國二理化段考複習》從化學反應到酸與鹼，中正/金華/大安生必讀的高分筆記
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國中段考考試要到了，位於台北市東門捷運的東門窩，開始緊鑼密鼓的準備有鑒於中正國中，金華國中，大安國中，仁愛國中，復興中學國中部，延平中學國中部的學生們要開始準備國二下第一次段考，所以我們一對一補習班幫忙準備理化複習整理。
目錄
國二下理化段考複習 3-2 酸和鹼
這節的重點在於酸鹼的「共通性質」以及實驗室「常見酸鹼的個別特徵」。這個單元需要記憶的細節較多，段考非常喜歡考性質的比較與應用！
📌 重點一：酸與鹼的共通性質比較
我們可以透過指示劑以及與特定物質的反應，來辨別水溶液是酸性還是鹼性：
比較項目 | 酸性水溶液 | 鹼性水溶液 |
解離出的離子 | 解離出氫離子 | 解離出氫氧根離子 |
石蕊試紙 | 使藍色試紙變紅色 | 使紅色試紙變藍色 |
廣用試紙 | 呈現紅、橙、黃色 | 呈現藍、靛、紫色 |
加鎂帶 (活性大金屬) | 產生氫氣 ，遇火有爆鳴聲 | 不會反應 |
加碳酸鈣 | 產生二氧化碳，使火熄滅 | 不會反應 |
加油脂 | 無法溶解 | 可溶解油脂（摸起來有滑膩感） |
重點二：常見的「酸」及其特性
實驗室常見的酸有四種，請務必記住它們的專屬特徵：
硫酸 ：
化學工業之母：常用來製造肥料及鉛蓄電池的電解液。
強脫水性：能把碳水化合物（如糖、紙張）中的氫和氧以水的比例脫去，留下黑色的碳。
稀釋警告：濃硫酸溶於水會放出大量的熱，稀釋時必須將硫酸緩慢倒入水中並攪拌，絕不可將水倒入濃硫酸中，以免沸騰噴濺發生危險。
鹽酸 ：
為氯化氫氣體溶於水形成的水溶液，打開濃鹽酸常會冒出刺鼻煙霧。
可作清潔劑，但不能用來洗大理岩（碳酸鈣），因為會反應產生二氧化碳並破壞表面。
硝酸 ：
受光照或加熱會分解出紅棕色、有毒的二氧化氮 氣體，因此必須保存在深色（棕色）玻璃瓶中。
與銅反應也會產生二氧化氮氣體。
醋酸 ：
正式名稱為乙酸，是一種弱酸。
食用醋中含有少量醋酸，具有刺激性酸味。
📌 重點三：常見的「鹼」及其特性
實驗室常見的鹼主要有三種：
氫氧化鈉 ：
白色固體，溶於水會放熱。
潮解性：容易吸收空氣中的水氣與二氧化碳而變質，須密封保存。
具強烈腐蝕性，俗稱「苛性鈉」或「燒鹼」，是製造肥皂的重要原料。
氨水：
氨氣是無色、具刺鼻臭味、比空氣輕的氣體。
氨氣極易溶於水形成氨水（弱鹼性），常作為家庭清潔劑，或與二氧化碳作用製造尿素（肥料）。
氫氧化鈣：
白色粉末，俗稱「熟石灰」，其水溶液即為「石灰水」。
檢驗二氧化碳：石灰水遇到二氧化碳會產生白色的碳酸鈣沉澱。
💡 補充：氧化鈣 (俗稱生石灰) 易吸水，常做為食品的乾燥劑，加水後就會變成氫氧化鈣。
老師的 A++ 觀念叮嚀： 在背誦這些酸鹼性質時，請特別把**「硫酸的脫水性」、「硝酸要裝棕色瓶」，以及「氫氧化鈉會潮解」**這三個超愛考的經典特徵記熟！
國二下理化段考複習 3-1 電解質
我們要來揭開水溶液為什麼能導電的奧祕！這節的重點在於「電解質的定義」、「電離說」以及「水溶液的電中性」。這都是段考非常愛考的基礎觀念。
📌 重點一：電解質 vs. 非電解質
電解質：凡是溶於水中後，能夠導電的化合物，就稱為電解質。
常見例子：食鹽（氯化鈉）、鹽酸、氫氧化鈉等。
非電解質：溶於水中後無法導電的物質。
常見例子：純水（蒸餾水）、糖水、葡萄糖等。
📌 重點二：阿瑞尼斯的「電離說」
西元 1884 年，瑞典科學家阿瑞尼斯提出了「電離說」來解釋電解質導電的原因。
