ/ Aluminiferous amalgam

問題五、

請將鈉\(Na\)、鎂\(Mg\)、鋁\(Al\)依原子半徑由小到大排序
請將鈉\(Na\)、鎂\(Mg\)、鋁\(Al\)依第一游離能由小到大排序
請將鈉\(Na\)、鎂\(Mg\)、鋁\(Al\)依熔點由小到大排序

\(Na<Al<Mg\)

\(Na<Mg<Al\)

\(Al<Mg<Na\)

問題六、

下列各項有關氧化數之敘述中何者正確？

\(Na_2S_2O_3\)中S的氧化數皆為＋2
\(H_2S_2O_8\)中O的氧化數皆為－2
\(H_2S_2O_7\)中S的氧化數皆為＋6
\(H_2O_2\)中O的氧化數皆為－1
\(H_2SO_5\)中O的氧化數皆為－2

3. 4.

問題七、氧化還原計算

在硫酸溶液中，欲氧化 3.0 克的 FeSO4，需要 0.1 M K2Cr2O7水溶液若干毫升？？(原子量：Fe＝55.8，S＝32，O＝16)

(Ａ)333

(Ｂ)666

(Ｃ)33

(Ｄ)66

(Ｅ)200

（C）

6FeSO_4+K_2Cr_2O_7+7H_2SO_4→K_2SO_4+3Fe_2[SO_4]_3 +Cr_2[SO_4]_3 +7H_2O

問題八、鋁的製備

試畫出拜爾法製鋁的流程簡圖

Aluminum and Mercury

緣起、組員與分工