課程名稱：氧化還原反應 編授教師： 中興國中 楊秉鈞

 元素與氧化物 的反應探索

氫氣與氧化銅反應  氫氣與氧化銅的反應：（媒體：1，1’10” ） （1）將紅色銅線放入長玻璃管內加熱，銅形成 色的 。 （2）接著通入氫氣後，發現： 。 （3）反應： 黑 氧化銅 又回復成紅色銅線 圖檔資源：http://mattson.creighton.edu/PipetRxnCu-CuO/PipetRxnCu-CuO.html

鋅粉與氧化銅反應  鋅粉與氧化銅的反應：（媒體：1，50” ） （1）將灰色的鋅粉與黑色的氧化銅共熱 （2）發現： 。 （3）反應：  鋅粉與氧化銅的反應：（媒體：1，50” ） （1）將灰色的鋅粉與黑色的氧化銅共熱 （2）發現： 。 （3）反應： 紅棕色 有紅色銅生成

碳粉與氧化銅反應  碳粉與氧化銅的反應：（媒體：1，7’39” ） （1）將黑色的碳粉與黑色的氧化銅以鋁箔紙捲包裹共熱 （2）發現： 。 （3）反應： 有紅色銅生成

鎂與二氧化碳反應  鎂與二氧化碳的反應：（媒體：1，3’9” ；2，3’9” ） （1）將鎂帶點燃後，置入二氧化碳中 （2）發現： 。 （3）反應： 鎂能在二氧化碳中燃燒且瓶壁有黑色碳生成 碳附著瓶壁

 氧化還原反應

氧化還原的反應類型 A ＋ BC → B ＋ AC  氧化還原的反應類型：  屬於 反應 取代（置換） ＋ → ＋ 反應 化學反應式  氧化還原的反應類型：  屬於 反應 取代（置換） ＋ → ＋ A ＋ BC → B ＋ AC 反應 化學反應式 氫＋氧化銅 鋅＋氧化銅 碳＋氧化銅 鎂＋二氧化碳

氧化還原反應的定義  氧化還原反應的定義：氧化反應與還原反應相伴發生的反應 （1）狹義的定義：涉及 的得失  ：物質與氧作用的反應（ 的反應）  ： 失去氧的反應（ 的反應） （2）廣義的定義：涉及 的得失  ：物質失去電子者  ：物質得到電子者 氧 氧化 得氧 還原 氧化物 失氧 CuO 被還原 Zn 被氧化 電子數 氧化 還原 Cu2+ 被還原 （媒體：1） Zn 被氧化

氧化還原反應的發生  氧化還原反應的發生： （1）反應原理： 活性 的元素能從氧化物中，把活性 的元素取代出來 （2）討論： 大 小 反應  氧化還原反應的發生： （1）反應原理： 活性 的元素能從氧化物中，把活性 的元素取代出來 （2）討論： 大 小 反應 化學反應式 元素活性推測 氫＋氧化銅 銅＋氧化鎂 鋅＋氧化銅 碳＋氧化銅 鎂＋二氧化碳 A＋BC X

狹義定義的反應物角色描述  狹義定義的反應物角色描述：涉及 得失的反應 （1）在反應中得氧者：本身 （有還原力，有還原作用）。  有使他物 的能力，稱作 。 （2）在反應中失氧者：本身 （有氧化力，有氧化作用）。  有使他物 的能力，稱作 。 氧 被氧化 還原 還原劑 被還原 氧化 氧化劑 Zn 是還原劑 Zn 被氧化 CuO 被還原 CuO 是氧化劑

氧化與還原必相伴發生 Zn 得氧 CuO 失氧 Zn 被氧化 CuO 被還原 Zn 還原劑 CuO 氧化劑

廣義定義的反應物角色描述  廣義定義的反應物角色描述：涉及 得失的反應 （1）在反應中失電子者：本身 （有還原力，有還原作用）。  有使他物 的能力，稱作 。 （2）在反應中得電子者：本身 （有氧化力，有氧化作用）。  有使他物 的能力，稱作 。 電子數 被氧化 還原 還原劑 被還原 氧化 氧化劑 Zn 是還原劑 Zn 被氧化 Cu2+ 被還原 Cu2+ 是氧化劑