解離：電解質溶於水中時，會分解產生「帶電的粒子」，這個過程就稱為解離。
這些帶電的粒子就是水溶液能導電的關鍵。
📌 重點三：認識「離子」
原子因為得到或失去電子，就會形成帶電的粒子，稱為「離子」。
陽離子（正離子）：原子失去電子時，質子數大於電子數，形成帶正電的離子（例如：鈉離子 ）。
陰離子（負離子）：原子得到電子時，形成帶負電的離子（例如：氯離子 ）。
根離子：由數個原子結合而成的帶電原子團（例如：氫氧根離子、硫酸根離子 ）。
💡 老師特別提醒：同種元素的「原子」與「離子」化學性質完全不同！例如金屬鈉（原子）碰到水會發生劇烈且危險的反應，但食鹽解離出的鈉離子卻非常安定，不會與水反應。
📌 重點四：水溶液必為「電中性」 (🌟超級大重點)
電解質解離後，水溶液中同時存在著陽離子與陰離子。
數量不一定相等：水溶液中，陽離子和陰離子的「個數」不一定相同，每個離子帶的電量也不一定相等。
總電量一定相等：陽離子的總電量一定等於陰離子的總電量，因此水溶液整體會維持「電中性」。
舉例：氯化鈣解離成 1 個 鈣離子 和 2 個氯離子。離子個數比為 1：2，但帶電量比為 2：1，正負總電量相等，保持電中性。
📌 重點五：導電的原理與狀態
水溶液狀態（可導電）：離子在水溶液中可以自由移動。當通電時，帶正電的陽離子會往負極移動，帶負電的陰離子會往正極移動，因此形成電流使燈泡發亮。
固體狀態（不可導電）：如果將碳棒直接插在固體的食鹽中，是無法導電的。因為固體中的正負離子緊密結合，無法自由移動。
2-3 氧化還原的應用
這節的重點在於工業上的「高爐煉鐵」過程，以及生活中常見的「抗氧化劑與漂白劑」。
一、 金屬的冶煉（以高爐煉鐵為例） 地球上的金屬大多以化合物的形式存在於礦石中，利用氧化還原的原理，將金屬從礦石中提煉出來的過程就稱為「冶煉」。工業上常利用「碳」來還原鐵、鉛、銅等金屬，因為碳的活性比它們大，且來源充裕、價格低廉。
高爐煉鐵的四大原料：
鐵礦：主要成分為三氧化二鐵，提供提煉鐵的原料。
煤焦：主要成分為碳，燃燒提供高溫，並作為「還原劑」。
熱空氣：提供氧氣幫助煤焦燃燒。
灰石：主要成分為碳酸鈣，用來與鐵礦中的泥沙雜質結合，形成「熔渣」。
高爐內的重要化學反應：
產生還原劑：碳 ＋ 氧氣 → 一氧化碳。
冶煉出鐵（被碳還原）：三氧化二鐵 ＋ 碳 → 鐵 ＋ 二氧化碳。
冶煉出鐵（被一氧化碳還原）：三氧化二鐵 ＋ 一氧化碳 → 鐵 ＋ 二氧化碳。
產生熔渣：灰石受熱分解成氧化鈣與二氧化碳；氧化鈣再與泥沙（二氧化矽）結合成「矽酸鈣」，即為熔渣。
二、 鐵的種類與應用 高爐冶煉出來的鐵含有少量的碳，依據含碳量的高低，鐵的硬度與用途也有所不同。
名稱 | 含碳量 | 性質與優點 | 常見用途舉例 |
生鐵 (鑄鐵) | 最多 | 質地硬而脆，適合鑄造。 | 鑄鐵鍋、人孔蓋、章魚燒鐵盤。 |
鋼鐵 | 中等 | 兼具生鐵與熟鐵特性，具高強度與高韌性。 | 鋼筋、鋼鍋、不鏽鋼杯、剪刀。 |
熟鐵 (鍛鐵) | 最少 | 質地柔軟、富延展性，適合鍛接。 | 鐵絲、馬蹄鐵、圖釘。 |
三、 生活中的氧化還原應用 生活中常見的消毒、漂白與食品保存，都與氧化還原反應息息相關。另外，生物賴以生存的光合作用與呼吸作用，也屬於氧化還原反應。
分類 | 常見物質 | 生活應用與功能 |
利用「氧化」能力(作為消毒或漂白劑) | 氯氣 | 用於自來水及游泳池消毒，消滅水中病原體。 |
同上 | 臭氧 | 氧化能力強，能在短時間內消滅空氣中的細菌。 |
同上 | 次氯酸鈉 | 作為醫院病房的殺菌劑，或紙張、棉花的漂白劑 (如衣物漂白水)。 |
