金屬的活性序
進階金屬按反應活躍程度排成活性序：鉀＞鈉＞鈣＞鎂＞鋁＞鋅＞鐵＞鉛＞銅＞銀＞金。活性越高越易和氧、水、酸反應；活性高的金屬可以置換活性低金屬的鹽溶液（例如鐵釘放入硫酸銅會析出銅）。
- 活性序：鉀鈉鈣鎂鋁 鋅鐵鉛銅 銀金
- 活性高：易反應、易被氧化
- 置換：活性高踢走活性低
§課文原文 Passage
1金屬的活躍程度差別極大：鉀和鈉一接觸水便劇烈反應，金和銀擺放幾百年也幾乎沒有變化。科學家按照反應的劇烈程度，由強到弱排出「活性序」：鉀、鈉、鈣、鎂、鋁、鋅、鐵、鉛，之後是銅、銀、金。氫雖然不是金屬，卻排在鉛和銅之間，作為判斷金屬能否與稀酸反應的參考線。
2排位越前的金屬，與氧和水的反應越容易發生。鉀和鈉活躍得須浸在油中，隔絕空氣保存；鎂燃燒時發出刺眼的白光；銅要加熱才慢慢變黑，生成黑色的氧化銅。與水反應的條件也隨活性下降而越趨苛刻：鉀、鈉、鈣在常溫已能與冷水反應，鎂要有熱水才有明顯反應，銅、銀、金則與水完全不反應。
3只有排在氫之前的金屬才能與稀酸反應並放出氫氣，活性越高反應越劇烈；銅、銀、金排在氫之後，所以稀酸可以用銅器盛載。活性序還能預測置換反應：活性高的金屬能把活性低的金屬從其化合物溶液中置換出來。將鐵釘放入藍色硫酸銅溶液，鐵比銅活躍，便把銅置換出來，鐵釘表面出現紅褐色的銅層，溶液由藍色轉為淺綠色；反過來把銅放入硫酸亞鐵溶液，則不會發生任何變化。
4活性序也決定金屬在自然界的存在形式和提煉方法。金和銀極不活躍，以單質形態直接存在；鋅、鐵等以礦石形式存在，可用碳還原等加熱方法提煉；鋁等更活躍的金屬則須用電解法。金屬越活躍，提煉越困難——鋁在地殼中的含量其實比鐵多，但人類要到十九世紀發明電解法之後，才能大量使用鋁。
1重點摘要 Summary
金屬按反應活躍程度排成活性序：鉀＞鈉＞鈣＞鎂＞鋁＞鋅＞鐵＞鉛＞銅＞銀＞金。活性越高越易和氧、水、酸反應；活性高的金屬可以置換活性低金屬的鹽溶液（例如鐵釘放入硫酸銅會析出銅）。
2生字卡 Vocabulary
金屬由最活躍排到最不活躍的次序。
活性高的金屬將活性低的金屬從它的化合物中「踢走」。
金屬和氧化合的產物，例如氧化銅 CuO。
好少參與反應，例如金、銀。
金屬與氧結合的反應；活性越高的金屬越易被氧化。
用來測試金屬活性的酸；氫之上的金屬與之反應並放出氫氣。
活性序中的參考位置；氫之上的金屬才能與稀酸反應。
極不活躍的金屬（金、銀）以純金屬形態存在於大自然。
3逐步講解 Steps
- 記活性序口訣活性序口訣「鉀鈉鈣鎂鋁，鋅鐵鉛，銅銀金」，由左至右活性遞減：排得越前，金屬越活躍。氫雖然不是金屬，卻排在鉛和銅之間，作為一條參考線，決定哪些金屬能與稀酸反應。背熟這條次序，是判斷金屬與氧、水、酸的反應，以及置換反應能否發生的基礎，整個章節的題目都建立在它之上。
- 對氧：活性高的金屬燃燒更猛烈活性越高的金屬越容易與氧化合：鉀和鈉活躍得須浸在油中，隔絕空氣保存；鎂燃燒時發出刺眼的白光；銅要加熱才慢慢變黑，生成黑色的氧化銅；金和銀極不活躍，在自然界以單質形態存在，古代人在河床直接拾到天然金塊，正是這個原因。反應的猛烈程度，恰好按活性序由強到弱排列。
- 對水：鉀鈉鈣常溫已反應鉀、鈉、鈣在常溫已能與冷水反應，鉀和鈉更會熔成小球、浮在水面快速游動；鎂要有熱水才有明顯反應，鐵須接觸高溫蒸氣才緩慢反應；銅、銀、金則與水完全不反應。可見反應條件隨活性下降而越趨苛刻，這些實驗現象是判斷金屬活躍程度的重要證據，也是排序題的常用素材。
- 對酸：活性序在氫之前的金屬先反應只有活性序排在氫之前的金屬，即由鉀至鉛，才能與稀酸反應並放出氫氣，活性越高反應越劇烈；銅、銀、金排在氫之後，與稀酸不起反應，所以稀酸可以用銅器盛載。實驗中觀察氣泡出現的快慢，正是比較金屬活躍程度的常用方法，也是排序實驗題的作答依據，引用實驗結果作答會更有說服力。
- 置換反應條件置換反應只有一條規則：活性高的金屬能把活性低的金屬從其化合物溶液中置換出來。例如鐵比銅活躍，可以把銅從硫酸銅溶液中置換出來；反過來，銅卻不能置換鐵。判斷這類題目時，先查活性序再下筆，把方向倒轉是最常見的錯誤；緊記「活躍者排擠不活躍者」這條規則，即可避免失分。
- 活性序與提煉活性序決定金屬在自然界的存在形式和提煉難度：金、銀極不活躍，以單質形態直接存在；鋅、鐵等以礦石形式存在，可用碳還原等加熱方法提煉；鋁等更活躍的金屬則須用電解法。金屬越活躍越難提煉——鋁在地殼中的含量其實比鐵多，但人類要到十九世紀發明電解法之後，才能大量使用鋁。
4圖解 Diagrams
5例題示範 Example
將一條鐵釘放入藍色硫酸銅溶液，會發生什麼事？
- 活性序：鐵＞銅
- 鐵將銅從硫酸銅中置換出來
- 藍色漸變淺（銅離子減少），鐵釘表面出現紅褐色銅
- 方程式：Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu
- 答案：鐵的活性高於銅，所以鐵把銅從硫酸銅溶液中置換出來：鐵釘表面逐漸覆蓋一層紅褐色的銅，溶液因藍色的銅離子減少、生成淺綠色的硫酸亞鐵而由藍轉綠。方程式：Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu。作答時須寫出「鐵比銅活躍→發生置換→顏色變化＋沉積物」三個得分點。
6常見錯誤 Mistakes
75 題快測 Quick check
Q1哪個較活躍：鋅定銅？
Q2鎂放入硫酸亞鐵溶液會不會反應？
Q3為什麼金可以在大自然直接找到（金塊）？
Q4把銅片放入稀硫酸，會不會放出氫氣？為什麼？
Q5鉀和鈉為什麼要浸在油中保存？
8重點回顧 Recap
- 活性序：鉀鈉鈣鎂鋁 鋅鐵鉛銅 銀金
- 活性高：易反應、易被氧化
- 置換：活性高踢走活性低
- 氫之上的金屬才與稀酸反應，放出氫氣
- 鉀鈉要浸油保存；金銀以天然單質存在