氧化還原反應的角色說明 氧 化 劑 失氧者，被還原，擔任氧化劑。 氧化劑本身被還原，是能使他物氧化的物質。 氧化劑是具氧化力的物質，是能使他物氧化的物質。 氧化劑是具氧化作用的物質，是能使他物氧化的物質。 氧化劑會失氧，使他物得氧。 強氧化劑是自己容易失氧，使他物容易得氧。  失氧＝被還原＝氧化劑（力、作用） 還 原 劑 得氧者，被氧化，擔任還原劑。 還原劑本身被氧化，是能使他物還原的物質。 還原劑是具還原力的物質，是能使他物還原的物質。 還原劑是具還原作用的物質，是能使他物還原的物質。 還原劑會得氧，使他物失氧。 強還原劑是自己容易得氧，使他物容易失氧。  得氧＝被氧化＝還原劑（力、作用） 得氧與失氧、氧化與還原，伴隨發生。 還原劑與氧化劑，共同存在。

活性序列看氧化還原角色  活性序列： 活性愈小 活性愈大 氧化物 愈安定 氧化物 愈不安定 愈易氧化（得氧） 強還原劑（力；作用） （愈容易燃燒） （愈不容易燃燒） 氧化物 愈安定 氧化物 愈不安定 愈易氧化（得氧） 氧化物愈易還原（失氧） 強還原劑（力；作用） 強氧化劑（力；作用） 弱氧化劑（力；作用） 弱還原劑（力；作用）

範例解說 1.反應：Zn ＋ CuO → Cu ＋ ZnO  被氧化成 ； 被還原成 。  有氧化力（作用），擔任 劑，其本身被 。  有還原力（作用），擔任 劑，其本身被 。 2.反應：H2+CuO → Cu+H2O  被氧化成 ； 被還原成 。  有氧化力（作用），擔任 劑，其本身被 。  有還原力（作用），擔任 劑，其本身被 。 3.（ ）將下列各組的混合物加熱，哪一組能發生氧化還原反應？ 　(A) Na2O＋MgO　 (B) Mg＋Ca　 (C) Al＋CuO　 (D) Na2O＋MgO Zn ZnO CuO Cu CuO 氧化 還原 Zn 還原 氧化 H2 H2O CuO Cu CuO 氧化 還原 H2 還原 氧化 C

範例解說 4. X、Y、Z、W為四種金屬，XO、YO、ZO、WO為該金屬氧化物， 現以各種金屬與金屬氧化物互相作用，結果如附表所示。則： ＋ － － － － （1）X、Y、Z、W四種金屬元素活性由大至小依次為： 。 （2）如表，甲、乙、丙、丁、戊、己中有反應者為？ 　 (A)乙丙　(B)丁戊　(C)丙丁　(D)甲己。 。 Y＞X＞W＞Z B Y＞X X＞Z W＞Z  Y＞X＞W＞Z X＞W

範例解說 4. X、Y、Z、W為四種金屬，XO、YO、ZO、WO為該金屬氧化物， 現以各種金屬與金屬氧化物互相作用，結果如附表所示。則： （3）XO、YO、ZO、WO 四種金屬元素的氧化物其活性大小依序為？ 。 （4）X、Y、Z、W 之中，有最強還原作用的是？： 。 ZO＞WO＞XO＞YO Y ∵ Y＞X＞W＞Z ∴ YO＜XO＜WO＜ZO  強還原作用＝強還原劑＝ 最易得氧  Y

 金屬的冶煉

金屬的冶煉原理  冶煉： （1）意義：從金屬礦（多為 ）中提煉出金屬的過程 （2） 冶鍊法：用 使礦石中的金屬還原出來 （3）原理： 。  冶煉： （1）意義：從金屬礦（多為 ）中提煉出金屬的過程 （2） 冶鍊法：用 使礦石中的金屬還原出來 （3）原理： 。 氧化物 還原 還原劑 氧化還原 還原劑 失氧（被還原） 得氧（被氧化） 氧化劑 還原劑 鋅礦 鐵礦 銅礦 鉛礦

金屬的冶煉原理  冶煉： （4）還原法冶煉的要件：    。 （5）還原劑選用原則：還原劑的活性需大於金屬礦的金屬活性  用於鋅、鐵、鉛、銅礦等，常用 當做還原劑。 （ ∵ 其 ） 礦物 (氧化劑) 還原劑 高溫 碳 C 價格便宜 其四者氧化物 若欲使其失氧 還原劑選用 需選擇活性比 大者 Zn

高爐煉鐵  高爐煉鐵： （1）煉鐵場所：高爐（鼓風爐） （2）煉鐵四大要件及功能：  氧化劑：鐵礦必須為 。  還原劑：  焦煤（＝煤焦或焦炭）  （副產物）  熱空氣：達高溫 800℃  熔劑：  矽土： 。  灰石： 。 受料斗 生鐵車 風口 出鐵口 出渣口 渣灌車 氧化鐵 一氧化碳 四要件 鐵礦 焦煤 熱空氣 熔劑 角色 氧化劑  還原劑 達高溫  除去雜質  燃料  避免生鐵氧化