利用「還原」能力(作為漂白或抗氧化劑) | 二氧化硫 | 可漂白動物織品、竹筷和蔬果。若殘留過量有害健康。 |
同上 | 維生素C、維生素E、胡蘿蔔素 | 常見的食品添加物 (抗氧化劑)，能替代食物先與氧氣反應，減緩食物變質。 |
老師的學習小叮嚀： 高爐煉鐵這個單元，請務必記住一個超級愛考的觀念：「熔渣的密度比液態的生鐵還要小」！所以熔渣會浮在生鐵的表面，這個特性剛好可以阻絕空氣，防止高溫的鐵再度被氧氣氧化生鏽。另外，「生鐵、鋼鐵、熟鐵的含碳量順序」以及「次氯酸鈉與二氧化硫的漂白對象差異」，也是段考的必考陷阱題喔！
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2-2 氧化與還原
一、 氧化與還原的定義
氧化反應：物質與氧結合的反應稱為氧化反應。
還原反應：氧化物失去氧的反應稱為還原反應。
氧化還原反應：氧化與還原必定同時相伴發生，這種涉及氧的得失之化學反應，稱為氧化還原反應。
二、 活性與氧化還原的關係 元素的活性大小，決定了它搶奪氧的能力：
活性大的元素：一般而言，活性大的元素容易氧化，其氧化物較安定。
活性小的元素：活性小的元素不易氧化，但所形成的氧化物較不安定，容易被還原成元素。
三、兩大必考經典實驗 課本中舉了兩個非常重要的氧化還原實驗，老師幫你統整在下表中：
實驗名稱 | 實驗現象與化學反應式 | 氧化與還原的物質判斷 |
鎂帶在二氧化碳中燃燒 | 1. 點燃的鎂帶放入裝有二氧化碳的廣口瓶中，依然繼續燃燒。2. 鎂與氧結合生成白色的氧化鎂，失去氧的碳則變成元素狀態（黑色），附著在瓶壁上。3. 反應：鎂 ＋ 二氧化碳 → 氧化鎂 ＋ 碳。 | 1. 這是因為鎂對氧的活性比碳大。2. 鎂得到氧，發生氧化反應。3. 二氧化碳失去氧，還原成碳。 |
碳粉與氧化銅共熱 | 1. 碳粉與氧化銅粉末都是黑色，混合加熱後，會產生二氧化碳與紅棕色的銅。2. 反應：碳 ＋ 氧化銅 → 二氧化碳 ＋ 銅。 | 1. 表示碳的活性大於銅，容易與氧結合，而將銅還原出來。2. 碳得到氧，被氧化。3. 氧化銅失去氧，被還原。 |
四、 氧化與還原的能力 在氧化還原反應中，物質本身發生的反應，與它對別人造成的能力息息相關：
發生氧化的物質：在氧化還原反應中，發生氧化的物質，具有還原另一物質的能力。
發生還原的物質：相反的，本身發生還原的物質，則具有氧化另一物質的能力。
老師的學習小叮嚀： 這個單元最常考的題型就是給你一個化學反應式，問你「誰被氧化？誰被還原？」。請一定要記得，判斷的主角都是「箭號左邊的反應物」！例如碳與氧化銅的實驗中，發生氧化的是反應物「碳」，發生還原的是反應物「氧化銅」，這也是段考非常愛考的觀念陷阱題喔！
2-1 氧化反應與活性
一、 氧化反應的定義
物質與氧氣發生化學變化的過程，就稱為「氧化反應」。
劇烈的氧化：反應快速並伴隨光與熱的釋放，例如木材在火焰中燃燒。
緩慢的氧化：反應緩慢進行，例如鐵釘生鏽、金屬放在空氣中漸漸失去光澤等。
二、 常見元素的燃燒與氧化物特性
課本中透過燃燒不同的金屬與非金屬，來觀察它們的氧化情形以及氧化物是否能溶於水。這是本節的必考大重點，請務必記熟：
元素種類 | 燃燒時的現象 | 產生的氧化物與特徵 | 氧化物溶於水的情形 | 水溶液酸鹼性 (石蕊試紙變化) |
鈉 (金屬) | 產生黃色火焰 | 氧化鈉 (白色固體) | 易溶於水 (產生氫氧化鈉) | 鹼性 (使紅色試紙變藍色) |
鎂 (金屬) | 發出刺眼的白色強光 | 氧化鎂 (白色固體) | 可溶於水 (產生氫氧化鎂) | 鹼性 (使紅色試紙變藍色) |