受料口 熔渣出口 生鐵出口 熱風口 800 ℃ 高爐煉鐵示意圖 （密度小於生鐵） （熔渣 ）

高爐煉鐵反應式一覽表 物質 化學反應 功能 Fe2O3 鐵礦 氧化劑 C 焦煤  燃料  還原劑 CO 還原劑 CaCO3 熔劑 生成CaO SiO2 熔劑  除去雜質  密度小浮於生鐵 上避免再氧化 （熔渣）

鐵的應用  鐵的應用： （1）鐵的冶煉：  剛煉製的鐵，稱為 。  將碳除去，使接近純鐵，稱為 。  熟鐵加入少量的碳，增加硬度與密度，稱為 。  鋼加入適量的鎢，稱為 。  鋼加入適量的錳，稱為 。  鋼加入適量的鉻、鎳，稱為 。 （2）應用： （媒體：1，6’26”） 生鐵 熟鐵 鋼 鎢鋼 錳鋼 不銹鋼 類別 含碳量 性質 用途 生鐵 （鑄鐵） 最多 含雜質，質硬而脆，宜鑄造 鐵管、煉鋼 鋼 中 宜鑄造也宜鍛接 廣 熟鐵 最少 近純鐵，富延展性，宜鍛接

範例解說 1.反應： Fe2O3＋C → Fe＋CO2 （未平衡）  平衡係數  。  被氧化成 ； 被還原成 。  有氧化力（作用），擔任 劑，其本身被 。  有還原力（作用），擔任 劑，其本身被 。 2.反應：Fe2O3＋CO → Fe＋CO2 （未平衡）  平衡係數  。  被氧化成 ； 被還原成 。  有氧化力（作用），擔任 劑，其本身被 。  有還原力（作用），擔任 劑，其本身被 。 C CO2 Fe2O3 Fe Fe2O3 氧化 還原 C 還原 氧化 CO CO2 Fe2O3 Fe Fe2O3 氧化 還原 CO 還原 氧化

範例解說 3.（ ）下列哪一項反應過程，必須加入還原劑？ 　 (A) Fe2O3 → Fe (B) Cu → CuO (C) CO → CO2 (D) Mg → MgO 4.（ ）下列哪一項反應過程，必須加入氧化劑？ (A) Fe2O3 → Fe (B) H2 → H2O (C) MgO → Mg (D) CaCO3→CaO 5.（ ）2Fe2O3＋3C → 4Fe＋3CO2，試問12公斤的煤焦和足量Fe2O3反 應，約可煉得多少公斤的鐵？（Fe＝56） 　(A) 224　(B) 112　(C) 75　(D) 56 公斤 A  還原劑，有還原力，使他物失氧 B  氧化劑，有氧化力，使他物得氧 C

 生活中的 氧化還原反應

生活中的氧化還原反應 氧化作用 還原作用  生活中的氧化還原反應 （1）常見的氧化還原反應： 呼吸作用 鐵生銹 物質燃燒 光合作用  生活中的氧化還原反應 （1）常見的氧化還原反應： 氧化作用 還原作用 呼吸作用 鐵生銹 物質燃燒 生物分解作用 人體新陳代謝 漂白水漂白作用 光合作用

常見的氧化劑與還原劑  生活中的氧化還原反應 （2）常見的氧化劑與還原劑： 氧化劑 還原劑 氧氣 O2 氯氣 Cl2 次氯酸鈉 NaOCl  生活中的氧化還原反應 （2）常見的氧化劑與還原劑： 氧化劑 還原劑 氧氣 O2 氯氣 Cl2 次氯酸鈉 NaOCl 次氯酸鈣 Ca(OCl)2 硫酸 H2SO4 過氧化氫 H2O2 硝酸 HNO3 焦炭 C 氫氣 H2 一氧化碳 CO 二氧化硫 SO2

生活中的氧化還原說明  類胡蘿蔔素、維他命 C或 E：利用 作用減緩食品氧化。  它們是 ，亦稱為 。 呼吸作用： 蠟燭燃燒： 還原劑 抗氧化劑 呼吸作用： 蠟燭燃燒： 鐵 生 銹： 氧化劑 還原劑

生活中的氧化還原 漂白作用  漂白作用： （1）氧化型漂白劑：  利用 作用將色素破壞，漂白後顏色不會恢復  氯漂白劑：含次氯酸鈉 。  氧漂白劑：含過氧化氫 。 （2）還原型漂白劑：  利用 作用將色素還原成無色化合物，漂白後易恢復  二氧化硫： 。 氧化 還原

課程結束