銅 (金屬) | 不易燃燒 | 氧化銅 (表面生成黑色物質) | 不溶於水 | 中性 (試紙不變色) |
硫 (非金屬) | 產生藍紫色火焰 | 二氧化硫 (具刺激性臭味氣體) | 可溶於水 (產生亞硫酸) | 酸性 (使藍色試紙變紅色) |
碳 (非金屬) | 發出橘紅色火光 | 二氧化碳 (無色無味氣體) | 略溶於水 (產生碳酸) | 酸性 (使藍色試紙變紅色) |
三、 氧化物的通性結論
根據上面的實驗結果，我們可以將氧化物的酸鹼性歸納出以下規則：
金屬氧化物：若能溶於水，水溶液大多呈「鹼性」；若不溶於水（如氧化銅），則呈「中性」。
非金屬氧化物：若能溶於水，水溶液大多呈「酸性」。
四、 金屬的活性
活性的定義：金屬在空氣中燃燒的難易程度，代表它「對氧的活性大小」。愈容易與氧作用的物質，活性愈大。
實驗結果比較：從燃燒的難易度可以得知，對氧的活性大小依序為：鈉 ＞ 鎂 ＞ 銅。
生活應用：活性大的金屬（如鈉、鉀）切開後接觸空氣，很快就會失去金屬光澤；而活性小的金屬（如黃金、白金）因為不易氧化，能長期保存光亮如新，因此常被用來做為裝飾品。
老師的學習小叮嚀： 這個單元最常考的就是那張表格的內容喔！請特別記住「銅燃燒會變成黑色，且氧化銅不溶於水（中性）」，還有「硫燃燒是藍紫色火焰，產生的二氧化硫有臭味且呈酸性」。另外，金屬與非金屬氧化物溶於水的酸鹼性規則，也是段考非常愛出的判斷題！
1-3「反應式與化學計量」
一、 化學反應式的書寫規則 化學反應式可以簡便記錄化學反應的過程，說明參與反應的物質種類與原子重新排列的情形。在書寫與平衡時，有以下幾個重要原則：
標示位置 | 填寫內容與意義 | 課本舉例說明 |
箭號左邊與右邊 | 左邊寫「反應物」，右邊寫「生成物」，中間以箭號表示反應方向。 | 鎂 ＋ 氧 → 氧化鎂 |
物質之間 | 若反應物或生成物不只一種，使用「加號」連接起來。 | 碳酸鈣 ＋ 鹽酸 |
化學式前方 | 加上「係數」使反應前後同種原子的總數相等，若係數為 1 則省略。 | 2個鎂分子 ＋ 1個氧分子 |
箭號上方或下方 | 標註「反應條件」，例如溫度、壓力或催化劑。 | 加熱符號（三角形）或二氧化錳 |
物質後方 | 標註「物質狀態」，產生氣體用向上箭號，產生沉澱用向下箭號。 | 二氧化碳氣體向上，碳酸鈣沉澱向下 |
二、 原子量、分子量與莫耳 因為原子非常微小難以計算數目，科學家訂定了專屬的標準與計數單位。
專有名詞 | 觀念定義與計算方式 |
原子量 | 以碳原子質量為 12 作為比較標準，其他元素再與其比較得出的數值。 |
分子量 | 組成分子的所有原子的「原子量總和」。 |
莫耳 | 微小粒子的龐大計數單位。1 莫耳的碳原子質量剛好是 12 公克。 |
換算公式 | 物質質量 ＝ 原子量（或分子量） × 莫耳數。 |
三、 反應式中的比例關係（化學計量） 化學反應式除了表示物質種類，還可以推算反應物和生成物之間的數量關係。以雙氧水分解產生水和氧氣為例：
比較項目 | 比例關係 | 意義說明 |
係數比 | 2 ： 2 ： 1 | 平衡後寫在化學式最前方的最簡整數比。 |
分子數比 | 2 ： 2 ： 1 | 係數比等於分子個數比。 |
莫耳數比 | 2 ： 2 ： 1 | 係數比也等於莫耳數比。代表 2 莫耳過氧化氫會生成 2 莫耳水與 1 莫耳氧氣。 |
質量比 | 68 ： 36 ： 32 | 質量比「不等於」係數比！必須將各物質的莫耳數乘上各自的分子量來得出質量比例。 |
老師的學習小叮嚀： 這個小節是整個國中理化計算的超級大魔王關卡！請你一定要把**「係數比 ＝ 改變量分子數比 ＝ 改變量莫耳數比」這個觀念刻在腦海裡。考試時只要遇到質量，第一步一定是用公式把它「換算成莫耳數」，再利用反應式的係數比例去推算，這樣不管題目怎麼變化，你都能輕鬆解題喔！
1-2 質量守恆定律
一、 質量守恆定律的核心概念
定律內容：在化學反應中，反應前所有物質的總質量，必定等於反應後所有物質的總質量。這個定律是由十八世紀的法國科學家拉瓦節經由實驗驗證後所提出。
微觀原理解釋：依據道耳頓的原子說，化學反應發生時，只是「原子間重新排列」形成新物質，原子的「種類」和「數目」都不會增加或消失，因此反應前後總質量維持不變。
二、 密閉空間與開放空間的測量差異 請記住一個鐵則：所有的化學反應「皆遵守」質量守恆定律。但在做實驗測量質量時，容器有沒有「密閉」會影響我們測量到的數值：
密閉空間：化學反應只會在系統內進行，產生的氣體跑不掉，外界的氣體也進不來，因此測量到的質量必定「不變」。
開放空間：如果反應中有氣體產生（逸散到空氣中），測量到的質量就會「變輕」；如果有空氣中的氣體參與反應（例如暖暖包發熱結合了氧氣），測量到的質量就會「變重」。
三、 1-2 經典實驗現象與質量變化統整
實驗反應 | 觀察到的現象 | 密閉容器中的質量 | 未密閉（開放）容器中的質量 |
小蘇打粉 ＋ 鹽酸 | 產生大量氣泡（二氧化碳氣體） | 保持不變（氣體留在容器或氣球內） | 變輕（二氧化碳氣體逸散到空氣中） |
碳酸鈉 ＋ 氯化鈣 | 產生白色混濁的沉澱物（碳酸鈣） | 保持不變 | 保持不變（因為沒有氣體參與或產生） |
暖暖包粉末發熱 | 粉末與空氣中的氧氣發生化學反應 | 保持不變 | 變重（粉末結合了空氣中的氧氣） |
老師的學習小叮嚀： 這個單元最常考的陷阱題就是：「在未密閉的燒杯中加入小蘇打與鹽酸，測量發現質量變輕了，這代表它不遵守質量守恆定律嗎？」 請一定要回答：「依然遵守質量守恆定律！」測出來變輕只是因為氣體跑掉了，只要把散失在空氣中的氣體質量找回來一起加總，反應前後的總質量絕對是相等的喔！
1-1 常見的化學反應
一、 化學反應的定義 化學反應是指物質發生化學變化時，參與反應的物質其所含的原子會重新排列，組成新物質的過程。
二、 化學反應的四大常見現象 當化學反應發生時，通常會伴隨以下四種明顯的現象，我們可以藉此來判斷化學反應是否發生：
常見現象 | 實驗室與生活常見例子 |
顏色的變化 | 蝶豆花飲料加入食醋後，會發生顏色變化。 |
氣體的產生 | 加熱小蘇打粉末，會產生二氧化碳氣體。 |
沉澱的產生 | 將二氧化碳氣體通入澄清石灰水中，會產生白色的混濁沉澱。 |
溫度的變化 | 暖暖包粉末在空氣中發熱，會發生溫度的變化。 |
三、 1-1 重要實驗現象統整 這個小節課本介紹了幾個非常重要的實驗，老師幫你把必考的變化與結論整理在下表中：
實驗名稱 | 實驗觀察到的現象 | 結論與背後原理 |
蝶豆花變色水 | 將食醋倒入蝶豆花水中，顏色會轉變為紫色；若加入小蘇打水，顏色會轉變為藍綠色。 | 蝶豆花含有天然色素（花青素），遇到不同酸鹼性的物質會發生化學反應並改變顏色。 |
暖暖包發熱實驗 | 暖暖包粉末倒在空氣中溫度會上升，且測量反應後的粉末質量會增加。 | 屬於釋放能量的「放熱反應」。質量增加是因為粉末與空氣中的氧氣產生了化學反應。 |
小蘇打粉加熱實驗 | 產生無色液滴，使藍色氯化亞鈷試紙變成紅色；產生的氣體導入澄清石灰水會變得混濁。 | 液滴為「水」，氣體為「二氧化碳」。此過程需要吸收外界熱量才能進行，屬於「吸熱反應」。 |
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